许承海
,
左洪波
,
孟松鹤
,
姚泰
,
汪桂根
,
李长青
,
张明福
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.05.014
利用数值模拟方法计算了冷心放肩微量提拉法(SAPMAC)蓝宝石晶体生长过程.结合晶体直径变化、裂纹出现位置与延续方向、晶体透明性等实验现象,通过与提拉法、温梯法、坩埚移动法等相对比,分析了冷心放肩微量提拉法晶体生长各阶段的工艺特点,并根据模拟计算结果对晶体生长系统和晶体生长控制工艺进行了改进.分别利用增大热交换器的散热参数、降低加热温度、改进降温曲线、调节外加轴向和径向温度梯度的方式来实现对晶体生长的引晶、放肩、等径和收尾控制.通过实验比较证明了改进后的晶体生长系统和晶体生长控制工艺能够生长出性能较好的大尺寸蓝宝石晶体.
关键词:
晶体生长
,
数值模拟
,
蓝宝石
,
冷心放肩微量提拉法
汪桂根
,
左洪波
,
张明福
,
赫晓东
,
韩杰才
,
许承海
,
杨鑫宏
,
稀有金属材料与工程
采用冷心放肩微量提拉法(SAPMAC)生长了目前国内最大的氧化铝单晶体(￠225 mm×205 mm,重27.5 kg).测试了大晶坯不同部位样品的真空紫外吸收光谱(140 nm～380 nm)及荧光光谱.结果表明,晶体各部位样品都存在波长为163 nm,178 nm及230 nm左右的吸收峰位;而且边缘部位样品的吸收系数更大.荧光光谱图上主要存在320 nm左右的紫外荧光带和420 nm附近的蓝色荧光带.进一步的研究证实了吸收色心起源于氧空位与Ti4+复合存在以及Mn4+、Cr3+等杂质离子的电荷转移过程.计算了不同类型的色心浓度.最后提出了减小色心浓度、提高晶体光学性能的一些工艺措施.
关键词:
氧化铝单晶
,
色心
,
吸收光谱
,
荧光光谱
,
SAPMAC法
许承海
,
韩杰才
,
张明福
,
孟松鹤
,
左洪波
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00344
采用SAPMAC法, 以a向为结晶取向, 生长出φ 240mm ×210mm, 重27.5kg的完整透明的蓝宝石单晶. 从理论上探讨了缺陷密度及晶体开裂与温度分布、生长速率、冷却速率等晶体生长工艺参数之间的关系. 设计了SAPMAC法生长大尺寸晶体的最佳温场分布、 工艺控制. 利用专用设备加工出大尺寸晶棒、板状窗口, 并测试了标准样品的红外透过性能.
关键词:
蓝宝石
,
SAPMAC method
,
temperature field design
,
process optimization
李丽英
,
孟松鹤
,
许承海
,
张涛
,
王国勇
,
刘建军
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20150102
为探讨不同结构形式织物对复合材料力学性能的影响及其损伤破坏机制之间的差异，通过宏观拉压试验，研究了经编及平纹碳纤维织物增强树脂基复合材料的拉伸及压缩力学性能，并利用声发射对试验过程进行实时监测，对破坏后的断口进行显微镜观察分析，分别给出了两种材料的拉伸和压缩破坏机制。研究结果表明：织物结构形式对复合材料的力学性能有较大影响，与经编织物复合材料相比，平纹织物复合材料的拉伸、压缩强度均较低，且其拉伸、压缩破坏试样的断口相对齐平，分层现象不明显；根据声发射监测结果可以判定两种复合材料损伤过程中的损伤类型，与经编织物相比，平纹织物复合材料拉／压过程中的声发射电压信号相对稳定且整体强度较低。
关键词:
经编织物
,
平纹织物
,
复合材料
,
力学性能
,
声发射
李长青
,
左洪波
,
张明福
,
韩杰才
,
孟松鹤
,
许承海
稀有金属材料与工程
采用固相反应法用不同的烧结速率在1850℃烧结合成过烧钇铝石榴石(YAG)陶瓷,YAG陶瓷晶界形貌随烧结速率的变化而不同.高纯的α-Al2O3和Y2O3原料粉体经高能球磨在1400℃空气中煅烧,生成主相为YAG相的多相粉体化合物.真空烧结YAG陶瓷时烧结速率800 ℃/h并在1850 ℃真空烧结4 h会使陶瓷中晶粒长大不充分,晶粒与晶粒之间仍保留明显的面接触,陶瓷内部残存大量直径约1 lμm的气孔,尺寸与可见光波长接近,对透过率的影响大,陶瓷成半透明;在以100 ℃/h升至1850 ℃真空烧结4 h的YAG多晶陶瓷半透明化,陶瓷晶粒粗大,晶界宽化且保留熔融态凝固,用TEM及EDS确认晶界处存在α-Al2O3和钙钛型YAP共晶相.
