复合晶体的制备与性能表征(专业课)
石墨烯复合材料的制备、表征及性能
石墨烯复合材料的制备、表征及性能郝丽娜【摘要】石墨烯属于一种二维晶体结构,它是由碳原子紧密堆积而成,其中有富勤烯、石墨以及碳纳米管等基本单元,这些都是碳的同位异形体.石墨烯在力学领域、电学领域、热学领域以及光学领域等都发挥出其优越的性能,因此,这一复合材料在当今已经成为了科学领域和物理学领域之中研究的焦点.对石墨烯复合材料的制备、表征以及性能进行分析,希望可以对石墨烯的应用与研究起到一定的帮助.%Graphene belongs to a two-dimensional crystal structure,which is formed by the close packing of carbon atoms.There are basic units such as rich olefins,graphite and carbon nanotubes,which are allomorphs of carbon.Graphene has exerted its superior performance in various fields such as mechanics,electricity,heat,and optics.Therefore,this composite material has become the focus of research in the fields of science and physics.This paper is to analyze the preparation,characterization and performance of graphene composites,and hope to help the applicationand research of graphene.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2019(045)009【总页数】2页(P128-129)【关键词】石墨烯复合材料;制备;表征;性能【作者】郝丽娜【作者单位】齐齐哈尔工程学院,黑龙江齐齐哈尔 161005【正文语种】中文【中图分类】TB332 ;TM53因为石墨烯所具有的二维晶体结构是比较特殊的，所以其纵横比很高、电子迁移率也很高，这就使得石墨烯在储能领域之中的应用前景十分广泛。
复合物制备与表征
复合物制备与表征1.1 复合材料的制备1.1.1 实验试剂浓盐酸、浓硫酸、氢氧化钠、石墨粉、硫代硫酸钠、五氧化二磷、高锰酸钾、过氧化氢溶液（3%）、三氯化钛溶液（15wt%）、去离子水。
实验所用试剂均未经预先处理，纯度为分析纯。
1.1.2 GO的制备实验用的氧化石墨烯（GO）采用修正的Hummers法制成：将50ml浓硫酸加热至90℃，并加入硫代硫酸钠和五氧化二磷各10g，搅拌均匀，待溶液冷却到80℃加入石墨12g，持续搅拌5小时。
用水洗涤除酸后，于50℃干燥。
所得产物加入于冰浴冷却的460ml浓硫酸中，再缓慢加入高锰酸钾60g后，水浴35℃保持1.5小时，加入920ml水稀释，并加入50ml浓度为3%的过氧化氢，溶液呈亮黄色液体。
离心洗涤产物并通过透析除去金属离子，干燥后即得到GO。
1.1.3 RGO/TiO2的制备称取20mgGO加入50ml去离子水中，充分混合超声震荡20分钟。
加入50ml 盐酸溶液和2ml三氯化钛溶液（15wt%），继续超声震荡5分钟，于90℃反应6小时。
离心洗涤至溶液呈中性，无Cl-被检出。
在80℃下干燥24小时，研磨后即为产物样品。
1.2 表征及性能测试1.1.1 X射线衍射所用仪器为粉末X射线衍射仪（X-ray Diffractometer），生产厂商：日本理学公司（Rigaku），仪器型号：D/max-2400。
扫描范围5°-80°，扫描步进0.02°,扫描速度15°/分钟。
