一、KDP晶体中包裹体形成机制的探讨（论文文献综述）
秦梦飞[1]（2020）在《大口径KDP晶体快速生长过程中几个关键问题的研究》文中进行了进一步梳理纵观古今,能源的开发和利用在解放生产力和人类社会变革中起着至关重要的作用。聚变能能够释放较大能量,资源储量丰富,是一种高能效的清洁能源。惯性约束核聚变（Inertial confinement fusion,简称ICF）是可控核聚变技术中的一个发展方向,随着装置的升级,需要越来越大口径的光学元件来实现高功率密度的激光输出。磷酸二氢钾（KDP）类晶体是一种经典的电光、压电、非线性光学晶体,通过溶液降温法可以实现大尺寸单晶的生长,能够获得满足工程要求尺寸的光学元件。目前,国内研究主要围绕着优化大尺寸KDP晶体的生长工艺和提高磷酸二氘钾（DKDP）晶体的损伤阈值这两方面展开。点籽晶快速生长法虽然能够实现大尺寸KDP晶体的生长,但是晶体生长过程中存在着溶液稳定性差、晶体包藏、杂质影响等问题,制约着了晶体的质量及后期的成功率和利用率。本文主要侧重于优化大尺寸KDP晶体的生长工艺,微观方面利用原子力显微镜（AFM）对不同晶面的生长机理展开了研究;宏观方面改变转速、过饱和度、温度区间、籽晶方向和杂质含量等条件对晶体的生长进行了系统的研究;通过生长习性及生长参数的优化,成功实现了大尺寸KDP晶体的规范化生长。对晶体生长方式及籽晶切向对生长的影响进行了研究,通过改进生长架、籽晶切向以及后期对生长参数的控制,缩短了生长周期,质量和性能有所改善,为以后更高质量KDP的生长提供参考。本论文的主要研究内容如下:（1）采用原子力显微镜,观察了转速为30 rpm时快速生长KDP晶体在不同过饱和度下（100）柱面和（101）锥面的微观形貌变化。结果表明,Z向KDP晶体柱面宏台阶高度和宽度总体上于过饱和成正相关。过饱和度为0.77%时观察到孔洞生长丘生长模式。过饱和度继续增加,二维核和二维平台主要出现在宏台阶上,当过饱和度为8.09%时,晶体表面由高度较大的宏台阶构成,台阶表面呈现出不规则的图案,研究发现这种不稳定结构的形成与过饱和度的大小、不均匀分布以及不充足的流速有关。通过改变生长方向（Ⅰ类、Ⅱ类、45°、（101）面）,研究了液流与晶面的作用对KDP晶体（100）面微观形貌的影响:45°晶体在过饱和度为1.87%时率先产生二维台阶平台,二维核分布在宽台阶表面,（101）面晶体宏台阶呈现独特的锯齿状。随着过饱和度的增加,Ⅰ类晶体产生较大尺寸二维台阶生长双丘,Ⅱ类晶体出现孔洞生长丘和台阶生长丘并存的形貌,（101）面晶体锯齿状宏台阶的高度和宽度增加。生长过饱和度进一步增加,Ⅰ类籽晶出现较大的宏台阶和二维核,Ⅱ类籽晶宏台阶变得不规则,二维核密集的分布在台阶表面,45°籽晶出现较大的台阶生长丘,二维核分布在顶端;（101）面籽晶柱面宏台阶变得不规则,二维台阶平台顶端堆积着高度不同的小台阶。继续增加过饱和度后,宏台阶变得更大更宽,此时宏台阶平面上的图案变得不规则,由于过饱和度的不均匀引起台阶生长速度产生差异,易形成孔洞结构。过饱和度较低时,（101）面基本台阶分布均匀,无聚并倾向,唯一聚并产生于三角凹坑内,位错露头导致附近基本台阶聚并和交汇。高过饱和度和不充分的流速会使基本台阶聚并,产生不规则的结构,这些不稳定的结构具有较大的斜率,主要由基本台阶、二维台阶平台和二维核组成。这些不稳定结构的继续演化会降低表面的稳定性,使晶体产生缺陷,故应保持适当过饱和度。（2）通过调节KDP晶体生长的转速,系统地研究了其在15 rpm-77 rpm转速范围内,从低到高过饱和度晶体的生长习性及性能变化。结果显示KDP溶液稳定性很好,低转速下,容易产生包藏现象,随着转速的增加,包藏产生的几率逐渐降低,高过饱和度同样会促使包藏的产生。低转速下通过降低生长的温度区间或者改变籽晶的切向可以有效减少包藏的产生,对包藏的形貌和成分分析显示主要为KDP溶液包裹体。晶体的纵横比随着转速的提高而增大,并随着生长过饱和度的增大,呈现出先增加后降低的态势。通过对X向和45° KDP籽晶生长习性的研究,发现晶面的生长速度与其与液流作用的强度有关。对不同参数下生长的无宏观缺陷KDP晶体的性能进行表征,晶体具有较高的透过率,吸收系数分布较为均匀。转速均为77 rpm时,增加过饱和度对KDP结构稳定性作用较小。说明在KDP晶体生长周期内,调控转速和过饱和度既可以避免包藏的产生,同时不会影响晶体的性能。转速为30rpm时,通过改变籽晶切向实现了无包藏晶体生长,晶体具有较好的结构稳定性及抗激光损伤能力。生长出的X向和45° KDP晶体均具有较好的结构稳定性和损伤阈值。（3）通过不断改进和完善大尺寸KDP晶体的生长工艺,提高了溶液的稳定性,成功生长出600mm 口径无宏观缺陷KDP晶体,测试了其不同位置光学性能的均一性。晶体不同部位透过率较为均匀。吸收系数测试表明晶体Z向、Ⅰ类和Ⅱ类切片存在差异,总体上表现为Z向>Ⅱ类>Ⅰ类,Ⅱ类切向锥面和柱面差异较大。晶体柱面和锥面具有较高的结晶完整性、光学均匀性和抗损伤能力,锥面边缘区域的损伤阈值略微低于柱面区域。（4）为了实现对晶体形态的进行调控,研究了 EDTA-2K在Fe3+较多溶液中对KDP晶体生长现象的影响。结果表明EDTA-2K可以有效地减轻金属离子对柱面的阻碍作用,减少晶体中包裹体的产生,晶体的性能无明显变化。研究了Zn2+对KDP晶体生长现象及性能结构的影响,Zn2+的引入会阻碍柱面台阶推移,浓度低于500ppm时,表现为晶体纵横比的增加,对晶体性能影响较小。当浓度大于1000 ppm时,传统生长KDP楔化比较严重,快速生长KDP呈现瘦长形态,过多Zn2+进入晶体会导致包藏和开裂。（5）利用传统法生长锥头籽晶可以减少籽晶恢复区及恢复的时间。采用快速生长设备实现Z向晶片在[001]方向上生长,提高了均匀性。采用提拉法中“缩颈”的原理通过改进生长架来减少晶体中的位错数量。上述晶体均具有较高的透过率、均匀性、结构稳定性和损伤阈值。
张诺阳[2]（2019）在《四甲基吡嗪晶体液态包裹体形成过程研究》文中研究说明四甲基吡嗪是一种有特殊功能保护作用的生物活性碱,在食品、药品和生物保健等领域具有广阔的市场应用前景。四甲基吡嗪的晶体形态是影响其市场应用前景的关键质量参数,而结晶是决定这些产品指标的关键工艺过程。四甲基吡嗪存在无水合物和三水合物两种晶型,不同水合物晶型会显着影响药物的理化性质、生产、制剂以及储存等过程;非水溶剂环境下,四甲基吡嗪结晶极易产生具有宏观晶体缺陷的无水合物,将母液包裹进最终的产品中,降低了产品纯度,并且易结块、易降解,给产品的后处理和生物安全性带来极大威胁。为此,本文系统研究了四甲基吡嗪晶体液态包裹体的形成过程及其水合物间的转化过程,为制备高纯产品提供理论基础与指导,具体研究内容如下:本文获得了四甲基吡嗪和其三水合物的单晶结构。采用紫外吸光度法测定了四甲基吡嗪无水合物在九种纯溶剂和两种二元混合溶剂里的溶解度数据,使用三种热力学模型对溶解度数据进行拟合,并计算了四甲基吡嗪无水合物在二元混合溶剂里的混合热力学性质。实验结果表明四甲基吡嗪的溶解过程是吸热、自发、熵增的且其溶解度受温度和溶剂影响较大。随后,研究了四甲基吡嗪无水合物与其三水合物的相对稳定性,实验测定了不同温度下四甲基吡嗪与三水合物在两种混合溶剂里的转晶水活度,并从单晶结构、分子间相互作用力等方面分析比较了特定操作条件下无水合物与水合物之间的相对稳定性关系。本文通过显微拉曼和偏光显微镜等手段对四甲基吡嗪宏观晶体缺陷进行分析,结果表明四甲基吡嗪晶体中存在单相液态包裹体、单相气泡包裹体和二相流体包裹体这三类晶体缺陷。通过降温结晶实验和单晶生长实验对四甲基吡嗪宏观晶体缺陷形成的温度、过饱和度和溶剂等关键影响因素进行了考察,结果表明晶体生长速率越快,液态包裹体现象越明显。本文通过监测四甲基吡嗪晶体生长过程中的液态包裹体行为变化,并结合单晶生长实验数据结果发现,四甲基吡嗪晶体生长过程存在临界过饱和度阈值效应。溶液过饱和度高于临界过饱和度上限时,晶体呈线性增长;小于临界过饱和度上限时,晶体生长速率开始下降。在溶液过饱和度高于临界过饱和度下限之前,晶体中一直都能形成液态包裹体。当溶液过饱和度低于临界过饱和度下限后,晶体中不再形成新的液态包裹体,此时晶体继续生长直至过饱和度消耗完全。
