材料制备科学与技术
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①当压力<102Pa 时，输运速度主要决定于原子速度。 ②在 102--3*105Pa 之间的压力范围内，分子运动主要由扩散确定。 ③当压力>3*105Pa 时，热对流对确定气体运动及其重要。
4.溶液中生长晶体的具体方法主要有哪几种？每种方法的基本原理是什么？ ①降温法基本原理是利用物质较大的正溶解度温度系数，在晶体生长的过程中逐渐 降低温度，使析出溶质不断在晶体上生长。 ②流动法（温差法） ③蒸发法基本原理是将溶剂不断蒸发减少，从而是溶液保持在过饱和状态，晶体便
流对确定气体运动及其重要。 3.溶液中生长晶体的具体方法主要有：降温法、流动法（温差法）、蒸发法、凝胶法 4.水热法生长单晶体的设备装置是：高压釜 5.晶体与残余物的溶液分离开的方法有：倒装法和坩埚倾斜法。 6.从熔体中生长单晶体的典型方法大致有以下几种：（大类别和小类别都要写） ①正常凝固法 a、晶体提拉法 b、坩埚下降法（垂直式、水平式）c、晶体泡生法 d、 弧熔法②逐区溶化法 a、水平区熔法 b、浮区法 c、基座法 d、焰熔法③掺钕钇铝石 榴石（Nd：YAG)晶体的提拉生长④硒镓银（AgGaSe2)晶体的 B-S 法生长 7.提拉法生长单晶体的加热方式有： 8.坩埚下降法即（B—S 方法）的分类：垂直式、水平式
不断生长。
④凝胶法基本原理利用复分解反应、氧化还原反应来生长金属单晶。
5.对高压釜的要求应满足哪些条件？生长结束后去除熔剂的方法有哪些？ ①制作材料，要求在高温高压下有很高的强度，在温度为 200--1100℃范围内，能 耐压（2--100）*107Pa，耐腐蚀，化学稳定性好。
Kd Dw ②釜壁的厚度按理论公式计算： Dn
相或熔体生长的材料。
②水溶液生长法：基本原理是将原料（溶质）溶解在溶剂中，采取适当的措施造成
溶液的过饱和状态，是晶体在其中生长。生长范畴包括水溶液、有机溶剂和其他无
机溶剂的溶液、熔盐（高温溶液）以及水热溶液等。
③水热生长法：是一种在高温高压下的过饱和水溶液中进行结晶的方法。可以合成
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。
2.阐述气相法生长晶体的基本原理及其方法、输运方式。
气相法生长晶体基本原理：对于某个假设的晶体模型，气相原子或分子运动到晶体 表面，在一定的条件（压力、温度等）下被晶体吸收，形成稳定的二维晶核。在晶 面上采生台阶，再俘获表面上进行扩散的吸附原子，台阶运动、蔓延横贯整个表面， 晶体便生长一层原子高度，如此循环往复即能长出块状或薄膜状晶体。 方法：升华法、蒸汽输运法、气相反应法。 输运方式主要靠扩散和对流来实现，实现对流和扩散的方式虽然较多，但主要还是 取决于系统中的温度梯度和蒸汽压力或蒸汽密度。 3.何为晶体水热生长法？试阐述 α-水晶生长的基本工艺和生长参数。 晶体水热生长法是一种在高温高压下的过饱和水溶液中进行结晶的方法。 水热法生长水晶灯 过程是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料。 生长参数：培养料温度、籽晶温度、充满度、压力、矿化剂、添加剂 4.熔体法生长晶体的特点是什么？方法有哪些？可以从哪些角度对熔体生长方法进 行分类？ 晶体有两种类型：一种是晶体与熔体有相同的成分，纯元素和同成分熔化的化合物 属于此类；第二种是晶体与熔体成分不同，掺杂的元素或化合物以及不同成分熔化 的化合物属于这一类。 方法：①正常凝固法 a、晶体提拉法 b、坩埚下降法（垂直式、水平式）c、晶体泡 生法 d、弧熔法②逐区溶化法 a、水平区熔法 b、浮区法 c、基座法 d、焰熔法③掺 钕钇铝石榴石（Nd：YAG)晶体的提拉生长④硒镓银（AgGaSe2)晶体的 B-S 法生长
简答题：（具体点）
1.气相生长法的分类 ①升华法：是将固体在高温区升华，蒸汽在温度梯度的作用下向低温区输运结晶的 一种生长晶体的方法。 ②蒸汽输运法：是在一定的环境（如真空）下，利用运载气体生长晶体的方法，通 常用卤族元素来帮助源的挥发和原料的输运，可以促进晶体的生长。 ③气相反应法：即利用气体之间的直接混合反应生成晶体的方法。 2.在气相系统中，通过可逆反应生长时，输运可以分为哪三个阶段？ ①在原料固体上的复相反应。 ②气体中挥发物的输运。 ③在晶体形成处的复相逆向反应。 3.气体输运过程因其内部压力不同而主要有哪三种可能的方式？
