准单晶技术

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单晶测试时挑选晶体的原则

单晶测试时挑选晶体的原则1.引言1.1 概述概述部分的内容可以从以下几个方面来撰写：概述部分是文章的开头，旨在对单晶测试时挑选晶体的原则进行简要介绍，并引起读者的兴趣。

在这一部分，我们将讨论单晶测试的背景和重要性，以及为什么挑选合适的晶体是至关重要的。

首先，单晶测试是材料科学和工程领域中的一项重要实验技术，用于评估晶体的性能和特性。

这些晶体通常用于制造各种材料和器件，如光电器件、集成电路和激光器等。

通过对晶体进行严格的测试和分析，我们能够了解其物理特性、化学组成和结构等方面的信息，从而帮助我们更好地设计并优化材料和器件的性能。

然而，在进行单晶测试之前，我们需要首先选择合适的晶体样品。

由于晶体的制备和生长过程中会产生一定的缺陷和杂质，因此挑选高质量的单晶样品非常关键。

挑选合适的晶体可以确保我们得到可靠和准确的测试结果，从而提高研究和开发的效率。

在挑选晶体的过程中，我们需要考虑多个因素。

首先，晶体的纯度和完整性是评估其质量的重要指标。

高纯度的晶体通常具有更好的电学、光学和热学性能，因此具有更广阔的应用前景。

其次，晶体的尺寸、形状和结构也需要考虑。

这些特征将直接影响到晶体的性能和可加工性，因此在挑选晶体时需要根据具体的研究目的和需求进行综合考虑。

综上所述，单晶测试时挑选晶体的原则至关重要。

通过选择纯度高、完整性好、尺寸适中和结构稳定的晶体样品，我们能够获得可靠和准确的测试结果，并更好地理解晶体的特性和性能。

这将为材料科学和工程领域的研究和开发提供重要的指导和支持。

接下来，本文将进一步探讨如何根据以上原则来挑选适合的晶体样品，并提供一些实际应用的案例分析。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式进行编写：文章结构文章要有一个清晰的结构，以便读者能够更好地理解和接受文章的主要内容。

本文将按照以下结构组织内容：引言部分概述了本文的主题和意义；接下来的正文部分将介绍两个关于单晶测试时挑选晶体的要点；最后的结论部分将总结要点，并对未来的发展做出展望。

准晶体的性能及其应用

准晶体的性能及其应用潘正根0943011041四川大学材料科学与工程学院摘要：1984年底, 美国国家标准局的Shechtman 等人报导了他们在急冷Al-Mn 合金中观测到五次对称电子衍射图的相, 它不具有传统晶体学的对称性，称这种具有5次对称而无周期平移序的物质为准周期性晶体（准晶）。

准晶体具有独特的属性，坚硬又有弹性、非常平滑，而且，与大多数金属不同的是，其导电、导热性很差，因此在日常生活中大有用武之地。

科学家正尝试将其应用于其他产品中，比如不粘锅和发光二极管等。

1准晶的性能1.1物理性能1.1.1密度准晶的密度比经过退火后得到的相同成分晶态相的密度约低2% , 这表明准晶中原子的排列虽然比较密集,但其有序度低于晶态合金。

1.1.2导电性与金属的导电性质相比，准晶显示出一种迥然不同的性质。

准晶一般有比较大的电阻；如在温度为4K 时二十面体准晶Al -Cu-Fe的电阻率ρ（4K）=4.3m Ω cm， I-Al-Cu-Ru 的电阻率ρ（4K）=30m Ω m。

当温度不太高时，准晶的电阻随温度的增加而减少，在AlCuCo 二维准晶中, 沿10次轴这个周期方向, 电阻随温度升高而增大（圆圈）, 与金属中的情况一致；而在与此正交的准周期方向, 电阻随温度升高而减小（圆点）, 与半导体相似。