闫少凤[3]（2018）在《有机化合物宏观晶体缺陷形成机理及关键影响因素研究》文中进行了进一步梳理晶体中原子排列偏离理想结构的状况称为晶体缺陷。晶体缺陷在结晶过程中十分常见,晶体缺陷的存在会严重影响晶体性能,如机械性能、光学行为、电导率等。包裹体是最常见的宏观晶体缺陷,它的存在会降低晶体纯度,影响晶体脱水行为,有时甚至会引发毒性。因此研究晶体缺陷具有重要的理论与实际意义。本文选择硫脲作为模型药物,对硫脲单晶中液态包裹体的形成机理及关键影响因素进行深入研究。借助偏光显微镜和显微拉曼光谱对硫脲晶体中的宏观包裹体进行表征,发现其中存在三种不同类型的包裹体:（i）单相液态包裹体,（ii）含有气泡的二相液态包裹体,（iii）单独气泡包裹。拉曼光谱分析结果表明前两种类型的包裹体腔中含有的液体为硫脲饱和溶液。在六中纯溶剂（去离子水、乙二醇、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇）中进行硫脲冷却结晶实验,结果表明极性溶剂可以促进晶体中液态包裹体的形成。过饱和度对液态包裹体的影响比较复杂,增大过饱和度并不总是促进包裹体形成。通过蒸发结晶实验监测硫脲晶体生长及液态包裹体形成过程,发现硫脲晶体中存在宏观液态包裹体形成的过饱和度窗口,只有当溶液中过饱和度低于过饱和度窗口上限时,硫脲晶体中才能形成液态包裹体。溶液过饱和度对硫脲晶体中液态包裹体形成的作用可以通过“饥饿中心”机理加以解释。
张小莉[4]（2016）在《旋转半径和溶液入口条件对KDP晶体生长过程影响的数值模拟研究》文中进行了进一步梳理本文首先针对KDP晶体传统同心旋转的方式,对采用降温法时不同旋转半径下KDP晶体的生长过程进行数值模拟,着重分析旋转半径对晶体表面过饱和度大小及分布的影响,并研究其作用机理。同时通过改变晶体的摆放方式,进一步寻找提高晶体表面过饱和度和改善晶体表面均匀性的方法。其次,考虑到实际工业生产中以循环流动法生长晶体为主,为了便于对其生产过程进行理论指导,本文在不同旋转半径对晶体生长影响研究的基础上,对利用循环流动法生长晶体时,不同进口条件下KDP晶体的生长过程进行数值模拟,探寻不同进口条件对晶体生长过程中表面过饱和度大小及其分布影响的规律性,从而为更好的工业化生产KDP晶体奠定理论基础。本课题的主要研究内容和结论如下:（1）针对传统同心旋转法生长晶体的弊端,对采用降温法时不同旋转半径下KDP晶体的生长过程进行数值模拟。结果表明:随着旋转半径从0cm逐渐增加到3cm,晶体柱面和锥面时均过饱和度均逐渐增大,柱面过饱和度均方差逐渐减小,锥面过饱和度均方差先增大后减小。通过分析发现随着旋转半径的提高,溶液强制对流逐渐增强,溶质边界层逐渐变薄。说明增大晶体的旋转半径既可以提高晶体的生长速率,同时还可以改善晶体表面的均匀性。另外,在此基础上对旋转半径为3cm时,晶体表面过饱和度随时间的变化情况进行了分析。（2）在旋转半径一定的基础上,对采用降温法时不同晶体摆放方式下KDP晶体的生长过程进行数值模拟。结果表明:在柱面迎流、棱边迎流和锥面迎流三种不同的摆放方式下,当晶体采用柱面迎流时晶体时均表面过饱和度最大,棱边迎流时次之,采用锥面迎流时晶体时均表面过饱和度最小,且当晶体采用锥面迎流时晶体柱面和锥面均方差最大,采用柱面迎流时次之,采用棱边迎流时晶体柱面和锥面均方差最小。因此,虽然晶体采用棱边迎流的摆放方式时,时均表面过饱和度与柱面迎流相比略有下降,但其平均均方差是三种摆放方式中最小的,有利于减少包裹体的产生。（3）结合实际工业生产,将循环流动法与有旋转半径的转晶法相结合,对不同入口条件下KDP晶体生长过程中的溶液流动和物质输运过程进行了数值模拟研究,分别讨论了溶液入口速度、溶液进口管位置和溶液入射角度对晶体生长过程的影响。研究结果表明:首先,随着溶液入口速度的增大,晶体柱面时均过饱和度先减小后增大,晶体锥面时均过饱和度先略微减小后逐渐增大,柱面和锥面均方差均先增大后减小。其次,晶体表面过饱和度和均方差随着溶液进口管在生长槽上的位置不同而不同。当溶液进口管轴线与晶体中心在同一高度时,晶体表面过饱和度较大且均方差较小。最后,当溶液进口管轴线与晶体中心在同一高度时,随着溶液入射角相对晶体位置的不断增大,晶体柱面过饱和度先增大后减小,均方差先减小后增大,晶体锥面过饱和度先增大后减小继而又增大,锥面均方差则与锥面过饱和度呈现相反的规律。当入口管轴线与晶体旋转半径较小的锥尖运动轨迹相切时,晶体表面过饱和度最大,均方差最小。
曹亚超[5]（2014）在《硫脲硫酸锌晶体成核特性、表面台阶形貌及其热、动力学研究》文中研究指明硫脲硫酸锌（Zn[CS（NH2）2]3SO4，ZTS）晶体是一种性能优良的金属有机配合物型非线性光学晶体。它具有非线性系数高、激光损伤阈值高、光透过范围宽以及角度灵敏性低等优点，能够广泛应用于二次谐波激光发生器、电光调制器和高功率激光频率转换等高科技领域。另外，ZTS晶体还具有物理化学性质稳定、机械强度高且生长所需原料价格低廉等优点，因此ZTS晶体的生长和制备越来越受到人们的重视。目前，国内外学者对ZTS晶体的研究主要集中于对各种条件下（包括无机物、有机物的掺杂和pH值的改变等）生长出的晶体的性能的检测分析上，而对ZTS晶体微观生长过程方面的研究较少。虽然目前通过掺杂可以提高ZTS晶体的某些性能，但快速生长优质大尺寸ZTS晶体仍存在很多困难。因此，如何提高晶体的质量以及在保证晶体质量的前提下尽可能提高其生长速度，应引起研究人员的重视。众所周知，晶体的生长过程对晶体质量进而对晶体性能有重要影响，而晶体生长过程的实质就是生长基元通过生长界面进入晶格位置的过程，因而通过对ZTS晶体生长过程中晶体表面所发生的微观现象的观察研究，可以获得ZTS晶体生长过程方面的信息，加深对其微观生长过程的认识，了解其生长过程中的微观机理，从而指导人们控制晶体的生长过程，进行高质量的ZTS晶体生长。原子力显微镜（atomic force microscopy，AFM）正是这样一种可以帮助人们对微观现象进行观察的工具。AFM通过检测探针与样品表面的原子间的作用力可以获得样品的表面微观形貌，并且可在溶液环境下工作，因此可以利用AFM实时地研究晶体生长的表面形貌和生长机理。本文利用热科学的基础理论，通过开展ZTS晶体成核实验和ZTS晶体生长过程的AFM实时扫描实验等研究，对不同生长条件下，ZTS生长溶液的稳定性以及生长过程中晶体表面微观形貌的变化、晶体生长机制、缺陷形成等方面进行了深入探讨，主要内容为：①研究了不同过饱和比下ZTS溶液的成核过程，测定了不同过饱和比下溶液的诱导期。根据经典均匀成核理论，针对ZTS过饱和溶液均匀成核的情况计算得到了固-液界面张力等热力学参数。通过对表面熵因子的计算，确定了诱导期实验中ZTS晶体的微观生长机制。②利用AFM对不同生长条件下生长中的ZTS晶体（100）面表面微观形貌的实时变化过程进行研究，获得了不同条件下的界面微观形貌，并对台阶的运动进行了分析。ZTS晶体（100）面主要的形貌特征为台阶面，生长台阶分为基台阶、聚并台阶和“准聚并台阶”；台阶生成源不同，台阶高度不同，台阶的推移速度与台阶高度成反比。实时观察到一些未曾报道的现象：扇形台阶的推移；晶体从“生长死区”恢复生长的过程；聚并台阶的形成过程；各向异性的台阶推移。另外，对平行台阶列的稳定性进行了分析。③通过AFM实时扫描实验研究了30℃下ZTS晶体（100）面微观形貌随过饱和度的变化，确定在低过饱和度下，刃位错处易于成核从而可反复提供单分子台阶，成核的刃位错具有“记忆功能”；较高的过饱和度下，多核生长为主要生长机制；二维核在[010]和[001]方向上的推移速度不同，呈现出明显的各向异性；计算得到了[010]和[001]方向上二维核台阶推移的台阶动力学系数和台阶活化能。同时发现，台阶边缘的不连续处往往优先生长。④运用AFM实时扫描实验得到的微观数据，对30℃时低过饱和度（0.0150.025）下ZTS晶体（100）面的台阶动力学进行了研究，测算了ZTS晶体（100）面的水平推移速度和台阶的实际推移速度，发现此生长条件下ZTS晶体（100）面溶质边界层内的质量输运主要受体扩散机制控制。⑤利用AFM实时研究了30℃时不同浓度L-丙氨酸掺杂下ZTS晶体（100）面的微观形貌，分析了掺杂对（100）面表面形貌和台阶运动的影响，计算得到不同掺杂浓度下台阶的推移速度和台阶动力学系数。利用AFM对过饱和度5%，掺杂浓度2mol%时ZTS晶体（100）面生长过程进行实时观察发现，优先成核位置的依次形成导致成核具有交替性，并且优先成核位置被覆盖后依然能保持其活性。⑥利用光学显微镜和原子力显微镜，发现ZTS晶体中存在多种缺陷，主要包括位错、空洞、包裹体、开裂和楔化等；利用AFM观察到凹坑、包裹体等缺陷形成的实时过程，探讨了缺陷的形成机制，提出了减少晶体缺陷的相应措施。
