ADP点状籽晶(100)面的生长

ADP晶体点状籽晶生长实验结果表明:生长温度处于20~40℃,相变驱动力介于0.005KT/ωs~0.03KT/ωs之间时,籽晶(100)晶面的生长速率随过饱和度的增加而线性增加;在相变驱动力一定时,晶面生长速率随温度的升高而呈指数增加;晶面的生长动力学规律与体扩散输运机制下的螺位错生长机制相符;相变驱动力低于临界驱动力时,晶体生长存在着热力学因素造成的死区。相变驱动力介于相变驱动力介于0.05KT/ωs~0.11KT/ωs之间时,(100)晶面的生长速率随过饱和度的增加而呈非线性增加,晶面生长趋近于多二维核生长,但同时也有其它生长机制并存。     

晶体相场法研究小角晶界<100>位错芯的扩展演化

位错扩展对材料的性能有重要影响。本文应用晶体相场（PFC）法模拟体心立方（BCC）晶体的双晶晶界在施加双轴应变下,晶界的<100>位错芯的扩展现象。研究发现,晶界的■位错芯区域出现空位,从而给位错芯的扩展提供了条件。研究表明：随着应变量的增加,<100>位错发生分解反应,位错芯从单个刃位错分解成两个混合位错,然后,两个相邻的位错芯扩展成一个整体。这个大位错芯里包括4个柏氏矢量不同的1/2<111>位错,晶界的<100>位错的分解反应与这个1/2<111>位错相关,应变场分析表明<100>位错芯扩展时出现应变集中。     

三维晶体中刃位错引起的相变理论及其实验验证

基于Kostenlitz和Thouless的缺陷引起的相变理论,本文研究三了维晶体中刃位错引起的熔化理论。考虑到熔化总是发生在固体表面这一实验事实,文中导出了晶体表面相变温度T_(SC)作为晶体理论熔点。所引用的9种晶体的实验数据表明,T_(SC)与各晶体实验熔点T_m的相对误差均小于34％,处于本文理论的误差估计范围之内。     

晶界位错运动的空位晶体相场模拟

【目的】研究不同形式的应力对位错运动形式的影响。【方法】通过添加空位自由能项修正晶体相场模型(Phase-field-crystal model,PFC model),得到空位晶体相场法模型(Vacancy phase-field-crystal model,VPFC model),并采用VPFC模拟小角度晶界(Grain Boundary)在外加单方向应力作用下的变形过程。【结果】在外加单方向应力作用下,小角度晶界位错组作攀移运动时系统自由能增加,位错组滑移时出现系统自由能下降和位错反应等现象。x方向拉应力促使位错发生负攀移,压应力促使位错发生正攀移。【结论】VPFC模型可有效模拟晶界位错、空位等微结构演化过程。     

带锥台托盘KH2PO4晶体生长与位错分布

利用光学显微镜对采用锥台托盘及传统平托盘生长的晶体进行位错腐蚀观察,发现锥台托盘生长的晶体上半部分位错分布与平托盘生长的晶体相似,部分区域位错密度低于平托盘生长的晶体。对于锥台托盘生长的晶体下半部分,其柱面位错缺陷很少,位错集中在与锥台直接接触的下锥面。下锥面的存在阻止了柱面底部新位错的形成,为柱面生长提供了更好的生长条件。硬度分析表明使用锥台托盘一定程度上提高了晶体结晶完整性。     

Si晶体中螺位错滑移特性的分子动力学

在保持Si晶体模型完全周期性的边界条件下, 采用位错偶极子模型在其内部建立一对螺位错. 通过Parrinello-Rahman方法对模型施加剪应力, 并应用分子动力学计算位错运动速度及交滑移的发生与外加剪应力间的关系. 在此基础上进一步研究晶体内的空位缺陷对螺位错运动的影响. 结果表明, 在位错滑移面上的六边形环状空位聚集体可加速螺位错的运动, 并且螺位错能通过交滑移跨越该空位缺陷, 避免产生钉扎现象. 揭示了低温层中大量存在的空位缺陷是降低位错密度的原因.      

