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溶胶凝胶法制备Bi系超导厚膜的晶体生长机制研究

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溶胶凝胶法制备Bi系超导厚膜的晶体生长机制研究

作者：王天林东北大学

学位级别：硕士

本文以可溶性金属硝酸盐为反应物,以乙二胺四乙酸为络合剂,采用改进的溶胶凝胶法(Pechini法)制备Bi系超导厚膜。通过调节烧结温度和保温时间,细致的研究了制备Bi2Sr2CaCu2O8+δ(Bi2212)厚膜的实验工艺;在此基础上,探讨了所制备的Bi系超... 详细信息

本文以可溶性金属硝酸盐为反应物,以乙二胺四乙酸为络合剂,采用改进的溶胶凝胶法(Pechini法)制备Bi系超导厚膜。通过调节烧结温度和保温时间,细致的研究了制备Bi2Sr2CaCu2O8+δ(Bi2212)厚膜的实验工艺;在此基础上,探讨了所制备的Bi系超导厚膜的c轴外延特性;最后,利用唯象化学热力学和唯象化学动力学分析了Bi系超导厚膜的晶体生长机制。本文具体研究内容如下： 1.利用改进的溶胶凝胶法(Pechini法)在SrTiO3单晶衬底上制备Bi系超导厚膜,通过调节烧结温度和保温时间,,使得制备的Bi系超导厚膜有着很高的相纯度和较好的表面形貌。实验结果表明,在821℃保温55分钟,823℃保温40至45分钟,825℃保温23分钟均可得到相纯度很高的Bi2212超导厚膜。同时随着烧结温度的降低,保温时间的延长,Bi系超导厚膜的表面形貌有所改善。 2.利用错配度原理分析在SrTi03单晶衬底上制备的Bi系超导厚膜的c轴外延特性。计算结果表明,SrTi03晶格沿[001]旋转45°后与Bi2201和Bi2212晶格的错配小于3%,这是Bi系超导厚膜具有很好的c轴外延特性的原因。并且随着Bi2201相向Bi2212相的转变以及温度的升高,错配度进一步降低,c轴外延的特性会体现得更好。 3.利用唯象化学热力学原理分析Bi系超导厚膜的晶体生长机制。结果表明,在制备Bi系超导厚膜的过程中,经历了金属硝酸盐分解为金属氧化物,金属氧化物合成Bi2201相,Bi2201相向Bi2212相转变以及Bi2212相的分解四个物质变化过程;经过改进的溶胶凝胶法(Pechini法)有效地避免了金属氧化物的提前析出团聚与缺失,增加了所制备的Bi系超导厚膜的均匀性;标准摩尔生成焓的计算表明,Bi2212相处于相对不稳定的状态,容易吸收持续能量形成活化状态,越过能量垒最终分解。 4.利用唯象化学动力学原理分析Bi系超导厚膜的晶体生长机制。结果表明,Bi2212相的合成反应速率常数随着温度的升高不断增大,这是Bi2212含量随着温度升高而增加的重要原因;Bi2212相的分解反应速率常数随温度升高先减小后增大,这是在823℃制备Bi2212厚膜可以采取较宽保温时间的原因。

关键词： Bi系超导 c轴外延厚膜晶体生长机制

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国外人造金刚石晶体生长机制的研究

超硬材料与工程 1999年第2期 1-6页

作者：王光祖

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N^+注入Ag薄膜晶体生长机制的研究

沈阳工业学院学报 2000年第1期19卷 8-11页

作者：徐送宁孙树滋沈阳工业学院基础课部沈阳110015 东北大学

采用离子注入方法在两种取向不同的 Na Cl衬底上制备 Ag单晶薄膜 ,研究离子注入引起晶粒长大、形成单晶体的过程 ,探讨离子注入

关键词：离子注入银薄膜氮离子晶体生长机制单晶体

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晶体形态稳定性研究进展

无机材料学报 2001年第6期16卷 1025-1031页

作者：蔡丽霞金蔚青潘志雷刘照华梁歆桉中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

综述了８０年代至今的晶体界面形态稳定性的研究方法和内容，主要包括晶体形态稳定性与生长机制的关系，实时观察法研究晶体形态稳定性，扩散效应下的晶体形态稳定性研究以及对流效应对晶体形态稳定性的影响．

关键词：晶体形态稳定性实时观察扩散效应对流效应晶体生长工艺界面稳定性晶体生长机制

配液结晶法制备溶菌酶蛋白质晶体的生长机理研究

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化学学报 2006年第12期64卷 1284-1290页

作者：于泳陈万春康琦刘道丹戴国亮崔海亮中国科学院力学研究所微重力实验室北京100080

采用配液结晶法制取了溶菌酶蛋白质晶体,使用动态光散射测量了溶液中聚集体的颗粒度几率分布;使用Zeiss显微镜测定了溶菌酶(110)晶面的生长速度.实验表明:随着蛋白质和NaCl浓度的增加,溶液中聚集体的颗粒尺寸也相应增加.随着反应时间的... 详细信息

