乌克兰生产出最大尺寸钨钼单晶

近日有消息称，乌克兰国家科学院巴顿所开发出了金属异形单晶培养技术，培养出了世界上最大尺寸的钨钼单晶样品。这些单晶用于大尺寸单晶轧件和零件生产，可用于宇宙飞船电源装置中，作为重型激光器镜面等。

什么是单晶，即结晶体内部的微粒在三维空间呈有规律地、周期性地排列，有一定大小的理想单晶在自然界中是极为罕见的，所以理想的单晶一般都是实验室中生产。单晶在我们身边较熟悉的应用就是太阳能电池单晶硅。

为什么单晶或多晶的制成总会出现“培养”或“生长”字眼，这是因为自然界中物质的存在状态有三种:气态、液态、固态，要从液态转变为固态的过程首先要成核，然后生长，这个过程叫晶粒的成核长大。晶粒内分子、原子都是有规则地排列的，所以一个晶粒就是单晶。多个晶粒，每个晶粒的大小和形状不同，而且取向也是凌乱的，是多晶。

钨和钼是血缘相近的堂兄弟，它们的性质相近，很多制取方法也类似，尤其是钨，具有优异的光学性能，钨家族有许许多多明星级的闪烁晶体，如钨酸铅、钨酸锌、钨酸镁、钨酸镉、钨酸钡都是被广泛应用于的高新科技领域的闪烁晶体。

晶体的培养方法主要有提拉法和坩埚下降法，但是，培养大尺寸的晶体是非常困难的事，更不用说单晶了。值得一提的是，在世界规模最大的科学计划——欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）上，我国的上海硅酸盐研究所为CMS电磁能量器提供近5000根大尺寸钨酸铅晶体，不过这5000根晶体是历时五年才陆续完成。

据报道，巴顿研究所培养出20×160×170mm的大尺寸钨钼单晶薄片，是采用了等离子体感应加热法，该技术不仅可以用于培养大尺寸单晶薄片、大直径单晶棒，还可用于培养大尺寸单晶盘和单晶管。预计每年可培养约500公斤的单晶钨或者1000公斤的单晶钼。等离子体感应加热法技术在我国也有类似应用，主要用于太阳能电池单晶硅的培养，相信不久的将来，我国的科研工作者应该也能很快吃透这门生产大尺寸钨钼单晶的最新技术。

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