第七章 单晶材料的制备
名词解释：
1.熔盐生长法（助熔剂法、高温溶液法、熔盐法）是在高温下从熔融盐溶剂中生长 晶体的方法。
填空题：
1.气相生长法可以分为三类：升华法、蒸汽输运法、气相反应法 2.气体输运过程因其内部压力不同而主要有三种可能的方式（输运取决于什么东
西？压力的三个级别）：①当压力<102Pa 时，输运速度主要决定于原子速度②在 102--3*105Pa 之间的压力范围内，分子运动主要由扩散确定③当压力>3*105Pa 时，热对
长结束时晶体与母液的分离。
⑨在熔融态时，助溶剂的比重应于结晶材料相近，否则上下浓度不易均一。
生长结束后去除熔剂的方法：有可以缓慢降温挥发除去，也可以用适当溶液溶解掉
习题：
1.单晶生长的方法如何分类？它们各自的特点及适用范围如何？ ①气相生长法：包含有大量变量使生长过程较难控制。通常仅适用于那些难以从液
④熔盐生长法：优点在于可以借助高温溶剂，是溶质相在远低于其熔点的温度下进
行生长。适用范围很广泛，因为对于任何材料原则上说都等找到一种溶剂，但在实
际生长中要找到适合的溶剂却是熔盐法生长的一个既困难又很关键的问题。
⑤熔体生长法：具有生长快、晶体的纯度高、完整性好等优点。生长的高质量单晶
不仅限于高技术应用方面，而且还是基础理论研究的极好样品。
2 p
③密封结构良好。
④高压釜的直径与高度比。
⑤耐腐蚀，特别是耐酸碱腐蚀。
6.理想的助熔剂应具备哪些物理化学特性？（5 条以上就行） ①对晶体材料必须具有足够大的溶解度。
②在尽可能大的温度压力等条件范围内与溶质的作用应是可逆的，不会形成稳定的
Байду номын сангаас
其他化合物，而所要的晶体是唯一稳定的物相，这就要求助溶剂与参与晶体的成分
最好不要形成多种稳定的化合物。
③助溶剂在晶体中的固溶度应尽可能小。
④具有尽可能小的粘滞性，以利于溶质和能量的输运，从而有利于溶质的扩散和结
晶潜热的释放，这对于生长高完整性的单晶极为重要。
⑤有尽可能低的熔点，尽可能高的沸点。
⑥具有很小的挥发性和毒性。
⑦对铂或其他坩埚材料的腐蚀性要小。
⑧易溶于对晶体无腐蚀作用的某种液体溶剂中，如水、酸或碱性溶液等，以便于生
4.溶液中生长晶体的具体方法主要有哪几种？每种方法的基本原理是什么？ ①降温法基本原理是利用物质较大的正溶解度温度系数，在晶体生长的过程中逐渐 降低温度，使析出溶质不断在晶体上生长。 ②流动法（温差法） ③蒸发法基本原理是将溶剂不断蒸发减少，从而是溶液保持在过饱和状态，晶体便
流对确定气体运动及其重要。 3.溶液中生长晶体的具体方法主要有：降温法、流动法（温差法）、蒸发法、凝胶法 4.水热法生长单晶体的设备装置是：高压釜 5.晶体与残余物的溶液分离开的方法有：倒装法和坩埚倾斜法。 6.从熔体中生长单晶体的典型方法大致有以下几种：（大类别和小类别都要写） ①正常凝固法 a、晶体提拉法 b、坩埚下降法（垂直式、水平式）c、晶体泡生法 d、 弧熔法②逐区溶化法 a、水平区熔法 b、浮区法 c、基座法 d、焰熔法③掺钕钇铝石 榴石（Nd：YAG)晶体的提拉生长④硒镓银（AgGaSe2)晶体的 B-S 法生长 7.提拉法生长单晶体的加热方式有： 8.坩埚下降法即（B—S 方法）的分类：垂直式、水平式
不断生长。
④凝胶法基本原理利用复分解反应、氧化还原反应来生长金属单晶。
5.对高压釜的要求应满足哪些条件？生长结束后去除熔剂的方法有哪些？ ①制作材料，要求在高温高压下有很高的强度，在温度为 200--1100℃范围内，能 耐压（2--100）*107Pa，耐腐蚀，化学稳定性好。
Kd Dw ②釜壁的厚度按理论公式计算： Dn
相或熔体生长的材料。
②水溶液生长法：基本原理是将原料（溶质）溶解在溶剂中，采取适当的措施造成
溶液的过饱和状态，是晶体在其中生长。生长范畴包括水溶液、有机溶剂和其他无
机溶剂的溶液、熔盐（高温溶液）以及水热溶液等。
③水热生长法：是一种在高温高压下的过饱和水溶液中进行结晶的方法。可以合成
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。
2.阐述气相法生长晶体的基本原理及其方法、输运方式。