袁方方[6]（2012）在《KDP晶体缺陷对应力分布的影响》文中研究表明KDP晶体是一种优质的非线性光学材料,在光电子领域有着广泛的应用。因易于生长出高光学质量、大尺寸的单晶,KDP晶体是目前可用于惯性约束核聚变的唯一非线性光学晶体材料。晶体生长不均匀性和生长溶液中各种杂质离子的存在,导致晶体容易形成缺陷,如孔洞缺陷和杂质缺陷等。这些缺陷使晶体在生长、出槽以及加工过程中产生应力集中,造成晶体开裂,严重影响了大尺寸KDP晶体的完整性和光学性能,也制约着激光等高精技术领域的发展。本文基于有限元法,对KDP晶体应力分布以及开裂现象进行了研究,主要工作如下：依据KDP晶体生长工艺,建立KDP晶体各向异性三维生长模型,分析晶体生长过程中的应力分布规律。针对晶体存在的孔洞缺陷,建立了含孔洞缺陷的KDP晶体生长模型,结合应力集中理论,探讨了缺陷尺寸、形状以及存在位置对生长应力分布的影响。通过分析发现孔洞的存在使晶体生长产生微裂纹的机率急剧增大,并且孔洞缺陷形状越尖锐、尺寸越大,孔洞附近应力越大；形状尖锐、大尺寸孔洞缺陷存在于晶体柱面表面时,晶体产生微裂纹的机率较大。晶体出槽时,温度变化使晶体产生的热应力是导致晶体发生开裂现象的主要原因。本文在生长应力分析的基础上,基于热弹性理论,通过建立含孔洞缺陷的KDP晶体出槽应力分析模型,分析了晶体出槽后应力分布以及孔洞缺陷尺寸、形状和存在位置对出槽应力分布的影响。结果表明,晶体出槽应力远大于晶体生长应力；孔洞缺陷容易引起晶体产生微裂纹,孔洞存在于晶帽与新生晶体交界处附近时,对出槽应力的影响较为严重,并且孔洞缺陷尺寸越大、形状越尖锐,引起的出槽应力越大,通过分析得出了晶体产生微裂纹时孔洞缺陷的尺寸。建立含杂质缺陷的KDP晶体应力分析模型,分析了杂质缺陷对晶体生长、出槽应力分布的影响。结果表明,不同属性的杂质对晶体应力分布的影响不同,晶体生长过程中,杂质对生长应力分布的影响主要与杂质的弹性模量有关,杂质的弹性模量越大、尺寸越大、形状越尖锐,杂质附近的生长应力越大；晶体出槽时,杂质对出槽应力分布的影响主要与杂质和晶体之间的热膨胀系数之差有关,杂质附近出槽应力与膨胀系数差值、杂质尺寸呈正向变化,并且杂质形状越尖锐,应力越大。杂质缺陷对晶体出槽开裂的影响较为严重,通过分析得出晶体发生开裂时杂质缺陷的尺寸,并分析了晶体生长溶液温度对晶体出槽应力分布的影响。
王晓丁[7]（2011）在《KDP溶液晶体生长新系统输运特性数值模拟研究》文中指出KDP（KH2PO4）晶体是20世纪30年代发展起来的一种综合性能非常优良的非线性光学材料（NLO）。由于它具有较大的非线性光学系数和高激光损伤阈值的特性而被广泛应用于激光变频、电光调制和光快速开关等高科技领域。到了20世纪60年代,激光技术的飞速发展为实现惯性约束核聚变（Inertial Confinement Fusion,ICF）提拱了条件,而研究表明,大尺寸、高质量的KDP晶体是目前唯一可应用于该技术的非线性光学材料。由于工业生产中对KDP晶体的品质和尺寸提出了新的要求,因此近年来的研究主要集中在如何在保证晶体生长质量的前提下实现KDP晶体的快速生长。晶体表面的形貌稳定性是决定晶体生长质量的重要因素,它与生长溶液内的流场、浓度场特性甚至与台阶的推移情况都有着非常紧密的联系。依靠传统的实验手段开展的研究虽然已经取得了比较好的结果,但是它仍然存在一定的局限性,比如流场和浓度场中的一些关键数据（表面剪切力、表面过饱和度等）,其准确值在实验中就很难获得。而利用数值模拟,则可以很好地解决这个问题。本课题以流体力学、传热传质等方面的理论知识为背景,紧紧围绕晶体生长过程中的输运问题及由此引出的晶体生长的相关问题而开展的研究。在对传统方式快速制备KDP晶体所存在的问题分析的基础上提出了一些新的生长系统,并采用数值模拟的方法对它的流动及输运特性进行了讨论和分析。主要包含了以下内容:（1）根据液下KDP晶体生长的AFM实时扫描模型,建立了与之对应的三维稳态数学模型,并采用基于交错网格的有限容积法进行数值求解,分析了生长溶液中的流场、浓度场特性。发现随着溶液入口流速的增大,晶体上表面由于自然对流现象而产生的溶液抽吸作用会明显减弱,表面过饱和度的极小值会沿着来流速度的正方向推移,并且在入口流速足够大时到达晶体的边缘位置甚至消失。剪切力在自然对流的最强区域会出现一个最小值,但它沿特征线的变化情况却相对比较复杂,并未随着入口流速的增大而表现出明显的单调性,这主要是由于受到了自然对流和强制对流综合作用的影响。上表面中心处的溶质边界层厚度与溶液的流动强度有密切的关系,它随着入口流速的增加而减小。伴随着晶体柱面尺寸的增加,溶液中溶质的消耗量也增加,晶体各表面的平均过饱和度减小,并且表面过饱和度分布的差异也变得更加明显。（2）针对传统方法制备KDP晶体的缺陷,即在晶体旋转过程中表面剪切力和过饱和度随时间和空间的不均匀分布容易诱发液相包裹体的形成,提出了一种喷入式的生长系统。在该系统中,KDP晶体被完全固定,过饱和溶液以正对各晶面喷射的方式进入生长容器中直接进行补充。数值模拟的结果表明,入口流速是影响表面过饱和度的决定性因素,流速越大,晶体表面的过饱和度也越大。当柱面和锥面的入口流速同时增大到一定程度之后,在晶体柱/锥交界面附近会形成一个高过饱和度区,这对于晶体的生长是不利的。通过调整锥面和柱面的流速可以有效地消除这种负面的影响,从而降低液相包裹体的出现几率。随着入口流速的增加,溶质边界层厚度线性减小。虽然表面剪切力明显增大,但与传统的生长系统相比该值仍然很小。通过对流场中自然对流和强制对流强度的分析,发现不同流速条件下对应的流场状态是不同的,这就可以用来解释晶体表面过饱和度的分布及其均匀性的变化规律。另外,还对系统进行了优化,通过添加一些辅助管道,可以使晶体表面的均匀程度有明显的提高。（3）对KDP晶体的固定生长方式做了进一步的改进。通过引入旋转流场使溶液的混合变得更加充分。模拟结果表明,圆盘的转速对晶体表面过饱和度影响很大。在高转速区域（500700rpm）,晶体附近流体的流动强度较大,晶体表面的过饱和度很高,并且绝大部分区域的均匀性良好,因此非常适合晶体快速优质的生长。在圆盘转速相对较低的区域（100400rpm）,流场受自然对流的影响使得晶体的表面过饱和度比较小,又因为其表面均匀性变化并不理想,因此不能满足快速生长的需要。入口流速对晶体柱面和锥面过饱和度的影响较小,但是晶体柱面的均匀性会随着入口流速的增大而变差。尽管晶体的表面剪切力随着转速或入口流速的增大而增大,但该值始终维持在一个较低的水平,从而保证了晶体表面的形貌稳定性。通过调整隔板的转折位置不仅可以使晶体柱面底部的低过饱和度区基本消失,还可以提高晶体的表面过饱和度和表面的均匀性。（4）对不同体过饱和度下溶液输运特性的研究表明,提高溶液的体过饱和度是提高晶体表面过饱和度最直接而且有效的方式。但是溶液的体过饱和度越大,表面均匀性就越差,而且变化十分明显。因此仅依靠增大溶液的体过饱和度来提高晶体的生长速度,在实际的工业生产过程中是行不通的,这会严重影响晶体的生长质量。此外,体过饱和度对晶体表面过饱和度的分布、溶质边界层的厚度以及流场特性的影响都是非常有限的。
陈宽能[8]（2010）在《用FDTD分析KDP晶体微纳表层对内部光强分布的影响》文中提出KDP晶体是一种性能优良的非线性光学晶体材料,因其具有较大的非线性光学系数、较高的激光损伤阈值、较宽的透光波段、优良的光学均匀性、易于实现相位匹配、易于生长等特点,而被广泛地用作光学频率转换器件以及光电开关元件。但是,KDP晶体生长以及后续的超精密加工过程中,会形成各种缺陷和表面特征,严重地影响着晶体的激光损伤阈值等光学性能。例如,生长过程中形成的各类包裹体缺陷以及单点金刚石铣削后表面形成的小尺度波纹等。因此,研究这些缺陷对其激光损伤阈值的影响规律和程度大小,不仅可以进一步解释KDP晶体的激光损伤机理,还可为提高光学性能提供理论基础和参数依据,进一步指导快速生长工艺的改进以及加工参数的合理选取,以满足目前激光核聚变装置对KDP晶体光学元件所提出的苛刻要求,对惯性约束核聚变（Inertial Confinement Fusion,ICF）工程至关重要。本文首先对采用时域有限差分方法（Finite Difference Time Domain,FDTD）建模过程中所涉及到的空间和时间步长选择、吸收边界条件和周期性边界条件设置等相关内容进行分析,并建立平面电磁波垂直投射到光滑的和镀膜的KDP晶体表面的分析模型,采用FDTD方法求解晶体内部的光强,与公式计算结果以及薄膜增透理论进行对比验证,为后续的分析工作做了铺垫。然后阐述小尺度波纹的产生和提取,分析小尺度波纹、凹坑和包裹体对KDP晶体内部光强分布的影响规律和程度大小。结果表明:小尺度波纹、凹坑和包裹体会使晶体内部的衍射场发生畸变,导致晶体内部光强呈现强弱分布;且畸变程度与不同特征参数（小尺度波纹幅值和周期、凹坑大小、包裹体大小和折射率）有关。最后对KDP晶体激光损伤阈值实验进行分析,结果表明:晶体的前、后表面损伤和体损伤多以炸裂为主,且后表面炸裂的程度明显比前表面严重;粗糙度不能作为评价表面形貌对KDP激光损伤阈值影响的唯一标准;小尺度波纹对激光的小尺度扰动是激光发生小尺度自聚焦的重要原因。
