不同形貌（共7篇）
不同形貌 篇1
0前言
Nd Fe B磁性材料具有极高的磁能积和矫顽力,高能量密度及性价比,且资源丰富,在现代工业和电子技术中获得了广泛应用。烧结Nd Fe B材料表面结构疏松、孔隙率高、脆性大,且晶界处富集了非常活泼的Nd元素,极易产生晶间腐蚀,严重时会产生大量Nd的氧化物和氢化物使材料粉化,因而耐蚀性差,必须进行防护才能更好地应用[1]。
目前,提高Nd Fe B永磁体耐腐蚀性能的方法有2种: ( 1) 合金化,即向Nd Fe B磁体中添加合金元素改善磁体本身的耐蚀性; ( 2) 表面防护处理。Nd Fe B磁体表面防护处理的方法主要有电镀、化学镀、电泳涂覆等[2],其中电镀工艺备 受关注,以镀镍应 用最为广 泛[3~5]。与普通电镀相比,脉冲电镀具有镀层平整致密、附着性好、电流效率高、环保性能好等优点[6]。目前对Nd Fe B材料表面镀层的制备及研究有很多,但应用脉冲电镀方式制备Nd Fe B表面镍镀层,并深入研究工艺参数对镀层表面耐腐蚀性等的影响还少有报道。 本工作旨在研究脉冲参数( 电流密度、占空比) 对NdFe B表面镍镀层形貌、耐蚀性能及硬度、结合强度的影响,以获得较合适的脉冲电镀工艺。
1试验
1.1基体前处理
基体为烧结型Nd Fe B永磁材料,尺寸为15 mm × 10 mm × 2 mm。前处理流程: 打磨 → 水洗 → 吹干 → 称重→除油→水洗→封孔→酸洗→水洗→活化→水洗。 其中,打磨: 用120,240,360,600,800号水磨砂纸依次进行。除油: 于丙酮中超声波振荡清洗3 min。封孔: 置于煮沸的蒸馏水中3 ~ 5 min。酸洗: 40 m L/L硝酸 + 0. 5 g / L硫脲; 室温,30 s。活化: 50 m L / L硫酸; 室温,5 s。
1.2镍镀层制备
采用SMD-30数控双脉冲电镀电源,阳极为电解镍板( 纯度99. 9% ) ,阴极为前处理过的Nd Fe B磁性材料,电沉积过程中采用板泵搅拌装置搅拌镀液。
采用直流电镀以对比,工艺如下: 150. 0 g/L Ni SO4· 6H2O,15. 0 g / L氯化铵,15. 0 g / L硼酸,0. 1 g / L十二烷基硫酸钠,p H值为5. 6,温度25 ℃,电流密度2 A/dm2, 电镀时间20 min。脉冲电镀时电流密度分别为1 ~ 5 A / dm2,占空比( r) 分别为0. 2 ~ 0. 8,脉冲频率为500 Hz,镀液组成及其他工艺参数与直流相同。
1.3性能测试
采用S -3400N型扫描电子显微镜( SEM) 对Nd Fe B表面镍镀层的形貌进行表征。
采用CHI604D电化学分析仪/工作站测试镀层的动电位极化曲线和交流阻抗谱。动电位极化曲线测试时,试样为工作电极,面积为1 cm2,饱和甘汞电极为参比电极,铂电极为辅助电极; 腐蚀介质为3. 5% Na Cl溶液,室温; 扫描速度为10 m V/s。电化学阻抗谱测量在开路电位下进行,交流正弦波的幅值为5 m V,测试频率范围为1. 0 × ( 105~ 10- 2) Hz。
采用HVS -1000硬度仪测试镀层硬度,加载0. 98 N,时间15 s,每个试样测5个点,取平均值。
采用热震法判断镀层与基体的结合性能: 在马弗炉中将试样加热至( 300 ± 10) ℃,然后在室温的蒸馏水中冷却,经过多次冷热循环后检查镀层是否凸起或脱落。
2结果与讨论
2.1镍镀层的表面形貌
2.1.1直流电镀和脉冲电镀对比
图1为直流和脉冲电镀( J = 2 A/dm2,r = 0. 4) 的镀层表面SEM形貌。由图1可以看出: 脉冲电镀能使镍镀层晶粒细化,镀层更均匀,表面光滑平整。这是由于采用脉冲电沉积,处于关断时,阴极溶液处消耗的镍离子可得到补充,在下一个导通时间到来时,阴极附近的镍离子浓度得以恢复,因而可采用较高的电流密度使镀层结晶细化[7]。另外,采用脉冲电流时,由于存在关断时间,晶粒的生长受到阻碍,形成速度高于长大速度[8],使镀层细化,排列更紧密,孔隙更少。因此,采用脉冲电镀能获得更好的镍镀层。
图1 2 种镀层的表面 SEM 形貌
2.1.2电流密度的影响
图2为r = 0. 4时,不同电流密度下脉冲镀层的表面SEM形貌。由图2可知: 当电流密度从1 A/dm2增大到2 A/dm2时,晶核的尺寸变小,这是由于晶核形成的几率与电极的极化有着密切的关系[9],即电极的过电势越大,电流密度越大,电极表面吸附原子的浓度越高,晶核形成的几率越大,晶核的尺寸越小,可得到光滑细致的镀层; 2 A/dm2时镀层最细致,增加到3 A/dm2时镀层质量下降,晶粒变大; 增加到5 A/dm2后,由于大电流导致析氢反应严重,镀层会出现疏松的海绵状沉积层,表面产生裂痕,镀层质量不好。
图2 不同脉冲电流密度下镀层的表面 SEM 形貌
2.1.3占空比的影响
图3为电流密度为2 A/dm2,不同占空比时脉冲镀层的表面SEM形貌。由图3可以看出: 随着占空比的增大,晶核的尺寸先减小再增大; 当占空比为0. 4时, 晶核的尺寸最小,表面最光滑,镀层最致密,这是由于占空比较小时,脉宽时间内消耗的镍离子可以得到很好的补充,利于消除浓差极化,晶粒尺寸减小,因而镀层更致密。占空比为0. 2时,镀层边缘出现起皮现象, 影响镀层外观。
图3 不同占空比时镀层的表面 SEM 形貌
2.2镍镀层的耐腐蚀性能
2.2.1电流密度的影响
图4是占空比为0. 4,不同电流密度下脉冲镀层的极化曲线; 经分析得到的镀层的自腐蚀电流密度与自腐蚀电位见表1。由图4和表1可知: 随着电流密度的增加,镀层的自腐蚀电流密度先降低后升高,即镀层耐蚀性先提高后降低; 当电流密度为2 A/dm2时,镀层的自腐蚀电流密度最低,为1. 633 8 × 10- 5A / cm2,而对应的自腐蚀电位最大,为 -0. 693 1 V,因而其耐蚀性最好。
图4 不同电流密度下镀层的极化曲线
图5为占空比为0. 4,不同电流密度下脉冲镀层的交流阻抗谱。由图5可以看出: 镀层的电化学阻抗均表现为单一的容抗弧,2 A/dm2时极化半径最大,说明此时镀层的极化电阻最大,在相同的电势下腐蚀电流密度最低,所以镀层的耐蚀性最好,与极化曲线结果一致。
图5 不同电流密度下的镀层交流阻抗谱
2.2.2占空比的影响
图6为电流密度为2 A/dm2,不同占空比时脉冲镀层的极化曲线; 经分析得到的镀层的自腐蚀电流密度与自腐蚀电位见表2。
图6 不同占空比时镀层的极化曲线
由图6和表2可知: 随着脉冲占空比的增加,镀层的自腐蚀电流密度先降低后升高,即镀层的耐蚀性先提高后降低; 当脉冲占空比为0. 4时,镀层的自腐蚀电流密度最低,自腐蚀电位最大,镀层的耐蚀性最好。
电流密度为2 A/dm2,不同占空比时镀层的阻抗谱见图7。由图7可看出: 不同占空比时镀层的电化学阻抗均表现为单一的容抗弧,r = 0. 4时极化半径最大,说明此时镀层的极化电阻最大,即在相同的电势下,腐蚀电流最低,镀层表现出良好的耐蚀性,与极化曲线结果一致。
图7 不同占空比的镀层交流阻抗谱
2.3镍镀层的硬度
2.3.1电流密度的影响
图8为占空比为0. 4,不同电流密度条件下,镀层硬度与电流密度的关系。
图8 镀层硬度与电流密度的关系
由图8可以看出: 随着电流密度的增加,镀层的硬度先增大后减小,当电流密度为2 A/dm2时,硬度最大, 为497. 5 HV0. 98 N。这是因为当电流密度逐渐增加时, 阴极极化逐渐增大,阴极过电位的增大导致沉积速率增大,晶体成核速率大于生长速率,使得镀层致密、均匀,镀层的硬度增大[10]; 当电流密度增大到一定程度后,镀层会出现疏松的海绵状沉积层,镀层表面出现细小裂纹,反而导致其硬度减小。由此可见镀层硬度与其微观组织紧密相关。
2.3.2占空比的影响
图9为电流密度为2 A/dm2,不同占空比及直流条件( r = 1. 0) 时,镀层硬度与占空比的关系。由图9可以看出: 当占空比 为0. 4时,硬度最大,为497. 5 HV0. 98 N; 占空比继续增大时导通时间相对较长,关断时间相对较短,此时金属界面离子浓度和镀液本体浓度相差较大,浓差极化增大,导致镀层中晶体的成核速率小于生长速率,晶核数减小,晶核尺寸变大,表现出来就是镀层硬度随占空比的增大而减小; 脉冲电镀试样的硬度均大于直流电镀。
图9 镍镀层硬度与占空比的关系
2.4镍镀层的结合强度
2. 4. 1电流密度的影响
占空比为0. 4,电流密度为1,2 A/dm2条件下所得镀层在经过20次热震试验的冷热循环后,镀层仍表现出很好的结合性能; 电流密度为3 A/dm2条件下所得镀层在经过2次冷热循环后镀层起皮; 而4,5 A/dm2条件下的镀层在经过1次热震试验后就发生镀层起皮现象。这是由于当电流密度过大时,阴极极化过电位大, 提高了金属离子的放电速率; 而吸附金属原子在表面的扩散速率相对滞后,不利于吸附金属原子的扩散,使镀层晶粒粗大,从而降低了镀层的结合强度[11]。
