水热法生长晶体 - 360文档中心

水热生长法

原料——溶解区，籽晶——生长区；一块金属挡板，置于生长区和溶解区之间，以获得均匀的生长区域；容器内部因上下部分的温差而产生对流，将高温的饱和溶液带至籽晶区形成过饱和溶液而结晶；冷却析出部分溶质后的溶液又流向下部，溶解培养料；
如此循环往复，使籽晶得以连续不断的生长。
同样条件下生长，氢氧化钠溶液所要求的温度梯度比碳酸钠溶液大得多。
我国生长水晶的条件：
（1）结晶区温度： 330～350℃
控制生长速率，
不可太高，防止开裂，孪晶
溶解区温度：
360～380℃
挡板开口面积： 5％（2）充满度：（3）压力： 80～85％ 1100～1600kg/cm2
调节PH值，使C↗,R↗. 保证所需的压力
§7.3 水热生长法
水热法 —— 在高温高压下的过饱和水溶液中进行结晶的方法。发明于 1905 年，二次世界大战后得到迅速发展，至今长盛不衰；现在用水热法可以生长水晶、刚玉、方解石、氧化锌以及一系列的硅酸盐、钨酸盐和石榴石等上百种晶体。
一、温差水热法
生长装置——高压釜，见图7.3.1；
缺点
谢谢！
高压釜内的压力，由充满度产生，因此，又测量了不同充满度下水 P—T曲线；确定出生长温度和压力等主要工艺参数。
图7.3.3 不同充满度下水P—T曲线
1.生长条件
生长过程：水晶在高压釜内进行水热溶解反应，形成
络合物，通过温度对流从溶解区传递至生长区，把生长所需的溶质供给籽晶。
NaOH水溶液中生长—SiO2条件：培养料温度 400℃ 釜外测定的温度籽晶温度 360℃ 充满度 80％压力 1500atm
（4）矿化剂：1.0~1.2 mol NaOH

水热法在低维人工晶体生长中的应用与发展_张勇

水热法在低维人工晶体生长中的应用与发展张　勇　王友法　闫玉华(武汉理工大学生物中心,武汉　430070) 摘　要　水热法是人工晶体生长技术中比较重要的一种方法,是利用高温、高压水溶液使得通常难溶或者不溶的物质溶解和重结晶。

随着科学技术的发展,人工晶体越来越向低维化方向发展,本文在介绍水热法晶体生长特点和基本生长设备的基础上,重点介绍了一下水热法在生长纳米晶粒及针状晶体等低维化人工晶体的应用与发展。

关键词　水热法　人工晶体　针状晶体　纳米晶粒作者简介:张勇(1977～),男,硕士研究生.主要从事生物医用材料的研究.1　前言当今,在高新技术材料领域中,人工晶体作为一种特种功能材料,在材料、光学、光电子、医疗生物领域有着广泛的应用。

而且凝固态物理的发展以及高温高压技术的进步有力地推动了人工合成晶体生长技术和理论的全面发展。

用于人工晶体生长的方法有多种,如:物理气相沉积、水热法、低温溶液生长、籽晶提拉、坩埚下降等。

其中水热法晶体生长可以使晶体在非受限的条件下充分生长,可以生长出形态各异、结晶完好的晶体而受到广泛的应用。

因此,水热法可用于生长各种大的人工晶体,制备超细、无团聚或少团聚、结晶完好的微晶[1]。

随着研究和应用技术的发展,目前,大的三维块状晶体已远远不能满足高新技术对材料的要求,人工晶体不断向纤维化和纳米化发展。

大量的SiC ,Al 2O 3晶须用于材料增韧,纳米SrTiO 3,ZnO ,PZT ,BaTiO 3用于电子、半导体器件制造[2,3],羟基磷灰石晶须及纳米粉用于人工替代材料的增韧及显影[4,5],以及这二年光电子通信的高速发展对大量晶体纤维的需求都很大程度上促进了人工晶体低维化的发展。

