行业观点 | 汽车行业的铂钯替换
文章来源:The Independent | 翻译:世界铂金投资协会
以二氧化碳当量(CO2 eq)计算,世界每年排放约500亿吨的温室气体。
令人担忧的是,碳排放仍处于上升阶段,而如今需要以更快的速度降低碳排放。第二十六届联合国气候变化大会(COP26)的决议包括确保在本世纪中叶实现全球净零排放,并将升温幅度控制在1.5摄氏度以内。
根据ourworldindata.org的数据,交通运输部门的碳排放量占全球碳排放量的16.2%,其中公路运输行业占全球排放总量的11.9%。这包括汽车、卡车、货车、摩托车和公共汽车等各种形式公路运输燃烧汽油和柴油所产生的排放。
这给汽车行业带来了降低二氧化碳排放的压力,扩大了对催化转换器的需求,并为电动汽车(EVs)创造了有利条件。
虽然电动车在市场上普及仍需几十年的时间,但至少在中期内,催化转化器的使用量将持续增加。
催化转化器是一种使用催化剂将三种有害化合物转化为无害化合物的装置。催化剂配方包括三种关键成分:贵金属(铂、钯、铑)、氧化铝和增强金属催化活性的稀土基材料。
钯是汽油发动机中用于减少尾气排放的催化转换器关键成分,但该金属的价格飙升促使汽车制造商用铂替换钯。
由于担心来自全球最大钯金生产国俄罗斯的供应,以及汽车制造商纷纷削减成本,铂钯替换可能会加速。
五年内,汽车市场可能会有多达一百万盎司的钯金被换成铂金。
铂族金属(PGM)的价格已经从2021年初的高点回落,但2022年上半年的一篮子价格仍然是有记录以来第二高的平均价格,这表明尽管铂族金属价格波动,但潜在的市场基本面依然强劲。
汽车行业是铂金最大的单一需求领域,汽车行业的对铂需求约占铂金总需求的40%。
汽车用钯和铑分别约占钯和铑总需求的80%和90%。
铂金及其姊妹铂族金属钯和铑,都具有必要的物理和化学特性,使它们非常适合于汽车中的催化作用。它们的催化特性使汽车催化剂内的反应得以发生,包括车辆在低温启动时,即排放量最大的时候也能如此。
由于催化转换器的性能需要贯穿车辆的整个使用寿命,因此其耐用性也很重要。如果没有铂族金属,催化转化器中的预期转换反应就不会发生,从而导致车辆无法满足排放法规。
人们还尝试过其他材料,但都没有达到现代排放控制系统的长期活性、耐久性和成本效益的要求。
铂金主要在四个地区开采:南非、俄罗斯、津巴布韦和北美。南非在铂矿供应中占主导地位,除多年的异常生产中断,南非通常占铂矿供应总量的+/-75%。
因此,南非产量的微小变化对铂金总供应量的变化影响最大。
两周前,全球市场上的钯金收盘价为2008美元/盎司,过去一年钯价下跌了超过30%。
由于担忧俄乌冲突升级导致供应中断,今年三月,钯价一度升至3440美元/盎司的创纪录高位。
七月底,铂价收于886美元/盎司,较2021年的相对价格下跌16%。在过去的12个月里,铂金期货今年迄今下跌了17.31%和9.79%,而在过去三年里小幅上涨了0.31%。(来源:The Independent)
翻译:世界铂金投资协会
提示:本文信息仅供参考,不代表世界铂金投资协会的观点,不构成或不应被认为是世界铂金投资协会的投资建议。
注:此新闻稿选取自国外行业新闻网站的实时行业新闻,经由世界铂金投资协会翻译并编辑成中文新闻稿,供读者阅读参考。为了尊重知识产权,任何媒体若要转载,请务必注明文章的原出处及翻译稿出处。
文章来源:The Independent | 翻译:世界铂金投资协会