2.4.2占空比的影响
电流密度为2 A/dm2,占空比为0. 4,0. 6,0. 8及直流条件( r = 1. 0) 条件下所得镀层在经过20次热震试验的冷热循环后,镀层表面几乎没有变化,镀层和基体间结合性能良好; 而占空比为0. 2条件下所得镀层在经过1次热震试验后起皮。这是由于占空比为0. 2时,脉冲关断时间长,镀层沉积时间长,镀层厚度增加, 镀层与基体间形成较大应力,结合强度下降。
3结论
( 1) Nd Fe B表面脉冲电沉积镍镀层最佳工艺条件150. 0 g / L Ni SO4·6H2O,15. 0 g / L氯化铵,15. 0 g / L硼酸,0. 1 g /L十二烷基硫酸钠; 脉冲频率500 Hz,电流密度为2 A/dm2,占空比为0. 4; 温度25 ℃,用板泵装置搅拌。
( 2) 脉冲电镀使镀层晶粒细化效果好,镀层表面致密平整,表现出良好的耐蚀性。
( 3) 脉冲电镀层硬度均大于直流电镀层; 电流密度为2 A/dm2,占空比为0. 4时硬度最大,达到497. 5 HV0. 98 N。
( 4) 经过20次热震试验,电流密度为2 A/dm2,占空比为0. 4条件下所得镀层表现出较好的结合性能。
摘要：与直流电镀相比,脉冲电镀具有许多优点;而目前有关脉冲参数对Nd Fe B表面镀镍层耐蚀性影响的研究少有报道。以Nd Fe B为基体材料,以不同的电流密度和占空比脉冲电镀镍,利用扫描电镜(SEM)观察镀层表面形貌,在3.5%Na Cl溶液中进行极化曲线和交流阻抗谱测试考察镀层的耐蚀性能,并测量镀层硬度以及结合强度,以获得最佳脉冲电镀工艺。结果表明:Nd Fe B表面脉冲电镀镍层较直流电镀层晶粒更细,表面更光滑平整;电流密度为2 A/dm2,占空比为0.4时,镀层表面晶粒均匀致密,表现出良好的耐腐蚀性能;脉冲电镀层的硬度大于直流电镀层,且在电流密度2 A/dm2,占空比0.4时硬度最大,达497.5 HV0.98 N,热震20次表现出良好的结合性能。
关键词：脉冲电镀,NdFeB,镍镀层,电流密度,占空比,表面形貌,耐蚀性
参考文献
[1]汪少杰,谢婷婷,余超,等.Nd Fe B磁体表面离子液体电沉积Al层的组织结构及耐蚀性能[J].材料保护,2012,45(8):1~3.
[2]Yu L Q,Wen Y H,Yan M.Effects of Dy and Nb on the magnetic properties and corrosion resistance of sintered Nd Fe B[J].Journal of Magnetism and Magnetic Materials,2004,283(2):353~356.
[3]赵晴,杜楠,肖军,等.钕铁硼永磁体表面镀镍工艺研究[J].材料保护,2003,36(6):32~33.
[4]李建,周义,程星华,等.烧结钕铁硼镀镍防腐性能比较[J].稀土,2011,32(3):19~23.
[5]Blackwood D J,Balakrisnan B,Huang Y Z.Influence of the chemical composition of the plating solution on the ability of nickel coatings to protect Nd2Fe14B magnets against corrosion[J].Journal of Magnetism and Magnetic Materials,2001,223:103~111.
[6]龙慧,陈小华,易斌,等.脉冲电镀Ni-P合金工艺及镀层的耐蚀性能[J].材料保护,2012,45(3):41~43.
[7]周丽,于锦,马安远.脉冲电镀镍及其性能的研究[J].电镀与涂饰,2009,28(11):5~8.
[8]邓姝皓,龚竹青.电沉积纳米晶体材料的研究现状与发展[J].电镀与涂饰,2001,20(4):35~39.
[9]孙晓东,赵芳霞,张振忠.脉冲电沉积工艺参数对Ni-W-P合金镀层性能的影响[J].电镀与环保,2012,32(3):7~10.
[10]徐娟.脉冲电流对航空液压器件用合金钢及不锈钢镀铬层的影响[D].成都:西华大学,2011:51~53.
[11]宋博,翁占坤,肖作江.提高铝合金上电镀镍层结合强度的研究[J].表面技术,2003,32(1):25~27.
“原生态”的原始形貌 篇2
编者按:原生态文化是近一两年的文化热点。“原生态”这个概念在被关注的同时,也被越来越多的运用于商业运作,这个过程当中,原生态文化被扭曲变形,失去其本来面目。为此,去年九月底,贵州省举办了“原生态文化:价值,保护与开发”国际论坛,编辑部参加会议后,觉得很有意义,将其中几个人的发言刊登在这里,以引起大家对原生态开发与保护的重视。
当下“原生态”很时髦。但是,客观地说,人们并没有弄清楚它的含义,就匆匆忙忙地使用起来。按社会使用、展现、展示它的一般理解,“原生态”大概指那些原始的、固定的、异族的文化艺术形式和形态。它颇似于传统人类学中的“原始文化”(primitive cultures) 和“原始艺术”(primitive arts)概念。如果这种相似性在逻辑和理由上具有共同之处的话,那么,蕴藏在其中的“道理”就值得认真地厘清,以使我们不至于重蹈历史的覆辙。因此,从人类学的角度进行讨论也就显得非常必要——它是人类学研究的一个特殊而特别的领域。
在传统的人类学研究视野里,那些“异文化”(other cultures)——落后的、无文字(no-literary)、封闭的、原始的、野蛮的社会,经常被当做“文明社会”——以“欧洲中心”为主导的、参照性的、分类化的社会形态比照。这样的分类带有殖民主义扩张时代的政治意味。换言之,“原始”首先是“文明”的对立物,——即“现代—文明/原始—野蛮”的二元分类性同构。我们从爱德华·泰勒的《原始文化》、弗朗斯·博厄斯的《原始艺术》、罗伯特·路威的《文明与野蛮》、拉德克利夫-布朗的《原始社会的结构与功能》、列维-布留尔的《原始思维》、列维-斯特劳斯的《野性的思维》等人类学家们的著作中清楚地看出。这种分类除了对历史上的族群进行政治性区分外,也阻断了现代艺术与原始艺术的原生纽带(primordial ties);而事实上现代艺术原本与原始艺术之间存在着割剪不断的历时承继关系。
我们的讨论可以从两个方面进行:首先,在西方历史上,“原始文化”是“原始主义”(primitivism)的具体。在最广阔的意义上,它是针对“现代主义”而言的。在这个层面,它又经常与古典阶段对称。从这一层面看,与“原始主义”概念相一致的“原始文化”主要是从时间上进行区分的一个历史阶段。但是,纯粹从时间来区分的学者并不多,它更主要的还是一个“对话性分类”(a dialogical category), 即在时间上与“现代”相对,性质上实指那些“未发展的”、“部落的”、“史前的”、“非西方的”、“小规模的”、“无文字的”、“静止的”、“落后的”、“异民族的”、“野蛮的”等等文化艺术。正如罗德斯所说:“‘原始’这个词通常指那些相对简单、欠发达的人和事,而这些特点是基于比较而言的。” 毫无疑义,这种分类在福柯的“话语理论”,即“权力/知识”的框架里,“原始”的东西不仅被认定为“土著”(native)和“原著”(indigenous)性的人与事,更重要的是,其中已经浸透了强烈的“话语”性质。而这种比较性分类在今天“后殖民理论”的眼里很自然就成了萨义德“东方主义”中的“他者”(others)。从这个意义上看,一方面我们要对这一概念分类有一个历史谱系的了解,另一方面,也有必要在反思的原则下对这些概念分类进行重新讨论、认识和新质的注入。比如,在今天,“原著”这一词就在新的历史背景下被赋予了崭新的意义。
其次,由于人类学传统的学科性质,包括对“异文化”田野调查特殊的民族志研究特点——对那些异族的、无时间的、部落的、儀式的、集体的、非理性的、封闭的社会和文化进行参与式分析和解释,决定了“原始文化”成为“民族志的”(ethnographic)范式。对民族志范式的讨论,一方面提供了从这一人类学学科角度看待原始文化的独特视野,另一方面,也激发了进行人类学后现代反思的热情。其中对所谓“差异”的当代阐释就是一个例子。如果说,“原始主义”与“现代主义”之间的差异可以成为“非西方/西方”的价值区分,即通过分类进行“区分/排斥”的话,那么,在今天对这一分类的重新反思恰好成为我们重新认识、认可甚至向“原始文化”学习的对象,并以此对当代权力化的、官僚化的、科技主义的再生产方式和文化进行拷问。我们可以在此基础上提出“人类究竟需要什么样的社会形态?”这样的问题。因为,人类在今天已经越来越清楚地发现,其实“原始文化”的许多特点、品质正是人类不断求索的“自然”、“和谐”的状态。人类破坏了这种状态,却又在致力寻求达到这种状态的途径。这种悖论越是随着现代化的发展就越加显现出来。换言之,我们毁坏了、糟蹋了我们曾经拥有的东西正是我们今天刻意寻找的。
