La-,3-Ga-,5-SiO-,14-構(gòu)型系列晶體的生長及其熱學(xué)特性研究.pdf

1、采用提拉法生長得到了La3Ga5SiO14(LGS)及其同構(gòu)物A3BGa3Si2O14(A=Ca,Sr；B=Nb,Ta)系列晶體，對其晶體結(jié)構(gòu)和性能，尤其是熱學(xué)性能進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容包括： 1、研究了LGS晶體斜肩和平肩的生長，探索出優(yōu)質(zhì)單晶體的最佳生長工藝。用X-射線粉末衍射對生長的LGS晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了鑒定，結(jié)果表明，生長的晶體為Ca3Ga2Ge4O14型單一相結(jié)構(gòu)。對分析純原料斜肩生長的LGS晶體以及高純原料生長的LGS晶

2、體，用UV/Vis/NIR Hitachi U-3500分光光度計(jì)進(jìn)行了透過光譜測試，波段為200-3200nm，波長掃描速率為120(300)nm/min，狹縫為3mm，入射光垂直于測試面。發(fā)現(xiàn)晶體的透過率較高，最高達(dá)83％，同時(shí)表明要得到高透過率的LGS單晶，生長氣氛中氧的含量應(yīng)少一些比較好。 采用Netzsch differential scanning calorimetric(DSC)SAT409 EP測定晶體的熔點(diǎn)。

3、發(fā)現(xiàn)用高純原料生長的晶體的熔點(diǎn)在1480℃左右，而分析純原料生長的LGS晶體，熔點(diǎn)為1371℃，這可能是所用的原料純度太低(99％La2O3，98Ga2O3，99％SiO2)造成的。在298.15K和453.15K時(shí)，LGS晶體的比熱分別為0.6J/g·K和0.90J/g·K；在298.15K至472.15K之間測的晶體沿Z軸的平均線性膨脹系數(shù)為3.8×10-6K-1，而Y軸為5×10-6K-1。 2、在生長LGS晶體的基礎(chǔ)上，

4、生長了A3BGa3Si2O14(ABGS：A=Ca2+,Sr2+；B=Nb5+，Ta5+)系列晶體。利用四圓衍射儀對Ca3TaGa3Si2O14(CTGS)晶體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解析，表明該晶體為32點(diǎn)群，跟LGS晶體同構(gòu)。測試了其粉末衍射，得到了這幾種晶體的結(jié)構(gòu)，并計(jì)算了晶胞參數(shù)，分別為：CNGS：a=8.0869A,c=4.9743A；CTGS：a=8.0983A，c=4.9769A；SNGS：a=8.1621A,c=5.0808A;ST

5、GS：a=8.3327A,c=5.0945A。測試了ABGS系列晶體的透過光譜，透過波段在200-3200nm，光線垂直于(010)面，發(fā)現(xiàn)其截止波長均在250-300nm之間。最高透過率都在82％以上。 對制備得到的A3BGa3Si2O14(A=Ca2+，Sr2+；B=Nb5+，Ta5+)系列晶體的熱學(xué)性能進(jìn)行了測試分析。DTA的測試結(jié)果表明四種晶體的熔點(diǎn)分別為：CNGS： 1349.9℃，CTGS：1368℃，SNG

6、S：1415.4℃，STGS：1364.8℃：室溫下，CNGS、CTGS、SNGS、STGS四種晶體的比熱分別為：554.9671、411.0496、447.9083、457.2141J/mol.K；在283.15-403.15K之間，四種晶體的熱膨脹系數(shù)隨溫度均為線性增加，熱膨脹系數(shù)分別為：CNGS：α1=1.7x10-6/K，α3=0；CTGS：α1=3.7x10-6/K，α3=5.2x10-6/K；SNGS：α1=7.0x10-6