关键词:
钇铝石榴石
,
晶界
,
共晶
,
钙钛型
许承海
,
孟松鹤
,
杜善义
,
左洪波
,
张明福
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.05.019
通过对温场的数值模拟计算,发现外加轴向、径向温度梯度能够提高界面稳定性,减小熔体热对流,有利提高晶体的生长质量.根据大尺寸蓝宝石晶体生长的温场要求,对常规的GOI法晶体生长炉进行了改造,并设计了独特的加热体形状和隔热屏结构,能够为晶体生长系统提供可控的轴向、径向温度梯度.通过试验比较也证明了改造温场后的单晶炉能够生长出性能较好的大尺寸蓝宝石晶体.
关键词:
温场优化
,
数值模拟
,
蓝宝石
,
GOI法
谭舒平
,
张明福
,
韩杰才
,
左洪波
,
许承海
稀有金属材料与工程
采用熔盐法研究了Ba(Sn0.1Ti0.9)O3铁电体粉体的制备工艺和粉体性质.探讨了在熔盐催化下,合成温度对Ba(Sn0.1Ti0.9)O3反应完全程度及粉体形态的影响.结果表明,当反应温度达到900 ℃时,在熔盐环境下即可合成单相固体Ba(Sn0.1Ti0.9)O3,随着反应温度提高,粉体尺寸变化不大,但当温度超过950 ℃时出现晶粒异常长大趋势.烧结陶瓷的形貌和介电性质显示陶瓷粉体烧结活性好且介电性质优良.
关键词:
熔盐法
,
Ba(Sn0.1Ti0.9)O3
,
介电性质
许承海
,
孟松鹤
,
韩杰才
,
张明福
,
左洪波
硅酸盐通报
在SAPMAC法晶体生长过程中常常出现晶体开裂现象,导致试验失败;根据裂纹萌生的位置、扩展程度可将其概括为全开裂(粉碎性开裂)和体内开裂(节理面开裂)两种开裂形态.研究结果表明:引起晶体开裂的主要原因是晶体内部由温度分布不均匀所引起的热应力,晶体内热应力与系统温度梯度、晶体热膨胀系数及晶体直径成正比;过快的晶体生长速率和过快的冷却速率,将会引起晶体内部整体热应力过大,造成晶体整体碎裂;在晶体直径突变及包裹物边缘位置易产生应力集中,微裂纹在应力集中位置萌生,并沿薄弱的(11-20)或(01-12)面扩展,造成晶体局部开裂.本实验室通过设计合理而稳定的温场、优化晶体生长工艺及退火处理等方法,较好地解决了蓝宝石晶体的开裂问题,生长了直径达240 mm的大尺寸蓝宝石晶体.
关键词:
热应力
,
晶体裂纹
,
蓝宝石
,
SAPMAC
许承海
,
张明福
,
孟松鹤
,
左洪波
,
韩杰才
稀有金属材料与工程
利用数值模拟计算方法对材料热物性能对晶体生长的影响进行了计算分析,计算表明:晶体与熔体具有相同的热导率时,较小的热导率能够有效降低晶体内温度梯度和界面凸出率;晶体热导率各向异性时,较大的径向热导率,较小的轴向热导率更有利于保持微凸的生长界面;热熔、潜热对温场几乎没有影响.选α轴为结晶取向,成功生长出了直径达230 mm、高质量蓝宝石晶体.
关键词:
蓝宝石
,
数值模拟
,
冷心放肩微量提拉法
