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§7.4 熔盐生长法 ——在高温下从熔融盐溶剂中生长晶体的方法。 ——熔盐法，助熔剂法，高温溶液法, 与自然界中矿物晶体在岩浆中结晶过程相似。 19世纪中叶：欧州，金红石，祖母绿等； 1954年，Remeika, 在PbO中生长出BaTiO3; 1958年，Nielsen，在PbO中生长出YIG等。 一、生长分类及机理 1.分类 自发成核法：缓冷法，助溶剂蒸发法；助溶剂反应法； 籽晶生长法：助溶剂提拉法；移动溶剂熔区法；坩埚倾 斜倒转法等。 3. 生长速率（BCF理论） 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 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。 谢 谢！ * * 2. 生长机理 与从水溶液中生长晶体相类似 ——应用同样的理论。 在没有籽晶的加助熔剂熔体里生长晶体的过程，仍然是在较高的过饱和度下先成核，晶核长大，随着生长的进行，溶质的消耗，过饱和度就降低，晶体就稳定生长。 ? ?1 ：tanh ?1/ ? ≈1, ?1 ：tanh ?1/ ? ≈ ?1/ ? V＝C?∝? （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.7.4.2 b.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 优点 缺点 *