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胶体晶体生长检测装置

发布时间:2021-01-26 10:20:18

㈠ 胶体和晶体的区别胶体和晶体有什么区别,是一个范畴

常温环境中甘露醇是以粉末或者晶体的形式纯在的,甘露醇没有吸湿的特点;但是它却会发生粉末粘结的现象。通常可以作为片剂或胶囊的填充剂,冷冻干燥制剂的辅料;以及食物添加剂。

㈡ 晶体 胶体

晶体是原子、离子或分子按照一定的周期性,在结晶过程中,在空间排列形成具有一定规则的几何外形的固体。晶体有三个特征:
(1)晶体有整齐规则的几何外形;
(2)晶体有固定的熔点,在熔化过程中,温度始终保持不变;
(3)晶体有各向异性的特点。
固态物质有晶体与非晶态物质(无定形固体)之分,而无定形固体不具有上述特点。
晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体,具有长程有序,并成周期性重复排列。
非晶体是内部质点在三维空间不成周期性重复排列的固体,具有近程有序,但不具有长程有序。如玻璃。外形为无规则形状的固体。

胶体(英语:Colloid)又称胶状分散体(colloidal dispersion)是一种均匀混合物,在胶体中含有两种不同状态的物质,一种分散,另一种连续。分散的一部分是由微小的粒子或液滴所组成,分散质粒子直径在1nm—100nm之间的分散系;胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系,这是一种高度分散的多相不均匀体系。
常见胶体:
1、烟,云,雾是气溶胶,烟水晶,有色玻璃是固溶胶,蛋白溶液,淀粉溶液是液溶胶;
2、淀粉胶体,蛋白质胶体是分子胶体,土壤是粒子胶体;
胶体在医疗卫生中的应用:血液透析,血清纸上电泳,利用电泳分离各种氨基酸和蛋白质.13
医学上越来越多地利用高度分散的胶体来检验或治疗疾病,如胶态磁流体治癌术是将磁性物质制成胶体粒子,作为药物的载体,在磁场作用下将药物送到病灶,从而提高疗效。

㈢ 晶体生长模拟软件寻求。

是的,晶体生长最难的是热场模拟和缺陷的预测,推荐一款晶体生长的数值模拟软件吧,叫FEMAG,还蛮好上手的

㈣ 晶体生长过程可视化什么意思

通过微型摄像头,观察晶体生长的整个过程,有小颗粒到大的结晶,这就是所谓的内晶容体生长过程可视化。现在已经有专门的设备卖,一台设备大概50万到100万,由于镜头是宝石做的,所以比较贵,其配套一整套电脑分析系统。

㈤ 晶体生长的途径

晶体是在物相的转变过程中形成的。如果将物质按气相、液相和固相划分,则从相转变的角度看,晶体的形成途径也便有3种。

1.由气相转变为晶体

当某些气体处于过饱和蒸气压或过冷却温度条件时,可直接转变为晶体。从火山口喷发出来的含硫气体通过凝华作用形成自然硫晶体;空气中的水蒸气在冬季玻璃窗上凝结成冰花,都是由气相转变为晶体的例子。自然界中此类例子并不多见。

2.由液相转变为晶体

液相有熔体和溶液两种基本类型。当温度下降到低于熔体的熔点(即过冷却)或当溶液达到过饱和时,可结晶形成晶体。例如,高温熔融态的岩浆,随着温度的降低,可依次结晶出橄榄石、辉石等矿物晶体。盐湖中的溶液因蒸发作用而达到过饱和可结晶出石盐、硼砂等矿物晶体。工业上的各种铸锭和化学药品的制作都是液相转变为晶体的实例。这是自然界和工业上最常见的一种晶体形成方式。

3.由固相转变为晶体

固相物质有晶态和非晶态两种。对于非晶态的固体,由于其内部质点不具有规则排列的特点,相对于晶体来说其内能较大而处于不稳定状态,因此非晶态的固体可以自发地向内能更小、更稳定的晶体转化。自然界的火山玻璃经过漫长地质年代的演化可以形成细小的长石或石英雏晶是最典型的由固相转变为晶体的实例。

