微重力条件下的InxGa1-xSb晶体生长研究

InxGa1-xSb晶体是吸收波长可以在1.7–6.8μm范围内调控的三元半导体晶体,在红外探测、热光伏电池领域具有重要的应用前景,但由于其固液相线相距很远,容易形成成分偏析和结晶缺陷,且重力对流会增加晶体生长界面处物质输送的不均匀性,使得地面环境下难于生长高质量的InxGa1-xSb晶体.微重力环境由于抑制了自然对流,为晶体生长提供了良好条件,本文综述了微重力环境对InxGa1-xSb半导体晶体成分偏析和晶体缺陷的影响,并介绍了中国返回式微重力科学卫星实践十号上的InxGa1-xSb三元晶体的空间生长实验成果.     

过冷纯熔体中晶体生长平界面的稳定性分析

具有匀速运动平直界面的一维凝固系统,一经扰动其界面将不再为平面。Mullins-Sekerka在假定扰动波长远远小于热扩散长度与液固界面满足局部平衡条件的基础上,推出了M-S色散关系。在界面上也存在着动力学的作用,即界面的稳定性也依赖于动力过冷。文章在界面上考虑动力学影响,应用渐近分析理论继续分析过冷纯熔体液固界面的稳定性。结果表明,非快速凝固系统的液固界面不会绝对稳定。     

非线性界面动力学影响下颗粒增长的界面稳定性

研究了一个带有非线性温度依赖界面动力学的颗粒生长数学模型,分析颗粒界面的演化及其形态稳定性.利用渐近展开方法,获得颗粒生长的渐近解以及界面扰动的变化率.当界面动力学增加时,界面动力学过冷减小,颗粒增长速度也减小,非线性温度依赖界面动力学使得颗粒界面生长倾向于稳定.与忽略界面动力学的情形比较,非线性界面动力学显著减弱了球颗粒的生长速度.     

微重力下单晶硅生长中热毛细对流的控制研究

在微重力条件下用浮区结晶法生长半导体单晶硅独具优势，但自由界面的温度梯度所诱发的热毛细对流对晶体质量的影响却更为突出。文中提出一种抑制热毛细对流的新方法-表面截割法，即通过适当改变自由表面的状况业抑制热毛细对流；在建立了半浮区（液桥）热毛细对流的数学模型的基础上，利用有限元法对不同截割方式下的流场、温度场做了数值模拟分析。结果表明，表面截割对浮区内的热毛细对流有很好的抑制作用，适当增加截割次数，可使热毛细对流削弱70%以上。     

微重力和模拟微重力对植物生长发育的影响

综述了目前有关采用空间飞行器及地基模拟回旋器在研究微重力和模拟微重力条件影响植物个体生长发育方面的研究进展，着重讨论了微重力和模拟微重力对植物内在生理生化特性的变化的影响，研究表明植物对微重力的应激反应首先是引起细胞内钙分布、浓度发生变化，并又以钙作为第二信使介导相关酶活性发生变化。指出今后的研究应着重于相关基因的差异表达及微重力改善陈种萌发活力、次生代谢产物积累、原生质融合等方面的机理及应用模式研究。     

THM生长碲化物时热物性对凝固界面的影响

针对移动加热器法晶体生长特点，在建立适当数学模型的基础上，着重就热物性参数对凝固界面形状和熔区位置的影响进行了分析及数值计算，得到一些重要的结论。     

红曲霉界面生长动力学模型的建立

采用界面培养系统,模拟红曲霉固态发酵过程。将红曲霉发酵过程分为快速期,减速期和衰退期,进而建立了界面上红曲霉生长的动力学模型。模型较好地吻合了界面上红曲霉生长的动力学曲线,反映了红曲霉固态发酵过程中微环境下的生长过程。     

微重力环境下轴对称贮腔类液刚耦合动力学

采用球坐标系描述球腔中的液体动力学特性,并建立一种轴对称贮腔类液刚耦合系统动力学模型.采用模态展开方法分析了微重环境下球形贮箱中的液体晃动问题,给出了球形贮箱内液体晃动速度势函数和波高函数的高斯超几何级数解析表达式.采用伽辽金变分原理推导了系统动力学模型,并进行了特征频率分析.对耦合充液系统进行了数值仿真计算,并得到系统自由度随时间的变化历程.     