本文在介绍水热法晶体生长的特点及生长设备的基础上,重点介绍了近几年水热法用于纳米晶粒及晶体纤维的研究进展。

2　水热法晶体生长的特点及其生长设备2.1　水热法及其晶体生长特点水热法,又称热液法。

晶体的热液生长是一种在高温高压下过饱和溶液中进行结晶的方法。

单晶制备方法范文

单晶制备方法范文单晶制备是一种重要的晶体制备方法，用于制备高纯度、大尺寸和高质量的单晶材料。

本文将介绍几种常见的单晶制备方法。

1.熔融法熔融法是制备单晶材料最常用的方法之一、该方法首先将原料粉末加入坩埚中，通过加热坩埚使其熔化。

然后，将熔融体缓慢冷却，使其中的原子或分子有足够的时间重新排列成为有序的晶体结构。

最后，通过剖析、切割或溶解等方法得到单晶。

2.水热法水热法是通过在高温高压的水环境中进行晶体生长的方法。

该方法通常使用混合溶液，将试样和溶剂一起装入高压釜中。

随着温度升高和压力增加，试样溶解，晶体逐渐从溶液中生长。

通过控制温度、压力和溶液成分，可以实现单晶的生长。

3.气相输运法气相输运法是通过在高温气氛中使试样在晶界和界面扩散的方法。

首先，将原料制成粉末，然后将粉末放入烧结体中，在高温下加热。

粉末在高温气氛中扩散，形成晶体生长的条件。

最终得到单晶。

4.化学气相沉积法化学气相沉积法是通过在合适的气氛中，使气态反应物沉积到衬底表面上形成单晶的方法。

该方法通常使用低温和大气压或低气压条件下进行。

通常先将衬底加热到合适的温度，然后通过输送反应气体，使气体中的原子或分子在衬底表面沉积，并逐渐形成单晶。

5.溶液法溶液法是通过在适当的溶剂中将试样溶解并逐渐冷却结晶得到单晶的方法。

溶解试样后，通过逐渐控制溶液的温度和溶剂挥发的速度，使溶液中的试样逐渐结晶为单晶。

溶液法适用于生长一些不易用其他方法制备的化合物单晶。

总结单晶制备方法相对复杂，需要仔细选择适合的方法和条件。

除了以上几种常见的方法外，还有其他一些专用的单晶制备方法，例如激光熔融法、分子束外延法等。

单晶制备方法的选择要考虑材料的物化性质、成本和实际需求等因素。

单晶的制备对于材料科学研究和器件制造都具有重要的意义。

水热法晶体生长过程

水热法晶体生长过程1 水热法晶体生长概述水热法是一种通过在高温高压水环境下溶解物质，利用自身的物理化学性质来形成晶体的方法。

该方法在材料科学、化学、生物学等领域都有广泛应用，因为它可以在温和的条件下控制晶体的生长速度、形态和尺寸等参数，进而制备出具有特定结构和功能的晶体材料。

在水热法晶体生长过程中，晶体生长的速度、形态和质量等方面都受到溶解度、温度、压力、溶液pH值等多种因素的影响。

因此，通过对这些因素的控制，可以有效地调控水热法晶体生长的过程和品质。

2 溶解度和饱和度的影响在水热法晶体生长过程中，溶解度和饱和度是影响晶体生长速度和质量的关键参数。

溶解度是指某一温度和压力下溶液中溶解物质所能达到的最大浓度，它受温度、压力、溶解物质种类和溶剂性质等因素的影响。

当溶解度超过饱和度时，过剩的溶质就会逐渐沉淀出来，形成晶体。

因此，控制饱和度是控制晶体生长速率和品质的重要手段。

3 温度和压力的影响在水热法晶体生长中，温度和压力也是影响晶体生长速率和品质的重要因素。

一般来说，晶体的生长速率随着温度的升高而增加，但是过高的温度也会导致晶体生长速率过快，从而形成不规则的结晶体。

此外，在高温高压的条件下，晶体的生长速率也更快。

因此，在水热法晶体生长中，温度和压力的选择需要根据溶液的物理性质和晶体的特性来进行合理的控制。

4 PH值的影响在水热法晶体生长中，溶液的pH值也是影响晶体生长速率和形态的关键因素。

当pH值过低或过高时，晶体生长过程会受到不良影响。

酸性溶液会导致晶体生长速度过慢和溶解度下降，碱性溶液则会导致晶体形态不规则和晶体生长速率过快。

因此，选择合适的缓冲剂、调整溶液pH值是控制水热法晶体生长的重要手段之一。

5 结论通过对水热法晶体生长过程中影响晶体生长速率和品质的因素进行全面掌握和研究，可以在实际生产中进行优化和控制，进而制备出具有特定结构和功能的晶体材料。