除了非晶态的固体可以转变为晶体以外,一些早期形成的晶体,当其所处的物理化学条件改变到一定程度时,原晶体赖以稳定的条件消失,其内部质点就要重新进行排列而形成新的结构,从而使原来的晶体转变成了另外一种晶体。由一种晶体转变为另外一种晶体的方式,主要有以下几种情况。

同质多象转变 某种晶体在热力学条件改变时转变为另外一种在新条件下稳定的晶体,新晶体与原晶体成分相同,但结构不同,这就是同质多象转变。例如,在一个大气压573℃以上,SiO2可形成高温β-石英;而在573℃以下,高温β-石英可转变为结构不同的低温a-石英。

固溶体分解 固溶体是两种或两种以上的物质在一定的温度条件下形成的类似于溶液的一种均一相的结晶相固体。当温度下降时,固溶体内部物质之间的相容性下降,从而使它们各自结晶形成独立的晶体,这就是固溶体的分离现象。例如,闪锌矿(ZnS)和黄铜矿(CuFeS2)在高温条件下,可按一定比例形成均一相的固溶体,而在低温时就分离成为闪锌矿(ZnS)和黄铜矿(CuFeS2)两种矿物晶体。

再结晶作用 再结晶作用是指在温度和压力的影响下,通过质点在固态条件下的扩散,由细粒晶体转变成粗粒晶体的作用。在这一作用过程中,没有新晶体的形成,只是原来晶体的颗粒由小变大。例如,由细粒方解石组成的石灰岩在与岩浆岩接触时,受到热力烘烤作用,细粒方解石结晶成粗粒方解石晶体,石灰岩变质为大理岩。

㈥ 晶体生长实验方法

虽然描述晶体生长的理论模型较多,但所有的模型都与实际晶体生长实验还有很大的差距,晶体生长实际过程还是通过实验来确定,还不能用理论指导生产。具体方法很多,下面简要介绍几种最常用的方法。

(1)水热法。这是一种在高温高压下从过饱和热水溶液中培养晶体的方法。用这种方法可以合成水晶、刚玉(红宝石、蓝宝石)、绿柱石(祖母绿、海蓝宝石)、石榴子石及其他多种硅酸盐和钨酸盐等上百种晶体。晶体的培养是在高压釜(图8-9)内进行的。高压釜由耐高温高压和耐酸碱的特种钢材制成。上部为结晶区,悬挂有籽晶;下部为溶解区,放置培养晶体的原料,釜内填装溶剂介质。由于结晶区与溶解区之间有温度差(如培养水晶,结晶区为 330~350°C,溶解区为360~380°C)而产生对流,将高温的饱和溶液带至低温的结晶区形成过饱和析出溶质使籽晶生长。温度降低并已析出了部分溶质的溶液又流向下部,溶解培养料,如此循环往复,使籽晶得以连续不断地长大。

图8-9 水热法培养晶体的装置

(2)提拉法。这是一种直接从熔体中拉出单晶的方法。其设备如图8-10 所示。熔体置坩埚中,籽晶固定于可以旋转和升降的提拉杆上。降低提拉杆,将籽晶插入熔体,调节温度使籽晶生长。提升提拉杆,使晶体一面生长,一面被慢慢地拉出来。这是从熔体中生长晶体常用的方法。用此法可以拉出多种晶体,如单晶硅、白钨矿、钇铝榴石和均匀透明的红宝石等。适合用提拉法生长的晶体只能是同成分相变晶体,即熔体与晶体成分相同,只须在熔点处从熔体转变为晶体。