这大约暗含着“原生态”的现代价值吧。同理,我们为什么在今天进行大规模的“非物质文化遗产保护”运动,同样也包含着类似的道理。在原始文化的分类中,艺术是一个重要的部分。从西方的文化史考察,“艺术”、“艺术家”一词来源于拉丁文ars,artem,artis(“技艺”skill)。随着时间的演进,它的意思在不断地发生着变化,逐渐演变成技术和社会现实的一种反映。在英语中,艺术经常与“手工艺”(craft)联系在一起,而“craft”与日耳曼语“kraft”同出一辙。文艺复兴以后,它又与手工技术以及劳动阶级联系到了一起,而与宗教贵族特有的知识,诸如数学、修辞、逻辑、语法等形成两种知识的分野。 在欧洲中世纪时期,大学里的七种知识被视为七种艺术(“七艺”),它们是:语法学、逻辑学、修辞学、算术、几何学、音乐和天文学。“艺术家则主要指在这些领域从事研究的,具有技艺的人士。文艺复兴以后,艺术涵义出现了更大的变化,它与人文主义并肩前行。之后,“艺术”概念所指涉的范围呈现出越来越宽广的趋势,特别是包含了许多具有美学意义的实践和作品,包括民间歌舞、建筑样式、绘画风格、手工艺品、园艺技术、烹饪技艺等,这些作品的创作者并没有经过“科班”训练,许多都来自民间,属于民族、民间和地方性知识。
由于在区分界线上的模糊状态,“艺术”与“工业”之间便很不容易有一条共用的尺度。为了使人们有一个更具体、明晰的辨识,威廉姆斯用“好的艺术”(fine arts,学术界通用“美术”)和“有用的艺术”(useful arts)来区分。 这样的区分虽很清晰,可如果把“好的”、“美的”和“有用的”分开来,似乎又有些问题。一方面,将二者对立起来会在现实生活中产生一种误导,容易让人觉得“好的”、“美的”就是“没有用的”错觉,尽管我们能够体察威廉姆斯试图将那些具有永恒意义却无法具体使用于生活的艺术品的价值突显出来的良苦用心。另一方面,二者兼而有之的艺术品比比皆是。看来要区分不同“艺术品”之间的界线的确有一定的困难,其中一个原因就是人们的意识形态,或者说,我们审美价值系统本身就是矛盾和悖论的。
如果仅仅是概念上的混乱或许还不会产生严重问题,至多人们在看待、对待艺术品的分寸和尺度有所不同或者矛盾而已。但是现在的问题在于,每一个民族或族群都会在“他们的艺术品”中融入强烈的族群认同和审美价值;更为重要的是,那些被视为“艺术品”的东西又具有超越某一特定民族和族群的“人类价值”。关于这一点,博厄斯在他的《原始艺术》中论述得很清楚:艺术的“普世性”(the universality of arts)是建立在某一个特定的美学价值体系中的创造之上的。他还强调,艺术相互作用的来源,一方面建立在单一的形式之上,另一方面艺术的思想又与形式紧密地结合。这就给艺术人类学研究提出了一个挑战,即如何把“艺术品的独特认同”与“艺术品的普世价值”放在一起来讨论的问题。
需要强调的是,在当代的社会活动中,“艺术品”的符号经常可以通过商品的价值和价格模式进行交易。这样,就把我们带入到另外一个层面上。首先,在现代社会,“艺术品”是一个“物”——从形式与形态上它都是一个“物”。格尔认为,作为一件物的艺术作品是“人类智慧的结晶”,而这一“智慧结晶”的产生属于“技术的产物”——艺术家以特殊的技艺,通过技术化过程制作出来的作品。由于不同艺术品的制作过程包含了某一个社会特殊的“技术系统”,因此,艺术品首先表现出只属于某一社会或族群的“技术产品”特性,具有特殊的“技术魅力”(enchantment of technology)。艺术品的“权力”便根植于这一特殊的技术过程。“魅力技术建筑在技术魅力”的基础之上,无可替代。格尔以特罗布里安岛(Trobriand Islands)獨木舟为例试图说明,对于特罗布里安的岛民来说,独木舟(canoe)作为一件“物”可以对事件或其他人产生影响和作用,好像有巫力一般。这其实就是所谓的“技术魅力”所致。对于同一个社会群体、社区,某一种“物”被赋予“魅力”不仅表示其作为特殊“物”的声望,同时也被特定的社会关系所赋予和确认。所以,每一个技术系统都具有确定的“魔力范围”。
格尔所谓“技术魅力”理论的主要价值表现在,任何可以称得上“艺术品”的东西,或者经过时间的考验证明是“艺术品”的东西,它的生产和产生过程都具有“专属性”,是某一个特定的民族、确定的时代经过“技术程序”(technologic process)制造出来的。其“魅力”既存在于艺术品本身,也存在于技术系统之中。这个系统不仅表现出特殊的族群背景和地方知识,也表现出在同一个知识系统中的权力叙事,正如张光直先生对商周艺术中动物纹样的分析所得出的结论:“不仅能使我们认识它们的宗教功能,而且说明了为什么带有动物纹样的商周青铜礼器能具有象征政治家族财产的价值,很明显,既然商周艺术中的动物是巫觋沟通天地的主要媒介,那么,对带有动物纹样的青铜礼器的占有,就意味着对天地沟通手段的占有,也意味着对知识和权力的控制。”(《美术、神话与祭祀》,郭净译,辽宁教育出版社二○○二年版,58页)由此我们可以看出,任何远古艺术的“魅力”都具有“族群—地缘—时间—知识—技术—权力”系统的专属性。后来的人们可以仿造“艺术品”,使之成为“赝品”,却无法复制其系统的专属性。毫无疑问,一件艺术品可以或者可能通过购买、偷盗、抢掠等方式被转移到另一个地方,或成为另外一个人、集团、国家的“财宝”,但凝聚在这些艺术品的“艺术魅力”却不会因此完全消失。一个不变的品质仍然存在,即在它们身上包含的特殊“技术系统”价值仍然属于“原创者”。例如,在巴黎协和广场上的“方尖碑”虽然耸立于塞纳河畔,是一件具有非凡“魅力”的艺术品,可是,凝聚在这一作品上的“技术魅力”永远属于古代埃及文明。换句话说,方尖碑“身在法国、价在古埃及”。其原因就在于,它根本上来自于一个专属的“技术魅力”系统。
当然,这并不是说艺术品的“魅力”一成不变,特别是那些属于“原始艺术”的产物。一方面,它要接受时间的考验,另一方面,它也要面对社会(文化)变迁、特别是面对商品社会中的交易规则的挑战。所以我们不能一概而论,认为消失了的艺术和艺术品就没有“魅力”价值,而在市面上流通的艺术品就有价值。有的时候情况正好相反。那么,我们将从什么角度加以判断呢?艾灵顿认为应该从艺术品的“真实性”来考虑,她在《真实的原始艺术的死亡》一文中认为,原始艺术的“真实性”在今天处于一种衰退的状态,甚至正在趋于灭亡。其原因是,文化的消失正是来自文化生产本身。 任何艺术和艺术品都将面对“两难”:社会变迁趋向于现代性,这是一个必然的过程;而许多原始艺术在文化现代化进程中将面临消失。 从这一角度看,原始艺术的确正处于消失的过程。同时,人们在旅游或参观博物馆、艺术馆的时候,经常在观念上将“异文化”理解为具有“原始意义”的东西。那些被视为重要的“旅游资源”和“艺术价值”的东西如果在社会变迁中逐渐消失,那对现代社会的发展不啻为一种反讽。所以,在今天的鉴赏、参观或旅游活动中,我们可以看到那些“死亡”的艺术和艺术品“再生”——“一种属于非法真实性的原始艺术”(illegal authentic primitive art),是一种新生产的、以人工手段加工、看上去像古老的艺术品。“死而复生”事实上是一种以自我服务为目的的社会再生产。她指出,如果说“死而复生”在生理现象上属不恰当比喻的话,在政治权力和经济利益的作用下,它却可以为地方带来多方面的好处。所以,在许多情况下,它仅仅是政府政治的某一方面作为。 那么,什么样的情况下会最容易出现这种行为呢,艾灵顿列举了以下四种情况和理由:
一、物件被盗并且不能再复原。
二、地方社会为市场经济的利益趋使,制造出更多的他们在生活中使用的一些宗教艺术品,而他们认为这些都是他们所使用的,因而是真实的。
三、随着宗教的世界化趋势,原来人们曾经使用过而被遗弃的宗教物品又被重新加以生产和制作。
四、原来用于制作宗教艺术品的技术现在成了用于制造“市场交换品”的技术。
毫无疑义,虽然“艺术品”有其自己的成长经历,也有其自身无可替代的内在价值,而且有些艺术品迄今为止仍然处于无法、或不能交易的状态,比如长城、金字塔等这样的“艺术品”,但是,却有许多艺术品其实就是在现代商品社会当中才被确认为“艺术品”的,也就是说,它成为“艺术品”本身就是为了用于交易。同时,现代商品社会不断地使这些艺术品处于一种增值的状态。换言之,现代社会的商品市场和交易规则使得“艺术品”具有了特殊的附加值。
不同形貌 篇3
种植体的表面显微形貌和粗糙度是影响种植体骨结合的关键因素之一。与钛种植体类似，既往体外实验、动物实验、临床试验均证实粗糙表面的氧化锆种植体较光滑表面更有利于提高种植体骨结合率及骨结合界面的稳定性[5,6,7]。对于钛种植体而言，中度粗糙(表面粗糙度Ra为1～2μm)的表面最有利于骨结合[8]。大颗粒喷砂加酸蚀(sandblasted,large-grit,acidetched,SLA)表面已被大量文献证明有利于钛种植体的骨结合，但国内外关于氧化锆喷砂加酸蚀表面的研究并不多见。Casucci等[9]以甲醇、HCl和FeCl3对Y-TZP试件进行热酸蚀处理60 min，获得了较氧化铝喷砂、HF酸蚀及选择性渗透蚀刻更高的纳米级表面粗糙度。热酸蚀处理技术已被证明能够提高氧化锆修复体的粘接强度[10]，但喷砂加热酸蚀的表面处理技术尚未见应用于氧化锆的表面处理。
