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文档简介
熔盐生长法3.生长速率(BCF理论)
<<1:tanh1/≈1,>>1:tanh1/≈1/
V=C∝
二、助熔剂的选择
1.有足够大的溶解度,一般应为10~50wt%,同时在生长温度范围内,还应有适度的溶解度的温度系数;2.所生成的晶体是唯一稳定的物相(不反应),助溶剂与参与结晶的成分最好不要形成多种稳定的化合物;3.固溶度应尽可能小,尽可能选用同离子助熔剂;4.小粘滞性,使扩散速率↗,生长速率↗,完整性↗;5.低熔点,高沸点,才有较宽的生长温区;6.很小的挥发性、腐蚀性和毒性,避免对人体、坩埚和环境造成损害和污染;7.
易溶于对晶体无腐蚀作用的液体溶剂中,如水、酸或碱性溶液等,以便于生长结束时晶体与母液的分离。
8.很难找到一种能同时满足上述条件要求的助熔剂。在实际使用中,一般采用复合助熔剂来尽量满足这些要求。
例如:PbO和PbF2
表7.5给出了一些常用的助熔剂和所生长的晶体。
P166
三、生长设备及操作方法
1.设备
1)生长炉:要求保温性能好,坩埚进出方便,耐腐蚀;
2)坩埚材料:Pt,避免铅、铋、铁的影响(会与铂生成低共熔物)。使用铅基助熔剂时,加入少量PbO2可以增加坩埚的寿命。2.生长工艺:1)按比例配料,装炉;2)生长过程中,精确控温;3)分离残余溶液(1)直接倾倒,再回炉缓冷;(2)直接冷却,溶解余液;(3)坩埚底部开孔;(4)特殊装置a.倒转法:fig.7.4.2b.倾斜法:fig.7.4.3图7.4.2倒转法示意图(a)冷却到液相线温度以下;(b)生长阶段;(c)重新转回来,把晶体助熔剂分开
图7.4.3坩埚倾斜法示意图
四、优缺点1.适应性强;2.生长温度低;3.晶体应力小,均匀完整;4.设备简单。1.速率慢,周期长,小晶体;2.助溶剂有毒,污染炉体和环境。
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