以二氧化碳当量(CO2 eq)计算,世界每年排放约500亿吨的温室气体。
令人担忧的是,碳排放仍处于上升阶段,而如今需要以更快的速度降低碳排放。第二十六届联合国气候变化大会(COP26)的决议包括确保在本世纪中叶实现全球净零排放,并将升温幅度控制在1.5摄氏度以内。
根据ourworldindata.org的数据,交通运输部门的碳排放量占全球碳排放量的16.2%,其中公路运输行业占全球排放总量的11.9%。这包括汽车、卡车、货车、摩托车和公共汽车等各种形式公路运输燃烧汽油和柴油所产生的排放。
这给汽车行业带来了降低二氧化碳排放的压力,扩大了对催化转换器的需求,并为电动汽车(EVs)创造了有利条件。
虽然电动车在市场上普及仍需几十年的时间,但至少在中期内,催化转化器的使用量将持续增加。
催化转化器是一种使用催化剂将三种有害化合物转化为无害化合物的装置。催化剂配方包括三种关键成分:贵金属(铂、钯、铑)、氧化铝和增强金属催化活性的稀土基材料。
钯是汽油发动机中用于减少尾气排放的催化转换器关键成分,但该金属的价格飙升促使汽车制造商用铂替换钯。
由于担心来自全球最大钯金生产国俄罗斯的供应,以及汽车制造商纷纷削减成本,铂钯替换可能会加速。
五年内,汽车市场可能会有多达一百万盎司的钯金被换成铂金。
铂族金属(PGM)的价格已经从2021年初的高点回落,但2022年上半年的一篮子价格仍然是有记录以来第二高的平均价格,这表明尽管铂族金属价格波动,但潜在的市场基本面依然强劲。
汽车行业是铂金最大的单一需求领域,汽车行业的对铂需求约占铂金总需求的40%。
汽车用钯和铑分别约占钯和铑总需求的80%和90%。
铂金及其姊妹铂族金属钯和铑,都具有必要的物理和化学特性,使它们非常适合于汽车中的催化作用。它们的催化特性使汽车催化剂内的反应得以发生,包括车辆在低温启动时,即排放量最大的时候也能如此。
由于催化转换器的性能需要贯穿车辆的整个使用寿命,因此其耐用性也很重要。如果没有铂族金属,催化转化器中的预期转换反应就不会发生,从而导致车辆无法满足排放法规。
人们还尝试过其他材料,但都没有达到现代排放控制系统的长期活性、耐久性和成本效益的要求。
铂金主要在四个地区开采:南非、俄罗斯、津巴布韦和北美。南非在铂矿供应中占主导地位,除多年的异常生产中断,南非通常占铂矿供应总量的+/-75%。
因此,南非产量的微小变化对铂金总供应量的变化影响最大。
两周前,全球市场上的钯金收盘价为2008美元/盎司,过去一年钯价下跌了超过30%。
由于担忧俄乌冲突升级导致供应中断,今年三月,钯价一度升至3440美元/盎司的创纪录高位。
七月底,铂价收于886美元/盎司,较2021年的相对价格下跌16%。在过去的12个月里,铂金期货今年迄今下跌了17.31%和9.79%,而在过去三年里小幅上涨了0.31%。(来源:The Independent)
翻译:世界铂金投资协会
提示:本文信息仅供参考,不代表世界铂金投资协会的观点,不构成或不应被认为是世界铂金投资协会的投资建议。
注:此新闻稿选取自国外行业新闻网站的实时行业新闻,经由世界铂金投资协会翻译并编辑成中文新闻稿,供读者阅读参考。为了尊重知识产权,任何媒体若要转载,请务必注明文章的原出处及翻译稿出处。
【方案参考 | 晶体生长实验室搭建模版】
简述:方案包含多晶料制备、晶体生长、晶体性能测试、连续激光实验等大部分4个流程,涉及14种设备。