赵严帅[9]（2010）在《镧离子和次甲基蓝掺杂对KDP晶体生长及晶体质量的影响》文中研究指明KDP （KH2PO4）晶体是一种性能优良的非线性光学晶体材料,因其独特的物理性质而成为唯一可用于激光核聚变工程的非线性晶体。综合考虑其电光性能,特大尺寸、高质量的KDP晶体成为大功率激光器中主要光学晶体材料之一。因此通过改变KDP晶体生长条件和利用添加剂生长大尺寸高光学质量的KDP晶体成为国内外研究的热点。论文介绍了KDP晶体的结构、性质和用途,并对无机阴离子、金属阳离子和有机添加剂的国内外研究历史与现状进行了详细的阐述,总结探讨了添加剂对生长KDP晶体的影响机理。本论文通过改变KDP晶体生长溶液的饱和点和pH值,利用溶液降温法进行KDP晶体生长实验,探讨了生长KDP晶体最佳饱和点和pH值,然后在此基础上通过掺杂稀土离子（镧离子）和有机染料（次甲基蓝）进行了KDP晶体生长实验。通过对未掺杂KDP晶体和掺杂La3+生长的KDP晶体对比研究发现,低浓度的La3+掺杂,可以提高了生长溶液的稳定性,减少晶体中缺陷；用紫外/可见分光光度计在200-800nm波段对样品柱区做了透过率测定,发现低浓度（La3+≦4×10-3mol/L）掺杂可以提高KDP晶体在紫外波段的透过率,改善晶体的质量。对于次甲基蓝掺杂生长KDP晶体,掺杂浓度较大时,溶液稳定性降低；随着次甲基蓝掺杂浓度的增加,晶体柱面区域金属元素含量逐渐降低,说明加入次甲基蓝染料能够有效地抑制金属离子Fe3+、Cr3+、Al3+在晶体柱面的吸附,减弱金属离子对KDP晶体柱面生长的影响；对掺杂生长的KDP晶体进行了XRD测试发现,掺杂不同浓度的次甲基蓝,并没有引起KDP晶体晶相的改变,只是晶体的布拉格角有微小的漂移和衍射强度稍有差异。
钟德高[10]（2010）在《KDP类晶体快速生长机理研究》文中研究指明KDP （KH2PO4）类晶体是一类性能优良的非线性光学晶体材料,因其独特的物理性质而成为唯一可用于激光核聚变工程的非线性晶体。KDP晶体的传统生长方法,因周期长,成本高已经无法满足实用要求。近年来发展起来的KDP晶体快速生长与传统慢速生长从技术到理论都存在很大的差异,打破了实用单晶生长速度慢的观念,给晶体生长工艺和理论研究带来了新的挑战,快速生长过程中许多新的现象有待解释。本文从KDP晶体快速生长机理方面,对KDP晶体快速生长过程进行了深入研究。本文中设计并制作了溶液降温法晶体生长显微实时观测装置,利用该装置实时观测了快速生长KDP晶体{101}和{100}生长表面的形貌演化过程,发现在高过饱和度下,KDP晶体的生长表面会以生长层的形式快速生长；与{100}相比{101}圣战表面在较低过饱和度下（大约σ=4%）,即开始以生长层的形式生长；计算发现{101}和{100}表面生长层的动力学系数不同。利用AFM对KDP晶体{100}生长表面进行了非实时观测,测量了生长表面宏观台阶的高度和平台宽度。在{100}生长表面还观察到了由于杂质阻碍作用引起的台阶聚并和弯曲,分析了出现台阶聚并的原因。通过实时观测Z切向ADP晶体成锥过程中的薄表面层生长,系统研究了晶体快速生长过程中出现的棱边生长机制。测量了薄表面层的切向生长速度随溶液过饱和度的变化曲线,并利用台阶切向生长动力学方程计算出了薄表面层生长的动力学参数。分析了焦磷酸钾（K4P2O7）和Fe3+掺杂对成锥薄表面层生长的影响。分析发现晶体快速生长过程中呈链状分布液相包裹体的形成,与晶体棱边生长机制密切相关。分别利用传统降温法和点状籽晶快速生长方法生长出了ADP晶体。利用同步辐射X射线白光形貌术和激光干涉仪分析了快速生长ADP晶体的光学均匀性。发现（100）和（101）面之间的扇形界是导致快速生长ADP晶体光学均匀性降低的主要原因。生长条纹和包裹体也是是影响ADP晶体光学均匀性的常见缺陷。生长溶液中铁和铬等三价金属阳离子容易在生长条纹处偏聚,形成包裹体破坏晶体的均匀性。在不同摩尔配比的ADP与KDP混合溶液中,利用籽晶法生长出了KADP混晶。发现只有在一定的混合比例范围内,才能利用籽晶法生长出透明的KADP晶体。研究发现籽晶法生长的KADP晶体中,除了扇形界和籽晶边界,晶体内部不同区域晶胞参数的差异,也是引起KADP晶体内部应力和开裂的重要原因。KADP晶体内部可能存在长度约为数百微米的微裂纹,在晶体生长那个完毕从溶液中取出时,很容易导致裂纹的扩展,导致晶体开裂。
二、KDP晶体中包裹体形成机制的探讨（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、KDP晶体中包裹体形成机制的探讨（论文提纲范文）
（1）大口径KDP晶体快速生长过程中几个关键问题的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 KDP晶体的结构与性质 |
| 1.2 KDP晶体的研究背景及应用 |
| 1.2.1 惯性约束核聚变(ICF)的发展 |
| 1.2.2 KDP/DKDP晶体在惯性约束核聚变中的应用 |
| 1.3 KDP晶体生长技术的发展 |
| 1.4 液流对晶体生长的影响 |
| 1.5 杂质对晶体生长的影响 |
| 1.6 KDP晶体损伤阈值的研究 |
| 1.6.1 激光损伤阈值的测试方法 |
| 1.6.2 激光损伤阈值的研究进展 |
| 1.7 本论文主要的研究目的及研究内容 |
| 第二章 快速生长KDP晶体微观形貌的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 待测样品的制备 |
| 2.3 过饱和度对Z向籽晶生长KDP晶体柱面的影响 |
| 2.4 不同切向籽晶对KDP晶体(100)面微观形貌的影响 |
| 2.4.1 不同过饱和下Ⅰ类KDP晶体(100)面的微观形貌 |
| 2.4.2 不同过饱和度下Ⅱ类KDP晶体的微观形貌 |
| 2.4.3 不同过饱和度下45°KDP籽晶(100)面的微观形貌 |
| 2.4.4 过饱和度对(101)面生长的KDP晶体(100)面微观形貌的影响 |
| 2.5 过饱和度对(101)面生长的KDP晶体(101)面微观形貌的影响 |
| 2.5.1 低过饱和度对KDP晶体(101)面的形貌的影响 |
| 2.5.2 高过饱和度对KDP晶体(101)面的形貌的影响 |
| 2.6 (101)面三角形凹坑与位错腐蚀坑的联系 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 转速和过饱和度对KDP晶体生长习性的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 KDP晶体生长前的准备工作 |
| 3.2.1 生长溶液的制备 |
| 3.2.2 生长装置的改进 |
| 3.2.3 生长程序的设计 |
| 3.3 溶液稳定性的测量 |
| 3.4 不同条件下KDP晶体快速生长 |
| 3.4.1 15rpm转速下KDP晶体的生长 |
| 3.4.2 30rpm转速下KDP晶体的快速生长 |
| 3.4.3 40rpm转速下KDP晶体的快速生长 |
| 3.4.4 55rpm转速下KDP晶体的快速生长 |
| 3.4.5 77rpm转速下KDP晶体的快速生长 |
| 3.5 KDP晶体包藏的研究 |
| 3.5.1 包藏的形貌观测 |
| 3.5.2 包藏成分的测试 |
| 3.5.3 KDP籽晶切向对包藏产生的影响 |
| 3.6 不同生长参数下Z向KDP晶体快速生长习性的研究 |
| 3.6.1 转速和过饱和度对晶体纵横比的影响 |
| 3.6.2 温度区间对KDP晶体生长习性的影响 |
| 3.7 过饱和度对不同切向籽晶晶体生长习性的影响 |
| 3.7.1 过饱和度对A向KDP晶体生长习性的影响 |
| 3.7.2 过饱和度对45° KDP晶体快速生长习性的影响 |
| 3.8 不同生长参数下生长KDP晶体的性能表征 |
| 3.8.1 透过率性能表征 |
| 3.8.2 KDP晶体光损耗系数的测量 |
| 3.8.3 过饱和度对晶体结构稳定性的影响 |
| 3.9 KDP晶体的抗激光损伤测试 |
| 3.9.1 生长参数对KDP晶体激光损伤阈值的影响 |
| 3.9.2 KDP晶体生长方向对激光损伤阈值的影响 |
| 3.10 本章小结 |
| 第四章 大尺寸KDP晶体的快速生长 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 晶体生长前的准备工作 |
