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假如有一種特別耐高溫的材料晶體定向生長

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假如有一種特別耐高溫的材料晶體定向生長

發布日期:2022-02-15 00:00 來源:http://www.bigfreeblogs.com 點擊:

  以目前的技術而言,要實現燃氣輪機效率大化,須提高溫度?,F代燃氣輪機的熱效率已達到42%以上,是清潔的動力設備,然而要實現這樣的熱效率,燃氣輪機的高溫度需要達到1500℃,普通材料到了這個溫度,必然化為一團氣體,所以科學家們希望能找到一種特別耐高溫的材料晶體定向生長是發生在固-液(或晶-液)界面上。通常為保證晶體粒生長只需使固-液界面附近很小區域熔體處于過冷態,絕大部分熔體處于過熱態(溫度高于Te )。已生長出的晶體溫度又需低于Te。就是說整個體系由熔體到晶體的溫度由過熱向過冷變化。過熱與過冷區的界面為等溫區。此面與晶體生長界面間的熔體為過冷熔體。且過冷度沿晶體生長反方向逐漸增大。晶體的溫度低。這種由晶體到熔體方向存在的溫度梯度是熱量輸運的必要條件。熱量由熔體經生長面傳向晶體,并由其轉出。


  不是每一個化合物都可以很容易地長成單晶,或者在短時間內很容易地拿到單晶,但是你只有多做,做很多種類似結構的物質才有可能得到一個單晶結構,而且這種長出來的過程不是你刻意的,往往在你重結晶的過程中單晶就悄無聲息地出現了! 當天氣寒冷時,水蒸氣凝結成了窗花,這是水遇冷凝結成晶體的一種形式,金屬結晶也是利用了溫度冷熱差這個原理。單晶葉片的生長非常不易,溫度梯度、液體密度都可能讓晶體長歪,或者長出其他的晶體來,但控制溫度和密度“晶體越長越難控制”,任忠鳴說。就像一列縱隊,后面的人看前面的后腦勺對齊,但是人越多,要保持隊伍的筆直就越難。高溫溶液法生長的結晶物質,須在高溫下,溶于助溶劑,形成過飽和溶液。因此,助溶劑選擇,溶液相關系的確定,是溶液生長晶體的先決條件。


  單晶葉片的生長涉及到復雜的生長工藝,在定向晶體的基礎上擺一個螺旋形的模具,利用類似生物優勝劣汰的法則,讓一堆晶體中長得快的一個迅速達到螺旋的頂端,封閉其他晶體的生長通道,是形成單晶葉片的關鍵技術。以鎳基合金做成的單晶材料,能承受1100℃的高溫。多晶硅是單質硅的一種形態。熔融的單質硅在過冷條件下凝固時,硅原子以金剛石晶格形態排列成許多晶核,如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒,則這些晶粒結合起來,就結晶成多晶硅。多晶硅可作拉制單晶硅的原料,多晶硅與單晶硅的差異主要表現在物理性質方面。



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