晶體材料的應用.

1、晶體材料的應用u晶體能實現(xiàn)能實現(xiàn)電、磁、光、聲和力等的交互作用和轉(zhuǎn)換電、磁、光、聲和力等的交互作用和轉(zhuǎn)換，它是近代科學，它是近代科學技術(shù)發(fā)展中不可缺少的重要材料天然晶體無論在品種、質(zhì)量和數(shù)量等方面，技術(shù)發(fā)展中不可缺少的重要材料天然晶體無論在品種、質(zhì)量和數(shù)量等方面，都遠遠不能滿足近代科學技術(shù)發(fā)展的需要，因而促進了人工晶體的發(fā)展。特都遠遠不能滿足近代科學技術(shù)發(fā)展的需要，因而促進了人工晶體的發(fā)展。特別是由于固體微電子學的日新月異的發(fā)展，更加需要品種繁多的大量的晶體別是由于固體微電子學的日新月異的發(fā)展，更加需要品種繁多的大量的晶體材料，其中包括半導體晶體、電介質(zhì)晶體、光學晶體、超硬晶體、絕緣晶體材料，

2、其中包括半導體晶體、電介質(zhì)晶體、光學晶體、超硬晶體、絕緣晶體以及各種敏感晶體材料等晶體材料處于材料科學發(fā)展的前沿。它與空間、以及各種敏感晶體材料等晶體材料處于材料科學發(fā)展的前沿。它與空間、電子、激光、紅外、新能源開發(fā)等新技術(shù)密切相關因此，晶體材料對近代電子、激光、紅外、新能源開發(fā)等新技術(shù)密切相關因此，晶體材料對近代科學技術(shù)的發(fā)展起到的推動作用科學技術(shù)的發(fā)展起到的推動作用l2、磁性晶體材料磁性晶體材料l磁性材料可分為磁性材料可分為金屬磁性材料金屬磁性材料和和非金屬磁性材料非金屬磁性材料兩大類兩大類l金屬磁性多晶材料金屬磁性多晶材料(如：硅鐵合金、鐵鎳合金等如：硅鐵合金、鐵鎳合金等)在電力、電在電

3、力、電信和自控等方面都得到了廣泛的應用。信和自控等方面都得到了廣泛的應用。l鐵氧體是屬于鐵氧體是屬于非金屬磁性材料非金屬磁性材料，它是由鐵和其他一種或多，它是由鐵和其他一種或多種金屬組成的復合氧化物，鐵氧體磁性材料可分為種金屬組成的復合氧化物，鐵氧體磁性材料可分為軟磁鐵氧體、硬磁鐵氧體、旋磁鐵氧體、矩磁鐵氧體和和壓磁鐵氧體等五種等五種軟磁鐵氧體軟磁鐵氧體如錳鋅鐵氧體和鎳鋅鐵氧體等，這種鐵氧體在較弱的磁場作用下易磁如錳鋅鐵氧體和鎳鋅鐵氧體等，這種鐵氧體在較弱的磁場作用下易磁化，也易退磁化，主要用作各種電感器件，如濾波器磁芯、變壓器磁芯、天線磁化，也易退磁化，主要用作各種電感器件，如濾波器磁芯、變

4、壓器磁芯、天線磁芯、偏轉(zhuǎn)磁芯以及多路通信等的記錄磁頭的磁芯芯、偏轉(zhuǎn)磁芯以及多路通信等的記錄磁頭的磁芯硬磁鐵氧體硬磁鐵氧體(又稱永磁鐵氧體又稱永磁鐵氧體)主要用于電信器件中的錄音器、微音器、拾音器、主要用于電信器件中的錄音器、微音器、拾音器、電話機以及各種儀表中的磁鐵等電話機以及各種儀表中的磁鐵等旋磁鐵氧體旋磁鐵氧體又稱微波鐵氧體，如鎂錳鐵氧體、釔鐵石榴石鐵氧體等主要用于雷達、又稱微波鐵氧體，如鎂錳鐵氧體、釔鐵石榴石鐵氧體等主要用于雷達、通信、導航、退測、遙控等電子設備通信、導航、退測、遙控等電子設備矩磁鐵氧體矩磁鐵氧體是指具有矩形磁滯回線的鐵氧體，如：鎂錳鐵氧體和鋰錳鐵氧體等，是指具有矩形磁滯