1.1.2 场发射扫描电镜所用仪器为日立（HITACHI）公司的S-4800型扫描电镜，将样品粉末均匀涂抹于导电胶后，放入仪器观测样品表面形貌。
1.1.3 光催化测试将20mg样品加入100mL浓度10mg/L的罗丹明B中，黑暗处理30分钟，期间在20分钟时和30分钟时分别取样1次。
500W汞灯照射，首先进行5分钟预热，待光源稳定后，进行2小时稳定照射，取样为每间隔20分钟取一次。
功能复合材料的制备与性能研究
功能复合材料的制备与性能研究1. 引言功能复合材料是一类具有特殊性能和广泛应用前景的新材料，其制备与性能研究一直备受学术界和工业界的关注。
本文将分析功能复合材料的制备方法以及对其性能进行研究的重要性。
2. 准备方法功能复合材料的制备通常涉及两个关键步骤：填充材料的选择和基体材料的制备。
填充材料通常是纳米级或微米级材料，如纳米颗粒、碳纳米管、金属氧化物等。
这些填充材料的选择取决于所需的性能和应用场景。
基体材料可以是塑料、陶瓷或金属等，其选择与填充材料的相容性以及最终产品的功能有关。
3. 填充材料的表征方法功能复合材料的性能研究离不开对填充材料的表征。
常见的表征方法包括扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱等。
这些表征方法可以提供填充材料的形貌、结构、晶体相和化学组成等信息，有助于深入理解复合材料的性能。
4. 功能复合材料的性能研究功能复合材料的性能研究是评估其在实际应用中的性能和可行性的重要步骤。
常见的性能指标包括力学性能、热学性能、电学性能等。
力学性能可以通过拉伸试验、硬度测试等来评估，热学性能可以通过热膨胀系数、导热系数等参数来表征，电学性能可以通过电阻率、电导率等指标来判断。
这些性能指标的研究可以提供科学依据，指导复合材料的合理设计和加工。
5. 功能复合材料的应用前景功能复合材料具有广泛的应用前景，在诸多领域都有潜在的应用价值。
以汽车行业为例，功能复合材料可以应用于车身结构、发动机部件、悬挂系统等，以提高整车的强度、降低重量、提升燃油效率等。
此外，功能复合材料在航空航天、电子器件、能源储存等领域也有诸多应用。
深入研究功能复合材料的制备和性能可以进一步拓宽其应用领域，推动科技发展。
6. 结论功能复合材料的制备与性能研究是当今材料科学研究的热点之一。
通过选择合适的填充材料和基体材料，并对其进行准确表征和细致性能研究，可以提高功能复合材料的综合性能，为其广泛应用打下基础。
有机无机纳米复合材料的合成及性能表征
有机无机纳米复合材料的合成及性能表征纳米材料的出现和应用，是人类材料科学领域的一次伟大革命。
其中有机无机纳米复合材料因其优异的性能备受关注。
本文将介绍有机无机纳米复合材料的合成方法及其性能表征。
一、有机无机纳米复合材料的合成方法1. 溶胶-凝胶法溶胶凝胶法是合成无机有机纳米复合材料最重要的方法之一。
这种方法利用无机某些物质，例如硅酸三乙酯、钛酸酯等，在溶剂中制备出乳状溶胶，然后通过退火、焙烧等处理方式，最终获得相关纳米复合材料。
溶胶凝胶方法具有操作简便、成本低廉、制备周期短等优点。
2. 真空旋转涂布法真空旋转涂布法（VAC method）是复合材料制备的一种快速、简单、成本低廉的方法。
该方法利用真空吸附技术将有机材料温度控制在50~200℃，然后通过旋转混合的方式制备出有机无机复合薄膜。
VAC方法对于制备微纳米薄膜有很好的应用价值。
3. 热解法热解法是一种高温方式制备无机有机纳米复合材料。
通常采用两步加工，首先在常温下将有机物质与无机物质在某些溶剂中混合，形成溶胶。
然后在高温条件下热解，得到有机无机复合材料。
这种方法制备出的纳米复合材料晶体纯度高，晶粒大小均匀，但需要较高的制备技术。
4. 电沉积法电沉积法基于电化学原理设计的一种制备纳米复合材料的方法。
在外加电场作用下，金属离子在电极表面还原，同时有机分子在电场下定向积聚形成有机无机复合材料。
电沉积法可以制备出非常规形态的有机无机纳米复合材料，并且具有高度的可控性。
