大尺寸铝酸镁晶体的制备研究

发布时间：2017-08-23 03:17

  本文关键词：大尺寸铝酸镁晶体的制备研究

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【摘要】：铝酸镁(MgAl_2O_4)晶体的性能优良,具有高熔点、高硬度、高强度,在紫外、红外、可见光波段具有良好的透过性,是制作导弹双波段制导光学整流罩、电对抗等军用设备的核心材料。广泛应用于军事、科研、新材料等领域,具有良好的应用及市场前景。近年来,随着科学技术的迅猛发展和军事上电子对抗战的提升,对新材料MgAl_2O_4晶体的需求迫在眉睫。由于MgAl_2O_4晶体的熔点很高21300C,接近铱坩埚的最高使用温度21500C。这给实际生长造成很大的难度。目前,国内对MgAl_2O_4材料的研究只是处于透明多晶或发表综述性论文的技术层面。本课题主要是研究MgAl_2O_4晶体的提拉法(CZ=Czochralski)生长制备工艺。MgAl_2O_4许多特有的性质使其在军事上和商业应用领域受到人们的广泛关注。由于MgAl_2O_4晶体在军事应用方面的不可替代性,因此近些年无论是研究需求还是高端科技应用需求,对MgAl_2O_4晶体呈迅速增长的趋势。面对这一市场情况,研制大尺寸MgAl_2O_4晶体并形成工业化生产势在必行。本课题的确立旨在进行MgAl_2O_4晶体提拉法生长工艺研究,以生长?20MgAl_2O_4的单晶为目标。为国内外市场提供大尺寸MgAl_2O_4单晶及基片。本文着重对铝酸镁晶体生长进行系统研究,用提拉法(Czochralski)生长出大尺寸、品质优良的铝酸镁晶体。初步确定了铝酸镁晶体的生长工艺,为进一步提高晶体质量,优化生长工艺,实现工业化生产提供了设计和指导意义。
【关键词】：铝酸镁晶体 提拉法 晶体生长
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ132.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 概述9-13
• 1.1 前言9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.2.1 国内研究现状10
• 1.2.2 国外研究现状10-11
• 1.3 MgAl_2O_4晶体的基本性质及结构11-13
• 第二章 晶体生长的基础理论13-32
• 2.1 相平衡与相图13-16
• 2.1.1 相平衡14
• 2.1.2 相图14-16
• 2.2 熔体生长的一般原理16-21
• 2.2.1 温场16-17
• 2.2.2 相变驱动力17-18
• 2.2.3 固-液界面的稳定性18-21
• 2.3 晶体生长的输送过程21-23
• 2.3.1 热量输送22
• 2.3.2 质量输送22
• 2.3.3 动量输送22-23
• 2.4 提拉法晶体生长23-32
• 2.4.1 提拉法生长的工艺要点24-28
• 2.4.2 提拉法生长晶体的优点28
• 2.4.3 晶体缺陷的形成原因和改善方法28-32
• 第三章 铝酸镁晶体的生长32-50
• 3.1 MgAl_2O_4晶体的生长技术32-38
• 3.1.1 晶体生长的实验装置32-35
• 3.1.2 晶体生长的温场设计35-36
• 3.1.3 晶体生长的工艺过程36-38
• 3.1.4 实验前的准备工作38
• 3.2 影响MgAl_2O_4晶体质量的主要因素分析与探讨38-47
• 3.2.1 MgAl_2O_4多晶料的制备对MgAl_2O_4晶体生长的影响38-40
• 3.2.2 籽晶的方向对MgAl_2O_4晶体生长的影响40-42
• 3.2.3 温度梯度对MgAl_2O_4晶体生长的影响42-45
• 3.2.4 晶体旋转速度对MgAl_2O_4晶体生长的影响45-47
• 3.3 长晶试验结果47-50
• 第四章 铝酸镁晶体的检测50-56
• 4.1 晶体的检测50-56
• 4.1.1 目视检测50-51
• 4.1.2 仪器设备检测51-56
• 结论56-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-63
• 作者简介及读研期间主要科研成果63

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本文编号：722668