这种反常的各向异性可能对制造电子器件有用。

美国贝尔实验室也在进行类似的研究。

准晶的电阻与其组分浓度有关。

实验发现，准晶的导电性能随样品质量的改善反而降低。

准晶异常的导电性能反映准周期结构对物理性能的影响，它可以从准周期系统中电子结构的异常性中得到解释。

1.1.3导热性与普通金属材料相比, 准晶材料的导热性较差。

在室温下准晶的导热率比铝和铜低两个数量级、比不锈钢低一个数量级,与常用的高隔热材料ZrO2 相近。

与准晶的电阻率一样,准晶的导热性也具有负的温度系数,并且对准晶结构的完整性也较为敏感,即准晶结构越完整其导热性越差。

准晶体材料的性质与应用

准晶体材料的性质与应用准晶体是一种介于晶体和非晶体之间的材料，其结构具有一定的有序性，但不符合传统晶体的周期性。

准晶体具有许多特殊的性质，因此在材料科学、物理学等领域有着广泛的应用。

1. 准晶体的性质准晶体的最显著特点是其结构对称性具有五重、八重等轴对称性，而非传统的三重对称性。

这种特殊的结构对称性在某些情况下可以表现出类似于激发物质的行为，使准晶体具有独特的物理和化学性质。

例如，准晶体具有很强的非线性光学效应、声学波的负折射、显微结构的“金点”等特殊性质。

准晶体的结构各异，但准晶体晶体的本质是长程有序的，这使得准晶体具有更高的热导率、强度和硬度，相比之下，非晶态材料通常有缺陷、孔隙和较差的热导率、强度和硬度。

因此，准晶体在透声学、膜、电池、催化剂、纳米制造等方面有非常广泛的应用前景。

2. 准晶体在透声学中的应用透声学是一种将短波长声波传输到材料中的方法，从而产生负群速的科技。

准晶体有效地抑制了声子传播，因此可以通过孔隙设计和微结构分析来制造出适用于透声学应用的板材。

准晶体透声学板材有更高的声学透射率和声学反射率，并能够有效地压制噪声和声振幅，广泛地应用于静音室设备、汽车、船舶等领域。

3. 准晶体在膜制造中的应用准晶体是一种理想的膜材料，具有优异的硬度、热导率和生物相容性。

这种材料可以被用作人工心脏和人工血管等医疗器械，用于治疗心血管疾病。

此外，准晶体膜还可以用作高温膜电容器和面层硬盘及其他数据存储设备的新型材料。

4. 准晶体在电池领域中的应用准晶体具有可缩放性，这意味着可以将其用于制造锂离子电池、钠离子电池和锂硫电池等大型储能设备。

这种物性可以让电池内的电解液更加均匀地分布，并减少了表面粘附问题，改善了电池的寿命和储能效率。

5. 准晶体在催化剂中的应用准晶体具有高比表面积、多结构和高度有序等特性，因此被广泛地应用于各种领域的催化剂中。

准晶体的多孔结构提供了大量的反应表面，因此可以有效地防止酸催化剂中的腐蚀和麻烦的沸腾等问题，同时也能提高反应速率。

太阳能电池用单晶铸锭(准单晶)技术的进展

后来达到了19%
Mono2 TM
• Growth Rate: up to 20 kg/h • Light elements concentrations: − [C] = 4*1016 – 4*1017 atoms/cm3 − [O] = 1 – 6*1017 atoms/cm3 − [N] = 1*1015 atoms/cm3
控制热流法（CHFM）
京瓷专利
BP专利
zhhui@
太阳能硅制备技术比较
提拉法生长速度 4.5-9.0 (cm/h) 1 个锭尺寸(cm) 6-英寸结构硅料需求电池效率注单晶高 17-22 到极限铸锭、类单晶直接硅片技术 1.2-1.8 约1秒1个硅片 16 , 25, 36锭 69x69, 84x84, 100x100 100,125,和 150mm2硅片多晶、准单晶、单晶多晶低中 16-20.2 15-16.5 热点再突破
zhhui@
第二代铸锭技术
绍兴精功JJL500/JJL660/JJL800（G6）
美国GT DSS450HP/DSS650（G5）
北京京运通 JZ460/JZ660（G6）
德国ALD SCU450/SCU800
法国 Cyberstar650/800
zhhui@
绝热材料
坩锅硅液护板固体硅热交换台
化料加热，凝固降温冷却
提隔热绒通过辐射降温凝固 DSS450/650， JZ460/660
通过内设冷源进行冷却凝固没有运动部件 SCU450/800
降下挡板通过辐射降温凝固 JJL500/660/800
另外：欧美日厂家如REC（ALD改进型），Schott Solar （VGF），京瓷（VGF类型）都有专门设计的炉子，效果很好。

准晶非晶液晶单晶

结构特点性能应用制备法准晶概念随着材料技术的发展，出现了一类结构不符合晶体的对称条件，但呈一定的周期性有序排列新的原子聚集状态的固体，这种状态被称为准晶态，此固体称为准晶。

