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關注創建者:匿名 創建時間:2021-08-10

晶種的實例教程
Progress andOpportunities for Utilizing Seeding Techniques in Crystallization Processes,OPRD
影響結晶過程的因素非常多,但是概括起來就是兩個主要方面:一半靠晶種品質,一半靠操作。在紛繁復雜的各種參數中,晶種的品質居然占到如此大的權重,可見業內人士非常重視晶種在結晶過程中起到的作用。而許多實驗室的合成人員,卻往往忽視了晶種的選擇,殊不知你口中的“結晶”可能根本就不是結晶,比如不加晶種、不受控的降溫速度、快速濃縮、大量加入反相溶劑、必要的時候胡亂的丟一些所謂“晶種”到油狀物里面,不過是一次次粗糙的沉淀或不可控的固化過程罷了,這也是造成你操作困難,重現性差的重要原因。
真正的放晶種是非常嚴格的技術,收到諸多技術參數的影響:
晶種本身的處理也會對結果產生非常大的影響,我們常見的操作是拿來一點固體干品磨碎,當做晶種。其實干磨的過程中,首先粒徑很不均勻,其次晶體摩擦融化還會造成晶型的轉變甚至無定型化,所以晶體尺寸分布(CSD)很差,下圖(a,d)。有時候為了獲得顆粒均勻的晶種可能會物理篩分一下,這會改善晶體尺寸分布(CSD)的情況,但是沒有根本上解決問題,下圖(b,e)。于是Aamir設計了一種濕磨法制備晶種,溶劑中磨碎的晶種可以快速均勻分散,不會因為摩擦放熱造成晶型變化,過濾的時候溶劑可以把晶體表面的油狀物洗掉,從而獲得干凈、均一的晶種,下圖(c,f)。
干磨法和濕磨法的對比:
來源:蘇州漢德
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展開 低粘度 Low Viscosity
低粘度樹脂的分子量很小,分子鏈很短,粘度越低,樹脂的流動性越好,分子鏈在“晶種”附近取向排列越容易。高分子量高粘度的物質,分子鏈也更長,結晶的可能性也更低。把不含“晶種”的液體樹脂儲存在低溫(0°C)下,可以減緩分子鏈運動,阻止晶體的形成和增長。稀釋劑和改性劑一般都會促進晶體的生成和增長,但稀釋劑分子鏈間的結晶性差異極大。其他添加劑,如顏料,填料,潤濕劑等也會影響樹脂結晶性。通常來說,如果在加工操作過程中預防“晶種”的引入,結晶還是很少發生的(高純樹脂除外)。
雜質 Impurities
雜質,通常是指微小的顆粒狀物質,它們往往在不含填料的體系中充當“晶種”,引發樹脂晶體的形成,并進一步繼續擴大結晶。填料極少引發結晶,這主要是因為它體積太大,含量太高,實際上他們通常會阻止結晶。
超低溫 Extreme Cold
盡管低溫會使分子鏈運動減慢,從而阻止結晶過程,但一旦“晶種”形成,超低溫(-40°C)會加速結晶形成,如果溫度足夠低,樹脂會自動發生結晶。
溫度循環 Temperature Cycles
高低溫交替變化20-30°C會產生一個惡性循環過程,這也是樹脂結晶發生的最常見的原因。一旦體系溫度升高,分子鏈運動能力加強,使得液體環氧樹脂分子在“晶種”附近發生取向排列。
接著將該體系置于低溫環境,取向排列過程會加速進行。結晶過程一旦啟動,就會一直發生直到形成一塊固體。白天和晚上的溫差變化,會引發和加速結晶過程。這一過程發生速度極快,可能只是在裝卸或者生產車間放置的一小會兒。
解決方法 Solutions
基體樹脂和雙組份體系的結晶,只是帶來一些操作上的不便,但并不是一個難以克服的問題。將體系在50-60°C下加熱數小時,就可以消除結晶。
展開 這些結果表明,作者所提出的LMS是一種重要而通用的方法,它可以在室溫下合成鈣鈦礦相NCs,并可廣泛應用于工業化應用。(文:無計)
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燒結合成致密納米晶Na3Zr2Si2PO12的示意圖。
圖
2. ZrO2–SiO2前驅體的(a) XRD圖 (b)掃描電鏡圖像。(c) TEM圖。(d) HR-TEM圖。(e)選區電子衍射圖。(f) EDX元素mapping圖。
圖
3. 納米晶Na3Zr2Si2PO12的頂部SEM圖。(b)100粒粒度統計。(c)納米晶Na3Zr2Si2PO12的SEM斷面圖。(d)納米粒和微米粒Na3Zr2Si2PO12的電化學阻抗譜。(e)Na/Na3Zr2Si2PO12/Na對稱電池的Nyquist圖。(f) Na/Na3Zr2Si2PO12/Na對稱電池的
恒流循環
。
總的來說,本文所提出的焙燒ZrO2–SiO2前驅體法可制備平均晶粒尺寸為546±58 nm的致密納米Na3Zr2Si2PO12固態電解質。該合成方法在900 °C下合成超細納米粉體,在1260 °C合成致密納米晶粒Na3Zr2Si2PO12固態電解質,其電導率為1.02×10-3S/cm,25 °C時界面電阻為35 Ω·cm2。恒流循環測試表明Na/納米晶Na3Zr2Si2PO12/Na對稱電池在電流密度為10 μA/cm2時具有穩定的2 mV電位,表明其具有低的界面阻抗。該合成工藝的簡單有效,將為未來探索用于安全、高能量密度固態鈉電池的致密納米晶NASICONs提供依據。(文:篤行天下)
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展開 中科大闞永春副研究員和宋磊教授合作,提出了一種用于制備無鋰枝晶
NCM811
鋰金屬電池的多功能
RbNO3
添加劑,得益于鋰離子沉積過程中
Rb+
形成的靜電屏蔽效應和
NO3?