过冷纯熔体中球状晶体生长的稳定性分析

过冷纯熔体中球状晶体生长界面上存在动力学的作用,即界面稳定性也依赖于动力过冷.从Mullins-Sekerka理论出发,修改了Cristini和Lowengrub的动力过冷项,考虑界面上动力过冷的影响,应用渐近分析的理论继续分析过冷纯熔体中球状晶体生长液固界面的稳定性.结果表明,稳定性由扰动波数的大小确定.     

TGFB晶体在混合溶剂中的生长和动力学研究

用定态体视显微镜法测量了ＴＧＦＢ晶体在５％,８％,１０％的甘油—水混合溶剂中的生长速率（Ｒ）与相对过饱和度（σ）的函数关系,Ｒ与σ的关系符合Ｂｕｒｔｏｎ,Ｃａｂｒｅｒａ和Ｆｒａｎｋ提出的关于晶体生长的螺旋位错机制的面扩散模型．根据Ｂｅｎｎｅｍａ修正的ＢＣＦ模型估算了ＴＧＦＢ生长的动力学参数．     

C60甲苯溶液自然结晶的研究

用ＳＥＭ研究了纯Ｃ６０和Ｃ６０／Ｃ７０混合物的甲苯溶液在硅片上自然结晶的形态．结果表明纯Ｃ６０结晶遵循晶面淘汰律，Ｃ７０影响Ｃ６０结晶的形态，Ｃ６０／Ｃ７０混合物的结晶与纯Ｃ６０结晶有较大的差异．用溶液逐次结晶，制备１ｍｍ量级的Ｃ６０晶体，并进行了Ｘ射线劳厄相分析，证明该晶体是单晶     

硼铝硅系透明玻璃陶瓷晶相生长的分形动力学

通过熔融法结合两步热处理制度制备了硼铝硅系透明玻璃陶瓷.基于R.Kopelman等人对分形结构中扩散控制反应速率的研究结果,探讨了硼铝硅系透明玻璃陶瓷中晶相生长的分形动力学.结果表明,用分形结构扩散控制反应动力学理论来分析硼铝硅系透明玻璃陶瓷的晶化过程是行之有效的,通过实验数据拟合得出分形子谱维数dS=1.269.     

二维非稳态晶体生长问题解的稳定性

对在均匀流场作用下的二维非稳态晶体生长控制方程进行了分析，证明了原定解问题的解是稳定的．     

基于光测法的晶种量对结晶动力学影响研究

为进一步探究晶种添加量对于结晶动力学尤其是生长动力学的影响,以KNO3-H2O溶液为模型体系,结合光测法开展了添加晶种的间歇冷却结晶动力学实验.通过测定可反映结晶固相信息的体系透光率的变化曲线,结合溶液质量比和相对过饱和度等实测数据,借用前期所建的模型方程,拟合得到了结晶体系的成核与生长动力学参数.在此基础上,运用回代计算的方法,考察并分析了晶种添加量对于结晶成核与生长动力学的影响.结果表明:随着晶种添加量的提高,结晶体系的成核效应逐渐减弱,生长效应逐渐增强,晶体产品的粒度更趋于均匀;同时,单个晶体的线性生长速率却有所下降,从而导致产品的平均粒度减小.     