结构既不同于晶体，也不同于非晶态，原子分布不具有平移对称性，但仍有一定的规则，且呈长程的取向性有序分布，可认为是一种准周期性排列。

一位准晶：原子有二维是周期分布的，一维是准晶周期分布。

一维准晶模型————菲博纳奇（fibonacci）序列其序列以L→L+S S →L(L,S分别代表长短两段线段）的规律增长，若以L为起始项，则会发现学列中L可以成双或成单出现，而S只能成单出现，序列的任意项均为前两项之和，相邻的比值逐渐逼近i，当n →∞时，i=（1+√5）/2二维准晶：一种典型的准晶结构是三维空间的彭罗斯拼图(Penrose)。

二维空间的彭罗斯拼图由内角为36度、144度和72度、108度的两种菱形组成，能够无缝隙无交叠地排满二维平面。

这种拼图没有平移对称性，但是具有长程的有序结构，并且具有晶体所不允许的五次旋转对称性。

三维准晶：原子在三维上的都是准周期分布包括二十面体准晶，立方准晶。

性能准晶室温下表现为硬而脆，韧性较低，准晶材料密度低于其晶态时的密度，比热容比晶态大。

准晶大多由金属元素构成，由金属元素形成的晶体，他们的导电性是人所共知的，金属晶体这些导电性质相比，准晶体一般具有较大的电阻，当温度不太高是，准晶的电阻随温度的增加而减少，实验发现，准晶的导电性随样品质量的改善而降低。

其电阻率甚高，电阻温度系数甚小，电阻随温度的变化规律也各不相同。

应用准晶材料的性能特点是较高的硬度，低摩擦系数，不粘性，耐腐，耐热和耐磨等，但是准经材料的本质脆性大大限制了其应用，目前准经材料的应用主要作为表面改性材料或者作为增强相弥散分布与结构材料中，准经材料在表面改性材料中的应用将准晶材料以涂层，耐热，耐磨，低的摩察系数，耐腐，特殊的光学性能，从而改变材料表面的性质，优化整体材料的性能。