二、有机无机纳米复合材料的性能表征1. 感光性能如何增强复合材料的感光性能是当前研究的热点之一。
有机无机纳米复合材料具有较高的紫外吸收能力，同时对于光子的感应性能也比较高，还可以通过分子工程等方法进行增强。
这种材料可以被用作开关、存储、感测器等领域。
2. 光催化性能有机无机纳米复合材料的催化性能也受到了广泛的研究。
复合材料的光催化性能主要由金属氧化物、活性小分子、有机分子等组成，其中的能带结构和光吸收特性会影响催化反应。
纳米颗粒复合材料的制备与表征
纳米颗粒复合材料的制备与表征随着科技的不断发展，纳米材料已经成为材料领域的热点研究方向之一。
纳米材料具有特殊的物理、化学和生物学性质，其在能源、环境、医药等领域具有广泛的应用前景。
而纳米颗粒复合材料则是将纳米颗粒与其他材料结合起来，发挥各种材料的优势，从而实现材料性能的提升。
本文将讨论纳米颗粒复合材料的制备与表征。
一、纳米颗粒复合材料的制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的纳米颗粒复合材料制备方法。
该方法通过溶胶中的化学反应使得溶液逐渐形成凝胶，然后通过热处理得到所需的复合材料。
这种制备方法适用于制备多种纳米颗粒复合材料，例如纳米金银颗粒复合材料、纳米氧化物颗粒复合材料等。
2. 真空沉积法真空沉积法是通过将纳米颗粒在真空环境下沉积在基底材料上，制备纳米颗粒复合材料。
在真空环境下，纳米颗粒大量散发的粒子能够均匀地沉积在基底材料上，形成复合材料。
这种制备方法适用于制备纳米金属复合材料、纳米合金复合材料等。
3. 水热合成法水热合成法是利用水的高温高压环境合成纳米颗粒复合材料的一种方法。
在水热合成过程中，水的高温高压条件下可以促使溶质在水中形成纳米颗粒。
该方法可以制备出具有高比表面积和优良光学性能的纳米颗粒复合材料。
二、纳米颗粒复合材料的表征方法1. X射线衍射（XRD）X射线衍射是一种常用的纳米颗粒复合材料表征方法。
通过将X射线照射到材料上，根据X射线与材料晶体结构相互作用的特性，可以得到材料的晶体结构信息，如晶胞常数、晶体结构等。
这对于研究纳米颗粒复合材料的晶体形貌和晶体性质具有重要意义。
2. 透射电子显微镜（TEM）透射电子显微镜是一种用来观察纳米颗粒复合材料的微观结构和形貌的表征方法。
通过透射电子显微镜，可以观察到纳米颗粒的大小、形状和分布情况，进而揭示其微观结构和性质。
此外，透射电子显微镜还可以用于观察纳米颗粒复合材料的界面结构和化学组成。
3. 热重分析（TGA）热重分析是一种用来研究纳米颗粒复合材料热稳定性和热分解性的表征方法。
氧化铁复合材料的制备、表征与性能研究
氧化铁复合材料的制备、表征与性能研究氧化铁复合材料是一类由氧化铁和其他材料组成的复合材料，具有多种优异的性能和潜在的应用价值。
本文将从氧化铁复合材料的制备、表征以及性能研究三个方面进行探讨。
首先，氧化铁复合材料的制备方法多样，常见的有物理混合、机械合成、溶液法、凝胶法等。
其中溶液法是最常用的制备方法之一。
先将氧化铁纳米颗粒和其他材料的溶液混合，然后通过溶剂挥发或热处理使溶液中的物质沉淀形成复合材料。
制备过程中可以调节反应溶液的pH值、反应时间和温度等参数，以控制复合材料的组分、形貌和尺寸。
其次，对氧化铁复合材料进行表征有助于了解其结构和性质。
常用的表征手段包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等。
这些手段可以得到复合材料的形貌特征、晶体结构、元素成分和功能基团等信息。
例如，SEM和TEM可以观察到复合材料的颗粒形状和分布情况，XRD可以确定其晶体结构，而FTIR可以分析其化学键和官能团。
最后，氧化铁复合材料的性能研究是提高其应用价值的关键。
氧化铁本身具有较高的磁性、光学、电化学等性能，而复合材料的引入可以进一步改变其性能。