5、回線的鐵氧體，如：鎂錳鐵氧體和鋰錳鐵氧體等，這種材料主要用作各種類型電子計算機的存儲磁芯、在自動控制、雷達導航、宇這種材料主要用作各種類型電子計算機的存儲磁芯、在自動控制、雷達導航、宇宙航行、信息處理等方面也得到不少的應用宙航行、信息處理等方面也得到不少的應用壓磁鐵氧體壓磁鐵氧體是指磁化時能在磁場方向作機械伸長成縮短，即有磁致仲縮現(xiàn)象，如：是指磁化時能在磁場方向作機械伸長成縮短，即有磁致仲縮現(xiàn)象，如：鎳鋅鐵氧體、鎳銅鐵氧體等，這種材料主要用于超聲、水聲、磁聲、電信、水下鎳鋅鐵氧體、鎳銅鐵氧體等，這種材料主要用于超聲、水聲、磁聲、電信、水下電視、電子計算機和自動控制等器件電視、電子計算機和自動控

6、制等器件3、光學晶體材料光學晶體材料 光學元件若按照其功能進行分類時則可分為光學元件若按照其功能進行分類時則可分為有源光學元件有源光學元件和和無源無源光學元件光學元件兩大類：兩大類： 晶體在光學儀器中的主要應用是制作光學元件，光學元件的種類晶體在光學儀器中的主要應用是制作光學元件，光學元件的種類繁多，其范圍是從早巳采用的透鏡、棱鏡等光學元件開始到以光電子繁多，其范圍是從早巳采用的透鏡、棱鏡等光學元件開始到以光電子學為基礎的半導體激光器、光電二極管以及集成光路等學為基礎的半導體激光器、光電二極管以及集成光路等 晶體在光學儀器中的應用，最早是利用天然晶體，諸如：螢石晶體在光學儀器中的應用，最早是利

7、用天然晶體，諸如：螢石(CaF2)、天然水晶、天然水晶( SiO2)、金紅石、金紅石(Ti02)、方解石、方解石(CaC03)和天然云母等來制作棱鏡、透鏡、窗口、偏和天然云母等來制作棱鏡、透鏡、窗口、偏振片和補償鏡等，但是符合儀器所要求的透過率、均勻性與足夠大尺寸的天然光學振片和補償鏡等，但是符合儀器所要求的透過率、均勻性與足夠大尺寸的天然光學晶體卻是比較少見的因此，當前所使用的光學晶體大多數(shù)是依賴于人工晶體晶晶體卻是比較少見的因此，當前所使用的光學晶體大多數(shù)是依賴于人工晶體晶體較非易態(tài)玻璃的主要優(yōu)點是：晶體的物理化學性能及其使用特性的多樣性、晶體體較非易態(tài)玻璃的主要優(yōu)點是：晶體的物理化學性能

8、及其使用特性的多樣性、晶體的折射率和色散變化比玻璃強得多、單晶具有雙折射、高熔點和各向異性等特性的折射率和色散變化比玻璃強得多、單晶具有雙折射、高熔點和各向異性等特性普通光學晶體普通光學晶體l4、激光晶體激光晶體l 當前應用最多的當前應用最多的激光晶體激光晶體仍然是摻釹釔鋁石榴石仍然是摻釹釔鋁石榴石(Nd3+Y3A15O12, 即即Nd3+YAG)晶體，最早摻釹鋁酸釔紀晶體，最早摻釹鋁酸釔紀(Nd3+YAl03)晶晶體等體等l 近年來，近年來，固體激光技術(shù)固體激光技術(shù)發(fā)展的主要趨勢表現(xiàn)在材料研究的多樣發(fā)展的主要趨勢表現(xiàn)在材料研究的多樣上上 固體激光波長已延伸到真空紫外固體激光波長已延伸到真空紫