| 4.2.1 生长溶液温度的精确控制 |
| 4.2.2 溶液稳定性的提高 |
| 4.2.3 晶体中包藏产生几率的降低 |
| 4.3 大尺寸KDP晶体的快速生长 |
| 4.4 大尺寸快速生长KDP晶体的性能表征 |
| 4.4.1 测试样品的制备 |
| 4.4.2 大尺寸KDP晶体透过率均匀性的测试 |
| 4.4.3 大尺寸快速生长KDP晶体吸收系数的均匀性测试 |
| 4.4.4 大尺寸快速生长KDP晶体结构稳定性的测试 |
| 4.4.5 大尺寸KDP晶体双折射非均匀性测试 |
| 4.4.6 大尺寸KDP晶体不同部位损伤均匀性的测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 添加剂对KDP晶体生长习性的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 EDTA-2K对KDP晶体生长的影响 |
| 5.3 EDTA-2K对KDP晶体性能的影响 |
| 5.3.1 EDTA-2K对晶体透过率的影响 |
| 5.3.2 EDTA-2K对晶体损伤阈值的影响 |
| 5.4 Zn~(2+)对KDP晶体生长的影响 |
| 5.4.1 生长溶液的配制 |
| 5.4.2 Zn~(2+)对溶液稳定性的影响 |
| 5.4.3 Zn~(2+)对传统和快速生长KDP晶体生长习性的影响 |
| 5.4.4 过饱和度对Zn~(2+)掺杂KDP晶体生长的影响 |
| 5.5 Zn~(2+)掺杂对快速生长KDP晶体结构稳定性的影响 |
| 5.6 Zn~(2+)对KDP柱面微观形貌的影响 |
| 5.7 Zn~(2+)对KDP晶体性能的影响 |
| 5.7.1 Zn~(2+)掺杂对晶体透过率的影响 |
| 5.7.2 Zn~(2+)对快速生长KDP晶体散射颗粒的影响 |
| 5.7.3 Zn~(2+)的掺入对晶体损伤阈值的影响 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 高质量KDP晶体生长方式的探索 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 传统锥头籽晶法生长KDP晶体 |
| 6.3 传统锥头法生长KDP晶体的性能表征 |
| 6.3.1 传统法生长锥头KDP晶体透过率的测试 |
| 6.3.2 传统法生长锥头KDP晶体结构稳定性的测试 |
| 6.3.3 传统法生长锥头KDP晶体损伤阈值的测试 |
| 6.4 传统法底部籽晶生长KDP晶体 |
| 6.5 传统法底部籽晶生长KDP晶体性能表征 |
| 6.5.1 KDP晶体透过率的测试 |
| 6.5.2 KDP晶体结构稳定性的测试 |
| 6.5.3 KDP晶体损伤阈值的测试 |
| 6.6 缩颈法快速生长KDP晶体 |
| 6.6.1 生长架的改进 |
| 6.6.2 缩颈法KDP晶体的生长 |
| 6.7 缩颈法生长KDP晶体晶体性能表征 |
| 6.7.1 晶体透过率的测试 |
| 6.7.2 KDP晶体结构稳定性的测试 |
| 6.7.3 晶体损伤阈值的测定 |
| 6.8 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 本论文的主要结论 |
| 7.2 本论文主要的创新点 |
| 7.3 有待进一步解决的问题 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 1 |
| 附录 2 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）四甲基吡嗪晶体液态包裹体形成过程研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 前言 |
| 1.1 四甲基吡嗪简介 |
| 1.2 四甲基吡嗪国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 四甲基吡嗪结晶热力学研究 |
| 2.1 文献综述 |
| 2.1.1 水合物与溶剂化物 |
| 2.1.2 水合物与无水物转变关系 |
| 2.1.3 水合物转晶点的确定 |
| 2.1.4 水合物与无水物的转化研究手段 |
| 2.1.5 四甲基吡嗪结晶热力学 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验药品和试剂 |
| 2.2.2 实验仪器及设备 |
| 2.2.3 四甲基吡嗪水合物制备 |
| 2.2.4 四甲基吡嗪及水合物表征 |
| 2.2.5 四甲基吡嗪溶解度测定 |
| 2.2.6 无水物与水合物转晶水活度测定 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 四甲基吡嗪与三水合物表征 |
| 2.3.2 四甲基吡嗪溶解度 |
| 2.3.3 转晶水活度 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 四甲基吡嗪宏观晶体缺陷研究 |
| 3.1 文献综述 |
| 3.1.1 晶体缺陷 |
| 3.1.2 宏观晶体缺陷 |
| 3.1.3 流体包裹体发展历程与研究现状 |
| 3.1.4 宏观晶体缺陷的影响 |
| 3.1.5 宏观晶体缺陷表征方法 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验药品和试剂 |
| 3.2.2 实验仪器及设备 |
| 3.2.3 四甲基吡嗪晶体的制备 |
| 3.2.4 四甲基吡嗪宏观晶体缺陷表征手段 |
| 3.2.5 四甲基吡嗪单晶生长实验 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 四甲基吡嗪晶体中三种类型的宏观晶体缺陷 |
| 3.3.2 四甲基吡嗪液态包裹体关键影响因素与形成机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 结论与建议 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 建议 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录A 主要符号说明 |
| 附录B 溶解度数据 |
| 附录C 溶解度模型参数 |
| 附录D 四甲基吡嗪混合热力学性质 |
| 发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（3）有机化合物宏观晶体缺陷形成机理及关键影响因素研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 晶体缺陷 |
| 1.1.1 点缺陷 |
| 1.1.2 线缺陷 |
| 1.2 宏观晶体缺陷 |
| 1.3 国内外研究进展 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 第二章 硫脲晶体中三种类型晶体缺陷研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.1 晶体中液态包藏体对结晶的影响 |
| 2.1.2 包裹体分析表征手段 |
| 2.1.3 硫脲的应用及晶体结构 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.2.2 硫脲晶体的制备 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 硫脲单晶中三种类型的宏观包裹体 |
| 2.3.2 硫脲单晶表面晶体缺陷 |
| 2.3.3 硫脲晶体溶解过程中气泡的释放 |
| 2.3.4 硫脲晶体中液态包裹体观察 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 硫脲宏观晶体缺陷关键影响因素研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂与仪器 |
| 3.2.2 硫脲冷却结晶实验步骤 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 停滞冷却出晶 |
| 3.3.2 恒温搅拌出晶 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 硫脲单晶生长过程及液态包裹体形成机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 晶体成核 |