本研究提出一种表面喷砂加热酸蚀处理氧化锆表面的新方法，并与终烧结表面、喷砂表面及SLA钛种植体表面进行对比，研究不同处理方法的CAD/CAM氧化锆种植体的表面显微形貌特征及粗糙度的差异，以期为CAD/CAM氧化锆种植体的表面处理方式的选择提供依据。
1 材料与方法
1.1 氧化锆材料
氧化锆材料(Y-TZP,WIELAND，德国)，组成成分如下:氧化锆(Zr O2+Hf O2+Y2O3)>99%，氧化钇(Y2O3)占4.5%～6.0%，氧化铪(Hf O2)≤5.0%，氧化铝(Al2O3)及其它氧化物<1.0%。
1.2 CAD/CAM氧化锆圆盘试件。
运用CAD技术在Geomagic Studio 12.0(Geomagic，美国)软件中设计直径10 mm、厚度2 mm的圆盘试件3D模型，将设计好的三维数字模型导入WIE-LAND CAM软件(WIELAND CAM 2.2，德国)，调整切削方向，设计支撑结构，自动计算切削工艺后导入切削软件(ZENOTEC MINI,WIELAND，德国)，切削出初氧化锆圆盘，使用P1型氧化锆烧结炉(ZENO FIRE P1,WIELAND，德国)快速烧结程序烧结后获得氧化锆圆盘试件(图1)，共加工15个。
1.3 CAD/CAM氧化锆种植体
运用CATIA V5R19(达索公司，法国)和Geomagic Studio 12.0(Geomagic，美国)软件设计直径4.1 mm、骨内部分长度12 mm、螺距1.25 mm的一段式种植体三维数字模型，加工方式与圆盘试件相同，共加工氧化锆种植体9个(图2)。标准对照组选用3个BEGO钛种植体Ti PurePlus表面(直径3.75 mm，骨内部分长度8mm)(SEMADOS，BEGO，德国)。
1.4 CAD/CAM氧化锆试件表面处理方法
(1)终烧结表面:终烧结加工完成后不进行表面粗化处理;(2)喷砂表面:采用直径110μm Al2O3颗粒对氧化锆圆盘表面进行喷砂(松风Ovaljet Hi Blaster，日本)，距离10～20 mm，压力0.4～0.45 MPa，角度90°，时间4 min;(3)喷砂加热酸蚀:按照上述方法喷砂后运用热酸蚀技术进行表面处理，100 ml酸蚀液由80 ml甲醇、20 ml 37%盐酸及0.2 g氯化铁组成[9]，加热至100℃，酸蚀处理1 h。
1.5 试件表面观察与粗糙度测量
每组2个试件用扫描电子显微镜(SEM)(JEOL,JSM-6010LA，日本)观察表面显微形貌，明确CAD/CAM氧化锆圆盘与氧化锆种植体的表面特征。各组试件运用Keyence 3D激光显微形貌测量显微镜(VK-X100，基恩士，日本)计算表面粗糙度参数，每个试件选取相对平整的螺纹之间的表面进行激光扫描，选取表面无明显加工缺陷的、不重复的10个区域计算表面粗糙度参数，取平均值作为该试件的表面粗糙度参数值。测量的表面粗糙度参数有:
Ra(轮廓算术平均偏差，μm):在取样长度L内轮廓偏距绝对值的算术平均值;Rq(μm):轮廓各点高度均方根;Rz(μm):轮廓微观不平度的10个区域高度。
1.6 统计学方法
采用SPSS 19.0软件(IBM公司，美国芝加哥)，对各组试件表面粗糙度值进行单因素方差分析，2组平均值之间的比较采用t检验，P<0.05为有统计学意义。
2 结果
2.1 CAD/CAM氧化锆试件(圆盘及种植体)表面显微形貌观察
3种CAD/CAM氧化锆试件表面显微形貌如图3～4所示。终烧结表面较为平整，表面可见散在的CAM切削及终烧结过程产生的划痕与孔隙。喷砂表面则出现大量较大的沟槽及凹坑(直径1～10μm不等)，边缘锐利，表面不规则。相比之下，喷砂加热酸蚀处理后，氧化锆试件表面趋于平整，高倍电镜下可见纳米级的微小孔隙及沟嵴。BEGO钛种植体表面则呈现典型的喷砂加酸蚀钛种植体表面显微形貌，表现为由一级窝洞与二级窝洞构成的网状粗糙结构。与氧化锆种植体相比，氧化锆圆盘因其较为规则的表面形态显示出更为均匀的表面处理效果。
2.2 CAD/CAM氧化锆圆盘试件表面粗糙度测量结果
各组CAD/CAM氧化锆试件表面粗糙度均值见表1，终烧结组的表面粗糙度参数值均显著低于其他2组(P<0.01)，喷砂加热酸蚀组的表面粗糙度参数值略高于喷砂组，但两者间无统计学差异。
2.3 CAD/CAM氧化锆种植体表面粗糙度测量结果
各组CAD/CAM氧化锆种植体及BEGO钛种植体表面粗糙度均值见表2，终烧结组的表面粗糙度Ra值均显著低于其他3组(P<0.01)，喷砂组Ra值显著低于喷砂加热酸蚀组及BEGO钛种植体组(P<0.01)，而喷砂加热酸蚀组与BEGO钛种植体组Ra值则无显著差异(P=0.196)。
3 讨论
本研究结果表明，通过110μm Al2O3颗粒喷砂及喷砂加热酸蚀2种表面处理方法均可显著增加CAD CAM氧化锆试件表面粗糙度，并获得中度粗糙的氧化锆表面。喷砂加热酸蚀处理后，CAD/CAM氧化锆种植体表面能够达到与BEGO钛种植体Ti PurePlus表面相当的表面粗糙度值。喷砂处理可形成微米级的表面粗糙结构，而热酸蚀则在此基础上增加了纳米级的微观表面粗糙结构，可作为氧化锆种植体表面粗化处理的一种新的选择。喷砂及喷砂加热酸蚀均可作为CAD/CAM氧化锆种植体的有效表面粗化处理方式。
(n=5，μm)
(n=5，μm)
注:(1)，与终烧结组比较，P<0.01
3.1 热酸蚀表面处理技术的原理
有学者[11]认为，热酸蚀溶液在氧化锆表面的流动可破坏氧化锆表面的保护性氧化膜，选择性地腐蚀氧化锆表面不规则排列的高能原子，生成可溶物脱离陶瓷表面，遗留存在大量孔隙的三维表面空间。既往单独运用热酸蚀技术处理氧化锆试件的研究同样得到了纳米级的微观粗糙表面[9]。
(n=3，μm)
(n=3，μm)
注:(1)，与终烧结组比较;P<0.01;(2)，与喷砂组比较，P<0.01
3.2 喷砂加热酸蚀表面处理对氧化锆种植体骨结合的影响
微观表面显微形貌特征是影响氧化锆种植体骨结合及种植体长期效果的关键因素之一[12]。通过酸蚀、纳米颗粒涂层、电化学处理等方法获得的纳米级粗糙的表面可为细胞提供仿生环境，通过增加细胞外基质蛋白吸附、调节细胞表面信号传递而影响细胞在种植体表面的黏附与活性，促进骨结合的形成[13,14]。
Al2O3喷砂处理是目前最常用的氧化锆表面处理方法。既往文献证明110μm或120μm的Al2O3颗粒喷砂后能够得到较为适合微机械固位的表面粗糙度及表面显微形貌。但喷砂处理后的砂粒残留难以避免，喷砂残留物对骨结合的形成可能产生不良影响[15]。而酸蚀处理则可去除喷砂后表面残余物，同时改变氧化锆表面微观形貌，有利于氧化锆种植体的骨结合[16]。Saulacic[16]的一项动物实验表明，喷砂加酸蚀处理后的氧化锆种植体的表面粗糙度及骨-种植体接触率均显著高于喷砂处理及喷砂加碱蚀处理的氧化锆种植体。但不同表面处理方法尤其是喷砂加热酸蚀处理对CAD/CAM氧化锆种植体骨结合性能的影响还需进一步实验研究。
3.3 表面处理对氧化锆种植体疲劳性能的影响
Y-TZP即为氧化钇稳定的多晶四方相氧化锆，四方晶相(tetragonal zirconia,t-ZrO2)是氧化锆的亚稳定晶相，氧化钇虽有在室温下维持t-ZrO2的作用，但在温度、压力(如喷砂、打磨)[17]等外界因素影响下tZr O2仍易转变为单斜晶相(monoclinic zirconia,mZr O2)，并产生3%～4%的体积膨胀[18]。t-ZrO2到mZr O2的晶相转变即t-m相变(t-m transformation)一方面可吸收应变能，阻止微裂纹尖端的扩展从而赋予了氧化锆相变增韧的特性[19]，另一方面，m-ZnO2机械强度较低，持续进展的相变造成氧化锆的低温老化形成大量微裂纹，造成表面缺陷，可能导致其疲劳性能的下降[20]。
喷砂、酸蚀等表面处理均可诱发Y-TZP发生相变，加速Y-TZP的低温老化，从而可能对其疲劳性能产生不利影响[21]。本研究结果显示，CAD/CAM加工及表面处理后氧化锆表面形成明显凹坑、沟纹及裂隙，增加了氧化锆的表面初始缺陷，可能引起局部应力集中，成为疲劳断裂发生裂纹源而影响氧化锆的疲劳强度[22]，甚至造成氧化锆种植体的疲劳折断[23]。Iijima等[22]发现，经表面喷砂或喷砂加酸蚀处理后，氧化锆试件的疲劳强度明显下降。另一方面，也有文献表明，氧化锆喷砂处理导致的相变可增加其弯曲强度或疲劳强度[24,25]。根据既往临床研究报道，氧化锆种植体的疲劳强度仍是其主要缺陷，其临床应用仍存在风险。Roehlin等[26]的一项临床实验中，不同直径的一段式氧化锆种植体负重7年后，总体存留率仅为77.3%,11.2%的种植体因折断而失败。因此，需要进一步研究以明确表面处理对CAD/CAM氧化锆种植体疲劳强度的影响。