以磁性为例，复合材料中引入的其他材料可以调节氧化铁颗粒间的磁耦合效应，进而调控复合材料的磁性能。
此外，复合材料还可以通过控制含有其他材料的比例和形貌来调节其导电性、光学吸收等性能。
例如，将氧化铁与金属或半导体纳米颗粒复合，可以提高复合材料的导电性和催化性能。
总之，氧化铁复合材料具有丰富的制备方法，通过适当选择制备条件可以得到不同形貌和性能的复合材料。
对复合材料进行表征可以揭示其结构和性质，为进一步研究和应用提供基础。
性能研究的结果显示，复合材料可以通过调节组分和形貌来改变其磁性、导电性和光学吸收等性能。
这些发现为氧化铁复合材料在磁性、电子器件、光催化等领域的应用奠定了坚实的基础。
未来，还需要进一步深入研究氧化铁复合材料的制备、表征与性能，以挖掘其更多的潜在应用价值综上所述，氧化铁复合材料具有丰富的制备方法和多样的性能调控手段。
《Cu-Gd2O3复合材料制备及性能研究》范文
《Cu-Gd2O3复合材料制备及性能研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，复合材料因其独特的物理和化学性质在众多领域得到了广泛的应用。
Cu-Gd2O3复合材料作为一种新型的复合材料，具有优异的电性能、磁性能和化学稳定性，因此备受关注。
本文旨在研究Cu-Gd2O3复合材料的制备工艺及其性能，为该材料的实际应用提供理论依据。
二、制备方法Cu-Gd2O3复合材料的制备主要采用溶胶-凝胶法。
具体步骤如下：1. 将适量的铜盐和钆盐溶解在适当的溶剂中，形成混合溶液。
2. 加入适量的表面活性剂，以控制颗粒的形态和大小。
3. 在一定的温度下进行水解反应，形成凝胶状的前驱体。
4. 通过干燥、热处理等工艺，得到Cu-Gd2O3复合材料。
三、性能研究1. 结构分析利用X射线衍射（XRD）技术对Cu-Gd2O3复合材料的晶体结构进行分析。
通过对比标准谱图，可以确定复合材料中各组分的晶体结构和相组成。
同时，利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察复合材料的微观形貌，分析其颗粒大小和分布情况。
2. 电磁性能研究通过测量复合材料的电导率和磁导率，研究其电磁性能。
采用矢量网络分析仪测量样品的复介电常数和复磁导率，分析其频率依赖性和温度依赖性。
同时，通过磁滞回线等测试手段，研究复合材料的磁性能。
3. 化学稳定性研究通过浸泡实验和电化学测试等方法，研究Cu-Gd2O3复合材料在不同环境中的化学稳定性。
将样品浸泡在不同介质中，观察其表面形貌和化学成分的变化，以及电化学性能的改变。
四、结果与讨论1. 制备结果通过溶胶-凝胶法制备的Cu-Gd2O3复合材料具有均匀的颗粒分布和良好的结晶性。
通过调整制备工艺参数，可以控制颗粒的大小和形态。
2. 性能分析（1）结构分析：XRD、SEM和TEM结果表明，Cu-Gd2O3复合材料具有特定的晶体结构和微观形貌，各组分分布均匀。
（2）电磁性能：复介电常数和复磁导率测试结果表明，Cu-Gd2O3复合材料具有优异的电磁性能，且频率和温度依赖性较小。
La(Ca,Sr)MnO3Agx多晶复合材料制备及其性能
• CMR材料的最大特点就是随温度的降低有 一个顺磁－铁磁的转变，这一转变还伴随 着绝缘体到金属的相变，且在该温度转变 点Tc附近，CMR材料具有很大的温度电阻 系数TCR值。利用这一特性可以制成测辐 射热仪（Bolometer）。
• 利用薄膜在倾斜衬底上的各向异性Seedeck 效应(两种金属接成闭合回路并使两个接头 处的温度不同时,在闭合回路中会有电流形 成, 开路下则有电压产生, 这一现象叫做温 差电效应即塞贝克效应。)引起的激光感生 热电电压信号，该信号峰值与激光功率/能 量成较好的线性关系而将该薄膜制成激光 功率/能量的探测器件； • 利用薄膜在随温度变化时的铁磁金属到顺 磁绝缘体的转变产生的电阻的剧烈变化来 制作超巨磁阻（CM3和La1-xSrxMnO3的磁性和 导电性相图
