助溶剂法

助熔剂来自法又称熔剂法或熔盐法，它是在高温下从熔融盐熔剂中生长晶体的一种方法。利用助熔剂生长晶体的历史已近百年，现在用助熔剂生长的晶体类型很多，从金属到硫族及卤族化360百科合物，从半导体材料、激光晶体、光学材料到磁性材料、声学晶体，把断奏元示呀搞复怎也用于生长宝石晶波情氧棉体，如助熔剂法红宝石构纸善和祖母绿。

• 中文名称 助溶剂法
• 别称 熔剂法或熔盐法
• 功能 从熔融盐熔剂中生长晶体
• 分类 自发成核法、籽晶生长法
• 历史 已近百年

方法分类

　　助熔剂法根据晶体成核及生长的方式不同分为两大类:自发成核法和籽晶生长法。

　　1、 自发成核法

　　按照获得过饱和度何民方法的不同助熔剂法又可分为缓冷法、反应法和蒸发法。这些方法中以缓冷法设备最为简单，使用最普遍。

　　缓冷法是在高温下，在晶体材料全部熔融于助熔剂中之后，缓慢地降温冷却，使晶体从饱和熔体中自发成核并逐渐成长的方法。

　　2、 籽晶生长法

　　籽晶生长法是在熔体中加入籽晶的晶体生来自长方法。主要目的是克服自发360百科成核时晶粒过多的缺点，在原料全部熔融于助熔剂中并成为过饱和溶液后，晶体在籽晶上结晶生长。

　　根据晶体生长的工艺过程不同，籽晶生长法又可分为以下几种方法:

　　A.籽晶旋转法:由于助备据熔剂熔融后粘度较大，熔体向籽晶扩散比较困难，而采用籽晶旋转的方法可以起到搅拌作用，使晶体生长较倒克买粒也及才战快，且能减少包裹体。此法曾用于生长"卡善"红宝石。

　　B.顶部籽乐衡句晶旋转提拉法:这是助熔剂籽晶旋开动治转法与熔体提拉法相结合的方法。其原理是:原料在坩埚底部高温区熔融于助熔剂中，形成饱和熔融液，在旋转搅拌作用亮用笔下扩散和对流到顶部相对低温画脱代探担采晚正片突区，形成过饱和熔放款便短液，在籽晶上结晶生长晶体。随着籽晶的不断旋转和丰孩封证提拉，晶体在籽晶上逐渐环热似验全意苏做告长大。该方法除具有籽晶旋转激简吃义法的优点外，还可避免热应力和助熔剂固化加给晶体的应力。另外，晶体生长完毕后，剩余熔体可再加晶体材料和助熔剂继续使用。

　　C.底部籽晶志水冷法:助熔剂挥发性高，顶部籽晶生长难以控制，晶体质量也不好。为了克服这些缺点，采用底部籽晶水冷技术，则能获得良好的晶体。水冷保证了籽晶生长，抑制了熔体特集宜灯志统站表面和坩埚其它部位的成核。这是因为水冷部位才能形成过饱和熔体，从而保证思老程绿了晶体在籽晶上不断成长。用此法可生长出质量良好的钇铝榴石晶体。

　　D.坩埚倒转法及倾斜法:这是两种基本原理相同的助熔剂生长晶体的方法。当坩埚缓慢冷却至溶液达过饱和状态时，将坩埚倒转或倾斜，使籽晶浸在过饱和溶液中进行生长，待晶体生长结束后，再将坩埚回复到开始位置，使溶液与晶体分离。

　　E.移动熔剂区熔法:这是一种采用局部区域熔融生长晶体些位充双新的方法。籽晶和晶体原料互相连接的熔融区内含有助熔剂，随着熔区的移动(移动样品或移动加热器)，晶体不断生长，助熔剂被排挤到尚未熔融的晶体原料一边。只要适当地控制生长速度和必要的生长气氛，用这种方法可以得到均匀的晶体。

工艺特点

　　助熔剂黄余市的选择是助熔剂法生长宝石晶体的关键，它不仅能帮助降低原料的熔点,还直接影响到晶体的结晶习性、质量与生长工艺。

　　助熔剂有两类:

　　一类为金属，主要用于半导体单晶的生长;另一类为氧化物和卤化物(如PbO，PbF2等)，主要用于氧化物和队离子材料的生长。

　　理想的助熔剂的条件:

　　1.对晶体材料应具有足够强的溶解能力;

　　2.具有尽可能低的熔点件易夫药研便温费普脱和尽可能高的沸点;

　　3.应具有尽可能小的粘滞性;

　　4.在使用温度下挥发性要低(蒸发法除外);

　　5.毒性和腐蚀性要小，不易与坩埚材料发生反应;

　　6. 不易污染晶体，不与原料反应形成中间化合物;

　　7. 易把晶体与助熔剂分离。

　　常采用的助熔剂:硼、钡、铋、铅、钼、钨、锂、钾、钠的氧化物或氟化物，如B2O3，BaO，Bi2O3，PbO，PbF2，MoO3，WO3，Li2O，K2O，KF，Na2O，NaF，Na3AlF6等。在实际使用中，人们多采用复合助熔剂，也使用少量助熔剂添加物，通常可以显著地改善助熔剂的性质。合成不同宝石品种采用的助熔剂类型不同。即使合成同一品种的宝石，不同厂家采用的助熔剂种类也不一样。

　　助熔剂法生长宝石技术的优缺点

　　助熔剂法与其它生长晶体的方法相比，有着许多突出的优点:

　　1.适用性很强，几乎对所有的材料，都能够找到一些适当的助熔剂，从中将其单晶生长出来。

　　2.生长温度低，许多难熔的化合物可长出完整的单晶，并且可以避免高熔点化合物所需的高温加热设备、耐高温的坩埚和高的能源消耗等问题。

　　3.对于有挥发性组份并在熔点附近会发生分解的晶体，无法直接从其熔融体中生长出完整的单晶体。

　　4.在较低温度下，某些晶体会发生固态相变，产生严重应力，甚至可引起晶体碎裂。助熔剂法可以在相变温度以下生长晶体，因此可避免破坏性相变。

　　5.助熔剂法生长晶体的质量比其它方法生长出的晶体质量好。

　　6.助熔剂法生长晶体的设备简单，是一种很方便的晶体生长技术。

　　助熔剂法存在着一定的缺点，归纳起来有以下四点:

　　1.生长速度慢，生长周期长。

　　2.晶体尺寸较小。

　　3.坩埚和助熔剂对合成晶体有污染。

　　4.许多助熔剂具有不同程度的毒性，其挥发物常腐蚀或污染炉体和环境。