的溶劑化效應來調節鋰沉積過程,循環過程中金屬鋰沉積層均勻生長,無鋰枝晶形成
。
展開 
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氧化鋁、石墨負極材料、硅碳負極、碳納米管、碳納米管纖維、碳纖維及碳纖維復合材料、炭/炭復合材料、活性炭、超級電容炭、多孔碳、碳氣凝膠、碳分子篩、碳化硅半導體材料、富勒烯、立方氮化硼及其微粉、PDC、PCD、PCBN、CVD 金剛石、超硬材料磨削、切割、鉆進、拋光等各類工具制品,培育鉆石等;
2、工業鉆石材料端:金剛石、超硬材料及普通磨料制造所需原材料、高純石墨、高純氫氣、甲烷、氮氣等輔助氣體、晶種
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高導熱石墨烯復合碳纖維
浙江大學高超教授(共同通訊)、許震研究員(共同通訊)、劉英軍副研究員(共同通訊)團隊和上海交通大學國鳳林教授團隊(共同通訊)合作提出了一種創新的“二維拓撲晶種石墨化”策略,取得了高導熱石墨烯復合碳纖維的新突破。通過實驗和分子動力學模擬共同揭示了二維拓撲晶種石墨化的分子機理。
母材和焊接材料中含有害雜質,特別是硫,硫在鋼中與鐵化合形成硫化亞鐵(FeS),硫化亞鐵與鐵發生反應形成一種共晶物質,凝固溫度為988℃,遠低于鋼鐵的凝固溫度。所以硫是引起鋼材焊縫金屬中發生凝固裂紋的最主要的元素。另外,鋼材中含碳量較高時,有利于硫在晶界處富集,因而也是促進形成凝固裂紋的原因,所以采用含碳量低的焊接材料有利于防止凝固裂紋的產生。
未添加晶種的樣品具有包含異常長大的 β-Si3N4 晶粒和小的等軸狀基質晶粒的雙峰狀微結構,熱導率為 140 W·m-1K-1;而添加 24%晶種的樣品雖然也保持了雙峰狀微結構,但晶粒尺寸相對較小, 并且熱導率提升至 143 W·m-1K-1。 對比結果表明, β-Si3N4的熱導率受再沉積的大晶粒的量所影響, 而不被 β-Si3N4 的晶粒尺寸所控制。
這種能量勢壘可以通過誘導二次成核(例如,通過觸摸晶種或異物)來克服。一旦能壘被克服,過冷的相變材料釋放所有儲存的能量,并過渡到穩定的晶體狀態,這不滿足間歇性放熱相變材料的要求。
圖 1 a)勢能隨反應途徑的示意圖;每次結晶開始時都必須克服一個能壘。舉例說明了三次間歇放熱過程。b)相變材料間歇結晶過程示意圖。
在外部荷載及內力效應的作用下,晶體材料將發生斷裂破壞,按晶體材料斷裂時裂紋擴展路徑的差異,可將晶體的斷裂分為穿晶斷裂及沿晶斷裂兩種斷裂形式。
穿晶斷裂中裂紋穿過晶體的晶粒內部,斷裂面較為粗糙;沿晶斷裂中裂紋沿晶界擴展,可以清楚地看到一個個晶粒,晶粒面比較光滑。
本研究提出采用無壓燒結納米銀膏,以提升大功率發光二極管散熱性能.金屬銀本身具有優異的導電導熱性能,同時該納米銀膏可實現無壓低溫燒結,既保護芯片又可獲得耐高溫互連接頭.將納米銀膏作為大功率發光二極管貼片材料,可顯著提高發光二極管產生熱量的耗散速率.本研究分析了納米銀膏燒結溫度對電學、界面孔隙率和發光二極管結溫及熱阻的影響,此外對比分析了該納米銀膏與幾種傳統固晶材料對發光二極管散熱性能及光學性能的影響.
(2)長晶
當硅熔漿的溫度穩定后,將晶種慢慢下降進入硅熔融體中(晶種在硅熔融體內也會被熔化),隨后將具有一定轉速的晶種按照一定的速度向上提升,最后生產出合格的硅晶柱。
硅晶柱質量的關鍵在于硅的純度和硅的單晶性。硅晶柱直徑越大,則硅的單晶性越難掌控,質量也越難保證,因此直徑越大的硅晶柱制程的技術門檻也越高。
IGCT),1998年開發出注入增強門極晶體管(Injection Enhancement Gate Transistor.IEGT),等等從混合到器件開發的歷程可以看出.半導體電子開關的控制模式題向于采用MOS結構的電壓控制模式;導通模式有晶體管和晶閘管兩種模式。晶體管模式的通態壓降比晶閘管的高,但開通和關斷時對電流電壓的變化率的承受能力要比晶閘管優越得多。
此外,該技術不需要使用晶種,從而簡化了增材制造工藝。除了鎳,這種激光增材制造技術,還可用于將其他金屬和合金加工成單晶物體。