9、外(0.28 m)至中紅外至中紅外(4.7 m)波波段段 當前，隨著激光技術(shù)的發(fā)展，固體激光器的種類愈來愈多，諸如：當前，隨著激光技術(shù)的發(fā)展，固體激光器的種類愈來愈多，諸如：普通脈沖激光器、連續(xù)激光器、電光或聲光調(diào)普通脈沖激光器、連續(xù)激光器、電光或聲光調(diào)Q脈沖激光器、連續(xù)泵浦脈沖激光器、連續(xù)泵浦聲光調(diào)聲光調(diào)Q激光器、高頻倍頻激光器、鎖模激光器以及固體可調(diào)諧激光器。激光器、高頻倍頻激光器、鎖模激光器以及固體可調(diào)諧激光器。在工農(nóng)業(yè)方面的應用有如：在工農(nóng)業(yè)方面的應用有如：材料材料的加工的加工；激光熱處理或退火激光熱處理或退火；以；以及及利用激光化學法制作微電子器利用激光化學法制作微電子器件件；激光育

10、種和桑蠶誘發(fā)激光育種和桑蠶誘發(fā)等等在自然科學方面的應用，如：激在自然科學方面的應用，如：激光光譜學對研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、固體光光譜學對研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、固體物理等方面產(chǎn)生了深刻的影響；物理等方面產(chǎn)生了深刻的影響；光電子學領域：光電子學領域：激光通信、激光激光通信、激光電視電視化學方面：化學方面：激光催化、激激光催化、激光分離同位素和多光子化學光分離同位素和多光子化學等等在醫(yī)療方面的應用在眼科、外科在醫(yī)療方面的應用在眼科、外科和防治腫瘤等方面，均巳取得實和防治腫瘤等方面，均巳取得實際的應用，如：在醫(yī)療上可用于際的應用，如：在醫(yī)療上可用于開刀、氣化、燒灼、凝固、止血、開刀、氣化、燒灼、凝固、止血、照射和診斷

11、照射和診斷等等在軍事上的應用更是具有無比的在軍事上的應用更是具有無比的潛力和威力，已應用于潛力和威力，已應用于激光測炬、激光測炬、激光雷達、激光偵察、激光制導激光雷達、激光偵察、激光制導和激光武器和激光武器等方面等方面固體激光固體激光器的應用器的應用單晶金剛石可以用來制作表鑲鉆頭、砂輪修正筆、硬度計的壓硬頭、車刀、單晶金剛石可以用來制作表鑲鉆頭、砂輪修正筆、硬度計的壓硬頭、車刀、拉絲模和航空儀表的抗震文承軸等寶石級單晶金剛石可用來制作激光器拉絲模和航空儀表的抗震文承軸等寶石級單晶金剛石可用來制作激光器窗口和熱沉以及鬼重的裝飾品等窗口和熱沉以及鬼重的裝飾品等 多晶金剛石可用來制作加工工具、磨料和

12、拋光粉等金剛石加工工具，多晶金剛石可用來制作加工工具、磨料和拋光粉等金剛石加工工具，品種繁多，其中包括切割、銑磨和鉆孔等金剛石加工工具的應用范圍很品種繁多，其中包括切割、銑磨和鉆孔等金剛石加工工具的應用范圍很廣，例如：在非金屬材料方面的大理石、花崗巖、玻璃、各種耐火材料，廣，例如：在非金屬材料方面的大理石、花崗巖、玻璃、各種耐火材料，玻璃鋼、陶瓷、鑄石和建筑材料加工等，經(jīng)濟效果與社會效益顯著，潛力玻璃鋼、陶瓷、鑄石和建筑材料加工等，經(jīng)濟效果與社會效益顯著，潛力很大。很大。5、超硬晶 體材料6、壓電晶體材料壓電晶體材料 水晶具有頻率穩(wěn)定的特性，這是一種較理想的壓電晶體材料，可廣水晶具有頻率穩(wěn)定的