金属陶瓷中颗粒的溶解──析出生长机制动力学

推导出金属陶瓷中颗粒的溶解－析出生长机制动力学公式．由小颗粒的溶解动力学及大颗粒的生长动力学两个函数式描述金属陶瓷烧结过程中与动力学过程有关的诸因素，包括：元素的扩散系数、颗粒间的浓度梯度、有效扩散面积、颗粒的平均尺寸及颗粒数．动力学公式表明：小颗粒的溶解及大颗粒的长大数率同扩散系数、浓度梯度及有效扩散面积成正比；同颗粒的平均尺寸及颗粒数成反比     

二亚(3,4-二甲基)苄基山梨糖醇对聚丙烯非等温结晶及其动力学的影响

分析了透明成核剂二亚(3,4-二甲基)苄基山梨糖醇对聚丙烯(PP)的非等温结晶特性和结晶动力学的影响.由实验结果可知,添加透明成核剂可以使PP结晶速率、结晶温度和结晶度等结晶特征参数有所提高.其中:使半结晶时间t1/2缩短27%以上;Avrami指数n趋于3,表明结晶呈异相三维成核增长;结晶速率常数Zt增加50%以上.在相同条件下,单一加快降温速率,使t1/2和n减小而Zt增大,加快了结晶速率但不利于结晶温度和晶粒分布等结晶特征参数.     

铸铁石墨形态的转变及生长动力学

用LMC定向凝固技术研究铸铁石墨形态的控制,探讨了凝固速度、变质、衰退对石墨形态的影响。在一定条件下获得了反映过共晶铸铁凝固速度和变质剂加入量与石墨形态关系的定量数据。对石墨形态连续衰变过程的观察研究,发现了蠕虫状石墨向过冷石墨转变的分界线。这表明石墨生长机制在分界线处发生了突变,在理论分析和实验探索的基础上,本文提出石墨生长模型,认为在一定条件下,石墨形态可以相互转变。在经历球状石墨(?)蠕虫状石墨(?)过冷石墨(?)A 型片状石墨的变迁中,石墨生长机制发生了渐变(?)突变(?)再渐变的过程。其中球状石墨(?)蠕虫状石墨的转变是渐变,蠕虫状石墨(?)过冷石墨的转变是突变,过冷石墨(?)A 型片状石墨的转变是再一次渐变。     

葡萄糖氧化酶发酵动力学的研究

利用恒化器研究了葡萄糖氧化酶（ＧＯＤ）发酵动力学，建立了较为合理的恒化培养系统。对采集的数据用计算机进行回归，求得最大比生长速率μｍａｘ＝０．２２５ｈ－１、饱和常数Ｋｓ＝８．９１ｇ／Ｌ、基质得率系数ＹＧｍａｘ＝０．４９ｇ／ｇ以及维持系数ｍ＝０．０２ｇ／ｇ·ｈ。并研究了ｐＨ、ＤＯ、ＮＨ２－Ｎ、葡萄糖酸、细胞产率，酶比活及体积产酶速率等参数随比生长速率变化的规律。在Ｄ＝０．１３１ｈ－１下体积产酶速率（ＤＥ）达最大值，为３．４６×１６．６７μｍｏｌ／ｓ·Ｌ·ｈ，是分批发酵最大体积产酶速率（１．５３×１６．６７μｍｏｌ／ｓ·Ｌ·ｈ）的２．２６倍。     

晶形控制剂对CL-20晶形的影响研究

选择不同种类、不同浓度的聚乙烯吡咯烷酮K90和司班80作为晶形控制剂,采用溶剂-非溶剂法制备CL-20。分析了晶形控制剂对CL-20晶体的影响机理,用偏光显微镜和粒度分析仪表征CL-20的粒度、形貌及团聚现象,最后用X射线衍射仪对其晶型进行了表征。结果表明:不同种类、不同浓度的晶形控制剂对晶体形貌的影响有很大差别,聚乙烯吡咯烷酮K90效果最好,在其质量浓度为0.015％时得到粒度在1-10μm之间、分布均匀、表面光滑的ε-CL-20晶体。