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文档简介

1、1. 晶体生长机理 理根据经典的晶体生长理论, 液相反应体系中晶体生长包括以下步骤:营养料在水溶液介质里溶解,以离子、分子团的形式进入溶液(溶解阶段):由于体系中存在十分有效的热对流以及溶解区和生长区 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 ); 离子、分子或离子团在生长界面上的吸附、分解与脱附;吸附物 质在界面上的运动;结晶(、统称为结晶阶段)。液相条件 下生长的晶体晶面发育完整,晶体的结晶形貌与生长条件密切相关, 同种晶体在不同的生长条件下可能有不同的结晶形貌。 简单套用经典 晶体生长理论不能很好解释许多实验现象,因此在大量实验的基础 上产生了“生长基元”理论模型。

2、“生长基元 " 理论模型认为在上 述输运阶段,溶解进入溶液的离子、分子或离子团之间发生反应, 形成具有一定几何构型的聚合体一生长基元, 生长基元的大小和结构 与溶液中的反应条件有关。 在一个水溶液反应体系里, 同时存在多种 形式的生长基元, 它们之间建立起动态平衡。 某种生长基元越稳定 (可 从能量和几何构型两方面加以考察 ),其在体系里出现的几率就越大。 在界面上叠合的生长基元必须满足晶面结晶取向的要求, 而生长基元 在界面上叠合的难易程度决定了该面族的生长速率。 从结晶学观点看: 生长基元中的正离子与满足一定配位要求的负离子相联结, 因此又进 一步被称为“负离子配位多面体生长基元

3、 " 。生长基元模型将晶体的 结晶形貌、 晶体的结构和生长条件有机地统一起来, 很好地解释了许 多实验现象。2晶体生长的影响条件 对于水热合成,晶粒的形成经历了 “溶解一结晶 "两个阶段。水热法 制备常采用固体粉末或新配制的凝胶作为前驱物,所谓“溶解”是指 在水热反应初期,前驱物微粒之间的团聚和联结遭到破坏, 以使微粒 自身在水热介质中溶解,以离子或离子团的形式进入溶液,进而成核、 结晶而形成晶粒。在水热条件下,晶体自由生长,晶体各个面族的生 长习性可以得到充分显露,由于水热条件下晶体生长是在非受迫的情 况下进行,所以生长温度压力、溶液、溶液流向和温度梯度对晶体各 个面族的

4、生长速率影响很明显,表现在晶体的结晶形态变化。总的来 说,在水热合成中影响材料形貌、大小、结构的因素主要有温度、原 材料的种类、浓度、比例、pH值、反应时间、有机物添加剂等 (1)反应温度反应温度提供合成材料的原动力,因此反应制备过程需要高于一定的 温度,不同的材料,不同的体系差别很大。一般温度越高,产物的直 径越大,而结晶性会更好,并且容易形成其稳定相。原料原料的种类对产物的形貌、大小有很大的影响。在液相反应体系中, 不同的原料直接决定了溶液中生成先驱体的浓度, 先驱体发生化学反 应生成产物达到一定的过饱和度时, 结晶析出生长晶体。因此原料的 不同得到先驱体的反应特性也不同,如水解速率、浓度等,从而影响 产物的形态。(3)其它条件 一般浓度只影响材料的大小,浓度越高,材料的直径和长度越大。反应时间主要影响材料的大小,一般时间

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