磷酸二氢钾（KDP）晶体的生长

发信人: vivian123 版面: 人文学术浏览: 44489 回复: 0

1 楼 vivian123 发表于: 2016/5/24 10:10:14 编辑

上周美帝的军舰在我国南海水域挑衅式航行，侵害了我们国家的主权，严重损害了我们国家的颜面。众位热血青年无不义愤填膺，大喊“犯我国威者，虽远必诛”，恨不能把老美吃了。当然，也有叫嚣要撞沉老美的军舰，要向美帝开战。先不说能不能撞到老美的军舰，即便撞到了，人家也未必会沉，损失更大的可能是我们自己的船只。那些说开战的，就更是上头了，老美的军事实力那是碾压式的，我们是没办法抗衡的。美帝除了经济实力雄厚，更重要的是其技术水平的碾压，说是望其项背，事实上在追赶时根本看不到人家。这就是科技的力量啊，所以人家俄国人经济一般，但是对待美国远没有咱们委曲求全。看来科技是个好东西啊，说到这里，我们回归正题，上次文章说到KDP晶体的种种的好，各种逆天特性，那它的生长就是属于技术领域。
那不就是一种盐的晶体生长吗？又有什么难度。自从KDP晶体降生于非线性光学材料领域，人们就对它的结晶生长进行了苦心孤诣的研究，至今已有八十多年的历史了，但是对于KDP晶体结构的研究至今仍在不断进行。晶体生长是一个非常复杂的过程，需要了解晶体的内部、表面及界面层结构等，进而探索晶须生长的过程，最后去控制它的生长，使它能够按照我们的意愿生长。与控制活的事物不同，你的奖惩与激励是没有用的。你必须完全深入的理解它，然后按照它的方式改变它，才能得到自己想要的。

既然是晶体的生长，我们先要了解一下什么叫结晶，简单来说就是物质以晶体状态从溶液中析出的过程。而物质要想从溶液中出来，也不太容易，一般来说需要两个条件，第一要产生微小的晶粒作为结晶的核心，就像是一个支点，然后以这个支点为中心，再慢慢长大，成为宏观的晶体。第二个条件无论是要晶核能够产生或是要使晶核能够长大，都必须有一个推动力，这个推动力是一种浓度差，称为溶液的过饱和度。简单解释一下，就如同一杯水，你一直加盐直到它无法再溶解，此时此刻的水对于盐来说，就是饱和状态或者过饱和状态。有了这两个条件只是能够生成晶体的前提，而它能不能长好，还有更多更复杂的因素需要考虑。
首先，生长KDP晶体的溶液微观结构就十分复杂，加之在生长过程中会出现浓度与温度的涨落，便会在局部产生大量晶核（其它的支点），它们一般小于临界尺寸（不会成为生长支点），并有可能直接长到晶体上，从而破坏晶体完整性，形成镶嵌结构，进而引起光散射，晶体的光学性能就大打折扣了。同时溶液中还有可能存在一些微生物，它们也会附着在晶体生长面上，阻碍晶体的稳定生长。除此之外，在原子层面影响结晶的因素也比较多，固液界面原子结构将影响晶体生长的各种参数，如表面稳定性、生长速度、杂质结合、分子向晶体表面的结合等。要想明确晶体生长过程中在界面处所发生的过程，必须搞清界面原子结构。以上问题都需要解决，不然，你生长出来的晶体根本无法用在非线性光学领域。

所以在磷酸二氢钾的生产中，结晶是至关重要的一步。那么在结晶时需要营造一个介稳平衡区域，而且介稳（处于结晶与溶解之间的一种状态）区宽度对工业结晶过程也很重要，因为要获得粗大均匀的晶体，就要避免自发成核，使溶质尽可能在晶种上生长，这需要结晶过程在介稳区内进行。为取得理想的粒度及其分布，从而控制晶体产品的质量，防止操作上进入不稳区，就需要能控制好结晶介稳区宽度。
好了，现在十三五规划已经出台，国家开始布局新的经济增长点，以解决传统行业存在的严重产能过剩问题，尾大不掉的经济结构已然无法满足快速持续的增长。那么作为第一生产力的科学技术，自然是投入的重点。我们作为普通民众，了解一下技术方面的知识，也可以扩大自己一定的见识，最不济也可以作为某些场合的谈资。