3.4 种植体表面轮廓对粗糙度测量的影响
本研究采用CAD/CAM氧化锆圆盘试件与氧化锆种植体2种试件进行表面处理的原因在于，对圆盘试件进行表面粗糙度测量能够消除试件本身表面轮廓的影响。参考圆盘试件的结果能够对不同表面处理方式对CAD/CAM氧化锆种植体表面显微形貌的影响进行更为全面的评价。本研究中喷砂加热酸蚀处理后的CAD/CAM氧化锆圆盘试件表面粗糙度高于喷砂表面，但差异不显著，而喷砂加热酸蚀的CAD/CAM氧化锆种植体表面粗糙度却显著高于喷砂表面。主要原因是2种试件表面形状差异大，表面粗糙度测量受到种植体本身轮廓的影响。为尽可能减小种植体轮廓对表面粗糙度测量的影响，本研究参考既往国内外文献中的测量方法[27]，选取种植体相对平整的螺纹之间的表面进行激光扫描，并选取多个20μm×20μm的微小区域进行表面粗糙度测量。因此对测量结果的真实性影响不大，且对于不同表面处理的氧化锆种植体的表面粗糙度的比较也不会造成影响。
4 结论
本研究结果表明喷砂及喷砂加热酸蚀处理后，氧化锆试件表面粗糙度均显著增加，且热酸蚀处理改变了氧化锆表面的纳米级微观结构。不同表面特征对CAD/CAM氧化锆种植体骨结合过程的影响需要进一步研究证实，并结合不同表面CAD/CAM氧化锆种植体的疲劳强度研究以探索CAD/CAM氧化锆种植体的适宜表面处理方式。
摘要：目的:研究采用不同表面处理方法对CAD/CAM氧化锆种植体表面显微形貌特征及粗糙度的影响。方法:通过CAD/CAM技术加工氧化锆圆盘与一段式氧化锆种植体(Y-TZP,WIELAND),根据表面处理方式分为终烧结表面、喷砂表面及喷砂加热酸蚀处理表面;标准对照组选用BEGO钛种植体表面。各组圆盘试件及种植体用扫描电子显微镜及Keyence 3D激光显微形貌测量显微镜进行表面显微形貌观察与测量。采用单因素方差分析比较各组统计学差异。结果:各组CAD/CAM氧化锆试件表面显微形貌观察显示,喷砂后表面出现边缘锐利的凹坑及沟槽;喷砂加热酸蚀处理后,氧化锆表面可见纳米级的微小孔隙及沟纹。氧化锆种植体粗糙度测量结果显示:终烧结组的表面粗糙度值(Ra=0.69μm)显著低于其他3组(P<0.001),喷砂组Ra值(Ra=1.30μm)显著低于喷砂加热酸蚀组(Ra=1.49μm)及BEGO钛种植体组(Ra=1.57μm)(P<0.01),而喷砂加热酸蚀组与BEGO钛种植体组则无显著差异(P=0.196)。结论:CAD/CAM氧化锆试件终烧结后喷砂或喷砂加热酸蚀处理均可获得较为理想的表面粗糙度,热酸蚀处理能够改变氧化锆表面的纳米级微观结构。
不同形貌 篇4
由Eu2+激发的BaMgAl10O17:Eu2+(BAM)是目前典型的稀土三基色中的蓝光荧光粉。由于其良好的发光效率和色纯度,已被广泛应用于荧光灯(FL)、高分辨率电视(HDTV)、等离子显示器(PDP)及场发射显示器(FED)和发光二极管(LED)等产品。目前,文献报道的BAM蓝粉的制备工艺有高温固相法[1]、溶胶-凝胶法[2]、表面扩散法[3]、燃烧法[4]、喷雾热解法[5]等,其中高温固相法是唯一的在工业化实际生产中使用的方法。采用高温固相法制备BAM荧光粉体,虽然工艺简单,但由于烧结温度一般都在1500℃以上,粉体间的团聚非常严重,使用前的粉碎过程会大幅度降低荧光粉的发光强度。因此,在制备BAM蓝粉时,选择加入合适的助熔剂是非常重要的,在促进烧结的同时,助熔剂在晶界处的富集会阻碍晶体的连续生长,从而有可能得到较小的荧光粉颗粒。另一方面,在烧结过程中,助熔剂的存在还可能有利于晶体在某一个方向的优势生长,所以不同的助熔剂作用下可以得到不同形状的荧光粉颗粒。
合适的助熔剂应具备以下物理化学性质[6]:[1]对晶体材料应具有足够强的溶解能力,这样才能起到有效的降低合成温度的作用。[2]尽可能小的黏滞性,以便得到较快的溶质扩散速度和较高的晶体生长速度。[3]最好含有与欲生长出的晶体有一种以上的相同的离子,又不含可能以置换形式进入晶格的离子。[4]合适的熔点-沸点(熔程范围),反应后容易洗涤去除,不会造成荧光粉污染。根据上述依据,本文选择了H3BO3、BaF2、AlF3和MgF2为助熔剂,利用高温固相法制备了BAM蓝粉,并分析讨论了不同助熔剂对荧光粉晶体结构、颗粒形貌及发光性能的影响。
1 实验
(1)原料和试剂:
Eu2O3(99.999%)、Al2O3、BaCO3、MgO、H3BO3、BaF2AlF3、MgF2均为分析纯。
(2) BAM蓝粉的制备:
按照Ba0.9MgAl10017:Eu2+0.1的配比准确称量所需药品和所加的摩尔分数为10%的不同种类的助熔剂。在玛瑙研钵中研磨,充分混匀后置于刚玉烧舟中,放入高温烧结炉中于1450℃恒温4h。然后将烧结后粉体研磨、酸洗和水洗、干燥。将干燥后粉末置于N2-H2气氛还原炉中于1000℃还原3h,最后再将还原后粉体研磨、酸洗和水洗,在100℃真空干燥箱内烘干即得产品。
(3) BAM蓝粉的表征:
蓝粉的晶体结构采用日本DM AX-33型转靶X射线衍射仪测定,所用阳极金属为Cu靶,X射线波长为0.15418 nm,阳极电压为15Kv。荧光粉的颗粒形貌采用日本株式公社JSM-6060型电子扫描显微镜(SEM)测定。荧光粉的激发和发射光谱采用Cary Eclipse光谱仪测定。
2 结果与讨论
2.1 各种助熔剂熔点及性质比较
2.2 不同助熔剂对BAM蓝色荧光粉晶体结构的影响
在固相反应中使用的助熔剂在高温下会形成一个微熔区,从而有利于反应原料间的充分接触,可以促进烧结,也比较有利于保持晶格的完整性。图1是在不同助熔剂作用下样品的X射线衍射图。由图1可知,用4种助熔剂制备的BAM蓝粉,其X射线衍射图和标准对比都对应的比较好,说明在相同的试验条件下,使用H3BO3、BaF2、AlF3和MgF24种助熔剂都能制备出BAM蓝色荧光粉。通过比较它们的衍射图谱发现:加入助熔剂的4种蓝粉和未加助熔剂的样品相比,杂峰少,衍射峰强度高,其中H3BO3的强度又稍高于三种氟化物。其原因是由于H3BO3的熔点为171℃远低于其他三种氟化物,所以在反应升温过程中H3BO3比三种氟化物更早的熔融为液态。H3BO3熔融后形成的液相膜包覆在前驱体固体颗粒表面上,液相的存在本身就有利于固体颗粒之间物质的相互扩散,而且由于液态表面张力的作用,促进颗粒之间的相互靠近,因而进一步加强了颗粒之间的扩散,促进了BAM相的生成。对于不同种类的助熔剂,由于其性质的差异,在物相形成过程中的作用方式和作用机理也各不相同.对于使用氟化物A1F3、BaF2和MgF2为助熔剂的样品,一般认为在1 000℃首先生成BaMgF中间相,在高温下再进一步反应生成BAM。从实验结果可以看出,在高温固相反应中选择适当的助熔剂,更有利于BAM的生成。
2.3 不同助熔剂对BAM蓝色荧光粉颗粒形貌的影响
在高温固相反应中加入助熔剂,不但可以降低反应温度,有利于反应物的生成,同时也可以使颗粒形貌变得规则,粒径分布变窄。但是不同助熔剂对晶体在某一个方向的优势生长的作用是不同的,因此在不同的助熔剂作用下得到的荧光粉的颗粒形状和尺寸也不一样[7]。图2为使用不同助熔剂制备的BAM的SEM照片。从图2中可看出,未加助熔剂的样品,颗粒大小不均匀,形状不规则。相比之下,加人助熔剂样品的颗粒形貌有了不同程度的改善,颗粒大小趋于均匀,颗粒形状也趋于规则。以MgF2和AlF3为助熔剂的样品颗粒接近于六角片状,以MgF2为助熔剂的样品颗粒粒径约为5.0μm,颗粒表面比较光滑,以AlF3为助熔剂的样品颗粒粒径约为3.0μm,颗粒尺寸更为均匀。而以H3BO3和BaF2为助熔剂的样品基本上接近球形,以H3BO3为助熔剂的颗粒粒径大约为5μm,以BaF2为助熔剂的样品粒径约为2-3μm。这说明助熔剂对BAM颗粒形貌有较大程度的影响,使用不同类型的助熔剂,生成的BAM形貌是完全不同的。采用合适的助熔剂,在促进荧光粉烧结的同时,助熔剂在晶界处的富集会阻碍晶体的连续生长,从而有可能得到较小的样品颗粒。另一方面,在烧结过程中,助熔剂的存在还可能有利于晶体在某一个方向的优势生长,因此在不同的助熔剂作用下可以得到不同形状的荧光粉颗粒。
2.4 不同助熔剂对BAM蓝色荧光粉发光性能的影响