硅材料的制备

1硅材料的制备导语：现阶段光伏行业，单晶硅电池和多晶硅电池是比较常见的两种太阳能电池，他们各有优缺点，近来集合两种电池优点于一身的准单晶电池逐渐进入人们的视野。

生产制造这几种太阳能电池的原材料是硅锭，根据分类的不同，硅锭可以由多种不同的制备方法制得。

硅锭再经过表面整形、定向、切割、研磨、腐蚀、抛光和清洗等一系列工艺处理之后，加工成制造太阳能电池的基本材料——硅片。

一、单晶硅 1.概念单晶硅，英文，Monocrystalline silicon ，是硅的单晶体。

具有基本完整的点阵结构的晶体。

不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。

纯度要求达到99.9999%，甚至达到99.9999999%以上。

用于制造半导体器件、太阳能电池等。

用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。

熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。

2单晶硅 2.制备方法单晶硅按晶体生长方法的不同，主要分为直拉法（CZ ）和区熔法（FZ ）。

直拉法：直拉法又称切克劳斯基法，它是在1917年有切克劳斯基（Czochralski ）建立起来的一种晶体生长方法，简称CZ 法。

直拉单晶制造是把原料多硅晶块放入石英坩埚中，在单晶炉中加热融化，再将一根直径只有10mm 的棒状晶种（称籽晶）浸入融液中。

在合适的温度下，融液中的硅原子会顺着晶种的硅原子排列结构在固液交界面上形成规则的结晶，成为单晶体。

把晶种微微的旋转向上提升，融液中的硅原子会在前面形成的单晶体上继续结晶，并延续其规则的原子排列结构。

若整个结晶环境稳定，就可以周而复始的形成结晶，最后形成一根圆柱形的原子排列整齐的硅单晶晶体，即硅单晶锭。

当结晶加快时，晶体直径会变粗，提高升速可以使直径变细，增加温度能抑制结晶速度。

反之，若结晶变慢，直径变细，则通过降低拉速和降温去控制。

拉晶开始，先引出一定长度，直径为3～5mm的细颈，以消除结晶位错，这个过程叫做引晶。

太阳电池用多晶硅铸锭技术研究进展

太阳电池用多晶硅铸锭技术研究进展【摘要】目前多晶硅太阳电池是光伏市场最重要的产品。

本文以产业界的多晶硅铸锭技术为主线，详细分析了该领域的技术发展过程，并提出未来多晶硅铸锭技术发展的方向。

【关键词】多晶硅；太阳电池；光伏；定向凝固；新能源0 引言多晶硅太阳电池由于产量大、性价比高，占据着超过50%的光伏产品市场份额[1]。

多晶硅太阳电池所用多晶硅片由铸锭在经过开方、切片制备而得到。

多晶硅铸锭一般由定向凝固法（directional solidification，ds）生长得到，代替了单晶硅的拉制过程，能耗少、产量大，因而成本大大降低。

另外，多晶硅铸锭本身是方形的，所以也减少了开方时的材料损失，因而增加了其竞争力。

1 多晶硅铸锭技术发展状况传统的多晶硅铸造方法，将化料和结晶放在两个不同的坩埚完成，二次污染严重，设备复杂。

而后发展了热交换法及布里奇曼法，这两种方法都是把熔化及凝固置于同一坩埚中，从而避免了坩埚二次污染。

两者的主要区别是：布里奇曼法在晶体生长时固/液界面的位置基本保持不变，坩埚向下移动，从而保证在结晶过程中界面上温度梯度基本维持稳定，此方法的固液界面略向下凹，这有利于扩大晶粒尺寸和减小晶体缺陷。

目前，通过布里奇曼法可生产出横截面尺寸大于600 mm×600 mm的重量超过300 kg的多晶硅锭；而热交换法在结晶过程中坩埚不动，从坩埚的底部进行主动散热，造成温度梯度，从而实现多晶硅结晶，该方法坩埚与加热器在硅料的熔化过程及整个生长过程中均无相对运动。

其优点是结构简单，易实现自动化，而且结晶完成后一直保持在高温区域，可实现“原位”退火，降低了晶体内部热应力，进而减少晶体内位错密度。

缺点是随着凝固过程的进行，固/液界面位置逐渐升高，温度梯度随结晶高度的增加而逐渐减小，生长速率逐渐减少为零，因而硅锭生长高度受到限制。

技术进一步发展，以gt advanced technology公司为代表的定向凝固方法成为主流，占据市场的绝对领先份额。

准单晶工艺技术

准单晶工艺技术准单晶工艺技术是一种将晶体材料制备成准单晶的工艺方法。

准单晶是指在材料结构中具有大面积均匀有序排列的原子或分子的晶体结构。

准单晶工艺技术广泛应用于电子、光电子、光学等领域，具有重要的科学研究和工业应用价值。

准单晶工艺技术的基本原理是通过控制材料的晶体生长条件，使其晶体结构能具有较大的尺寸和较好的成分分布。

其具体工艺技术包括晶体生长、晶体纯化、晶体取向等环节。

晶体生长是准单晶工艺技术中的关键步骤。

它通过控制晶体生长的速度、温度、压力、气氛等因素，使晶体的结构能够沿着特定的方向生长。

其中，溶液晶体生长方法是一种重要的晶体生长方法，它利用溶液中的溶质在温度降低或其它条件变化下，从溶液中析出结晶，并通过控制溶液的浓度、温度、PH值等因素，来调整晶体的尺寸和形貌。