图8-10 提拉法示意图

(3)低温溶液生长。从低温溶液(从室温到75°C左右)中生长晶体是一种最古老的方法。该方法就是将结晶物质溶于水中形成饱和溶液,再通过降温或蒸发水分使晶体从溶液中生长出来。在工业结晶中,从海盐、食糖到各种固体化学试剂等的生产,都采用了这一技术。工业结晶大多希望能长成具有高纯度和颗粒均匀的多晶体,生长是靠自发成核或放入粉末状晶种来促进生长的。从低温溶液中也可培育出各种功能晶体材料,但晶体的硬度低,溶于水。

(4)高温溶液生长。高温溶液(约在300°C以上)法生长晶体,十分类似于低温溶液法生长晶体,它是将晶体的原成分在高温下溶解于某一助溶剂中,以形成均匀的饱和溶液,晶体是在过饱和溶液中生长,因此也叫助溶剂法或盐溶法。此法关键是要找到能溶解晶体原成分的助溶剂。

㈦ 晶体生长的原理

crystal
growth
其原理基于物种晶相化学势与该物种在相关物相中化学势间准平衡关系的合理维版持。如在溶液中的权晶体生长要求在平衡溶解度附近溶质有一定适宜的过饱和度。晶体生长方法是多样的,如水热法生长人工水晶,区域熔融法生长硅、锗单晶、氢氧焰熔融法生长轴承用宝石,航天失重法培养晶体以及升华法;同质或异质外延生长法等。

㈧ 晶体生长模型

晶核形成后,将进一步成长。下面介绍关于晶体生长的几种主要的模型。

1.层生长理论模型

科塞尔(Kossel,1927)首先提出、后经斯特兰斯基(Stranski)加以发展的晶体的层生长理论亦称为科塞尔-斯特兰斯基理论。这一模型要讨论的关键问题是:在一个面尚未生长完全前在这一界面上找出最佳生长位置。图8-2 表示了一个简单立方晶体模型上一界面上的各种位置,各位上成键数目不同,新质点就位后的稳定程度不同。每一个来自环境相的新质点在环境相与新相界面的晶格上就位时,最可能结合的位置是能量上最有利的位置,即结合成键时应该是成键数目最多、释放出能量最大的位置。图8-2 所示质点在生长中的晶体表面上所可能有的各种生长位置:k 为曲折面,具有三面凹角,是最有利的生长位置;其次是 S 阶梯面,具有二面凹角的位置;最不利的生长位置是 A。由此可以得出如下的结论,即晶体在理想情况下生长时,一旦有三面凹角位存在,质点则优先沿着三面凹角位生长一条行列;而当这一行列长满后,就只有二面凹角位了,质点就只能在二面凹角处就位生长,这时又会产生三面凹角位,然后生长相邻的行列;在长满一层面网后,质点就只能在光滑表面上生长,这一过程就相当于在光滑表面上形成一个二维核(two-dimensional nucle-us),来提供三面凹角和二面凹角,再开始生长第二层面网。晶面(最外的面网)是平行向外推移而生长的。这就是晶体的层生长模型,用它可以解释如下的一些生长现象:

图8-2 晶体生长过程中表面状态图解

图8-3 石英的带状构造

(1)晶体常生长成面平、棱直的多面体形态。

(2)在晶体生长的过程中,环境可能有所变化,不同时刻生成的晶体在物性(如颜色)和成分等方面可能有细微的变化,因而在晶体的断面上常常可以看到带状构造(图8-3)。它表明晶面是平行向外推移生长的。

(3)由于晶面是向外平行推移生长的,所以同种矿物不同晶体上对应晶面间的夹角不变。

(4)晶体由小长大,许多晶面向外平行移动的轨迹形成以晶体中心为顶点的锥状体称为生长锥或砂钟状构造(图8-4、图8-5)。在薄片中常常能看到。

图8-4 生长锥

图8-5 普通辉石的砂钟状构造

然而晶体生长的实际情况要比简单层生长模型复杂得多。往往一次沉淀在一个晶面上的物质层的厚度可达几万或几十万个分子层。同时亦不一定是一层一层地顺序堆积,而是一层尚未长完,又有一个新层开始生长。这样继续生长下去的结果,使晶体表面不平坦,成为阶梯状称为晶面阶梯。