在发光材料形成的过程中,助熔剂是起着帮助熔化和溶媒作用的物质,它可以使激活剂更容易进入基质,并促进形成微小的晶体,使激活剂离子均匀地分布到基质中,可以提高荧光粉的发光效率[8]。图3和图4分别为用4种助熔剂制备的BAM的激发光谱和发射光谱图。由图3可看出,虽然使用了不同的助熔剂,但样品的激发光谱却整体上呈现出相似的规律,都在大约254nm和325nm处分别出现了两个宽带,这是由于Eu2+的d轨道晶体场分裂所致[9,10]。稍有不同的是,使用不同助熔剂的样品的激发光谱强度在两个区域各不相同:以AlF3为助熔剂的样品的发光强度最高,以为BaF2助熔剂的样品的发光强度次之,以H3BO3为助熔剂的样品的发光强度处于BaF2和MgF2之间,未加助熔剂的样品的发光强度最低。图4是在254nm的紫外可见光激发下,使用不同助熔剂的BAM的发射光谱.同激发光谱一样,这些发射光谱强度整体上也都具有相似的规律,在450nm附近出现了一个宽带射,对应于Eu2+的发射光谱。同时,将使用不同助熔剂样品的发射光谱进行对比,发现以BaF2为助熔剂的样品的发光强度最高,其他使用助熔剂的样品的发光强度由强到弱依次为AlF3、H3BO3、MgF2,未加助熔剂样品的发光强度则最低。
3 结论
用高温固相法制备蓝色荧光粉BAM时,添加不同的助熔剂对荧光粉的结晶成核、颗粒形貌以及发光性能的影响是不同的。通过研究H3BO3、BaF2、AlF3和MgF2 4种物质做助熔剂制备的BAM蓝粉的晶体结构、颗粒形貌和发光性能发现:
(1)使用助熔剂对BAM的生成有一定的影响。添加助熔剂比未加助熔剂更有利于BAM物相的生成。其中以H3BO3为助熔剂的样品晶相纯度稍高于以氟化物为助熔剂的样品。
(2)助熔剂对BAM的颗粒形貌有一定的影响。采用不同的助熔剂可以形成不同形状的BAM粉体颗粒。以MgF2和AlF3为助熔剂的样品颗粒接近于六角片状,而以H3BO3和BaF2为助熔剂的样品基本上接近球形。
(3)助熔剂对BAM发光性能有一定的影响。在254nm的紫外可见光激发下,不同种类助熔剂样品的发射光谱强度由强到弱依次为BaF2、AlF3、H3BO3、MgF2和未加助熔剂的样品。
摘要：对采用先烧结再还原的高温同相法制备了BaMgAl10O17:Eu2+(BAM)蓝色荧光粉,研究了H3BO3、BaF2、AlF3和MgF2 4种助熔剂对BAM蓝色荧光粉的物相纯度、粉体颗粒形貌和发光性能的影响。结果表明:添加了助熔剂的样品比未加助熔剂的样品更有利于BAM的生成,其中H3BO3比BaF2、AlF3、MgF2效果稍强;采用适当的助熔剂可以得到不同形状的荧光粉颗粒;在254nm的紫外线激发下,使用不同种类助熔剂样品的发射光谱强度由强到弱依次为BaF2、AlF3、H3BO3、MgF2未加助熔剂的样品。
关键词：BaMgAl10O17,Eu2+,助熔剂,晶体结构,颗粒形貌,发光性能
参考文献
[1]Tanno Hiroaki,ZHANG Shuxiu,et al.The Role of Oxygen Vacancy in the Energy Transfer Processes of BaMgAl_(10)O_(17):Eu~(2+)Phosphor[J].Chinese Journal Of Electron Devices,200831:180-183
[2]Seoung-SooLee,Hee Jin Kim,So ng-Ho Byeon,eta1. Thermal-shock-assisted solid-state process for the production of BaMgAl_(10)O_(17):Eu phosphor[J].J Luminescence,2005,44:4300-4305
[3]张世英,李德意,魏坤.溶—凝胶法制备BaMgAl_(10)O_(17): Eu荧光粉的研究[J].中国陶瓷工业,2003,10:36-3 9
[4]陈哲,严有为.PDP用纳米BaM gAl_(10)O_(17):Eu荧光粉的燃烧合成及发光性能[J].物理化学学报, 2006,22(8):1030-1033.
[5]Kyeong Youl,Dong Youl Lee,Yun Chan Kang Hee, etalImproved photoluminescence of BaMgAl_(10)O_(17) blue phosphorby spary pyrolysis[K].J Luminescence,2003,105:127-134
[6]D.T.Palumbo,J.j.Brown.Electronic states of Mn2+ activated phosphors[J].Journal of Electrochemistry society, 1970,117:1184-1188
[7]王晓娟,辛红,吴俊芳.助熔剂对B aM:Eu~(2+)蓝色荧光粉形貌和发光强度的影响[J].西安工程科技学院学报,2007,21(4):503-506.
[8]王飞,张金朝,宋鹂.助熔剂法合成Gd2O2S:Tb荧光粉[J].华东理工大学学报(自然科学版),200632(8):943-947
[9]ZHANG J unying,ZHANG Zhongtai,TANG Zilong, etal.Synthesis and characterization of BaMgAl_(10)O_(17) l:Eu~(2+) phosphor derived by sol-gel processing[J].Powder Technology,2002,126(2):161-165.
阻燃用特殊形貌氢氧化镁 篇5
目前实际应用的阻燃剂品种繁多, 主要有卤系、有机磷系、磷-氮系、有机硅系及无机类的铝系、镁系、硼系、锑系、钼系、锡系等。其中, 卤系 (重点是溴系) 阻燃剂是目前世界上产量和用量最大的有机阻燃剂。但使用有机阻燃剂的合成材料, 在大火中散发出有毒气体和浓烟, 使火场能见度低, 给消防和救护造成严重困难, 甚至使人、畜中毒死亡。又由于有机阻燃剂价格较贵, 也使它的应用受到限制。特别是在欧洲, 由于受到环境保护组织的压力, 有机卤阻燃剂正以3%的速度逐年递减。因此开发研制高效、抑烟、低毒的无机阻燃剂将愈来愈受到用户的青睐。
氢氧化镁是目前正在推广的无公害无机阻燃剂, 其在生产、使用和废弃过程中均无有害物质排放, 不影响树脂电气绝缘性, 而且还能中和燃烧过程中产生的酸性与腐蚀性气体, 是一种环保型绿色阻燃剂。氢氧化镁热分解温度高达340℃左右, 比目前常用的无机阻燃剂氢氧化铝高出近140℃, 可以使添加氢氧化镁的合成材料承受更高的加工温度, 利于加快挤塑速度, 缩短模塑时间, 同时亦有助于提高阻燃效率, 并且氢氧化镁阻燃剂与聚合物的其他传统添加剂如着色剂、抗氧剂、紫外吸收剂、增强剂、润滑剂等具有兼容性, 因此氢氧化镁可广泛用于聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、高抗冲聚苯乙烯和ABS等领域, 用作塑料和各种修饰材料的阻燃剂, 又因其具有特效的消烟、灭弧、抗静电作用, 氢氧化镁还可用于电缆、家电等的制备材料中。另外氢氧化镁粒径细, 对设备磨损小, 利于延长加工设备使用寿命, 同时原料易得, 生产成本低。
我国近年来合成高分子材料发展迅速, 按照发达国家经验估计, 塑料阻燃剂年用量将达到75万吨以上, 若其中无机阻燃剂占50%, 而氢氧化镁阻燃剂占无机阻燃剂30%左右, 则每年需要氢氧化镁阻燃剂就达11万吨多, 可见我国氢氧化镁发展潜力巨大。
我国化工建材的快速发展对阻燃剂的要求特别是对无毒、抑烟型阻燃剂的需求将更为迫切。结合我国不同的资源条件和市场需求, 发展氢氧化镁阻燃剂以及开发复合型氢氧化镁阻燃剂新技术已是当务之急。
技术特点与成熟程度
一般的氢氧化镁沉淀是无定形颗粒、比表面积大, 因而晶粒间有很强的凝聚成团性, 在制备过程中难以过滤, 并使其在高分子材料中分散性很差, 难以与有机树脂相亲和, 这就使得普通氢氧化镁作为阻燃剂填充到塑料中时, 对材料的物理机械性能影响很大, 而且加到高分子材料中后由于相容性差使整个高分子混合物的加工性能恶化。因而作为阻燃剂的氢氧化镁根据用途不同必须是晶化良好、片状结晶或长径比大于20的纤维状晶须。氢氧化镁阻燃剂生产中主要有两大难题需要解决:形貌控制和过滤性能。
针对以上问题, 我们课题组进行了大量的调研, 在反复进行理论分析和实验验证的基础上, 选定了以晒盐苦卤为原料, 氢氧化钠为中和剂, 辅以晶习改变剂经水热处理制备氢氧化镁的工艺路线, 成功制备出了具有特殊形貌 (规则六方片状) 、粒径均匀、结晶良好的氢氧化镁。
本工艺具有以下技术特点:
(1) 选择合适的晶习改变剂, 有效地控制了氢氧化镁晶体的生长。
(2) 采用高压水热合成技术, 制备出规则六方片状氢氧化镁产品。
(3) 改善了氢氧化镁的过滤性能, 提高了产品的转化率, 可实现循环生产。
(4) 形成的生产工艺流程短, 条件易于控制, 产品稳定, 生产过程无三废, 同时解决了晒盐苦卤的排放问题。
我们研制的片状氢氧化镁为平均粒径1.0μm左右的六方片状, 宽厚比大于10, 粒度均匀, 比表面积小于14m2/g, 并且生产成本低, 工艺简单, 其技术水平达到了国外同期产品先进水平。