此外，对于水热法晶体生长技术的创新和发展也将有助于解决许多科学和工程领域的相关问题。

课件：水热法

的无色绿柱石或祖母绿生成板状晶体。挂于高压釜中部。温度：6000C 工作压力：830×105Pa 生长速度：每天0.1-0.8mm。高压釜内衬铂金（或黄金）衬里；
水热法生长祖母绿的鉴别
（1）折射率、双折射率和相对密度：水热法合成祖母绿与天然祖母绿相同。
（2）查尔斯滤色镜：通常显强红色，但也有些变色效应较弱，如俄罗斯的呈弱红色。
水热法合成祖母绿
水热法生长红色绿柱石的鉴别吸收光谱
合成红色绿柱石为钴（Co²+）谱与天然红色绿柱石明显不同，即530-590nm之间几个模糊到清晰的吸收带。而天然红色绿柱石是Mn致色，为 450nm以下和540-580nm之间的宽的吸收。
强红色荧光，滤色镜下强红色黑色底衬下，强光照射会出现红色
如何鉴别？ 4. 水热法生长宝石晶体的鉴定特征？ 5. 影响水热法生长宝石晶体的因素是什么？
水热法
水热法是利用高温高压的水溶液溶解矿物质，控制高压釜内溶液的温差产生对流和形成过饱和状态，使溶解在溶液中的矿物质在种晶上析出，生长成较大的晶体。自然界热液成矿就是在一定的温度和压力下，成矿热液中成矿物质从溶液中析出的过程。水热法合成宝石就是模拟自然界热液成矿过程中晶体的生长。
⑤ 面包屑状包裹体：在暗域下呈白色，形态上与面包屑相似的包裹体，较小而且通常数量不多。 ⑥ 尘埃状包裹体和种晶残余：尘埃状包裹体成片地分布在无色种晶片与橙红色部分的交界面上。
§5 水热法生长祖母绿晶体与鉴别
1960年澳大利亚人约翰.莱奇特纳首次获得成功，后被林德公司购买了销售权
1969－1970年达高峰期，年产量2万克拉我国1987年开始研究，1989年获得成功，
色绿柱石等其它颜色绿柱石及合成刚玉也纷纷面市。因此，水热法合成的宝石品种有：

水热法生长晶体前沿技术

水热法生长晶体新发展姓名：孙帆学号：21101711041摘要：在本篇论文中讲述了水热法晶体生长的基本原理以及水热法应用的最新发展。

水热法在发展中出现了许多新方法，有微波水热法、水热晶化法、水热沉淀法以及其他的一些方法，并且利用这些方法，一些研究者做了一系列的实验并取得了一些成果。

关键词：水热法微波水热法水热晶化法水热沉淀法在现在的高科技领域中，人工晶体作为一种功能材料被广泛用于光学、医疗生物、光电子等领域。

而用于生长晶体的方法多种多样，例如水热法，这是在高温高压下从饱和热水溶液中培养晶体的方法；还有提拉法，是一种直接从熔体中拉出单晶的方法；焰熔法也是晶体生长的一种方法，它是用氢氧火焰熔化粉料并使之结净的方法。

此外还有物理气相沉淀、低温溶液生长、坩埚下降等各种方法，都能够使得晶体生长。

其中水热法晶体生长可以使晶体在非受限的条件下充分生长，能够长出各种形态的、结晶完好的晶体，从而水热法得到了广泛的应用。

1 水热法晶体生长的基本原理水热法又称为水热反应法，它是以水为反应介质，在高压釜内高温高压条件下进行化学反应来制备所需要的晶体的一种方法。

用水热法得到的晶体位错密度较低，可以生长出极少缺陷、去想好、完美的晶体，并且能够合成与开发一系列特种介稳结构、特种凝聚态的新合成产物，此外，水热法晶体具体有较快的生长速率等等优点。

水热法的实质就是一种相变过程，也就是说生长基元从周围环境中不断的通过界面而进入晶格座位的过程，水热条件下的晶体生长是在密闭很好的高温高压水溶液中进行的。

利用釜内上下部分的溶液之间存在的温度差，使釜内溶液产生强烈对流，从而将高温区的饱和溶液放入带有籽晶的低温区，形成过饱和溶液。

水热条件下晶体生长包括以下几个步骤：（1）营养料在水热介质中溶解，以离子、分子团的形式进入溶液（溶解阶段）；（2）由于体系中存在十分有效的热对流及溶解区和生长区之间的浓度差，这些离子、分子或离子团被输运到生长区（输运阶段）；（3）离子、分子或离子团在生长界面上的吸附、分解与脱附；（4）吸附物质在界面上的运动；（5）结晶（（3），（4），（5）统称为结晶阶段）。