采用配液结晶法制取了溶菌酶蛋白质晶体,使用动态光散射测量了溶液中聚集体的颗粒度几率分布;使用Zeiss显微镜测定了溶菌酶(110)晶面的生长速度.实验表明:随着蛋白质和NaCl浓度的增加,溶液中聚集体的颗粒尺寸也相应增加.随着反应时间的增加,溶菌酶分子在溶液中的聚集反应,逐渐达到平衡;在蛋白质和NaCl浓度较高时,溶菌酶晶体的(110)面生长较快,而在蛋白质和NaCl浓度较低时,该晶面生长较慢.基于二维成核生长机理,从晶体生长动力学理论方程出发,计算了二维成核的形成能α=4.01×10-8J?cm-2.

关键词：蛋白质晶体晶体生长机制动态光散射

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碳酸锂结晶动力学研究

化学工程 2009年第12期37卷 16-19页

作者：伊文涛闫春燕马培华李法强枣庄学院化学化工系山东枣庄277160 中国科学院青海盐湖研究所青海西宁810008

为了更好地指导生产,采用无蒸发恒容间歇反应器对Li2CO3自LiHCO3溶液中的结晶动力学进行了研究。实验结果表明,温度的升高及质量浓度的增大能显著提高结晶速率,低的系统压力及搅拌有利于结晶反应的进行。根据实验数据拟合得到了该结晶... 详细信息

为了更好地指导生产,采用无蒸发恒容间歇反应器对Li2CO3自LiHCO3溶液中的结晶动力学进行了研究。实验结果表明,温度的升高及质量浓度的增大能显著提高结晶速率,低的系统压力及搅拌有利于结晶反应的进行。根据实验数据拟合得到了该结晶过程的宏观动力学方程。晶体的生长机制表明,扩散控制机制是Li2CO3自LiHCO3溶液中生长的主导机制。

关键词：结晶动力学碳酸锂晶体生长机制

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溶液中晶体生长动力学的MC计算机模拟研究

原子与分子物理学报 2003年第3期20卷 429-433页

作者：杨卫兵孙立功卢贵武胜利油田测井公司资料解释中心东营257096 河南科技大学电气工程系洛阳471003 石油大学(华东)物理系东营257062

用蒙特卡罗计算机模拟方法研究了溶液中晶体表面的生长台阶和生长动力学 ,着重讨论了表面尺寸、表面粗糙度以及溶液过饱和度对晶体生长速率的影响以及相应的生长机制。

关键词：晶体生长动力学蒙特卡罗计算机模拟晶体生长机制

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计算机模拟技术在晶习预测方面的应用

无机盐工业 2010年第10期42卷 12-14页

作者：杜娟陈镇吴玉龙杨明德袁建军胡湖生天津科技大学天津市海洋资源与化学重点实验室天津300457 清华大学核能与新能源技术研究院

简要介绍了晶习预测在工业结晶过程中的应用和意义。分别在分子模拟、分子动力学及量子化学领域应用几种计算机模拟软件(包括Cerius2,MD,VASP等)在晶习预测方面进行了评述;并就上述软件的特点和应用进行了比较;举例说明了它们在晶习预... 详细信息

简要介绍了晶习预测在工业结晶过程中的应用和意义。分别在分子模拟、分子动力学及量子化学领域应用几种计算机模拟软件(包括Cerius2,MD,VASP等)在晶习预测方面进行了评述;并就上述软件的特点和应用进行了比较;举例说明了它们在晶习预测方面的重要用途,并对未来的发展方向做了展望。为工业结晶领域由宏观到微观的转化提供了一定的理论依据。

关键词：晶习预测分子动力学晶体生长机制

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碳酸锂结晶动力学与机理研究

化工矿物与加工 2010年第2期39卷 4-7页

作者：伊文涛闫春燕李法强枣庄学院化学化工系中国科学院青海盐湖研究所

本文对碳酸锂自碳酸氢锂溶液中结晶的过程动力学进行了研究。研究了碳酸锂的结晶速率,包括晶核生长速率、晶粒长大速率与温度和质量浓度之间的关系。实验表明:晶核生长和晶粒长大速率可用二级反应速率方程来描述,并计算出了不同温度、... 详细信息

本文对碳酸锂自碳酸氢锂溶液中结晶的过程动力学进行了研究。研究了碳酸锂的结晶速率,包括晶核生长速率、晶粒长大速率与温度和质量浓度之间的关系。实验表明:晶核生长和晶粒长大速率可用二级反应速率方程来描述,并计算出了不同温度、质量浓度下,碳酸锂的结晶速率常数和表观活化能;诱导期与过饱和度之间的关系符合经典的相生成的热力学理论,并以此为依据推导出了晶体表面自由能和临界晶核半径等临界状态的热力学参数。晶体的生长机制表明,Li2CO3自LiHCO3溶液中的结晶主要受扩散机制控制。

关键词：结晶动力学碳酸锂晶体生长机制