图1-xCaxMnO3的磁 性和导电性相图
图8. La1-xSrxMnO3的磁性和 导电性相图
• 从图中可以看出当Ca或Sr的掺杂量在33% 时相变温度最高。其中CI为自旋成角绝缘 态，COI为电荷有序绝缘态，CAFI为倾斜 反铁磁绝缘态，FI、AFM和PI为铁磁、反铁 磁和顺磁绝缘态，FMM和PMM表示铁磁和 顺磁金属态。R代表菱面体结构，O´代表 JT畸变的正交结构，O代表旋转的八面体正 交结构。TC，TN和TCO分别为居里温度、 Neel温度和电荷有序温度，一般情况下， TN<TCO<TC。只有在FM和FI区内的样品才 有可能表现出巨磁电阻效应。
图1.理想的钙钛矿ABO3晶格结构
• 实际的REMnO3晶体畸变成正交（orthorhombic） 对称或菱面体(rhombohedral)对称性。 • 由于晶场的作用，Mn3+(3d4)分裂为能量较高的eg 带和能量较低的t2g带（如图2）。由于d4中的eg电 子使氧八面体发生畸变，即所谓的John-Teller不 稳定形畸变（如图3），它使eg态的简并度降低。 • 另一个原因锰氧八面体的晶格畸变是A和B原子直 径相差较大，使A-O层与B-O层原子直径之和有较 大的差别，引起相邻层不匹配所致。
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读 书 笔 记（专业课）题 目：复合晶体的制备与性能表征 学 生：王晓丹（2005年秋博）专 业：材料学导 师：徐军研究员2007年12月中国科学院上海光机所目录 一：复合晶体二：复合晶体的制备方法三：复合晶体的性能表征一：复合晶体自20世纪60年代世界上第一台红宝石激光器问世以来，固体激光器一直是众多激光器中的佼佼者。
固体激光器的发展日新月异。
今天，固体激光系统可缩小到二极管抽运的微芯片激光器，大的有国家引爆实验室正在建造中的大型钕玻璃激光器（其规模有体育场那么大）。
二极管抽运源和新的抽运、谐振腔设计共同发挥作用，极大地改善了光束质量。
台式飞秒激光源也已经成为现实。
闪光灯抽运的Nd:Y3Al5O12（YAG）激光器能够输出高达5 kW的功率这种激光器已经应用于焊接。
很多实验室里已经有了大量输出高达千瓦级的二极管抽运激光器。
尽管固体激光器已经实现了高功率、大能量的输出，但在激光运转时还存在着热效应、温度梯度、自吸收效应等问题。
为了提高固体激光器工作物质的热均匀性，保证输出激光的光束质量和激光效率，经过大量的研究，人们提出了将激光晶体制成复合结构，形成了复合晶体,并将这种复合晶体应用到固体激光器中。
什么是复合晶体呢？复合晶体的形状与常见的激光晶体相似为棒状或片状。
其结构由两部分或三部分构成，两部分的结构为：一层为掺有激活离子的激光晶体，另一层为基质晶体，两层用无粘合剂的扩散连接技术结合而成或由生长技术直接生长而成。
三部分的结构为：两外层为基质晶体，中间层为掺有激活离子的激光晶体。
几种复合晶体的照片如图1所示。
(a)(b) (c)图1 复合晶体照片复合晶体的优点主要体现在以下几个方面：1.激光热性能和光束质量的改善由于激光器在工作时,泵浦光的能量只有一部分转化为激光,剩余的能量都被其它的竞争机制所消耗,如无辐射跃迁、自发辐射、基质吸收等,这些过程都会在激光介质中产生热量。
一般高功率系统都必须加冷却系统,但冷却系统会带来激光介质内部温度分布的不均匀,使内部温度比边缘高。
由于晶体的折射率会随着温度变化而变化,这样就会产生热透镜效应;晶体受热后还会产生应力双折射。
这些都使光束质量受到严重影响。
晶体边缘在热应力的作用下还会产生形变,向外凸出,这就改变了腔的形状,影响了光束质量,严重时还会造成断裂。
在激光晶体的两侧贴合未掺杂的基质晶体,这种复合晶体可以大大改善激光的热性能和光束质量。
这部分未掺杂的晶体所能起到的作用主要有以下几点: ① 增益介质的边缘由于未掺杂晶体的作用,受到的不再是张力,既不会产生形变,也不会断裂,所以提高了光束质量,提高了激光器的可靠性。