晶体纯化是准单晶工艺技术中的另一个关键步骤。

在晶体的生长过程中，常常会出现杂质的夹杂，这些杂质不仅影响晶体的结构和性能，还会导致晶体的成分不均匀。

因此，通过热处理、溶剂洗涤等方法，将晶体中的杂质去除，使晶体能够达到较好的纯净度和成分均匀度。

晶体取向是准单晶工艺技术中的另一个关键环节。

晶体的取向是指材料晶体中晶粒在空间定位上的方向分布，它直接影响着材料的物理性能和应用性能。

通过控制晶体生长的条件和生长介质，可以实现特定晶向或异质取向晶体的制备。

在晶体取向过程中，还可以通过材料的旋转、倾斜等方法，调整晶体的取向，进一步提高晶体的取向性能。

准单晶工艺技术的发展，对于推动科学领域的研究和工业应用具有重要意义。

在电子材料领域，准单晶工艺技术可以用于制备高纯度的硅单晶、锗单晶等材料，用于制作半导体器件和光电子器件。

在光学领域，准单晶工艺技术可以用于制备高质量的光学晶体，如钛酸锶钡（SrTiO3）晶体、铁电晶体等，用于光学器件和光学传感器的制备。

总之，准单晶工艺技术是一种重要的晶体制备方法，它通过控制晶体生长的条件和过程，实现材料的均匀有序排列，提高材料的纯净度和成分均匀度。

准单晶生长原理

准单晶生长原理首先，关于晶体生长，其本质就是一个从液相变成固相的凝固问题，凝固是从形核开始，之后是晶体的长大。

形核需要形核功从而克服相变阻力形成固相晶核。

形核功取决于形核时的外界条件，最有利的条件是具有相同晶体结构的同种固相衬底，其次是具有不同润湿性能的异相衬底，从液相中“无中生有”的形核需要的形核功要大的多。

解释完形核的问题，我们现在应该清楚了，若是在熔体中存在同质的晶种，会提供最佳的凝固起始点。

其次是生长的驱动力，这主要是温度。

当温度低于晶体的熔点时，它会促使液固相变的进行，也就是晶体的生长。

因此，当同质的晶种处于固液界面且温度低于熔点时，此晶种就会成为择优生长界面。

当然，对于复杂的晶体体系来说，在特定的温度条件下，有时异质的衬底界面可以提供相对于某些同质晶种更好的生长条件。

铸造是一种晶体生长方法。

现有的硅铸锭炉，形核是从带有涂层的石英坩埚的底部异质形核的，随后在定向温度梯度的驱动下自下而上的完成生长。

若是在坩埚底部铺上晶种，在合理的温度梯度下，凝固就会优先从晶种开始进行外延生长，从而获得与晶种晶体结构一致的晶体。

在实际操作中，随着坩埚容积的增大及带有涂层的坩埚壁的异质形核作用，加上不均匀的温度分布，都可以为异质形核提供理想的条件，从而使得实际获得的铸锭中含有很多来自于非籽晶的晶粒。

当然，这些晶粒的比例可以通过优化工艺、热场设计等途径加以改善。

最后再说说铸造单晶与CZ单晶。

理论上，这两种方法都可以获得理想的单晶体。

但针对硅单晶生长，实际生产中，却有很大的差异。

这种差异来自于生长条件的不同。

CZ是在熔体自由表面上无型模约束的生长，而铸锭的生长界面是在熔体下部，同时受到型模的约束；CZ的生长取决于晶体的散热。

而铸锭中的生长取决于坩埚的散热；对流模式的不同，杂质引入的不同等等，这些都会对晶体的内部品质产生很大的影响。

由于光伏还是一个很年轻的行业，对电池转换效率与晶体结构、品质之间的关系研究的还不是很深入，单单基于现有转化效率的实现，很难分辨出其深层次的区别。

准单晶

准单晶
1.准单晶技术简介
1.1传统的单晶硅和多晶硅技术
我们知道，单晶硅一般是采用直拉法（CZ法）制得，用特定晶向的单晶籽晶进行引晶，经过旋转提拉得到目标晶向的单晶硅棒，所得产品仅含一个晶粒，具有低缺陷、高转换效率等特点。

目前，单晶硅电池片大规模生产的转换效率已经达到18%，但是该方法对原料及操作要求高，且单次投料少，产品成本较高，太阳能电池衰减较大。

多晶硅主要是采用定向凝固方法制得，单次投料量大，具有易操作、低成本等特点，电池片衰减比单晶硅片小很多，但在传统铸锭条件下，在铸锭多晶中往往含有大量晶界及缺陷，使得多晶硅太阳能电池的转换效率较单晶硅电池约低1.5%~2%。

1.2准单晶技术
准单晶技术的核心是单晶铸锭技术，采用铸锭工艺生产出的类似单晶甚至全单晶的产品，将单晶硅及多晶硅的优势相合。

相较于多晶，准单晶硅片晶界少，位错密度低；太阳能电池转换效率高达17.5%以上。

与单晶硅片相比，准单晶电池的光致衰减低约1/4～1/2；投炉料大，生产效率高，切片工艺简单，成本低。

2．准单晶铸锭技术
2.1实现方法
实现铸锭单晶的方法有两种，如下：
（1）无籽晶铸锭。

无籽晶引导铸锭工艺对晶核初期成长控制过程要求很高。

一种方法是使用底部开槽的坩埚。

这种方式的要点是精密控制定向凝固时的温度梯度和晶体生长速度来提高多晶晶粒的尺寸大小，槽的尺寸以及冷。

单晶,多晶,非晶,微晶,无定形,准晶的区别何在？

别处转来的，觉得写的很透彻，一起分享下要理解这几个概念，首先要理解晶体概念，以及晶粒概念。

我想学固体物理的或者金属材料的都会对这些概念很清楚！自然界中物质的存在状态有三种：气态、液态、固态固体又可分为两种存在形式：晶体和非晶体晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体；晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列。

