钼酸铽晶体的生长及其性质研究

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:BeginJava123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
六、七十年代人们就认识到三价金属钨酸盐和钼酸盐包括一批集荧光、激光、压电、铁弹、铁电性质于一身的材料。Ln2(MO43被用来表示这一材料家族,其中,Ln代表稀土元素或其他三价元素,M代表W或者Mo。在这些材料中,钼酸钆[Gd2(MoO43]晶体研究得比较充分,而与Gd2(MoO43晶体具有相同结构的钼酸铽[Tb2(MoO43]晶体的生长和基本性质的研究还没有报道。因此,本论文对Tb2(MoO43晶体的生长、结构、缺陷、基本热学性质、光学性质及其铁电性质进行了系统的研究,对掺杂Co3+、Cr3+离子Tb2(MoO43晶体的生长进行了探索,主要包括以下几方面的工作:一、晶体生长采用纯度为99.99%的Tb4O7和MoO3,通过固相反应合成出Tb2(MoO43多晶原料,利用熔体提拉法沿c轴成功地生长出了大尺寸、无开裂、高质量的Tb2(MoO43单晶。由于晶体生长是一个复杂的物理—化学过程,我们结合晶体生长热力学和动力学规律,系统讨论了影响晶体生长和晶体质量的主要因素。包括优质多晶原料的制备和建立合理温场的设计,控制合适的生长工艺参数,选用优质籽晶,消除外界因素的影响等。同时针对影响晶体生长不同问题的产生原因和特点,提出了相应的解决方法。二、晶体组分、结构与缺陷采用X射线荧光分析法分别测量了Tb元素和Mo元素在生长的Tb2(MoO43单晶中的浓度。测量结果表明所生长的Tb2(MoO43单晶接近化学计量比Tb2(MoO43。利用X射线粉末衍射对生长的Tb2(MoO43晶体进行了结构研究。根据X射线粉末衍射结果,确定生长的Tb2(MoO43晶体属于正交晶系,Pba2空间群,晶胞参数为α=β=γ=90°,a=10.3404 (?),b=10.3798 (?),c=10.6467 (?)。首次采用化学腐蚀法、扫描电子显微形貌术(SEM)和高分辨X射线衍射对Tb2(MoO43晶体的缺陷进行了观测,并结合晶体生长过程探讨了缺陷的形成机制,为生长优质晶体提供了依据。在Tb2(MoO43晶体中存在的主要缺陷为开裂、位错和镶嵌物。这些缺陷的存在影响了晶格的完整性。我们根据晶体缺陷的研究结果,针对这些缺陷的形成机制,采取了相应措施,不断改进生长工艺条件,有效地减少或消除了晶体中的这些缺陷。三、晶体的基本性质测量了Tb2(MoO43晶体的密度、硬度和热学性质,并讨论了这些基本性质对晶体生长和应用的影响。采用浮力法测得Tb2(MoO43晶体的密度为4.611 g·cm-3。我们首次测量了Tb2(MoO43晶体的显微硬度,结果表明Tb2(MoO43晶体的硬度较低,加工比较容易。系统地研究了Tb2(MoO43晶体的热学性质。通过差示扫描量热法测量出Tb2(MoO43晶体的熔点为1167.75℃,熔化热为13186.2 J/mol,熔化熵为9.15J·K-1·mol-1。在54℃到162℃的温度范围内Tb2(MoO43晶体的比热为0.3944J·g-1·K-1到0.4246 J·g-1·K-1。采用热膨胀仪在28~496℃的温度范围内测量了Tb2(MoO43晶体的热膨胀,室温到居里点热膨胀系数主值分别为αa=3.74×10-5/K,αb=2.74×10-5/K和αc=-1.58×10-5/K。我们首次测量了Tb2(MoO43晶体的热扩散系数并计算了其热导率。