核心设备:马弗炉、光浮区单晶炉、荧光光谱仪、固体激光器、功率计
关键词:激光晶体生长,连续激光
基本概念:混料、烧料、料棒、晶体生长、退火、连续激光
实验流程
1、多晶料制备
1.1 选料
选择原料配料、混料根据化学方程式,按照摩尔比配料,将配好的原料放进混料机混合 24h,使原料混合均匀。
混料机要求不高,原料就是粉末,不需要球磨之类的,只要能把料混合均匀,国产品牌德科即可。
如果长大晶体的话,对混料机尺寸和质量可能要求较高,可以考虑德国飞驰。
1.2 烧料
将充分混合的原料放入铂金锅中砸实,放进马弗炉中。
在 1000°C中恒温烧 10h,去除原料中的水分和 CO2。
马弗炉要求温度要达到 1300°C以上,因为使用频繁,质量也要求较高,我们实验室马弗炉价格一般 2 万左右。
1.3 制作料棒
将烧好的原料用玛瑙研钵充分研磨(最好再用混料机混合 12h),借助气球、玻璃棒、漏斗等工具,将原料捣进气球中做成棒状。
用真空泵抽干净气球里面的空气和多余的粉料,再放进静水压仪里面在 60MPa 下静压 3-5 分钟,将料棒压实。
再用钻头在料棒一端打个孔,穿入铂金丝。
料棒尺寸φ7×90mm,所以小型真空泵即可。
静水压仪我们实验室的用了十几年了,手动的,用起来比较麻烦,现在买的话可以选自动的。
1.4 料棒烧结
将压好的料棒用手术刀片将料棒表面的气球去掉,放进垂直管式炉中烧结,在1300°C恒温条件下烧结 10h,使其完成固相反应。
垂直烧结炉可以使料棒烧结更均匀,也可以用马弗炉代替。
2、晶体生长
2.1 晶体生长
将制作好的料棒装进光浮区单晶炉中,开始进行晶体生长。晶体生长整个过程有 CCD 监控和 FZXnonV0p2 软件控制。
浮区法长晶体比较少见,晶体炉子为进口,价格昂贵。
我们实验室使用的型号为 Crystal Systems FZ-T-12000-X-I-S—SU。用于生长熔点较高的晶体。
浮区法的优势在于生长周期短,8-12h 即可完成晶体生长,这使其在研究新晶体方面有很大优势。
缺陷在于晶体尺寸较小,无法生长大尺寸单晶;由于是四个氙灯加热,聚焦中心温度最高,温度梯度较大,使晶体应力较大,容易出现开裂现象。
2.2 退火
将晶体放进电阻炉退火,减少生长过程中产生的热应力,防止晶体在加工过程中开裂。马弗炉即可。
3、晶体性能测试
3.1 结构分析
将晶体研磨成粉末,利用 X 射线粉末衍射仪在室温下测所生长的 XRD 图谱,将测得的图谱与标准卡片对比,确定晶体组分。
3.2比热/热扩散/热导率
热学性质是衡量晶体性能非常重要的性能之一。
仪器比较精密,学院里有专业老师测试,所以了解不多,一般都是进口品牌,我们院里的应该用了二十年左右。
3.3 吸收光谱
在激光实验开始前要测试一下晶体的吸收光谱,确定晶体吸收峰的精细数值,再选择合适的激光器。
分光计一般物理学院、化学院或者学校测试中心有,仪器价格较贵。多为进口。
4、激光实验
4.1 连续激光实验
选择合适的固体激光机作为泵浦源,泵浦光经过耦合系统进入晶体,将晶体加工成合适的尺寸(需要计算或者查阅文献确定尺寸),在激光过程中,晶体会产生大量热量,所以需要将晶体用铟箔包裹放进特质铜块里,用水冷机制冷,带走热量。
搭好谐振腔就可以进行激光实验。实现激光输出后,用功率计测得到的激光功率。
实验目的是获得高效率、高功率的连续激光。(高功率是相对的,要看这个波段的激光发展的成熟程度如何,有毫瓦级、瓦级、千瓦级)。
激光器的选择主要看波长和功率。