晶体相场法模拟小角度晶界的位错结构及其演化

采用晶体相场模型模拟小角度晶界结构和在外加应力作用下晶界、位错的演化过程,从位错的运动形式、体系自由能与应变关系等角度,讨论晶界位错运动和湮没过程。结果表明:在稳定的小角度晶界中,位错间距与位向差成反比。位错和晶界区域具有较高的能量密度;外加应力会导致一个位错组脱离晶界而分解成两个位错组,且有诱发晶界湮没的趋势;晶界湮没过程可以出现4个阶段或2个阶段,且存在敏感位向差角,位向差稍高于5.85°时晶界湮没过程呈4个阶段,位向差稍低于5.85°时晶界湮没过程呈2个阶段;位向差越小,晶界湮没过程越简单快捷。     

高温应变下的晶界位错结构组态演化的晶体相场模拟

【目的】研究高温下晶体的晶界位错结构组态演化。【方法】采用晶体相场(PFC)方法模拟高温条件下小角对称倾侧晶界结构,研究施加x轴方向拉应变和y轴方向压应变作用下晶体的晶界位错的迁移、增殖和湮没。【结果】在施加应变的作用下,晶界位错迁移出晶界向晶粒内部移动,在位错增殖和湮没的过程中发生位错反应。【结论】位错增殖的本质是产生了分布于晶界两侧的对称位置数量相等且Burgers矢量总和为0的多组位错对。在晶界处新增殖的位错对,其左侧和右侧位错对的Burgers矢量之和分别不为0且方向相反。在位错增殖和湮没的过程中,样品的总Burgers矢量是守恒的,总是等于初始晶界处的位错组A的Burgers矢量。     

条状晶位错运动的晶体相场模拟

【目的】研究条状晶内不同矢量位错相互作用的情况,以揭示其运动和能量变化规律。【方法】采用晶体相场(PFC)模型,模拟4块取向差较小的条状晶所形成的4条亚晶界在应力作用下的湮没机制,并从位错运动和能量变化角度分析该机制。4条亚晶界中,2条是对称倾侧亚晶界,2条为非对称倾侧亚晶界结构。【结果】取向差较小的条状晶所形成的晶界为亚晶界,亚晶界上双位错组的数量由相邻两晶粒的取向差的大小决定;而在应力作用下,亚晶界的湮没过程主要有3个阶段:位错攀移及体系能量升高的第1阶段,位错分离及体系能量下降的第2阶段,位错相互作用及体系能量波动升高的第3阶段;由于存在非对称倾侧亚晶界,整个湮没过程比对称倾侧亚晶界的湮没过程较复杂一些。【结论】位错的相互作用存在4种情况:两位错相向运动,当位错矢量方向完全相反且在同一直线上时,相遇后发生湮没;位错相向运动,但运动方向不在一条直线上且距离较近,则可以相互吸引,最后依然可以湮没;如果运动方向不在一条直线上且距离较远,则无法相互吸引,它们只会朝着各自的运动方向继续运动;如果运动方向在一条直线上,但是位错方向不完全相同,它们相遇后不会湮没,而是组合形成一个复合位错。     

不同温度晶界位错湮没过程的晶体相场模拟

【目的】针对不同温度的晶界位错湮没过程进行研究。【方法】采用晶体相场模型模拟中等角度对称倾侧晶界结构在不同温度下的晶界位错演化湮没过程,从位错的运动形式和体系自由能的变化,分析晶界的消失过程和位错的相互作用。【结果】具有二维三角晶格原子点阵结构形成的对称倾侧晶界是由配对的位错对按直线规则排列构成,可以看成由2套位错Burgers矢量组成。晶界湮没主要有如下几方面的特征过程:首先晶界位错攀移,然后发生位错分解,晶界发射位错,位错由攀移运动转化为作滑移运动;接着滑移位错穿过晶粒内部,直到在对面晶界上湮没;剩余的晶界位错继续作攀移运动,然后又出现位错分解,晶界再次发射位错,使得位错转为作滑移运动,与其它作滑移运动的位错在晶内相遇湮没消失。【结论】在低温情况,位错是一对一对地按照一定的顺序发生湮没,而高温情况,位错湮没可以同时出现几对位错一起发生湮没。最后,所有晶界和位错全部消失。     

Effects of impurities on growth habit of KDP crystal

The effects of metaphosphate, boric acid and quaternary ammonium cations with different concentration on the growth habit of KDP crystal are reported. The results are analyzed and discussed, which show that the effects of different impurities on the growth habit of KDP are not the same. It is due to the different adsorption mechanism of the impurities.     

