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1、第null null卷 第null期null null null 年null月人 工 晶 体 学 报nullnullnull null null null null null null null null null null null null null nullnull ! null null nullnullnull null nullnull nullnull , null null null nullnullnull nullnull null nullnull , nullnull null nullnull null null null晶体的热锻研究黄存新 李 薇 张红武 李瑞龙
2、刘德铭 郑祖斌null人工晶体研究所, 北京 null null null null null null null提要 null本文首次对null nullnull晶体进行了热锻的研究, 通过光学显微镜观察了 null泊nullnull 晶体在不同温度下热锻的微观结构。分析了热锻温度对null null null晶体的应力一应变曲线的影响。测试了null nullnull晶体在不同气氛条件下热锻后的红外和紫外透过率曲线。讨论了热锻null nullnull晶体雾状区域形成机理null 对热锻null nullnull晶体其它性能测试表明, 热锻null nullnull晶体的抗压强度、硬度和抗
3、热冲击性能均优于单晶。关键词null 热锻null 氟化钡晶体null 透过率null 应力null 应变null null nullnullnull null沙null null nullnull null nullnullnullnull罗nullnullnull null null null null nullnullnull nullnullnullnullnullnull null月恤侧夕凸切null乞泥 几 null认 null版null null null咖尹川 石 月滋必爪null null勿 及溯咖夕 寿以夕五功认nullnull null null nullnull nul
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11、pe riorto thatofsingle erysta l.Key w or ds :hotforging;比rium fluorideerystal;transmision;stres ;strain1 引 言60年代初, R . B . Da y 和R.J.stok es 研究了Mgo单晶的高温塑性形变, 观察到M go 单晶在高温强烈形变后产生了晶体应变感生再结晶现象, 实现了脆性材料Mgo单晶在高温下向弹性材料的转变。这一现象表明, 一些离子晶体也可以象金属那样在高温下进行热锻。 70年代初, 为满足高功率激光窗口以及大尺寸光学窗口材料的需要, H . K . Bow en、R o
12、 gerlz一,等对Kcl 、 ca F Z晶体进行了热锻研究。随后, 为适应核物理、核医学和高能物理等方面对闪烁晶本文1993年4月9日收到 。 国家“七五”科技攻关资助项目。第1期 黄存新等:E匕F Z晶体的热锻研究体一5的要求, 成功地用热锻技术克服了用单晶生长的方法难以得到大尺寸及异形晶体的困难。 80 年代初, M 功val “一了等人发现了Ba FZ晶体具有优异的闪烁性能, 从而引起人们对Ba FZ晶体的广泛兴趣。为了得到大尺寸、异形Ba FZ晶体, 本文作者根据Ba FZ晶体的结构特点,用热锻技术对Ba FZ晶体进行了研究。综合分析了热锻Ba FZ晶体的应力一应变曲线, 观察了热
13、锻Ba FZ晶体的显微结构。结果表明,热锻技术是制备大尺寸Ba FZ晶体的有效手段。2 实 验生长Ba FZ晶体的初始原料是分析纯氟化钡试剂(98 % ), 晶体是对Bridgman 一st oc kb ar ger方法生长的,将生长的Ba FZ单晶磨平和抛光, 保证晶体上下端面平行, 清除晶体有缺陷的部分(如气泡 、裂纹等)。热锻模具由两个平模和一个导向模组成, 材质为高强度、高致密的高纯石墨, Ba F Z晶坯置于上下平模之间, 为减小锻压过程中晶体端面与模具间的摩擦力, 在平模与晶坯端面之间加有润滑材料。为避免Ba FZ晶体在高温下水解失透, 热锻Ba FZ晶体是在高真空或保护性气氛条件
14、下进行的。热锻炉置于1x 10啊材料试验机的上下压板之间, 热锻炉采用高温电阻丝作为发热体, 炉壁通水冷却, 炉壁与发热体之间填充高铝保温棉。试验中采用热锻温度800 1100oC , 锻压比40一80% , 锻压速率4x 10一2/ m in 。用必112 x 68m m 晶坯以65 % 锻压比, 在1050的温度条件下锻压出必170 X 24 m m 透明不开裂晶体。3 结果和讨论3.1 热锻温度对Ba F,晶体应力一应变曲线的影响图1为不同热锻温度下Ba FZ晶体应力一应变曲线。为了进行比较, 图1还给出了热锻温度为90 0时Ca F:晶体的应力一应变曲线。从图1中可看出, 在形变开始阶
15、段,随着应变的增大所需的流变应力也增加,热锻温度愈低, 应力增加越快。当应力增加到一个峰值后, 应力随应变增加而缓慢下降。 BaFZ晶体在1100的应力一应变曲线其流变应力较90 0 、 1 0 0 0 流变应力显著下降, 并且变化缓慢。 BaFZ晶体在这个温度已呈软化状态 , 初级滑移系和次级滑移系共同操作, 刃位错通过攀移而湮灭, 此时通过大角度亚晶界迁移使位错大量消失, 这样就降低了整个晶体弹性应变能 , 使之在相同应变下具有较低的流变应力。通过位错的攀移和交滑移使晶体产生塑性形变, 温度愈高, 位错攀移和交滑移愈易进行, 因BaFz(1000C)曰 300勘F:(1100C)CaF:(
16、90OC)20 40 60 80 100 120 140 160Straxn(% )Fig.l.Stres 一s tr a in e u r v esf o rBaF Z、CaFZcrs y ta l s第1期 黄存新等:E匕F Z晶体的热锻研究体一5的要求, 成功地用热锻技术克服了用单晶生长的方法难以得到大尺寸及异形晶体的困难。 80 年代初, M 功val “一了等人发现了Ba FZ晶体具有优异的闪烁性能, 从而引起人们对Ba FZ晶体的广泛兴趣。为了得到大尺寸、异形Ba FZ晶体, 本文作者根据Ba FZ晶体的结构特点,用热锻技术对Ba FZ晶体进行了研究。综合分析了热锻Ba FZ晶体的应力一应变曲线, 观察了热锻Ba FZ晶体的显微结构。结果表明,热锻技术是制备大尺寸Ba FZ晶体的有效手段。2 实 验生长Ba FZ晶体的初始原料是分析纯氟化钡试剂(98 % ), 晶体是对Bridgman 一st oc kb ar ger方法生长的,将生长的Ba FZ单晶磨平和抛