| 4.1.2 晶体生长 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 硫脲自然蒸发结晶晶体形貌 |
| 4.3.2 硫脲饱和溶液出晶过程研究 |
| 4.3.3 硫脲晶体中液态包裹体形成过程研究 |
| 4.3.4 追溯晶体生长历程 |
| 4.3.5 硫脲晶体中宏观晶体缺陷形成机理研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与建议 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 建议 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（4）旋转半径和溶液入口条件对KDP晶体生长过程影响的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.1.1 无机非线性光学晶体简介 |
| 1.1.2 KDP晶体的结构和性质 |
| 1.2 晶体的生长方法及基本生长过程 |
| 1.2.1 晶体生长方法 |
| 1.2.2 晶体生长的输运过程 |
| 1.3 KDP晶体生长的研究现状 |
| 1.3.1 KDP晶体生长过程中存在的问题及实验和理论研究 |
| 1.3.2 KDP晶体生长的数值模拟研究 |
| 1.4 课题的提出及研究意义 |
| 1.5 课题的主要内容和创新点 |
| 1.5.1 课题的主要内容 |
| 1.5.2 课题的创新点 |
| 2 旋转半径对降温法生长KDP晶体过程影响的数值模拟研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 计算中涉及到的模型及算法 |
| 2.2.1 湍流模型和求解器的选择 |
| 2.2.2 自定义函数和动网格模型 |
| 2.3 物理数学模型及计算方法 |
| 2.3.1 计算物理模型 |
| 2.3.2 控制方程及边界条件 |
| 2.3.3 计算方法 |
| 2.4 数值模拟结果及分析 |
| 2.4.1 不同旋转半径对KDP晶体生长过程的影响 |
| 2.4.2 旋转半径r=3cm时晶体表面过饱和度随时间变化的分布和发展 |
| 2.4.3 籽晶不同摆放方式对KDP晶体生长过程的影响 |
| 2.5 自然对流和强制对流的讨论 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 不同入口条件对循环流动法生长KDP晶体过程影响的数值模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 物理模型 |
| 3.2.1 计算物理模型 |
| 3.2.2 控制方程及边界条件 |
| 3.2.3 计算方法 |
| 3.3 数值模拟结果及分析 |
| 3.3.1 入口速度对KDP晶体生长过程的影响 |
| 3.3.2 入口位置对KDP晶体生长过程的影响 |
| 3.3.3 溶液入射角度对KDP晶体生长过程的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 结论与展望 |
| 4.1 课题的主要结论 |
| 4.2 课题展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 晶体生长源项C程序 |
| B. 晶体旋转方式C程序 |
| C. 作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| D. 作者在攻读学位期间参加的的科研项目 |
（5）硫脲硫酸锌晶体成核特性、表面台阶形貌及其热、动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文的选题及研究意义 |
| 1.1.1 引言 |
| 1.1.2 ZTS 晶体的研究意义 |
| 1.1.3 ZTS 晶体的结构及外形 |
| 1.1.4 ZTS 晶体的性能参数及优缺点 |
| 1.2 课题当前的研究现状 |
| 1.3 本课题的研究内容及特色 |
| 1.3.1 本课题的研究内容 |
| 1.3.2 本课题的主要特色 |
| 2 ZTS 过饱和溶液的成核 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 晶体成核理论 |
| 2.2.1 相变的基本条件 |
| 2.2.2 溶液生长系统中的相变驱动力 |
| 2.2.3 成核类型 |
| 2.2.4 均匀成核时晶核的临界半径及成核自由能 |
| 2.2.5 非均匀成核时晶核的临界半径及成核自由能 |
| 2.3 诱导期理论 |
| 2.4 ZTS 原料合成及溶解度测定 |
| 2.4.1 ZTS 原料合成及成分验证 |
| 2.4.2 ZTS 晶体溶解度的测定 |
| 2.5 ZTS 过饱和溶液诱导期的测定 |
| 2.5.1 实验试剂 |
| 2.5.2 实验装置 |
| 2.5.3 实验步骤 |
| 2.6 实验结果与讨论 |
| 2.6.1 过饱和比对诱导期的影响 |
| 2.6.2 成核机制 |
| 2.6.3 固-液界面张力的计算 |
| 2.6.4 其他成核参数的计算 |
| 2.6.5 表面熵因子的计算 |
| 2.7 小结 |
| 3 ZTS 晶体（100）面形貌及台阶运动 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 晶体生长实验中的 AFM 系统 |
| 3.2.1 原子力显微镜（AFM）简介 |
| 3.2.2 本实验中使用的 AFM 系统 |
| 3.3 实验 |
| 3.3.1 溶液配制 |
| 3.3.2 籽晶制备 |
| 3.3.3 实验过程 |
| 3.4 实验结果与讨论 |
| 3.4.1 ZTS 晶体（100）面微观形貌 |
| 3.4.2 台阶的高度 |
| 3.4.3 聚并台阶 |
| 3.4.4 二维核 |
| 3.4.5 单台阶的推移 |
| 3.4.6 扇形台阶的推移 |
| 3.4.7 晶体生长的恢复 |
| 3.4.8 台阶的竞争与台阶聚并 |
| 3.4.9 各向异性的台阶推移 |
| 3.4.10 台阶列的推移 |
| 3.5 小结 |
| 4 不同过饱和度下 ZTS 晶体（100）面生长机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 刃位错处成核特性 |
| 4.3.2 二维核成核特性 |
| 4.3.3 优先生长 |
| 4.4 小结 |
| 5 ZTS 晶体（100）面台阶动力学 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 溶液中生长基元向台阶中扭折的扩散方式 |
| 5.3.2 台阶棱边能的计算 |
| 5.4 小结 |
| 6 L-丙氨酸掺杂下 ZTS 晶体（100）面生长现象 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.1 T=30℃，σ=3%，掺杂浓度为 1mol%时 ZTS 晶体（100）面生长过程 |
| 6.3.2 T=30℃，σ=3%，掺杂浓度为 2mol%时 ZTS 晶体（100）面生长过程 |
| 6.3.3 T=30℃，σ=3%，掺杂浓度为 3mol%时 ZTS 晶体（100）面生长过程 |
| 6.3.4 掺杂浓度对台阶推移的影响 |
| 6.3.5 T=30℃，σ=5%，掺杂浓度为 2mol%时 ZTS 晶体（100）面生长过程 |
| 6.4 小结 |
| 7 ZTS 晶体缺陷 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 ZTS 晶体位错观察 |
| 7.2.1 实验过程 |
| 7.2.2 实验结果与讨论 |
| 7.3 空洞 |
| 7.4 杂质分界点 |
| 7.5 散射颗粒与包裹体 |
| 7.6 开裂与楔化 |
| 7.7 小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 论文的主要结论 |
| 8.2 论文的创新点 |