合作方式
技术转让。
单位:山东大学科技开发部
地址:山东济南山大南路27号
邮编:250100
表面形貌测量数据处理算法研究 篇6
关键词：表面形貌测量,白光谱线扫描干涉法,GPU,CUDA
0 引言
随着机械加工精度的不断提高,与表面形貌有关的应用也越来越广泛,表面形貌测量技术在精密加工行业和各类研究领域中的地位显得愈发重要。白光谱线扫描干涉法是表面形貌检测的有效方法,适合于大范围、高精度的测量,但由于图像数据量大,数据处理时间过长,限制了在实时测量中的应用。如何加速数据处理的过程,缩短数据处理时间,提升系统整体的实时性已成为关键问题。
图形处理器GPU可以在较低的成本下,以较快的速度完成科学计算中的并行处理问题,并具有十分明显的加速效果,近年来图形处理器已在诸如光学测量[1]、物理模拟[2,3,4]、科学计算[5,6]、图像处理[7,8,9,10]等领域得到成功应用。
本文介绍一种利用GPU进行数据处理的实时表面形貌测量方法,利用NVIDIA Geforce GTS250图形卡(16个流多处理器,1100MHz)进行数据处理,对比分析了CPU运行下的串行处理算法的运行时间和精度,实验表明基于GPU的数据处理可以得到很好的效果。
1 系统结构
所搭建的表面形貌测量系统主要由白光谱线扫描干涉模块、声光滤光器控制模块、图像采集模块和数据处理模块组成。其系统结构如图1所示。白光源经过透镜发出平行光,经过滤光装置后成为波长呈线性变化的单色光。这束单色光进入类似迈克尔逊干涉仪的系统之中,经过分光镜BS后分为两束,一束打在参考反射镜上,另一束打在被测工件的表面。两束光反射后,重新在分光镜BS处汇聚并产生干涉条纹。干涉图像由CCD采集并存放到计算机中进行处理。
干涉图像上单个像素点的灰度值表征了某一波长下该点发生干涉时其干涉条纹的光强信息。由CCD上某像素点(x,y)探测到的光强可表示为
φ(x,y,σ)=σ h(x,y) (2)
式中,I1(σ)、I2(σ)分别为由被测工件与参考反射镜反射回来的光线光强;σ为波数;φ(x,y,σ)为干涉信号的相位;h(x,y)为该点处两束反射光的绝对光程差。
由波数改变而引起的相位改变为
Δφ(x,y,Δ σ)=Δ σ h(x,y) (3)
可得点(x,y)的绝对光程差h(x,y)为
h(x,y)=Δ φ(x,y,Δ σ)/Δ σ (4)
滤光装置可以使得波数呈线性变化,同时CCD的采集过程也是线性的,因此通过求取波数变化Δσ时的相位变化Δφ(x,y,k),就能求得该点的绝对光程差。通过分析整张干涉图像上所有像素点的相位变化得到绝对光程差,以此能描绘出该被测区域表面的形貌特征,以进行下一步的分析和评定,由此可见精确的相位是获得绝对光程差的关键。
本文采用快速傅里叶变换法[11,12]来对光强分布函数进行分析,此时式(1)可改写为
a(σ)和b(σ)相对于光程差h(x,y)来说是缓变元,其频率远低于后者,故可以在频域上对低频部分进行滤波,将a(σ)滤去。对式(5)做傅里叶变换:
I(f)=A(f)+B(f-h(x,y))+B(f+h(x,y)) (6)
将a(σ)过滤之后做反傅里叶变换,并通过对数运算分离相位信息:
式(7)中的虚数部分即为每个波数所对应的相位值。此时的相位值是以2π为周期分布的,并不能直接应用,需要先进行相位的展开运算,通过展开的相位值可以求解该点的绝对光程差。
2 基于GPU的数据处理算法
鉴于上述算法在处理干涉图像时,是对干涉图上的各像素点光强进行分析,而每个像素点之间的处理是相互独立的,故可以采用并行处理的方式对这一过程进行加速。
2.1 统一计算设备架构CUDA[12]
在CUDA架构中,CPU作为主机执行一些复杂的逻辑处理和事务处理,同时作为协处理器的设备端GPU负责执行高度线程化的并行处理任务。CUDA程序就是由主机端的串行执行部分加上设备端并行执行的一系列内核函数组成的。内核函数通过一个线程网格(Grid)来执行。执行内核函数的线程网格包含着两层并行的结构,即线程块(Block)和线程(Thread),线程块之间以及每个线程块中的所有线程之间都是相互独立并可以并行执行程序的。本文的并行处理算法就是通过构建一系列内核函数实现的。
2.2 基于CUDA的GPU并行算法的设计
傅里叶变换分析法的GPU并行实现流程如图2所示。首先,在内存中完成初始化;其次,拷贝到显存运用FFT-IFFT方法滤除多余的光强信号并提取光强分布函数的相位信息;最后,通过求解相位跳变并展开干涉信号相位求取绝对光程差。
(1)对光强分布函数进行快速傅里叶变换。
首先将原始干涉信号进行快速傅里叶变换。
(2)带通滤波。
设计内核函数进行带通滤波将式(5)中的变元a(σ)过滤掉。过滤前后的频率分布如图3所示。
(3)傅里叶反变换。
滤去a(σ)之后,利用CUDA做傅里叶反变换,将信号从频域转换到时域上,此时存在归一化问题,即傅里叶反变换后的值应除以上步FFT的点数才是其真实值。
(4)求取相位信息。
将过滤a(σ)后的信号做对数运算,得到结果的虚数部分即为相位值。这一过程对于每一个波数σ都是独立的,故可以选择大尺度的线程块维度。
(5)求取相位跳变。
由FFT-IFFT法求得的相位呈周期性分布,需对其进行相位展开。在展开之前先求取其相位跳变,分析其相位分布情况。
(6)相位展开。
相位展开原理如图4所示。其表达形式为
φa(z,σ)=φ(z,σ)+2kπ (8)
式中,k为相位周期数。
(7)求取绝对光程差。
展开相位后,得到每个波数所对应的相位值,由最小二乘法拟合出相位分布,根据式(4)求取该像素点对应工件表面的绝对光程差。
3 实验结果分析
3.1 结果比较
基于GPU的相位计算并行处理算法与CPU运行下的CPU串行处理算法进行实验比较。
图5a、图5b所示为150像素×150像素区域CPU和GPU的运算结果;图5c为该块绝对光程差数据的相对误差,其定义为:相对误差=(GPU结果-CPU结果)/CPU结果。
图5c表明,CPU和GPU运算结果相对误差最大仅为1.5×10-6,可以忽略不计。
3.2 加速对比
设计开发了基于GPU的相位计算并行处理算法,并与CPU运行下的CPU串行处理算法的运行时间进行实验比较,见表1。为对比不同数据量下的两种算法的运算效率,分别对多个不同大小范围的图像区域进行处理。处理分为相位求取阶段和相位展开求光程差阶段。
由表1可以得出:GPU加速比随着数据处理数量的增多而增大。在数据量小的情况下内存和显存之间数据搬运的时间没有被GPU运算时间掩盖,使用CUDA进行小计算量的运算是不划算的,只有当并行计算在整个应用中所占的比例较大时,其加速性能才能很好地得到体现。
相位展开阶段的加速比大于相位求取阶段的加速比,这是由于相位展开阶段全部采用速度极快的共享存储器进行并行运算,并且在这个过程中并行算法避免了程序出现共享存储器区冲突问题。
4 结束语
本文基于CUDA提出了表面形貌测量的数据处理算法,经实验表明运算速度比传统的算法大幅提高,其运算精度也可以得到保证。基于GPU的数据处理算法对表面形貌实时测量有重要意义。
参考文献
[1] Zhang S.GPU-assisted High-resolution,Real-time 3-D Shape Measurement[J].Optics Express,2006,14(20):9120-9130.
[2]Hu L,Xuan L,Li D,et al.Real-time Liquid-crys-tal Atmosphere Turbulence Simulator with GraphicProcessing Unit[J].Optics Express,2009,17(9):7259-7269.
[3] Ren N,Liang J,Qu X,et al.GPU-based Monte Carlo Simulation for Light Propagation in Complex Heterogeneous Tissues[J].Optics Express,2010,18(7):6811-6824.
[4]Fang Q,Boas D A.Monte Carlo Simulation of Pho-ton Migration in 3D Turbid Media Accelerated byGraphics Processing Units[J].Optics Express,2009,17(22):20178-20192.
[5]Kang H,YamaguchiT,Yoshikawa H,et al.Acceler-ation Method of Computing A Compensated Phase-added Stereogram on A Graphic Processing Unit[J].Applied Optics,2008,47(31):5784-5790.