13、特性，這是一種較理想的壓電晶體材料，可廣泛地應用于泛地應用于制作諧振器制作諧振器、濾波器濾波器、換能器和聲表面波器件換能器和聲表面波器件等等 近些年來，人們又研制成功了許多新型的壓電晶體，主要有鈣鈦礦型近些年來，人們又研制成功了許多新型的壓電晶體，主要有鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)的鈮酸鋰結(jié)構(gòu)的鈮酸鋰(LiNbO3)、鉭酸鋰、鉭酸鋰(LiTa03)、鈮酸鉀、鈮酸鉀(KNbO3)、鉭酸鉀、鉭酸鉀(KTa03)等等晶體，和鎢青銅型結(jié)構(gòu)的鈮酸鉛鋇晶體，和鎢青銅型結(jié)構(gòu)的鈮酸鉛鋇(SBN)、鈮酸鋇鈉、鈮酸鋇鈉(BNN)和鈮酸鉀鋰和鈮酸鉀鋰(KLiNbO3)等晶體，以及層狀結(jié)構(gòu)的鈦酸鉍和鍺酸鉍等晶體等晶體，以及層狀結(jié)構(gòu)的

14、鈦酸鉍和鍺酸鉍等晶體壓電晶體的應用正電效應正電效應振動速度計、血壓計、振動速度計、血壓計、呼吸心音測定儀、壓電呼吸心音測定儀、壓電按鈕和流體監(jiān)控器等按鈕和流體監(jiān)控器等逆壓電效應逆壓電效應濾波器、放大器、壓濾波器、放大器、壓電鍵盤等電鍵盤等壓電振子的伸壓電振子的伸縮性能縮性能位移發(fā)生器、壓電繼電位移發(fā)生器、壓電繼電器、壓電毛細管注液器、器、壓電毛細管注液器、壓電泵和壓電閥門等壓電泵和壓電閥門等l7、敏感晶體材料敏感晶體材料實際晶體之所以具有敏感性能，其本質(zhì)在于它實際晶體之所以具有敏感性能，其本質(zhì)在于它不具有理想完整的點陣結(jié)構(gòu)，不具有理想完整的點陣結(jié)構(gòu)，而是存在著晶體結(jié)構(gòu)缺陷而是存在著晶體結(jié)構(gòu)缺陷

15、各種晶體結(jié)構(gòu)缺陷的性質(zhì)、數(shù)量和分布狀態(tài)以及各種晶體結(jié)構(gòu)缺陷的性質(zhì)、數(shù)量和分布狀態(tài)以及缺陷間的相互作用，造成了晶體的宏觀物理性質(zhì)的差異，這就是晶體結(jié)構(gòu)敏缺陷間的相互作用，造成了晶體的宏觀物理性質(zhì)的差異，這就是晶體結(jié)構(gòu)敏感性能的來源，因此，感性能的來源，因此，晶體結(jié)構(gòu)缺陷顯然是理想完整晶體的敏感性能的關鍵晶體結(jié)構(gòu)缺陷顯然是理想完整晶體的敏感性能的關鍵所在所在 l 晶體結(jié)構(gòu)敏感性能表現(xiàn)在各個方面，諸如晶體結(jié)構(gòu)敏感性能表現(xiàn)在各個方面，諸如：熱敏熱敏、氣敏氣敏、濕敏濕敏、光敏光敏、壓敏壓敏、磁敏磁敏、放射線敏放射線敏和和化化學敏學敏等。晶體敏感性能的應用是用來等。晶體敏感性能的應用是用來制作敏感器制作敏感器件件的敏感器件按其功能進行分類時，可分為氣的敏感器件按其功能進行分類時，可分為氣體敏感器、濕度敏感器、壓敏感器、光敏感器、體敏感器、濕度敏感器、壓敏感器、光敏感器、力敏感器、熱敏感器、電子敏感器、放射線敏感力敏感器、熱敏感器、電子敏感器、放射線敏感器和磁敏器件器和磁敏器件l