難熔化合物的單晶、玻璃和熔融陶瓷材料研究顯微鏡

非金屬難熔化合物的單晶、玻璃和熔融陶瓷材料，與金屬、半導體和
塑料構(gòu)成了現(xiàn)代材料科技發(fā)展的基石。難熔非金屬材料廣泛應(yīng)用于光學
儀器、激光和微波激射器件、冶金設(shè)備和玻璃熔爐的難熔部件、電熱和電
子設(shè)備元件，以及磁水力發(fā)電機的電極和絕緣體等。

  在此首先要明確一下“高溫材料”的概念，我們認為它包括在高溫條
件下(≥1500"(2)使用的材料，以及在高溫條件下得到的材料，而對于后
者，通常不考慮其使用溫度?；谘趸?、氟化物、氮化物、硼化物和其他
一些化合物的單晶、玻璃和多晶陶瓷都屬于此類材料。作為一個相對獨
立的研究領(lǐng)域，高溫材料技術(shù)有它特有的研究方法、實驗裝備以及許多尚
未解決的問題。
  目前，這些問題主要包括：(1)制備新型單晶、玻璃和熔融陶瓷材料需
要超過2000℃的生長溫度，缺乏相應(yīng)的高溫技術(shù)工藝。(2)生長具有完
全均質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的單晶。例如，制備用于磁疇存儲器的釓鎵石榴石單晶
不能含有任何位錯，用于激光的單晶和玻璃不能含有散射粒子或在折射
率中存在偏離。要解決這些問題必須開發(fā)出完全可控的技術(shù)工藝參數(shù)。
(3)獲得高純度的單晶、玻璃和熔融陶瓷；大部分激光晶體和玻璃中都不
能含有超過10的負4次方％的雜質(zhì)鐵、銅、某些稀土元素以及其他雜質(zhì)；
光波導玻
璃中光學活性雜質(zhì)的含量不能超過10負6次方％；這些應(yīng)用都需要開發(fā)出“特
純”制備技術(shù)工藝，以避免高純度的原材料在制備過程中受到污染。(4)
在一定的氧化或還原條件下獲取材料。(5)得到足夠量的熔體。(6)在最
小的自然資源消耗(能源、水)和產(chǎn)生最少廢物的條件下獲得這些材料。
  但是，最大的困難并不在于單個問題的解決，而是如何解決上述所有
問題的復合體。例如，在電弧熔融的工業(yè)過程中，可以輕而易舉地產(chǎn)生高
溫條件，但問題是在制備過程中如何保證材料的化學純度，以及如何獲得
特定的氧化或還原條件。相反，采用輻射爐熔煉可以很好地保持原材料
的純度，并獲得必要的氧化或還原氣氛，然而，其缺點是不能保證得到足
夠量的熔體。同樣，我們很容易舉出目前已知的其他制備高溫材料技術(shù)
存在的類似問題。

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