[6]Bin H,Tarek T.Acceleration of Spiking Neural Net-work Based Pattern Recognition on NVIDIA Graph-ics Processors[J].Applied Optics,2010,49(10):B83-B91.
[7]Pan Y,Xu X,Solanki S,et al.Fast CGH Compu-tation Using S-LUT on GPU[J].Optics Express,2009,17(21):18543-18556.
[8]Kang H,Yaras F,Onural L.Graphics Processing U-nit Accelerated Computation of Digital Holograms[J].Appled Optics,2009,48(34):H137-H144.
[9]Vinegoni C,Fexon L,Feruglio P F,et al.HighThroughput Transmission Optical Projection Tomo-graphy Using Low Cost Graphics Processing Unit[J].Optics Express,2009,17(25):22320-22333.
[10] Shimobaba T,Sato Y,Miura J,et al.Real-time Digital Holographic Microscopy Using the Graphic Processing Unit[J].Optics Express,2008,16(16):11776-11782.
[11]Sandoz P,Tribillon G,Perrin H.High-resolutionProfilometry by Using Phase Calculation Algo-rithms for Spectroscopic Analysis of White-lightInterferograms[J].Journal of Modern Optics,1996,43(4):701-708.
结晶控制技术对晶体形貌的影响 篇7
晶形控制技术包括溶剂的选择、温度、过饱和度、搅拌强度、加晶种的时机以及溶液pH值等。
1 溶剂的选择及用量
溶剂是制备结晶的关键所在,应该满足以下的几个条件:(1)不能与被提纯物质起化学反应;(2)有较高的温度系数。在较高温度下能溶解多量被提纯物质,而在室温或更低温度下只能溶解少量;(3)对杂质的溶解度非常大(留于母液内除去)或非常小(热过滤时除去);(4)沸点不宜太低,也不宜过高。
溶剂沸点过低时制成溶液和冷却结晶两步操作温差小,团体物溶解度改变不大,影响收率,而且低沸点溶剂操作也不方便。溶剂沸点过高,附着于晶体表面的溶剂不易除去。
溶剂的沸点最好比被结晶化合物的熔点低50 ℃,否则易产生溶质液化分层现象。(1)选择与有机化合物的溶解度参数值相近的溶剂作为重结晶溶剂[3]。按照Tanaka等人的研究结果[4],晶体生长所选择的溶剂,若极性与溶质相近且能与溶质形成理想溶液时,则有可能从溶液中培养出结晶形态较好的块状单晶;反之,若所选用的溶剂对溶质的溶解度较小,并且极性相差较大,则培养出的晶体形态就较差。(2)含有羟基、氨基而且熔点不太高的物质尽量不要选择含氧溶剂,含有氧、氮的物质尽量不选择醇做溶剂,因为溶质与溶剂形成分子间氢键后很难析出。(3)根据结晶的回收率、操作的难易、溶剂的毒性大小及是否易燃、价格高低等择优选用。(4)溶剂黏度要小,容易成核,有利于晶体成长。(5)利用不同混合溶剂培养复合物单晶。
对于较难结晶的化合物,例如油状物、胶状物等有时采用混合溶剂的方法。混合溶剂一般是由两种可以以任何比例互溶的溶剂组成,一般采用极性溶剂与非极性溶剂搭配原则。
采用溶剂挥发法时,必须遵循低沸点溶剂较易溶解,高沸点的溶剂较难溶解的原则。采用液相扩散法时,固体在难挥发的溶剂中溶解度较大或者很大,在易挥发溶剂中不溶或难溶。需严格控制两种溶剂的比例,良溶剂与不良溶剂的比例最好为1:2~1:4。
例如,在甲苯溶剂中利用尿素对混酚中的间甲酚进行选择性分离的方法,通过使用一定配比的乙醇和四氢吠喃作混合溶剂,培养出尿素和间甲酚的复合物单晶,解决了化工经典的分离难题间甲酚和对甲酚异构体的分离。[5]
实施混合溶剂可以采用以下二种方法:
(1)选取一种可以溶解你的目标化合物的溶剂,制成饱和溶液。
寻找另一种溶剂,使目标化合物在其中不溶解(或仅微量溶解),而且这种溶剂能够和前一种溶剂混溶,并具有较低的密度。 将第二种溶剂小心地铺在小瓶中饱和溶液的上面。在两相界面上可看到一些混浊物。晶体将会沿着这个界面生长。
(2)将盛有饱和溶液的小瓶放置在另外一个较大的瓶中。
在外面的大瓶中加入不溶或微溶溶剂,并且盖紧盖子。第二种溶剂将会慢慢地扩散到饱和溶液中,晶体就会出现了!为了进一步减慢这个过程,可将这个扩散装置放在冰箱中。
溶剂用量应同时考虑两个因素。溶剂少则收率高,但可能给热过滤带来麻烦,并可能造成更大的损失;溶剂多,显然会影响回收率,故两者应综合考虑。一般可比需要量多加20%左右的溶剂。
2 过饱和度选择
溶液的饱和度大小不仅是结晶的驱动力, 它对晶体生长速度、质量和晶体外形都有很大影响[6]。
结晶过程即形成过饱和溶液、析出结晶、生长成晶体的过程。
晶体生长过程中的界面是否稳定,直接关系到晶体的生长形态[7,8]。
有机晶体生长单元靠分子间力结合,结晶过程中,分子要有足够的自由度和运动性以排入晶格,故在溶液生长单晶过程中,必须控制较大的溶液过饱和度才能使晶体正常生长。过饱和度增加,晶体生长速率和成核速率均增加,但成核速率远大于生长速率,因此加剧了溶液的自发成核倾向,降低了溶液的稳定性。溶液的稳定性降低了,系统极易出现杂晶,从而导致形状不规则的晶体。
过饱和度越小,生长速率越慢,晶面发展越充分,越有利于形成粒径较大、结晶较为完整、分散性较好的产物。同时较小的过饱和度进行缓慢结晶,由于晶核生成率小,因而所铗母液较少,使晶体品质优异。
3 自然结晶或搅拌结晶
搅拌也是一个影响因素,它对结晶的晶型,结晶的快慢都有影响。过滤得到的滤液冷却后,晶体就会析出。用冷水或冰水迅速冷却并剧烈搅动溶液时,可得到颗粒很小的晶体,将热溶液在空温条件下静置使之缓缓冷却,则可得到均匀而较大的晶体。
当溶液达到饱和后,搅拌转速增大可使介稳区变窄,相对过饱和增大,成核速率大于晶体生长速率,有利于制备小颗粒产品。同时搅拌速率的增加使得颗粒与颗粒之间、颗粒与搅拌桨之间以及颗粒与结晶容器壁之间的碰撞几率有所增加,较易造成接触式二次成核现象的发生,可将已规则排列的分子打散,从而形成更加细小的晶体颗粒。此外转速的增加提高了反应溶液之间的混合强度及流体剪切力的大小, 破坏结晶生长的环境,使结晶生长受阻。这些因素的共同作用,晶体平均粒径呈现明显的下降趋势[9]。
相反,结晶时缓慢冷却,并轻微搅动或不搅动, 过饱和溶液会形成较宽的介稳区,结晶诱导时间显著延长,能形成颗粒均匀较大的晶体。
4 结晶温度
温度是改变晶体生长各个过程的激化能。温度的变化导致晶体各个晶面相对生长速率,从而改变晶体的生长外形。
当溶液过饱和度一定,结晶温度低时,一般得到细小晶体;温度高时得到较粗晶体。
结晶介质温度升高,使固液两相之间的界面张力σ降低,扩散系数D 增大,可以降低晶核生成速度并提高晶体成长速率,因而有利于获得大的晶体。此外,温度升高,溶质的溶解度增大,可以改变难溶电解质的多相离子平衡,使平衡向溶解的方向移动,同样有利于获得大的结晶。当微小晶体与较大晶体同时存在于溶液中时,如果溶液对较大晶体是饱和的,对小晶体则未饱和,于是小晶体先溶解,然后在大晶体表面上重新析出,促进晶体长大。晶体比表面积变小,使附着在晶体表面的杂质减少,因而,在制备工艺允许的情况下,适当提高反应温度,有利于获得较大而均匀的晶体[10]。
5 加晶种的时机
晶种的加入时机在结晶过程中也是一个非常重要的操作条件。晶种加得过早,晶种溶解或产生的晶型一般较细;加的晚,则溶液里可能已经产生了晶核,造成结晶可能包裹杂质。
通常情况下,选择在介稳区内加入晶种。对于生长速率慢的结晶物系,加入晶种后养晶一段时间是必要的,一方面养晶可以使晶种在结晶液中充分分散,晶种表面的小晶体不断被冲刷进入结晶体系中成为新的晶核,为生长提供更多的表面积,另一方面养晶可以使晶种或新晶核不断长大,充分消耗体系的过饱和度[11]。
6 溶液pH的影响
溶液中氢离子浓度对晶体生长的影响是较为明显,她主要通过影响溶质溶解度,改变杂质活性和晶面的吸附等间接或直接影响晶体的成长,引起晶习的改变,从而造成晶体形态的改变[12,13]。磷脂单层下甘氨酸结晶,当溶液的pH值为酸性,晶体呈平板状;而当溶液呈碱性时,晶体呈棱锥状[14]。
7 结 论
【不同形貌】推荐阅读：
三维形貌08-21
三维形貌恢复05-10
断面微观形貌05-13
退火温度对薄膜的微结构和形貌的影响论文05-27
不同年龄的不同选择09-12
词组相似冠词不同意义不同05-16
不同的日子：写给makeadifference创不同的日子06-27
财经专业毕业生：不同学校就业率不同07-18
不同年限07-14