水热法生长晶体前沿技术

水热法生长晶体新发展姓名：孙帆学号：041摘要：在本篇论文中讲述了水热法晶体生长的基本原理以及水热法应用的最新发展。

水热法在发展中出现了许多新方法，有微波水热法、水热晶化法、水热沉淀法以及其他的一些方法，并且利用这些方法，一些研究者做了一系列的实验并取得了一些成果。

关键词：水热法微波水热法水热晶化法水热沉淀法在现在的高科技领域中，人工晶体作为一种功能材料被广泛用于光学、医疗生物、光电子等领域。

而用于生长晶体的方法多种多样，例如水热法，这是在高温高压下从饱和热水溶液中培养晶体的方法；还有提拉法，是一种直接从熔体中拉出单晶的方法；焰熔法也是晶体生长的一种方法，它是用氢氧火焰熔化粉料并使之结净的方法。

此外还有物理气相沉淀、低温溶液生长、坩埚下降等各种方法，都能够使得晶体生长。

其中水热法晶体生长可以使晶体在非受限的条件下充分生长，能够长出各种形态的、结晶完好的晶体，从而水热法得到了广泛的应用。

1 水热法晶体生长的基本原理水热法又称为水热反应法，它是以水为反应介质，在高压釜内高温高压条件下进行化学反应来制备所需要的晶体的一种方法。

用水热法得到的晶体位错密度较低，可以生长出极少缺陷、去想好、完美的晶体，并且能够合成与开发一系列特种介稳结构、特种凝聚态的新合成产物，此外，水热法晶体具体有较快的生长速率等等优点。

水热法的实质就是一种相变过程，也就是说生长基元从周围环境中不断的通过界面而进入晶格座位的过程，水热条件下的晶体生长是在密闭很好的高温高压水溶液中进行的。

利用釜内上下部分的溶液之间存在的温度差，使釜内溶液产生强烈对流，从而将高温区的饱和溶液放入带有籽晶的低温区，形成过饱和溶液。

水热条件下晶体生长包括以下几个步骤：（1）营养料在水热介质中溶解，以离子、分子团的形式进入溶液（溶解阶段）；（2）由于体系中存在十分有效的热对流及溶解区和生长区之间的浓度差，这些离子、分子或离子团被输运到生长区（输运阶段）；（3）离子、分子或离子团在生长界面上的吸附、分解与脱附；（4）吸附物质在界面上的运动；（5）结晶（（3），（4），（5）统称为结晶阶段）。

水热法生长ZnO∶Ga晶体过程及性能研究

水热法生长ZnO∶Ga晶体过程及性能研究I. 引言A. 研究背景和意义B. 客户需求概述C. 文章结构介绍II. 水热法生长ZnO∶Ga晶体的原理和方法A. 水热法的基本原理B. ZnO∶Ga晶体的结构和性质C. 水热法生长ZnO∶Ga晶体的步骤和条件III. 实验设计和结果分析A. 实验设计流程和方案B. 实验结果分析和研究C. 实验结果的解释和讨论IV. 优化ZnO∶Ga晶体的生长条件和性能A. 水热法生长条件的调节和优化B. ZnO∶Ga晶体性能的测试和分析C. 对实验结果的解释和分析V. 结论A. 结论总结B. 研究的不足和未来方向VI. 参考文献注意：以上提纲中的章节和内容仅供参考，可以根据自己需要进行调整和修改。

I. 引言A. 研究背景和意义随着科技的不断进步，人们对晶体的研究越来越深入。

晶体具有特殊的物理、光学、电学和化学特性，可以应用于太阳能电池、LED、光伏电池、激光器等领域。

其中，ZnO∶Ga晶体是一种非常有潜力的材料，因其光学、光电特性良好而受到广泛关注。

同时，由于其物理性质的特殊性质，ZnO∶Ga晶体在光电领域中有着广泛的应用前景。

因此，研究ZnO∶Ga晶体的生长过程和性质，对于进一步提高其性能，扩大其应用范围具有重要的意义。

B. 客户需求概述为了满足客户需求，研究ZnO∶Ga晶体的生长和性能，此项研究主要包括水热法生长ZnO∶Ga晶体的过程和性能研究。

水热法可以通过调节反应温度、反应时间和反应物物质浓度等条件来控制ZnO∶Ga晶体的形貌和尺寸。

而对于研究ZnO∶Ga晶体的性能，则需要通过对其结构和光电特性等方面进行测试和研究。

基于此，本研究旨在通过水热法生长ZnO∶Ga晶体，探究其结构和性能特点，为其在光电领域的应用提供支持。

C. 文章结构介绍本文共分为六个部分，除了引言，还包括水热法生长ZnO∶Ga晶体的原理和方法、实验设计和结果分析、优化ZnO∶Ga晶体的生长条件和性能、结论和参考文献。