La2CaB10O19晶体生长体系熔体结构及其微观生长过程研究
批准号:
51702034
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
刘珊珊
依托单位:
学科分类:
人工晶体与玻璃材料
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
王修慧、王琪、唐欣悦、潘一鸣
中文摘要
La2CaB10O19(LCB)晶体具有适中的非线性光学效应和双折射、高的紫外透过率及激光损伤阈值,以及良好的物理化学稳定性,是一种具有潜在应用价值的非线性光学晶体材料。目前,LCB晶体生长存在的主要问题是生长体系粘度高,晶体沿c方向存在层状生长习性,不易生长出c向尺寸较大的晶体。本项目中,我们通过结合高温Raman光谱和理论计算研究LCB晶体助熔剂生长体系熔体的微观结构及晶体生长的微观过程揭示:(1)LCB晶体生长体系熔体微观结构及物化性质随温度的变化规律;(2)LCB晶体生长体系中助熔剂作用机制及其对体系粘度的影响规律;(3)LCB晶体生长过程中微观结构的演变,为优化LCB晶体生长提供理论支撑。
英文摘要
La2CaB10O19 (LCB) crystal possesses moderate nonlinear optical effect, affordable birefrigence, high transmission in UV region,high laser damage threshold and stable chemistry and physical properties, which is an potential NLO crystal material. Recently,the main problem of LCB crystal growth is the high viscosity and the small dimension along c direction. In this project, we study the micro-structure of LCB crystal growth system by combining high temperature Raman spectroscopy and theory calculation to explore (1) the development of the microstructures, physics and chemistry properties of LCB crystal growth system with temperature;(2) the function of fluxes and its effects to the viscosity of LCB crystal growth system; (3) the evolution of the microstructures in the growth microprocess, which provide theory supporting for optimizing crystal growth of LCB crystal.
La2CaB10O19(LCB)晶体是一种性能优异的非线性光学晶体,具有适中的非线性光学效应和双折射、高的紫外透过率及激光损伤阈值,物理化学稳定性良好。另外,LCB晶体易于进行稀土离子(Nd3+, Yb3+, Er3+,Ho3+)等掺杂,表现出优良自倍频性能。.LCB属于非同成分熔融化合物,须采用高温溶液法(顶部籽晶生长法)进行晶体生长。晶体层状生长习性明显,虽然目前能够生长出尺寸为60×24×22mm3的晶体,但是晶体c向尺寸较小,仍不能满足大尺寸器件的切割需求。另一方面,晶体生长体系粘度高,严重影响LCB晶体的生长质量。生长体系粘度是影响硼酸盐晶体生长的重要因素,粘度过高,物料传输困难,粘度和挥发度较低的体系有助于获得大尺寸高质量的晶体。粘度的大小取决于溶液的微观结构组成,而选择适宜的助熔剂可以调控高温熔体(液)的微观结构,对于硼酸盐体系而言,不同助熔剂的加入有助于改变生长体系中硼氧(B-O)基团,从而可以实现降低体系粘度的目的。因此,在微观层面上理解助熔剂的作用机理及规律对生长大尺寸高质量的LCB晶体具有重要意义。.本项目采用原位共聚焦显微Raman光谱技术研究了LCB晶体及其生长体系La2O3-CaO-Li2O-B2O3的微观结构,结果表明LCB生长体系高温溶液的微观结构基元为B5O8Ø2链,该链由一个B3O4Ø2环和两个BØ2O−三角形共用桥氧原子相连而成;LCB晶体生长溶液中B5O8Ø2短链作为基本结构单元进一步耦合形成类高分子的长链结构,从而导致了生长溶液的高粘度;在LCB晶体生长过程中,随着B由三配位向四配位的转变,B5O8Ø2链相互连接形成B5O12基团,B5O12相互连接形成层,层与层之间由La3+和Ca2+连接成三维晶体结构;LCB晶体沿c轴的LCB层状习性主要由于晶体内部层与层之间弱键连接引起;含有强极性阳离子的助熔剂和适宜的籽晶方向有助于获得大尺寸高质量的LCB晶体。
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In Situ Raman Spectroscopy Studies on La2CaB10O19 Crystal Growth
La2CaB10O19 晶体生长的原位拉曼光谱研究
DOI:
10.1021/acs.cgd.0c00761
发表时间:
2020-08
期刊:
Crystal Growth & Design
影响因子:
3.8
作者:
[Shanshan Liu, Guochun Zhang, Kai Feng, Yanyang Han, Tao He, Jinglin You, Yicheng Wu]
通讯作者:
Yicheng Wu
K2Fe3(SO4)(3)(OH)(2)(H2O)(2): A new high-performance hydroxysulfate cathode material for alkali metal ion batteries
K2Fe3(SO4)(3)(OH)(2)(H2O)(2):一种新型高性能碱金属离子电池羟基硫酸盐正极材料
DOI:
10.1016/j.jpowsour.2020.227835
发表时间:
2020
期刊:
Journal of Power Sources
影响因子:
9.2
作者:
[Wang Fuxiang, Liu Shanshan, Jiang Qike, Feng Kai, Yang Xin, Li Xingcun, Zhang Hongzhang, Xia Mingjun, Zhang Huamin]
通讯作者:
Zhang Huamin
DOI:
10.1002/celc.202001127
发表时间:
2020-11
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Zhijuan He;Yanyang Han;Shanshan Liu;W. Cui;Yunping Qiao;Tao He;Qianxi Wang]
通讯作者:
Zhijuan He;Yanyang Han;Shanshan Liu;W. Cui;Yunping Qiao;Tao He;Qianxi Wang
A novel photoelectrochemical approach for efficient assessment of TiO2 pigments weatherability
一种有效评估 TiO2 颜料耐候性的新型光电化学方法
DOI:
10.1016/j.powtec.2020.11.004
发表时间:
2021-03-01
期刊:
POWDER TECHNOLOGY
影响因子:
5.2
作者:
[Guan, Rengui, He, Zhijuan, He, Tao]
通讯作者:
He, Tao
A rational designed high-rate CuxTi2(PO4)(3)@Cu/C core-composite-shell structure for aqueous lithium ion batteries
合理设计的水系锂离子电池高倍率CuxTi2(PO4)(3)@Cu/C核复合壳结构
DOI:
10.1016/j.jpowsour.2020.228248
发表时间:
2020
期刊:
Journal of Power Sources
影响因子:
9.2
作者:
[Wang Fuxiang, Jiang Qike, Song Zihan, Liu Shanshan, Fen Kai, Yang Xin, Cao Zhenbo, Jia Jinsheng, Zhang Hongzhang]
通讯作者:
Zhang Hongzhang
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