晶体共同特点：均匀性：晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。

各向异性：晶体种不同的方向上具有不同的物理性质。

固定熔点：晶体具有周期性结构，熔化时，各部分需要同样的温度。

规则外形：理想环境中生长的晶体应为凸多边形。

对称性：晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。

对晶体的研究，固体物理学家从成健角度分为离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体显微学则从空间几何上来分，有七大晶系，十四种布拉菲点阵，230种空间群，用拓扑学，群论知识去研究理解。

可参考《晶体学中的对称群》一书（郭可信，王仁卉著）。

与晶体对应的，原子或分子无规则排列，无周期性无对称性的固体叫非晶，如玻璃，非晶碳。

一般，无定型就是非晶英语叫amorphous，也有人叫glass(玻璃态）.晶粒是另外一个概念，搞材料的人对这个最熟了。

首先提出这个概念的是凝固理论。

从液态转变为固态的过程首先要成核，然后生长，这个过程叫晶粒的成核长大。

晶粒内分子、原子都是有规则地排列的，所以一个晶粒就是单晶。

多个晶粒，每个晶粒的大小和形状不同,而且取向也是凌乱的,没有明显的外形,也不表现各向异性,是多晶。

英文晶粒用Grain表示，注意与Particle是有区别的。

有了晶粒，那么晶粒大小（晶粒度），均匀程度，各个晶粒的取向关系都是很重要的组织（组织简单说就是指固体微观形貌特征）参数。

对于大多数的金属材料，晶粒越细，材料性能（力学性能）越好，好比面团，颗粒粗的面团肯定不好成型，容易断裂。

所以很多冶金学家材料科学家一直在开发晶粒细化技术。

科学总是喜欢极端，看得越远的镜子叫望远镜；看得越细的镜子叫显微镜。

准晶体的发现、研究及应用前景

准晶体的发现、研究及应用前景王一贺31200001701984年，舍特曼在美国霍普金斯大学工作时发现了准晶，其实自然界早已经有准晶体的踪影。

2009年，在意大利佛罗伦萨自然科学史博物馆的一块古老岩石中，意大利和美国科学家发现了天然准晶体化合物的“芳踪”，如图2所示，他们把这种由铝、铜和铁三元合金系组成的新矿物质命名为Icosahedrite(取自正二十面体)。

而这种天然准晶体似乎来自45亿年前的一块陨石，它可能是一种最古老的矿物质，形成于太阳系的诞生。

这种新的结构因为缺少空间周期性而不是晶体，但又不像非晶体，准晶展现了完美的长程有序，这个事实给晶体学界带来了巨大的冲击，它对长程有序与周期性等价的基本概念提出了挑战。

准晶体没有周期性，但具有准周期性。

准周期是指质点的排列具有长程有序，但不体现周期重复。

根据三维物理空间中材料呈现的维数，可以把准晶体分为三维准晶体、二维准晶体和一维准晶体。

准晶体的各项性质，取决于其本身的化学组成和内部结构。

一切准晶体的内部结构都共同遵循准晶体的空间准周期格子规律，并由此可以导出一切准晶体所共有的性质。

由于准晶体结构中缺陷极为普遍，准晶体颗粒又十分细小(微米级)，而且还具有一些向晶态、玻璃态过渡的现象，因此准晶体的性质常常偏离理想状态。

理论上的准晶体应有下述一些性质：均一性、各向异性、对称性、自限性、最小内能性、稳定性。

准晶体的性能主要包含以下三方面内容。

第一，导电性能。

与金属的导电性质相比，准晶体显示出一种迥然不同的性质。

准晶体一般有比较大的电阻。

当温度不太高时，准晶体的电阻随温度的增加而减少。

准晶体的电阻与其组分浓度有关。

实验发现，准晶体的导电性能随样品质量的改善反而降低。

准晶体异常的导电性能反映准周期结构对物理性能的影响。

第二，磁性能。

对高电阻的准晶的磁阻，当温度不高时，准晶体磁致电阻情况很复杂，但若温度大于100K时，磁阻将随外场的增加而减少。

这时的Kohler规律不在适用。

金属材料的加工与制造技术

金属材料的加工与制造技术一、引言金属是自然界中的一种重要物质，具有良好的导电、导热、机械强度等优良性能，在现代社会中广泛应用于机械、汽车、航空航天、电子、建筑等众多领域。