气相法生长晶体基本原理：对于某个假设的晶体模型，气相原子或分子运动到晶体 表面，在一定的条件（压力、温度等）下被晶体吸收，形成稳定的二维晶核。在晶 面上采生台阶，再俘获表面上进行扩散的吸附原子，台阶运动、蔓延横贯整个表面， 晶体便生长一层原子高度，如此循环往复即能长出块状或薄膜状晶体。 方法：升华法、蒸汽输运法、气相反应法。 输运方式主要靠扩散和对流来实现，实现对流和扩散的方式虽然较多，但主要还是 取决于系统中的温度梯度和蒸汽压力或蒸汽密度。 3.何为晶体水热生长法？试阐述 α-水晶生长的基本工艺和生长参数。 晶体水热生长法是一种在高温高压下的过饱和水溶液中进行结晶的方法。 水热法生长水晶灯 过程是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料。 生长参数：培养料温度、籽晶温度、充满度、压力、矿化剂、添加剂 4.熔体法生长晶体的特点是什么？方法有哪些？可以从哪些角度对熔体生长方法进 行分类？ 晶体有两种类型：一种是晶体与熔体有相同的成分，纯元素和同成分熔化的化合物 属于此类；第二种是晶体与熔体成分不同，掺杂的元素或化合物以及不同成分熔化 的化合物属于这一类。 方法：①正常凝固法 a、晶体提拉法 b、坩埚下降法（垂直式、水平式）c、晶体泡 生法 d、弧熔法②逐区溶化法 a、水平区熔法 b、浮区法 c、基座法 d、焰熔法③掺 钕钇铝石榴石（Nd：YAG)晶体的提拉生长④硒镓银（AgGaSe2)晶体的 B-S 法生长
简答题：（具体点）
1.气相生长法的分类 ①升华法：是将固体在高温区升华，蒸汽在温度梯度的作用下向低温区输运结晶的 一种生长晶体的方法。 ②蒸汽输运法：是在一定的环境（如真空）下，利用运载气体生长晶体的方法，通 常用卤族元素来帮助源的挥发和原料的输运，可以促进晶体的生长。 ③气相反应法：即利用气体之间的直接混合反应生成晶体的方法。 2.在气相系统中，通过可逆反应生长时，输运可以分为哪三个阶段？ ①在原料固体上的复相反应。 ②气体中挥发物的输运。 ③在晶体形成处的复相逆向反应。 3.气体输运过程因其内部压力不同而主要有哪三种可能的方式？
第七章 单晶材料的制备
名词解释：
1.熔盐生长法（助熔剂法、高温溶液法、熔盐法）是在高温下从熔融盐溶剂中生长 晶体的方法。
填空题：
1.气相生长法可以分为三类：升华法、蒸汽输运法、气相反应法 2.气体输运过程因其内部压力不同而主要有三种可能的方式（输运取决于什么东
西？压力的三个级别）：①当压力<102Pa 时，输运速度主要决定于原子速度②在 102--3*105Pa 之间的压力范围内，分子运动主要由扩散确定③当压力>3*105Pa 时，热对
长结束时晶体与母液的分离。
⑨在熔融态时，助溶剂的比重应于结晶材料相近，否则上下浓度不易均一。
生长结束后去除熔剂的方法：有可以缓慢降温挥发除去，也可以用适当溶液溶解掉
习题：
1.单晶生长的方法如何分类？它们各自的特点及适用范围如何？ ①气相生长法：包含有大量变量使生长过程较难控制。通常仅适用于那些难以从液
④熔盐生长法：优点在于可以借助高温溶剂，是溶质相在远低于其熔点的温度下进
行生长。适用范围很广泛，因为对于任何材料原则上说都等找到一种溶剂，但在实
际生长中要找到适合的溶剂却是熔盐法生长的一个既困难又很关键的问题。
⑤熔体生长法：具有生长快、晶体的纯度高、完整性好等优点。生长的高质量单晶
不仅限于高技术应用方面，而且还是基础理论研究的极好样品。
2 p
③密封结构良好。
④高压釜的直径与高度比。
⑤耐腐蚀，特别是耐酸碱腐蚀。
6.理想的助熔剂应具备哪些物理化学特性？（5 条以上就行） ①对晶体材料必须具有足够大的溶解度。
②在尽可能大的温度压力等条件范围内与溶质的作用应是可逆的，不会形成稳定的
Байду номын сангаас
其他化合物，而所要的晶体是唯一稳定的物相，这就要求助溶剂与参与晶体的成分
最好不要形成多种稳定的化合物。
③助溶剂在晶体中的固溶度应尽可能小。
④具有尽可能小的粘滞性，以利于溶质和能量的输运，从而有利于溶质的扩散和结
晶潜热的释放，这对于生长高完整性的单晶极为重要。
⑤有尽可能低的熔点，尽可能高的沸点。
⑥具有很小的挥发性和毒性。
⑦对铂或其他坩埚材料的腐蚀性要小。
⑧易溶于对晶体无腐蚀作用的某种液体溶剂中，如水、酸或碱性溶液等，以便于生