微量不純物による結晶成長速度の低下-速度 モデルの提案とその実験的検討-

由于微量杂质导致晶体生长速率降低 - 速率模型的提议及其实验研究 -

• 批准号: 07650911
• 负责人: 久保田 徳昭
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07650911/
• 关键词: 結晶成長; 不純物効果; 結晶形状; 速度論モデル; クロム(III); フタル酸水素カリウム

結晶成長速度に対する微量不純物の影響は、理論的には結晶成長の基本に関わる問題として興味ある問題である。また、工学的には結晶形状の制御に直接関わる問題として、興味を持たれている。そのような理由から従来から多くの研究がなされてきた。しかしながら、不明の部分が多い。例えば、微量不純物の効果は溶液の過飽和度、温度、不純物濃度によって著しく変わるがその変わり方を従来理論的に説明出来なかった。この問題は、工学的に結晶形状の制御を考える場合、先ず第1に知らなくてはならない問題であるにも関わらず、理解できていないのである。本研究では、先ず当研究室で平成5年度提案された不純物効果を説明する理論(N.Kubota and J.W.Mullin,Journal of Crystal Growth,149(1995)113-119)を再検討し、実験的に検証した。この理論によれば、不純物効果(純粋系に対する速度低下の比率)は過飽和度および絶対温度の逆数に比例して増大し、不純物濃度の増加に対して(低濃度では比例して)増加する。実験は、当初の計画では硫酸カリウム結晶について行う予定であったが、フタル酸水素カリウム結晶を用いて行った。不純物は当初の計画通りクロム(III)である。実験においては、不純物効果に対する過飽和度の影響および不純物濃度の影響を調べたが、その結果は理論的予測と全く一致した。さらに、過飽和度および温度の影響は、結局溶液と結晶のケミカルポテンシャル差に帰着することを指摘した。なお、クロム(III)の存在によって結晶成長が抑制されるどころか、(過飽和にも関わらず)結晶が溶ける場合があることを実験的に示した。この現象も不純物効果として興味ある問題である。今後は、結晶形状制御への応用を目的に、工学的立場から、不純物効果の検討を続けたい。

The effect of trace impurities on the growth rate of crystals is a theoretical problem related to the basic aspects of crystal growth. The control of crystal shape is directly related to the problem of interest. There are many reasons for this. There are many unknown parts. For example, trace impurities are explained in terms of supersaturation, temperature, impurity concentration, etc. This problem, engineering, crystal shape and control of the case, first of all, know the problem, understand the problem This study is based on the theory of impurity effect explanation proposed by the current laboratory in the past five years (N.Kubota and J. W.Mullin,Journal of Crystal Growth,149(1995)113-119). The theoretical results show that impurity effect (ratio of velocity decrease in pure system) increases in proportion to supersaturation and temperature inversion, and impurity concentration increases in proportion to low concentration. In fact, the original plan was to use sulfuric acid as a crystal. Impurity is the original plan of the project through (III). The effect of supersaturation and impurity concentration on impurity concentration is consistent with theoretical prediction. The effect of supersaturation and temperature on the final solution and crystallization The existence of crystal growth is inhibited by the presence of (III),(supersaturated) crystal growth is inhibited by the presence of (III). The phenomenon of impurity is very interesting. In the future, the crystal shape control and application of the purpose, engineering position, impurity effect of the discussion

项目成果

久保田徳昭、山田昌彦、横田政晶: "フタル酸水素カリウムの結晶成長に対するクロム(III)の不純物効果" 化学工学シンポジウムシリーズ49 21世紀に架ける晶析技術. 118-129 (1995)

Noriaki Kubota、Masahiko Yamada、Masaaki Yokota：“铬(III) 杂质对邻苯二甲酸氢钾晶体生长的影响”化学工程研讨会系列 49 21 世纪结晶技术 (1995)。

Noriaki Kubota,Masahiko Yamada,Yoriko Fujisawa,Masaaki Yokota: "Impurity Effect of Chromium (III) on the Growth Rate of Potassium Hydrogen Phthalate Crystal" Jourmal of Chemical Engineeringof Japan. (in press).

Noriaki Kubota、Masahiko Yamada、Yoriko Fujisawa、Masaaki Yokota：“铬(III)的杂质对邻苯二甲酸氢钾晶体生长速率的影响”日本化学工程学报。