②未掺杂晶体的存在,有利于装夹结构和冷却系统的设计,不会因为这些结构而影响增益介质。
③ 这部分晶体可以起到热沉的作用,利于晶体更好地散热。
由图2所示,晶体内部颜色的深浅表示温度的高低,箭头所示方向为热量流动的方向。
从图中可以看出,未掺杂的部分可以起到热沉的作用。
在复合晶体中,热量不仅沿着半径方向流动,也沿着轴向流动。
未掺杂晶体由于不吸收泵浦光,不会产生热量,从而使激光晶体中的热量有效地散出。
④可以在两端复合上锥形的未掺杂晶体,作为导光锥的延续,进一步压缩光束,锥形的未掺杂晶体还可以有效抑制自激振荡和ASE。
⑤通过两端复合未掺杂晶体,使镀膜面和激光器中受热应力最大的面分开,防止一些对温度敏感的膜发生变化。
⑥对于侧面泵浦的情况来说,这种复合晶体使得模体积和泵浦体积更好地重合,提高泵浦光的利用效率。
图3是复合晶体和简单晶体在同样的泵浦条件下, 晶体内部的温度分布。
可以看出, 复合晶体使晶体内的最高温度降低了70 %。
图2 复合晶体内部热量流动方向和温度分布图3复合晶体与普通晶体的温度分布比较复合晶体不但是掺杂晶体与未掺杂晶体组合而成,而且还可以是激光晶体和其它导热性能更加良好的晶体复合在一起,进一步提高系统的热性能,比如将导热性能十分良好的蓝宝石和激光晶体复合在一起作为热沉。
2.激光系统的集成化复合晶体的另一个重要的应用是将各种不同功能的晶体复合在一起,形成一个整体,以实现系统的小型化和集成化,其中最典型的就是在被动调Q 微晶片激光器中的应用。
被动调Q与主动调Q相比,由于不需要开关电路,所以大大减少了整个装置的体积和复杂程度。
被动调Q放宽了对激光腔的制造公差和温度控制的要求,这样就能得到更便宜、小巧、可靠的调Q 激光器,其性能与主动调Q 激光器不相上下。
因此被动调Q 的方法广泛应用于小型激光系统中,现在主要采用Cr : YAG 作饱和吸收体以实现被动调Q。
将增益介质和饱和吸收体复合在一起形成复合晶体,既实现了小型化,提高了系统的可靠性,又能实现高峰值的功率和高光束的质量。
这种方式不仅有利于分别优化增益介质和饱和吸收介质的浓度、厚度和其它参数,灵活调节两者的相对比例以改变输出激光的脉宽和重复频率,而且还可以在微晶片激光器的两侧再复合上未掺杂的晶体,增加激光器的长度,便于激光器的装夹和其它处理,提高晶体的损伤阈值。
复合晶体在集成化方面的其它应用还有: 将倍频晶体和激光晶体复合在一起,获得各种集成的非线性激光系统。
还可以将各种几何光学元件复合在一起,以实现光学系统的小型化,特别是将很多微透镜复合在一起,获得微透镜阵列,用于二极管激光的准直。
小型化和微型化是工业产品发展的趋势。
随着航空航天技术和MEMS 的飞速发展,光机电的进一步综合,对激光光源的质量、体积、重量提出了更高的要求,在许多实际的应用中,系统的体积、重量和造价成了瓶颈。
复合晶体的出现就为解决这类问题提供了一个很好的途径。
3.获得大尺寸晶体复合晶体在激光方面还有一个很重要用途就是获得大尺寸的晶体。
有些晶体的生长受到工艺条件和晶体自身性质的限制,无法通过直接生长的方法获得大于一定尺寸的高质量的晶体。
将几块小晶体复合在一起,可以获得采用生长方法不能获得的大尺寸、高质量的晶体,而且用这种方法获得大尺寸晶体的成本往往比直接生长要低很多。
Ti :sapphire常常用于啁啾脉冲放大激光器。
由于脉冲放大激光器的峰值功率很高,很容易在晶体内部或表面产生裂纹,甚至造成断裂,因此需要经常更换晶体。
而生长大尺寸、高质量的Ti :sapphire 晶体又比较困难。
采用复合的方法将断裂的小晶体或生长所得的小晶体键合成一个大尺寸晶体,就可以降低生产成本,提高晶体质量。
经过实验证明,用这种方法获得的大尺寸晶体的性质与整块的晶体基本没有差别。
周期性极化的铌酸锂是一种十分重要的非线性物质,因为它采用的是准相位匹配的概念,不存在离散效应,对入射角的要求较低,因此可以采用较长的晶体,获得较大的变频能量。