| 8.3 后续工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| B 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| C 攻读博士学位期间发明的专利 |
（6）KDP晶体缺陷对应力分布的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 KDP晶体生长的研究现状 |
| 1.2.1 KDP晶体生长方法的研究 |
| 1.2.2 掺杂对KDP晶体生长影响的研究 |
| 1.2.3 KDP晶体缺陷的研究 |
| 1.3 晶体开裂的研究现状 |
| 1.3.1 晶体生长应力的研究 |
| 1.3.2 缺陷对应力分布影响的研究 |
| 1.4 开裂判据 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 孔洞缺陷对KDP晶体生长应力分布的影响 |
| 2.1 KDP晶体结构及物理力学参数 |
| 2.2 受均布拉力的含球孔无限体应力分析理论模型 |
| 2.3 含孔洞缺陷KDP晶体生长应力的仿真分析 |
| 2.3.1 KDP晶体生长应力分析流程 |
| 2.3.2 模型尺寸及边界条件 |
| 2.4 球状孔洞缺陷对晶体生长应力分布的影响 |
| 2.4.1 含球状孔洞缺陷晶体模型的建立 |
| 2.4.2 仿真结果分析 |
| 2.5 锥状缺陷对KDP晶体生长应力分布的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 孔洞缺陷对KDP晶体出槽应力分布的影响 |
| 3.1 KDP晶体出槽应力分析理论模型 |
| 3.2 含孔洞缺陷KDP晶体出槽应力的仿真分析 |
| 3.2.1 含孔洞缺陷KDP晶体出槽应力模型的建立 |
| 3.2.2 含孔洞晶体出槽应力结果分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 杂质对KDP晶体生长及出槽应力分布的影响 |
| 4.1 含球状杂质长方体的热应力分析理论模型 |
| 4.2 杂质晶体模型的建立 |
| 4.3 杂质缺陷对晶体生长应力分布的影响 |
| 4.3.1 不同杂质对晶体生长应力分布的影响 |
| 4.3.2 杂质缺陷形状对晶体生长应力分布的影响 |
| 4.4 杂质缺陷对晶体出槽应力分布的影响 |
| 4.4.1 不同杂质对晶体出槽应力分布的影响 |
| 4.4.2 杂质缺陷形状对晶体出槽应力分布的影响 |
| 4.5 生长温度对含杂质晶体出槽应力分布的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文、参加的课题 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（7）KDP溶液晶体生长新系统输运特性数值模拟研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 非线性光学材料简介 |
| 1.1.2 KDP 晶体简介 |
| 1.2 晶体生长的基本过程 |
| 1.2.1 溶解过程 |
| 1.2.2 晶体生长基元的形成 |
| 1.2.3 晶体生长的输运过程 |
| 1.2.4 晶体生长界面及其生长 |
| 1.3 晶体生长的研究现状 |
| 1.3.1 晶体的制备方法 |
| 1.3.2 KDP 晶体快速生长的相关研究 |
| 1.3.3 晶体形貌稳定性方面的研究 |
| 1.3.4 数值模拟的研究现状 |
| 1.4 课题的研究目的和内容 |
| 1.4.1 课题的提出及意义 |
| 1.4.2 课题的研究内容 |
| 1.4.3 本课题的主要特色 |
| 2 小尺寸晶体液下生长的数值模拟 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数值模拟 |
| 2.3 FLUENT 软件 |
| 2.3.1 FLUENT 软件介绍 |
| 2.3.2 FLUENT 模拟计算步骤 |
| 2.4 晶体生长的输运过程 |
| 2.4.1 输运理论的基本方程 |
| 2.4.2 控制方程的离散格式 |
| 2.4.3 流场计算的SIMPLE 算法 |
| 2.5 物理模型 |
| 2.6 数学模型 |
| 2.6.1 基本假设 |
| 2.6.2 基本控制方程 |
| 2.6.3 边界条件 |
| 2.6.4 网格划分及数值方法 |
| 2.7 计算结果及分析 |
| 2.7.1 入口溶液流动速度的影响 |
| 2.7.2 体过饱和度的影响 |
| 2.7.3 晶体尺寸的影响 |
| 2.8 小结 |
| 3 KDP 晶体喷入式生长系统及数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 物理模型的提出 |
| 3.3 数学模型 |
| 3.3.1 基本假设 |
| 3.3.2 基本方程及边界条件 |
| 3.3.3 网格划分及数值方法 |
| 3.4 计算结果及分析 |
| 3.4.1 体过饱和度σb 的影响 |
| 3.4.2 同时改变入口流速Vpr 和Vpy 的影响 |
| 3.4.3 柱面入口流速Vpr 的影响 |
| 3.4.4 锥面入口流速Vpy 的影响 |
| 3.4.5 入口流速和体过饱和度对溶质边界层的影响 |
| 3.5 结果讨论 |
| 3.5.1 自然对流与强制对流 |
| 3.5.2 系统的比较及优化 |
| 3.6 小结 |
| 4 带旋转流场的晶体生长系统及数值模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 物理模型 |
| 4.3 数学模型 |
| 4.3.1 基本假设 |
| 4.3.2 基本方程及边界条件 |
| 4.3.3 湍流模型 |
| 4.3.4 网格划分及数值方法 |
| 4.4 计算结果及分析 |
| 4.4.1 旋转速度的影响 |
| 4.4.2 体过饱和度的影响 |
| 4.4.3 溶液入口流速的影响 |
| 4.5 结果讨论 |
| 4.5.1 自然对流与强制对流 |
| 4.5.2 溶质边界层 |
| 4.5.3 系统的比较及优化 |
| 4.6 小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 论文的主要结论 |
| 5.2 论文的主要创新点 |
| 5.3 后续研究工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.晶体生长源项C 程序 |
| B.攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| C.攻读博士学位期间参加的科研项目 |
（8）用FDTD分析KDP晶体微纳表层对内部光强分布的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的与意义 |
| 1.1.1 惯性约束核聚变 |
| 1.1.2 惯性约束核聚变中对KDP晶体的应用及要求 |
| 1.1.3 研究目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本课题的主要研究内容 |
| 第2章 FDTD相关理论和数值验证 |
| 2.1 FDTD基本理论 |
| 2.1.1 麦克斯韦方程组的微分形式 |
| 2.1.2 FDTD基本思想及二维FDTD情形 |
| 2.1.3 空间步长和时间步长的选取 |
| 2.1.4 边界条件 |
| 2.2 均匀平面波垂直投射到理想KDP晶体表面 |
| 2.2.1 电磁波的能量密度矢量和光强度 |
| 2.2.2 理论计算理想KDP晶体内部光强 |
| 2.2.3 FDTD计算理想KDP晶体内部光强 |
| 2.3 理想情况下最佳膜层厚度和折射率 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 FDTD分析小尺度波纹对KDP晶体内部光强分布的影响 |
| 3.1 小尺度波纹的形成及提取 |
| 3.2 小尺度波纹对KDP晶体内部光强分布的影响研究 |
| 3.2.1 小尺度波纹FDTD分析模型的建立 |
| 3.2.2 小尺度波纹对光强的调制作用 |
| 3.2.3 不同周期小尺度波纹对光强的调制作用 |
| 3.2.4 小尺度波纹周期与晶体内部光强分布周期的关系 |
| 3.2.5 不同幅值小尺度波纹对光强的调制作用 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 凹坑和包裹体对内部光强分布的影响及激光损伤阈值的实验研究 |