然而，金属材料的制造过程及其加工技术对于材料的性能和质量具有极大的影响。

因此，精细的金属制造和加工技术才能满足各行各业对于金属材料性能和量的不断提高的需求。

二、金属材料的制造金属材料的制造方法大致可分为化学方法、物理方法和机械方法三种。

1. 化学方法其中最常见的化学制备方法是纯化法、电解法和还原法。

纯化法指的是通过一系列物理化学过程，从矿物中提取出纯金属材料。

电解法是指在电解质中将金属阳离子还原成金属沉积在电极上的方法。

还原法是指将金属矿物质通过还原反应制得金属。

2. 物理方法金属材料的物理制备方法主要有准单晶生长法、沉积法等。

准单晶生长法是通过在单晶种子上沉积原子或离子，制备出具有完整晶格的单晶。

沉积法是指通过某些物理化学方法，将金属薄膜沉积在衬底上的过程。

3. 机械方法金属材料的机械制备方法主要有压力加工和热处理等。

压力加工是将金属材料置于特定的压力下进行拉伸、压缩、弯曲等加工过程。

热处理是指对金属材料进行加热处理或冷却处理，以改善其力学性能、物理性能和化学性能等。

三、金属材料的加工技术金属材料的加工技术主要包括以下几种加工方法：1. 切削切削加工是指将金属材料置于切削工具下，通过不断切削去掉材料表面的方式来达到加工目的。

该方法采用的加工工具有车刀、铣刀、钻头、刨刀等，并可根据材料硬度的不同而选择不同的加工工具。

2. 压缩压缩加工是指将金属材料放置于两个平行的模具中，通过模具相对移动，施加压力将材料加工成所需形状。

常见的压缩加工有铸造、锻造、压铸、等离子熔覆等。

3. 生成型生成型加工是指通过在金属材料表面创造出所需形状的表面处理，从而达到加工效果。

如打孔、喷丸、电镀等。

4. 焊接焊接是指通过热源将金属材料熔化，加入金属或合金材料，将两个或多个材料接合在一起。

单晶硅技术参数范文

单晶硅技术参数范文单晶硅是一种高纯度、单晶结构的硅材料，具有优良的光电性能和电子性能。

它广泛应用于太阳能电池、集成电路、光电器件等领域。

下面将详细介绍单晶硅的技术参数。

首先是单晶硅的晶体结构和晶格常数。

单晶硅采用的晶体结构是钻石型立方晶系的晶格结构，晶格常数为5.4307Å。

这种晶体结构具有高密度和均匀性，能够提供较高的光电转换效率和电子迁移率。

其次是单晶硅的晶体生长方式。

通常采用的晶体生长方式有区熔法、悬浮液法和气相沉积法。

其中，区熔法是最常用的生长技术，通过将硅料在高温环境下进行熔融，然后通过慢慢降温来实现晶体生长。

这种生长方式可以获得较大尺寸和高纯度的单晶硅。

然后是单晶硅的晶格定向性和取向性。

单晶硅具有优异的晶格定向性和取向性，即硅芯片上的晶粒取向基本一致，能够提供更好的电子传导性能和光电效率。

晶体定向性通常用晶格取向指数来描述，常见的取向指数有<100>、<111>等。

接下来是单晶硅的杂质控制和纯度。

单晶硅要求具有极高的纯度，因为微量的杂质会对硅材料的光电性能和电子性能产生重大影响。

通常，单晶硅的杂质控制在10^11～10^13个原子/cm^3之间。

其中，常见的杂质有氧、碳、氮、铁、铝、磷等。

再次是单晶硅的电学性能。

单晶硅具有较高的电导率和载流子迁移率，这使得它成为优质的导电材料。

对于太阳能电池而言，单晶硅的光电转换效率通常在20%以上，这是由于其优良的光吸收和载流子传输性能所致。

最后是单晶硅的物理性能。

单晶硅具有优良的力学强度和热导率，能够满足各种应用环境下的需求。

此外，单晶硅还具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性能。

总结起来，单晶硅是一种高纯度、单晶结构的硅材料，具有优良的光电性能和电子性能。

它具有高晶格定向性、良好的杂质控制和高纯度要求。

此外，单晶硅还具有优异的电学性能、物理性能和热导率。

这些技术参数使得单晶硅成为太阳能电池、集成电路和光电器件等领域的重要材料。

准晶体的发现及意义

准晶体的发现及意义准晶体是一种介于晶体和非晶体之间的材料，它具有部分有序的结构。

准晶体的发现对材料科学和材料工程领域有着重要的意义。

本文将从准晶体的发现历史、准晶体的结构和性质、准晶体的应用等方面进行探讨，并阐述准晶体的意义。

一、准晶体的发现历史准晶体的发现可以追溯到20世纪70年代末80年代初，当时石英晶体的研究者通过电子显微镜观察到了一些有着五角或十边形对称的结构，但其结构却不遵循晶格对称性规律。