为获得大孔径的周期性极化的铌酸锂晶体,必须增大它的厚度,但是直接生长厚度较大的晶体,易产生长周期误差,会降低非线性效率。
用外加电场的方法来制备,对设备的要求较高,而且所能获得的最大厚度只能在1mm 左右。
采用复合晶体，可以获得大厚度、高质量的周期性极化的铌酸锂晶体,满足高功率非线性转换的需求。
二：复合晶体的制备方法1、导模法导模法采取自动重量控制系统,应用8 kHz的热感应石墨衬托器和钼坩埚组成生长腔。
钼坩埚中心有一个钼质圆环，将坩埚分为同轴的两个圆环。
将掺有激活离子的原料放入坩埚的中心部分，将不掺杂激活离子的原料放入坩埚的外侧圆环中。
在高纯氩气气氛中，应用韦尔讷伊单晶培育法同时生长两种原料形成复合晶体。
具体生长示意图如图4所示。
图4 导模法生长复合晶体的示意图V. N. Kurlov等人应用导模法生长芯为Ti: Al2O3，周边为Al2O3的同轴有芯晶体，制成了复合结构。
晶体的外径为1.0－1.8mm，内径为0.4－1.2mm。
由于晶体中存在气泡和包裹物，所以至今未在器件中应用。
2、提拉法提拉法采用200kHz的中频感应提拉炉，铱坩埚，生长气氛为在流动的N2中掺入2vol%的O2。
采用提拉法生长复合晶体分为两个阶段，第一阶段为准备直径为a棒状掺有激活离子的激光晶体一根，相同基质的未掺杂晶体套筒一个，内径为b(b>a),外径为c。
将掺有激活离子的激光棒放入基质套筒中。
第二阶段为生长复合晶体。
将配好的基质粉料在坩埚中熔化，掺有激活离子的激光棒及基质套筒放于熔体上方，用基质套筒去接触熔体，由于毛细作用使熔体进入激光棒与套筒的中间层，覆盖掺有激活离子的激光棒。
具体生长过程如图5a-c所示。
当熔体进入套筒，覆盖激光棒达到合适的高度后，将套筒及激光棒整体脱离熔体并缓慢降温，使熔体围绕激光棒结晶，最后将套筒去除。
这样就生长成了芯层为掺有激活离子的激光棒，外层为未掺杂的基质晶体此种结构的复合晶体。
D.Ehrentraut采用提拉法生长了(Y,Yb)3(Sc,Al)5O12/YAG复合晶体，芯层(Y,Yb)3(Sc,Al)5O12直径为1.8mm，整个复合晶体的直径为4mm。
采用提拉法生长的复合晶体，晶体质量差，界面存在大量气泡和包裹物等缺陷，重复性低，至今也未在器件中获得实际应用。
图5 提拉法生长复合晶体的示意图3、水热法水热法是一种复合激光晶体的生长方法,其特征是直接在掺杂激活离子的激光单晶的两端生长同质的单晶,形成复合激光晶体材料。
水热法的具体过程是采用高压釜和与之配套的电阻炉，通过合理的温场设计，使反应腔内的生长区和溶解区的温度合适，使高温高压的基质水溶液达到一定的过饱和度，当容器内的溶液由于上下部之间的温差而产生对流时，高温区的饱和基质水溶液被送到低温区的基质激光单晶的衬底籽晶片的两个界面上生长一定厚度的基质体单晶。
具体的生长装置示意图如图6所示。
宋词等人应用水热法成功生长出芯为6mm×6mm×15mm，周围覆盖Al2O3的不规则形状的复合钛宝石（Al2O3/Ti: Al2O3）激光晶体。
经检测复合晶体质量高，光束质量高，界面层的光损耗很小。
图 6. 水热法生长复合晶体装置示意图1-生长区;2-溶解区;3-钢帽;4-高压釜;5-黄金衬套;6-籽晶;7-溶剂;8-培养料;9-带孔缓冲隔板;10-加热炉4、液相外延法液相外延法也是一种利用生长的方法制备复合激光晶体。
液相外延法的具体过程是采用电阻加热液相外延炉，将掺有激活离子的激光晶体衬底作大面积籽晶，在基质单晶的结晶温度下，与含有基质多晶料和助熔剂的饱和溶液接触的两个界面上生长等厚的基质单晶。
从而制成复合激光晶体。
具体的生长装置示意图如图7所示。
赵广军等人应用液相外延法生长掺钕钇铝石榴石和钇铝石榴石(Nd: YAG/YAG)复合晶体，以及掺钕铝酸钇和铝酸钇(Nd: YAP/YAP)复合晶体已经取得了一定的成果，工作物质的尺寸为Φ30×0.5mm，在其上面生长基质晶体形成复合晶体。
经检测复合晶体的光束质量较好，激光器方面的应用还在进一步的实验中。