溶液法生长晶体.ppt

（3）蒸发法基本原理：将溶剂不断蒸发移去，而使溶液保持在过饱和状态，从而使晶体不断生长。适合溶解度较大而溶解度温度系数很小或是具有负温度系数的物质。这种装置比较适合于在较高的温度下使用（60°C以上）第31页，共48页，星期日，2025年，2月5日第32页，共48页，星期日，2025年，2月5日控制点掌握好溶液蒸发速度，使溶液始终处于亚稳过饱和区，保证一定的过饱和度。特点温度恒定，因此晶体应力小；蒸发量不易控制，适宜于生长小晶体第33页，共48页，星期日，2025年，2月5日（4）电解溶剂法原理：电解法分解溶剂，除去溶剂，使溶液处于过饱和状态第34页，共48页，星期日，2025年，2月5日第35页，共48页，星期日，2025年，2月5日3.4溶液中培养单晶生长条件的控制和单晶的完整性在晶体具有完整性前提下，提高晶体生长速率和利用率是目标籽晶：以结构和成分完全相同的完整晶体的一部分作为籽晶最好以结构和成分与生长晶体相似的晶体也可作为籽晶第36页，共48页，星期日，2025年，2月5日溶液处理1溶液处理意义和目的溶液是水溶性晶体生长的母体，其状态决定了晶体生长特性和晶体质量。高度纯净，减少杂质，减少有害物质。2溶液处理方法选用试剂级原料，蒸馏水或离子交换水配制溶液；用微米级以下过滤器过滤；调整pH值和掺质；第37页，共48页，星期日，2025年，2月5日关于溶液法生长晶体第1页，共48页，星期日，2025年，2月5日主要内容：

3.1溶液和溶解度

3.2溶液中晶体生长的平衡

3.3溶液法生长晶体的方法

3.4溶液中培养单晶生长条件的控制和单晶的完整性

3.5凝胶法晶体生长第2页，共48页，星期日，2025年，2月5日溶液法晶体生长的基本原理溶液法应用技术第3页，共48页，星期日，2025年，2月5日基本原理：将溶质溶解在溶剂中，采取适当措施，使溶液处于过饱和状态，进而晶体从中生长。第4页，共48页，星期日，2025年，2月5日优点：生长温度较低（远低于熔点）、降低粘度、晶体体积较大、外形规则、均匀性好、观察生长

缺点：组分多、影响生长因素复杂、生长速度较慢、控温精度要求高（可容许温度波动小）第5页，共48页，星期日，2025年，2月5日3.1溶液和溶解度溶液：溶质和溶剂溶解度：在一定温度和压力下，一定量的溶剂中能溶解溶质的量叫溶解度溶解度大小与温度有密切关系（压力影响较小）固态溶质?溶液中溶质饱和溶液：当溶解速率等于结晶速率时，溶解与结晶处于平衡第6页，共48页，星期日，2025年，2月5日溶液浓度表示法体积摩尔浓度（mol）：溶质mol数/1L溶液；重量摩尔浓度（mol）：溶质mol数/1000g溶剂中；摩尔分数（x）：溶质摩尔数/溶液总摩尔数；重量百分数：100g溶液中含溶质g数。第7页，共48页，星期日，2025年，2月5日溶解度曲线：不同温度下溶解度的连线为该物质的溶解度曲线

其是选择从溶液中生长晶体的方法和生长温度区间的重要依据第8页，共48页，星期日，2025年，2月5日第9页，共48页，星期日，2025年，2月5日温度对溶解度的影响：式中：x溶质的摩尔分数，△H固体摩尔溶解热，T为绝对温度，T0是晶体的熔点，R为气体常数，上式可化为（1）大多数晶体溶解过程是吸热，△H为正，温度升高，溶解度增大；反之，溶解度减小（2）一定温度下，低熔点晶体的溶解度高于高熔点晶体的溶解度第10页，共48页，星期日，2025年，2月5日过饱和、溶解度过饱和溶液：溶液中溶质含量超过饱和溶液的含量，但不析出晶体（不稳定）过饱和状态：晶体生长的先决条件，只有过饱和溶液才能形成晶核并逐渐长大第11页，共48页，星期日，2025年，2月5日第12页，共48页，星期日，2025年，2月5日溶液分成稳定区、亚稳区和不稳定区稳定区：不饱和区，晶体不能生长亚稳区：过饱和区，在这里不发生自发结晶，若有外来颗粒（包括籽晶）投入，晶体就围绕它生长不稳定区：过饱和区，不过它的过饱和度比亚温区大，会自发结晶溶液生长的过程必需控制在亚温区内进行，若在不稳定区内生长就会出现多晶第13页，共48页，星期日，2025年，2月5日由图可见：稳定区晶体不可能生长；不稳定区晶体可以生长，但是，不可能获得单一晶体；在亚稳过饱和区，通过籽晶生长可以获得单晶过饱和度：浓度驱动力△c，△c＝c－c*，（c溶液的实际浓度，c*同一温度下的平衡饱和浓度）过饱和比s：s＝c/c*第14页，共48页，星期日，2025年，2月5日