常用的波段技术比较成熟,如 976nm,808nm,选择国产品牌即可,例如国科,长春雷锐等。特殊波段要求不高可以定制,或者选择进口激光器 CryLaS、Alphalas。耦合头也需要根据泵浦波长选择,它是一个聚焦耦合系统,主要用于调整泵浦光,根据实验要求将泵浦光进行放大或缩小。
光束质量对实验影响较大,一般选择德国进口品牌。(特殊波长没有合适的耦合头,可用两个透镜自己搭一个耦合系统,所以耦合头也不是必须的器件,但是买定制的耦合头能简化实验步骤)水冷机没有特殊要求,制冷温度能达到 2-20°C之间即可。
功率计探头为热感,灵敏度要求较高,Newport 品牌基本符合激光实验中所需仪器的要求,例如三维台、镜架等,质量较好,价格较高。
对精度要求较低的可以选择卓立汉光。#木木西里# #实验方案# #晶体#
简述:方案包含多晶料制备、晶体生长、晶体性能测试、连续激光实验等大部分4个流程,涉及14种设备。
核心设备:马弗炉、光浮区单晶炉、荧光光谱仪、固体激光器、功率计
关键词:激光晶体生长,连续激光
基本概念:混料、烧料、料棒、晶体生长、退火、连续激光
实验流程
1、多晶料制备
1.1 选料
选择原料配料、混料根据化学方程式,按照摩尔比配料,将配好的原料放进混料机混合 24h,使原料混合均匀。
混料机要求不高,原料就是粉末,不需要球磨之类的,只要能把料混合均匀,国产品牌德科即可。
如果长大晶体的话,对混料机尺寸和质量可能要求较高,可以考虑德国飞驰。
1.2 烧料
将充分混合的原料放入铂金锅中砸实,放进马弗炉中。
在 1000°C中恒温烧 10h,去除原料中的水分和 CO2。
马弗炉要求温度要达到 1300°C以上,因为使用频繁,质量也要求较高,我们实验室马弗炉价格一般 2 万左右。
1.3 制作料棒
将烧好的原料用玛瑙研钵充分研磨(最好再用混料机混合 12h),借助气球、玻璃棒、漏斗等工具,将原料捣进气球中做成棒状。
用真空泵抽干净气球里面的空气和多余的粉料,再放进静水压仪里面在 60MPa 下静压 3-5 分钟,将料棒压实。
再用钻头在料棒一端打个孔,穿入铂金丝。
料棒尺寸φ7×90mm,所以小型真空泵即可。
静水压仪我们实验室的用了十几年了,手动的,用起来比较麻烦,现在买的话可以选自动的。
1.4 料棒烧结
将压好的料棒用手术刀片将料棒表面的气球去掉,放进垂直管式炉中烧结,在1300°C恒温条件下烧结 10h,使其完成固相反应。
垂直烧结炉可以使料棒烧结更均匀,也可以用马弗炉代替。
2、晶体生长
2.1 晶体生长
将制作好的料棒装进光浮区单晶炉中,开始进行晶体生长。晶体生长整个过程有 CCD 监控和 FZXnonV0p2 软件控制。
浮区法长晶体比较少见,晶体炉子为进口,价格昂贵。
我们实验室使用的型号为 Crystal Systems FZ-T-12000-X-I-S—SU。用于生长熔点较高的晶体。
浮区法的优势在于生长周期短,8-12h 即可完成晶体生长,这使其在研究新晶体方面有很大优势。
缺陷在于晶体尺寸较小,无法生长大尺寸单晶;由于是四个氙灯加热,聚焦中心温度最高,温度梯度较大,使晶体应力较大,容易出现开裂现象。
2.2 退火
将晶体放进电阻炉退火,减少生长过程中产生的热应力,防止晶体在加工过程中开裂。马弗炉即可。
3、晶体性能测试
3.1 结构分析
将晶体研磨成粉末,利用 X 射线粉末衍射仪在室温下测所生长的 XRD 图谱,将测得的图谱与标准卡片对比,确定晶体组分。
