晶体及其解法的注释

摘要

晶体的规则晶格结构散射x射线、电子和中子，使晶体学研究成为可能。原子核有几个能级，它们之间的距离很宽，这就产生了伽马射线能谱。磁场可以分离不同核自旋态的能量，从而实现核磁共振波谱学。

关键字

电子;中子;畸变晶粒生长;化学计量学

简介

20世纪50年代发现了用于石油加工的沸石和铂基催化剂，60年代发现了作为微电子器件核心部件的高纯硅，80年代发现了“高温”超导。威廉·劳伦斯·布拉格(William Lawrence Bragg)在20世纪初开发的x射线晶体学改变了游戏规则。卡尔·瓦格纳在氧化率理论、离子反扩散和缺陷化学方面的工作极大地增加了我们对固体状态下原子水平上反应如何发生的理解。

由于他的成就，他有时被称为“固体化学之父”。由于固态化学品种类繁多，因此制备它们的方法也很广泛。高温程序经常用于耐热材料。例如，大块固体是在管式炉中制成的，温度可达1100°C左右。特殊的设备，如带有钽管的烤箱，可以达到高达2000摄氏度的温度。在这样的高温下，反应物的扩散有时是必要的。

熔炼方法

将反应物熔化在一起，然后对形成的熔体进行退火是一种常见的工艺。当涉及到挥发性反应物时，经常将反应物放置在安瓿中，并将混合物排出。将安瓿瓶底部浸入液氮中，然后密封。之后，将密封的安瓿放在烤箱中进行热处理。在熔融熔剂的存在下，某些晶粒可以在较细的晶体基体中快速发育。这会导致异常晶粒生长(AGG)，这可能对最终产品有益或有害。

解决方法

溶剂可以通过沉淀或蒸发来制备固体。有时，溶剂被用作热液，这意味着它被加热到超过沸点的温度。熔剂技术是这一主题的一种变体，在这种技术中，一种低熔点的盐被引入到混合物中，作为可以发生所需反应的高温溶剂。这可能相当有益。

气体的反应

许多固体暴露在诸如氯气、碘和氧等活性气体中时，会发生剧烈反应。另一些则与其他气体结合，如CO或乙烯，产生加合物。这些反应通常在一个两端都有开口的管子中进行，气体通过管子输送。允许反应发生在测量设备内，如TGA，是这种方法的一种变体。在这种情况下，化学计量学数据可以在反应过程中收集，帮助识别产物

为了清洁和生长材料的晶体，化学输运反应被使用。该过程通常在密封的安瓿中进行。在这一过程中加入少量的转运剂，如碘，就会产生一种易挥发的中间物质，进行迁移(转运)。之后，将安瓿放在双温烤箱中。化学气相沉积是一种从常用的化学前体中制造涂层和半导体的工艺。在一系列反应混合物被创造和热处理的意义上，合成技术和表征经常携手并进。

为了确定哪些化学计量将导致新的固体化合物或在已识别的化合物之间的固溶体，化学计量经常以系统的方式进行修改。粉末衍射是表征反应产物的常用方法，因为许多固态过程会产生多晶锭或粉末。粉末衍射有助于鉴别组合中已识别的相。如果发现了衍射数据库中没有的图案，可以尝试对图案进行索引，以确定对称性和单元格大小。一旦确定了新相的单位细胞，就必须确定相的化学计量。这可以通过多种方式来实现。原始混合物的成分有时可以提供一些线索。