| 4.1 凹坑对KDP晶体内部光强分布的影响 |
| 4.1.1 凹坑FDTD分析模型的建立 |
| 4.1.2 凹坑对内部光强的调制作用 |
| 4.2 包裹体对KDP晶体内部光强分布的影响 |
| 4.2.1 包裹体的形成 |
| 4.2.2 包裹体FDTD分析模型的建立 |
| 4.2.3 包裹体对内部光强的调制作用 |
| 4.3 KDP晶体激光损伤阈值实验 |
| 4.3.1 KDP晶体SPDT加工实验 |
| 4.3.2 KDP晶体激光损伤阈值测试实验 |
| 4.4 实验结果分析与讨论 |
| 4.4.1 KDP晶体的损伤类型与形貌 |
| 4.4.2 表面粗糙度对KDP晶体激光损伤阈值的评价 |
| 4.4.3 KDP晶体低损伤阈值原因分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（9）镧离子和次甲基蓝掺杂对KDP晶体生长及晶体质量的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 概述 |
| 1.1.1 KDP晶体在激光核聚变装置中的应用 |
| 1.1.2 KDP晶体结构和外形 |
| 1.1.3 KDP晶体的性质和用途 |
| 1.2 添加剂生长KDP晶体的研究历史及现状 |
| 1.2.1 无机添加剂的国内外研究历史与现状 |
| 1.2.1.1 无机阴离子掺杂的国内外研究历史与现状 |
| 1.2.1.2 无机阳离子掺杂的国内外研究历史与现状 |
| 1.2.2 有机添加剂掺杂的国内外研究历史与现状 |
| 1.2.2.1 EDTA掺杂的国内外研究历史与现状 |
| 1.2.2.2 有机染料掺杂的国内外研究历史与现状 |
| 1.3 本章小结 |
| 第二章 不同条件下KDP晶体生长实验 |
| 2.1 实验介绍 |
| 2.1.1 KDP晶体生长实验主要仪器 |
| 2.1.2 KDP晶体溶解度公式 |
| 2.2 KDP晶体生长实验主要实验步骤 |
| 2.3 实验设计及结果 |
| 2.4 KDP晶体生长实验结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 镧离子掺杂对KDP晶体生长和质量的影响 |
| 3.1 镧离子掺杂KDP晶体生长实验 |
| 3.2 镧离子掺杂KDP晶体实验数据及分析 |
| 3.3 结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 次甲基蓝掺杂对KDP晶体生长和质量的影响 |
| 4.1 次甲基蓝掺杂KDP晶体生长实验及数据分析 |
| 4.2 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 作者攻读硕士学位期间已发表和已接收的文章 |
| 致谢 |
（10）KDP类晶体快速生长机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 KDP类晶体与激光核聚变系统的研究进展 |
| 1.1.1 KDP类晶体在激光核聚变装置中的重要作用 |
| 1.1.2 国内外激光核聚变系统研究历史简介 |
| 1.2 KDP晶体快速生长的研究历史及现状 |
| 1.2.1 KDP晶体快速生长国外研究历史及现状 |
| 1.2.2 KDP晶体快速生长国内研究历史及现状 |
| 1.3 KDP晶体快速生长机理的研究历史与现状 |
| 1.4 ADP晶体的研究历史及现状 |
| 1.5 本论文研究意义和研究内容 |
| 第二章 溶液法晶体生长表面形貌实时观测装置的设计与制作 |
| 2.1 溶液法晶体生长表面形貌实时观测装置的研究背景 |
| 2.2 溶液法晶体生长显微实时观测装置的设计与制作 |
| 2.3 晶体生长表面形貌的激光移相干涉仪实时观测装置的设计 |
| 2.3.1 研究背景 |
| 2.3.2 激光移相干涉仪实时观测装置的设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 快速生长KDP晶体的表面形貌 |
| 3.1 快速生长KDP晶体表面形貌的光学显微实时观察 |
| 3.1.1 研究背景 |
| 3.1.2 实验 |
| 3.1.3 {101}表面生长层的实时观测 |
| 3.1.4 {100}表面生长层的实时观测 |
| 3.1.5 生长层动力学参数的计算 |
| 3.1.6 结论 |
| 3.2 快速生长KDP晶体表面的光学显微非实时观察 |
| 3.3 KDP晶体生长表面形貌的AFM非实时观测 |
| 3.3.1 研究背景 |
| 3.3.2 实验 |
| 3.3.3 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 棱边生长机制 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 焦磷酸钾掺杂和溶液流速对棱边生长机制的影响 |
| 4.2.1 实验 |
| 4.2.2 成锥过程分析与薄表面层的表征 |
| 4.2.3 薄表面层切向生长动力学分析 |
| 4.3 Fe~(3+)对棱边生长机制的影响 |
| 4.3.1 实验 |
| 4.3.2 Fe~(3+)掺杂薄表面层的表征 |
| 4.3.3 Fe~(3+)掺杂对薄表面层的生长动力学的影响 |
| 4.4 棱边生长机制与KDP晶体中链状分布液相包裹体的形成 |
| 4.4.1 研究背景 |
| 4.4.2 实验 |
| 4.4.3 实验结果与讨论 |
| 4.4.4 链状分布液相包裹体形成机制分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 ADP晶体的快速生长 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 ADP晶体的片状籽晶传统方法生长与表征 |
| 5.2.1 ADP晶体的传统法生长 |
| 5.2.2 传统法生长ADP晶体的表征 |
| 5.3 ADP晶体的点状籽晶法快速生长 |
| 5.4 同步辐射X射线白光形貌术简介 |
| 5.5 快速生长ADP晶体的光学均匀性分析 |
| 5.5.1 晶体光学均匀性激光干涉仪分析 |
| 5.5.2 ADP晶体光学均匀性的同步辐射X射线白光形貌术分析 |
| 5.5.3 晶体金属杂质离子含量分析 |
| 5.6 结论 |
| 第六章 KADP混合晶体的生长与结构、缺陷表征 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 以KDP溶液为主的KADP混晶生长与表征 |
| 6.2.1 KADP混晶生长 |
| 6.2.2 KADP晶体的结构表征 |
| 6.2.3 KADP晶体的均匀性 |
| 6.2.4 KADP晶体的透过光谱 |
| 6.2.5 KADP晶体的介电性能 |
| 6.3 以ADP为主的KADP混合晶体生长与表征 |
| 6.3.1 晶体生长实验 |
| 6.3.2 KADP晶体的结构与质量表征实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
四、KDP晶体中包裹体形成机制的探讨（论文参考文献）
- [1]大口径KDP晶体快速生长过程中几个关键问题的研究[D]. 秦梦飞. 山东大学, 2020(01)
- [2]四甲基吡嗪晶体液态包裹体形成过程研究[D]. 张诺阳. 天津大学, 2019(06)
- [3]有机化合物宏观晶体缺陷形成机理及关键影响因素研究[D]. 闫少凤. 天津大学, 2018(07)
- [4]旋转半径和溶液入口条件对KDP晶体生长过程影响的数值模拟研究[D]. 张小莉. 重庆大学, 2016(03)
- [5]硫脲硫酸锌晶体成核特性、表面台阶形貌及其热、动力学研究[D]. 曹亚超. 重庆大学, 2014(12)
- [6]KDP晶体缺陷对应力分布的影响[D]. 袁方方. 山东大学, 2012(02)
- [7]KDP溶液晶体生长新系统输运特性数值模拟研究[D]. 王晓丁. 重庆大学, 2011(12)
- [8]用FDTD分析KDP晶体微纳表层对内部光强分布的影响[D]. 陈宽能. 哈尔滨工业大学, 2010(02)
- [9]镧离子和次甲基蓝掺杂对KDP晶体生长及晶体质量的影响[D]. 赵严帅. 青岛大学, 2010(03)
- [10]KDP类晶体快速生长机理研究[D]. 钟德高. 青岛大学, 2010(12)