空間微重力晶體生長研究

1、空間微重力晶體生長研究 匯報匯報人人：* * * * 學號學號： 空間材料科學匯報 content 微重力環(huán)境 結(jié)論 微重力晶體生長的優(yōu)點 晶體生長空間實驗 目 目 錄 錄 微重力環(huán)境 飛行器在外太空圍繞地球勻速轉(zhuǎn)動時，飛行器中的物體 所受到的地心引力僅相當于地球表面的萬分之幾，甚至 千萬分之幾，即10-4 10-7 g0，稱空間飛行器中的引力 水平為微重力。g0=980cm/s2 微重力環(huán)境模擬裝置及其微重力水平 微重力晶體生長的優(yōu)點 在微重力中可以有兩個方面能給予熔體生長很大影響： (1)浮力顯著減少，產(chǎn)生僅受限于擴散熱輸運和質(zhì)量輸運 的狀態(tài)，能避免重力驅(qū)動對流帶來的許多困難，改善 生長條

2、件。 (2)流體靜壓力消失，為無約束或部分約束熔體生長晶體 技術(shù)提供開發(fā)空間。 微重力晶體生長的優(yōu)點 在微重力環(huán)境下，利用汽相生長可生產(chǎn)大單晶，避免了汽相 輸運和對流的不穩(wěn)定，使晶體的組分更加均勻。 在空間利用汽相生長制備晶體具有地面無法比擬的優(yōu)勢,利用 空間的微重力條件來抑制氣相生長過程中重力引起的浮力對 流,可望提高材料質(zhì)量并改善其性能。 微重力晶體生長的優(yōu)點 對于某些類型的材料，溶液晶體生長是獲得單晶的惟一方法， 并且能獲得完整性好的大晶體。但重力驅(qū)動的對流會影響生 長的動力學過程、組分均勻性、雜質(zhì)分布、形態(tài)穩(wěn)定和成核， 尤其是由于摻雜不均勻而出現(xiàn)的缺陷和包裹體與重力因素直 接有關(guān)。微重

3、力環(huán)境大體上消除了重力影響，便于研究其他 因素對溶液晶體生長的影響。 微重力晶體生長實驗 微重力晶體生長實驗 -BSO晶體的空間生長 BSO晶體的X射線搖擺曲線 微重力晶體生長實驗 -BSO晶體的空間生長 空間生長BSO的位錯地面生長BSO的位錯 BSO晶體的透過率曲線 微重力晶體生長實驗 -BSO晶體的空間生長 結(jié)論 外層空問是一個人類認知最少的領(lǐng)域，空間微重力環(huán)境為人類 探索發(fā)現(xiàn)新的材料規(guī)律和材料性質(zhì)提供了特殊的實驗條件，從 材料研究的角度，微重力環(huán)境是一個幾乎無對流、無沉降和無 流體靜壓力作用的特殊環(huán)境，易于實現(xiàn)純擴散的晶體生長過程。 利用這種特殊條件，可以進行晶體生長研究，獲得地面上無法 得到的晶格缺陷少、組分均勻、結(jié)構(gòu)完整和性能優(yōu)良的各類材 料。空間材料科學研究的結(jié)果可以用于地面材料制備工藝的改 進，以及材料性能的提高。 參考文獻 1、陳萬春.空間微重力晶體生長的研究進展,科學導報,2012,30(2) 2、周燕飛等.硅酸鉍晶體的空間生長,無機材料學報,2013,1(18) 3、王景濤等.微重力環(huán)境利用,物理,2000,29(11) 4、陳萬春.水溶液晶體的空間生長及地基模擬實驗