层生长模型虽然有其正确的方面,但实际晶体生长过程并非完全按照二维层生长的机制进行。因为当晶体的一层面网生长完成之后,再在其上开始生长第二层面网时有很大的困难,其原因是已长好的面网对溶液中质点的引力较小,不易克服质点的热振动使质点就位。因此,在过饱和度或过冷却度较低的情况下,晶体生长就需要用其他的生长机制加以解释。

2.螺旋生长理论模型

弗朗克等人(1949、1951)研究了气相中晶体生长的情况,估计二维层生长所需的过饱和度不小于 25%~50%。然而在实际中却发现在过饱和度小于1%的气相中晶体亦能生长。这种现象并不是层生长模型所能解释的。他们根据实际晶体结构的各种缺陷中最常见的位错现象,提出了晶体的螺旋生长模型(BCF模型,由 Burton、Cabrera、Frank三人提出),即在晶体生长界面上螺旋位错露头点所出现的凹角及其延伸所形成的二面凹角(图8-6)可作为晶体生长的台阶源,促进光滑界面上的生长。这样便成功地解释了晶体在很低的过饱和度下能够生长的实际现象。印度结晶学家维尔马(Verma,1951)对 SiC 晶体表面上的生长螺旋纹(图8-7)及其他大量螺旋纹的观察,证实了这个模型在晶体生长过程中的重要作用。

图8-6 晶体的位错

位错的出现,在晶体的界面上提供了一个永不消失的台阶源。随着生长的进行,台阶将会以位错处为中心呈螺旋状分布,螺旋式的台阶并不随着原子面网一层层生长而消失,从而使螺旋式生长持续下去。螺旋状生长与层状生长不同的是台阶并不直线式地等速前进扫过晶面,而是围绕着螺旋位错的轴线螺旋状前进(图8-8)。随着晶体的不断长大,最终表现在晶面上形成能提供生长条件信息的各种样式的螺旋纹。

3.其他晶体生长模型简介

层生长理论模型和螺旋生长理论模型都有一个共同的缺点,即都不考虑生长质点(基元)本身的性质,例如生长质点(基元)和生长质点(基元)之间的键合作用、固体生长质点与液体相互间的键合作用等等,而恰恰是这些键合力的强弱对晶体生长产生很大影响。基于此,杰克逊(Jackson)于 1958 年提出了双原子层界面结构模型,也称作杰克逊模型。该模型从键合能的角度出发,得到了分清界面是光滑还是粗糙的重要判据———杰克逊因子,杰克逊因子与两方面的因素有关,一方面与生长体系的热力学性质有关,如从液相变为晶相的相变潜热、温度等;另一方面与晶面的具体结构及方向(即晶面符号)有关。从晶面的杰克逊因子的大小可以判断该晶面的生长机制。但是,双原子界面结构模型将晶体生长过程限制在双原子层内(一层为液相,一层为晶相),即晶相与液相是“突变”的,实际晶体生长界面可以是“弥散”,即从液相到晶相的界面是过渡状的。基于此,特姆金(Temkin)于 1966 年又提出了弥散界面模型。

图8-7 SiC晶体表面的生长螺旋

图8-8 螺旋生长模式

螺旋生长模型提出后,人们并未进一步考虑螺旋位错以外的其他位错缺陷在晶体生长中的作用。直到20世纪80年代,一些国外学者及我国的闵乃本提出了刃位错、层错等都可提供晶体生长的台阶源。此外,上述层生长模型和螺旋生长模型都将生长质点假设为球形或立方体,生长界面也是简单的立方格子结构,没有考虑生长质点的形状、大小对生长过程的影响,我国学者仲维卓提出了负离子配位多面体生长基元理论模型,生长质点为具体的阴阳离子配位多面体,生长过程直接与生长界面的具体晶体结构有关。

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