低量浓度掺杂La~(3+)对KDP晶体生长质量的影响

在低浓度掺杂下,利用溶液降温法生长了KDP晶体和掺杂不同量浓度三价La3+的KDP晶体。通过对未掺杂KDP晶体和掺杂La3+生长的KDP晶体对比研究发现,随着La3+离子掺杂量浓度的增加,抑制了柱面的扩展,减慢了KDP晶体生长速度,但是提高了生长溶液的稳定性,同时减少了晶体中缺陷的产生。对晶体柱区进行显微硬度的测量发现,随La3+离子掺杂量浓度的增加,晶体的致密度降低;用紫外/可见分光光度计在200~800 nm波段对样品柱区做了透过率测定,发现低量浓度(La3+≤4×10-3mol/L)的La3+掺杂可以提高KDP晶体在紫外波段的透过率,改善晶体的质量。     

基于密度泛函理论的KDP(100)表面吸附水分子研究

基于密度泛函理论中的第一性原理计算方式,开展KDP(100)面表面吸附水分子的性质研究。结合Bader电荷、电子密度、差分电子密度和电子局域函数等参数进行电子密度拓扑分析,结果显示水分子在KDP(100)表面的最佳吸附位点为氢钾桥位,吸附能为–0.809eV,表明KDP(100)表面可以自发地吸附水分子;水分子中的氧原子通过吸附,与KDP(100)表面磷酸根基团上的氢原子形成含共价效应的强氢键O—H...O_w,拟合键能为–18.88 kcal/mol。     

错位布局 科学发展——国家开发区发展战略思考

介绍了国家开发区的发展现状,论述了在区域经济中错位的新含义,提出错位布局不仅可以使产业得到明确定位,而且还可以让有限资源得到最佳配置。     

KDP晶体真空吸附方式对加工面形精度的影响

建立KDP晶体与真空吸盘间有限元接触模型,并利用该模型分析吸气孔和吸气槽真空吸盘对KDP晶体面形精度的影响,分析了不同直径的吸气孔真空吸盘对KDP晶体变形的影响.结果表明:增大真空吸盘的占空比,可以减小完全吸附所需的真空度.吸气孔的直径越小,表面的变形越小.研究还发现,采用吸气孔吸附方式比采用吸气槽吸附方式可以得到更理想的面形质量.该结论对提高KDP晶体面形精度有着重要指导意义.利用超精密机床采用真空孔吸附方式加工KDP晶体,加工出面形精度为1/2λ的表面.     

Growth and characterization of urea-(d) tartaric acid single crystal

In recent years, organic NLO materials have always attracted people's attention, especially the conjugated-π organic compounds with substitutes of electronic donor and acceptor, for example, (3-methyl-4-nitroaniline) (MNA), N-(4-nitrophenyl-(s)-prolinol (NPP), ((2, 4-dinitrophenyl)-amino-2-propanoate) (MAP), etc. Being made of delocalized aromatic     

共轭双滑移取向铜单晶疲劳位错结构的SEM-ECC观察

利用扫描电镜电子通道衬度(SEM-ECC)技术观察和分析了[■ 2 3]和[■ 1 2]共轭双滑移取向铜单晶体的循环饱和位错结构.结果表明,驻留滑移带(PSBs)的位错结构随晶体取向的不同可呈现出不同的形态,如:[■ 1 2]晶体中的楼梯结构和[■ 2 3]晶体中的沿主滑移面排列的不规则或较规则胞结构.同时还观察到[■ 2 3]晶体中形变带的位错结构由一些不规则的墙和胞结构组成.对于晶体取向位于标准取向三角形[0 0 1]-[■ 1 1]边上的铜单晶体,其疲劳位错结构随晶体取向的不同发生有规律的变化,即:当晶体取向从[■ 1 2]分别向[■ 1 1]和[0 0 1]移动时,位错结构由PSB楼梯...     

高温预熔化晶界位错的结构组态转变的探究

晶体材料的性能受其内部晶界特性的影响。在高温下,晶体材料在晶界上易发生预熔化。本研究采用晶体相场(PFC)方法模拟高温二维六角晶体的晶界预熔化区在双轴加载作用下的结构演化情况。结果显示,晶界位错会发生配对,形成具有对称结构的位错团,一对位错上下排列,另一对位错左右排列,构成4个位错的组合。随着施加的应变增大,晶界位错预熔化区域横向扩展,其形状最初为棒状,逐渐转化为六边形,再转变成“V”形,最后又收缩为六边形。晶界预熔化区的形状变化伴随着内部位错结构的转变,从而发生位错芯扩展,原来上下配对的位错转变为并行排列的位错,左右排列的位错发生扩展滑移,并在左右两端萌生出一对新的位错。当预熔化区域扩展达到横向最宽时,该区域发射一对位错,随后预熔化区域开始收缩,最后又恢复到初始的形状。上述结果表明,位错结构的组态转变对晶体材料的高温变形机制能产生强烈的影响。