这些结构在当时被称为“假晶体”或“错误晶体”，直到1984年，丹尼斯·格拉迪赛夫和保罗·施泰因哈特在对一种金银合金的研究中发现了具有五角对称性的结构，他们将其命名为“准晶体”，并详细描述了其结构和性质。

二、准晶体的结构和性质准晶体的结构既不是完全有序的晶体结构，也不是完全无序的非晶体结构，而是介于两者之间的部分有序的结构。

准晶体的结构特点是具有非常复杂和多样性，它包含了晶体和非晶体中常见的一些几何元素，如孔隙、晶胞、聚集体等。

准晶体的结构有时还会出现五角对称、十边形对称或其他非晶体无法呈现的对称性。

这种特殊的结构赋予了准晶体独特的物理和化学性质。

准晶体具有许多独特的性质，例如低摩擦系数、低导热系数、高抗腐蚀性、高硬度等。

这些性质使得准晶体在材料科学和工程领域具有广泛的应用前景。

三、准晶体的应用1.复合材料领域：准晶体可以被用作增强材料的填充剂，提高复合材料的力学性能。

它的高硬度和高抗腐蚀性使其成为一种理想的增强材料。

2.表面涂层技术：准晶体可以通过物理气相沉积、磁控溅射等技术制备成涂层，提高材料的表面硬度和抗磨损性能。

3.催化剂和储氢材料：准晶体也可以作为催化剂的载体，提高催化剂的效率和稳定性。

此外，准晶体内部的孔隙结构可以用来储存氢气，有望应用于氢能源储存领域。

4.电子器件领域：准晶体具有比晶体更低的导热系数，可用于制备热导率较低的电子器件，降低热电偶效应。

此外，准晶体还在纳米技术、强化材料的设计等领域有着广泛的应用前景。

准晶体的发展及其应用

准晶体的发展及其应用准晶体是一种非晶体和晶体之间的结晶态结构，具有部分晶体和部分非晶体的特性。

准晶体的发展始于20世纪70年代，当时人们开始对金属合金的统计构造进行研究。

准晶体的发展受益于X射线衍射实验技术的进展，研究人员发现了很多金属合金的准晶体结构。

准晶体的应用范围非常广泛，涉及到材料科学、化学、物理学等多个领域。

准晶体的发展史可以追溯到1980年代初，当时法国科学家Daniel Shechtman发现了一种自旋切变准晶体。

这项发现被认为是科学界一个重大突破，随后被授予了诺贝尔化学奖。

自那以后，准晶体的研究得到了广泛的关注和深入的探索。

准晶体的结构特点主要包括五角星、六角星等复杂的几何图形。

正因为这种特殊的结构，准晶体具有一些独特的性质和应用价值。

例如，准晶体具有低的导热系数和低的电导率，这使得准晶体在热障涂层材料和隔热材料中有广泛的应用。

此外，准晶体具有良好的抗磨损和耐腐蚀性能，可以用于生产高硬度的刀具和耐腐蚀的材料。

除了上述应用外，准晶体还在光学领域中有着重要的应用。

由于准晶体的特殊结构，它们显示出一些特殊的光学效应，如布拉格散射和布拉奇光学效应。

这些光学效应为准晶体在光学通信、光学调制和激光技术等领域的应用提供了潜在的可能。

准晶体还可以用于电子封装材料和光电子封装材料中。

准晶体的非晶态结构使其在电子封装中具有优良的导热性能和机械性能，能够有效地降低温度应力和热膨胀系数不匹配引起的热疲劳问题。

此外，准晶体还可以用于合金材料的增强。

通过将准晶体引入到合金中，能够显著提高合金的强度和硬度，并且减少晶界的存在，提高合金的抗腐蚀性能。

准晶体的应用还在不断扩展，例如在能源存储领域中，准晶体材料可以作为电池材料和储氢材料。

此外，在生物医学领域中，准晶体也被用于制备生物传感器和人工骨骼等器械。

总的来说，准晶体作为一种新型的结晶态结构，具有独特的物理性质和广泛的应用前景。

随着准晶体研究的不断深入和技术的不断进步，相信准晶体将会在材料科学和工程领域发挥更重要的作用。