更新时间:2026-02-04 21:32:45 浏览: 次
助熔剂法又称熔剂法或熔盐法, 它是在高温下从熔融盐熔剂中生长晶体的一种方法。 利用助熔剂生长晶体的历史已近百年, 现在用助熔剂生长的晶体类型很多, 从金属到硫族及卤族化合物, 从半导体材料、 激光晶体、 光学材料到磁性材料、 声学晶体, 也用于生长宝石晶体, 如助熔剂法红宝石和祖母绿。 一、 助熔剂法的基本原理和方法 助熔剂法是将组成宝石的原料在高温下溶解于低熔点的助熔剂中, 使之形成饱和溶液, 然后通过缓慢降温或在恒定温度下蒸发熔剂等方法, 使熔融液处于过饱和状态, 从而使宝石晶体析出生长的方法。 助熔剂通常为无机盐类, 故也被称为盐熔法...
助熔剂法又称熔剂法或熔盐法, 它是在高温下从熔融盐熔剂中生长晶体的一种方法。 利用助熔剂生长晶体的历史已近百年, 现在用助熔剂生长的晶体类型很多, 从金属到硫族及卤族化合物, 从半导体材料、 激光晶体、 光学材料到磁性材料、 声学晶体, 也用于生长宝石晶体, 如助熔剂法红宝石和祖母绿。 一、 助熔剂法的基本原理和方法 助熔剂法是将组成宝石的原料在高温下溶解于低熔点的助熔剂中, 使之形成饱和溶液, 然后通过缓慢降温或在恒定温度下蒸发熔剂等方法, 使熔融液处于过饱和状态, 从而使宝石晶体析出生长的方法。 助熔剂通常为无机盐类, 故也被称为盐熔法或熔剂法。 助熔剂法根据晶体成核及生长的方式不同分为两大类: 自发成核法和籽晶生长法。 1、 自发成核法 按照获得过饱和度方法的不同助熔剂法又可分为缓冷法、 反应法和蒸发法。 这些方法中以缓冷法设备最为简单, 使用最普遍。 缓冷法是在高温下, 在晶体材料全部熔融于助熔剂中之后, 缓慢地降温冷却, 使晶体从饱和熔体中自发成核并逐渐成长的方法。 2、 籽晶生长法 籽晶生长法是在熔体中加入籽晶的晶体生长方法。主要目的是克服自发成核时晶粒过多的缺点, 在原料全部熔融于助熔剂中并成为过饱和溶液后, 晶体在籽晶上结晶生长。 根据晶体生长的工艺过程不同, 籽晶生长法又可分为以下几种方法: A. 籽晶旋转法: 由于助熔剂熔融后粘度较大, 熔体向籽晶扩散比较困难, 而采用籽晶旋转的方法可以起到搅拌作用, 使晶体生长较快, 且能减少包裹体。 此法曾用于生长卡善红宝石。 B. 顶部籽晶旋转提拉法: 这是助熔剂籽晶旋转法与熔体提拉法相结合的方法。其原理是: 原料在坩埚底部高温区熔融于助熔剂中, 形成饱和熔融液, 在旋转搅拌作用下扩散和对流到顶部相对低温区, 形成过饱和熔液, 在籽晶上结晶生长晶体。 随着籽晶的不断旋转和提拉, 晶体在籽晶上逐渐长大。 该方法除具有籽晶旋转法的优点外, 还可避免热应力和助熔剂固化加给晶体的应力。 另外,晶体生长完毕后, 剩余熔体可再加晶体材料和助熔剂继续使用。 C. 底部籽晶水冷法: 助熔剂挥发性高, 顶部籽晶生长难以控制, 晶体质量也不好。 为了克服这些缺点, 采用底部籽晶水冷技术, 则能获得良好的晶体。 水冷保证了籽晶生长, 抑制了熔体表面和坩埚其它部位的成核。 这是因为水冷部位才能形成过饱和熔体, 从而保证了 晶体在籽晶上不断成长。 用此法可生长出质量良好的钇铝榴石晶体。 D. 坩埚倒转法及倾斜法: 这是两种基本原理相同的助熔剂生长晶体的方法。 当坩埚缓慢冷却至溶液达过饱和状态时, 将坩埚倒转或倾斜, 使籽晶浸在过饱和溶液中进行生长, 待晶体生长结束后,再将坩埚回复到开始位置, 使溶液与晶体分离。 E. 移动熔剂区熔法: 这是一种采用局部区域熔融生长晶体的方法。 籽晶和晶体原料互相连接的熔融区内含有助熔剂, 随着熔区的移动(移动样品或移动加热器) , 晶体不断生长, 助熔剂被排挤到尚未熔融的晶体原料一边。 只要适当地控制生长速度和必要的生长气氛, 用这种方法可以得到均匀的晶体。 二、 助熔剂的选择和工艺特点




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