在30℃时,Tb2(MoO43晶体沿[100]、[010]和[001]方向的热扩散系数分别为0.604 mm2.s-1、0.631 mm2.s-1和0.644 mm2.s-1,相应的热导率为1.152 W·m-1·K-1、1.1715 W·m-1·K-1和1.2065 W·m-1·K-1。讨论了热学性质对Tb2(MoO43晶体的生长和应用所产生的影响。四、光学性质和铁电性质测量了Tb2(MoO43晶体的室温透过谱,结果表明该晶体透过波段范围较宽,覆盖了可见和近红外波段,并且发现在486nm处有比较明显的吸收。使用棱镜耦合仪测试了Tb2(MoO43晶体在632.8nm时的折射率,测试结果为n1=na=1.8479,n2=nb=1.8483,n3=nc=1.8990,表明Tb2(MoO43晶体为正光性的双轴晶。(001)面的锥光干涉也验证了这一点。利用阻抗分析仪测试了Tb2(MoO43晶体电容随温度的变化曲线,确定了Tb2(MoO43晶体的居里温度为162.3℃。由此计算了该晶体C方向的介电常数ε33,发现在低频条件下介电常数的反常才比较明显。通过化学腐蚀,观察到了Tb2(MoO43晶体的畴结构为90°畴。在频率f=2 Hz,温度t=110℃的条件下测得了Tb2(MoO43晶体的电滞回线。结果显示,其回线不饱满,存在一定的内偏场强。五、掺杂Co3+、Cr3+离子钼酸铽晶体的生长探索进行了掺杂过渡金属磁性离子Co3+、Cr3+:Tb2(MoO43晶体的生长的探索,但总的来说并未获得良好的实验结果。
其他文献
<正>广州维他命艺术空间VITAMIN CREATIVE SPACE.GUANGZHOU2015.03.12~2015.06.12与奥拉维尔·埃利亚松的那些"超级工程"相比,在广州维他命艺术空间镜花缘所实施的作品,几乎
产业结构升级是供给侧结构性改革的重要内容。本文运用格兰杰因果关系检验、协整检验及误差修正模型对河北省金融发展与产业结构升级的关系进行实证研究,结果显示,产业结构比
<正> 太阳经在生理上主人体最外一层,统辖敷布于肤表肌腠的营卫之气,有御邪卫外的作用,故称太阳为六经之“藩篱”。太阳经脉循行于体表的头、项、背、腰及四肢的后外侧,内行
过去10年,为了不漏检杂质,全行业树立起"以原料药合成起始物中的杂质作为起点,随后对整个合成路线中有可能存在的杂质展开‘一网打尽、滴水不漏’"的研究理念,从而展开了一场
基本国策是我国在治理实践中形成的一种特殊政策形态,其实质是党和国家对某项普通政策的特殊定位。基本国策有其特定含义,既不宜简称为“国策”,也不是“国家的基本政策”的简称
动力电池是新能源汽车的重要零部件,废旧电池的处理涉及安全、环保,电池回收利用是新能源汽车发展的重要环节之一,目前大部分国家(包括美国、欧洲等发达地区)尚未建立新能源汽
通过田间双因素试验设计研究了不同插穗基部下切口型(W)、不同扦插基质(P)对半枫荷扦插生根率、生根数的影响差异,通过田间正交试验设计研究了不同种类生根促进剂(C)、不同密
帽峰山地区是广州优质矿泉水的重要分布区域,但区域内存在垃圾填埋场、养殖场等污染源,地下水存在潜在污染风险。以帽峰山区为研究区域,分汛期、非汛期两期对区内10个地下水
【目的】研究内蒙古植被返青期对气候变化的敏感性。【方法】基于1982—2013年GIMMSNDVI3g数据,使用累积NDVI的Logistic曲线曲率极值法,线性趋势分析方法,对内蒙古地区(除去
自发辐射是高频激光器、高精度测量以及量子信息处理等现代量子光学新技术的主要限制因素之一。量子光学的一个重要课题就是讨论控制和改变自发辐射的方法,而研究金属腔和光