3.2比热/热扩散/热导率
热学性质是衡量晶体性能非常重要的性能之一。
仪器比较精密,学院里有专业老师测试,所以了解不多,一般都是进口品牌,我们院里的应该用了二十年左右。
3.3 吸收光谱
在激光实验开始前要测试一下晶体的吸收光谱,确定晶体吸收峰的精细数值,再选择合适的激光器。
分光计一般物理学院、化学院或者学校测试中心有,仪器价格较贵。多为进口。
4、激光实验
4.1 连续激光实验
选择合适的固体激光机作为泵浦源,泵浦光经过耦合系统进入晶体,将晶体加工成合适的尺寸(需要计算或者查阅文献确定尺寸),在激光过程中,晶体会产生大量热量,所以需要将晶体用铟箔包裹放进特质铜块里,用水冷机制冷,带走热量。
搭好谐振腔就可以进行激光实验。实现激光输出后,用功率计测得到的激光功率。
实验目的是获得高效率、高功率的连续激光。(高功率是相对的,要看这个波段的激光发展的成熟程度如何,有毫瓦级、瓦级、千瓦级)。
激光器的选择主要看波长和功率。
常用的波段技术比较成熟,如 976nm,808nm,选择国产品牌即可,例如国科,长春雷锐等。特殊波段要求不高可以定制,或者选择进口激光器 CryLaS、Alphalas。耦合头也需要根据泵浦波长选择,它是一个聚焦耦合系统,主要用于调整泵浦光,根据实验要求将泵浦光进行放大或缩小。
光束质量对实验影响较大,一般选择德国进口品牌。(特殊波长没有合适的耦合头,可用两个透镜自己搭一个耦合系统,所以耦合头也不是必须的器件,但是买定制的耦合头能简化实验步骤)水冷机没有特殊要求,制冷温度能达到 2-20°C之间即可。
功率计探头为热感,灵敏度要求较高,Newport 品牌基本符合激光实验中所需仪器的要求,例如三维台、镜架等,质量较好,价格较高。
对精度要求较低的可以选择卓立汉光。#木木西里# #实验方案# #晶体#
【【方案参考】晶体生长实验室搭建模版】
简述
方案包含多晶料制备、晶体生长、晶体性能测试、连续激光实验等大部分4个流程,涉及14种设备。
核心设备
马弗炉、光浮区单晶炉、荧光光谱仪、固体激光器、功率计
关键词
激光晶体生长,连续激光
实验流程
1、多晶料制备
1.1 选料
选择原料配料、混料根据化学方程式,按照摩尔比配料,将配好的原料放进混料机混合 24h,使原料混合均匀。
混料机要求不高,原料就是粉末,不需要球磨之类的,只要能把料混合均匀,国产品牌德科即可。
如果长大晶体的话,对混料机尺寸和质量可能要求较高,可以考虑德国飞驰。
1.2 烧料
将充分混合的原料放入铂金锅中砸实,放进马弗炉中。
在 1000°C中恒温烧 10h,去除原料中的水分和 CO2。
马弗炉要求温度要达到 1300°C以上,因为使用频繁,质量也要求较高,我们实验室马弗炉价格一般 2 万左右。
1.3 制作料棒
将烧好的原料用玛瑙研钵充分研磨(最好再用混料机混合 12h),借助气球、玻璃棒、漏斗等工具,将原料捣进气球中做成棒状。
用真空泵抽干净气球里面的空气和多余的粉料,再放进静水压仪里面在 60MPa 下静压 3-5 分钟,将料棒压实。
再用钻头在料棒一端打个孔,穿入铂金丝。
料棒尺寸φ7×90mm,所以小型真空泵即可。
静水压仪我们实验室的用了十几年了,手动的,用起来比较麻烦,现在买的话可以选自动的。
1.4 料棒烧结
将压好的料棒用手术刀片将料棒表面的气球去掉,放进垂直管式炉中烧结,在1300°C恒温条件下烧结 10h,使其完成固相反应。
垂直烧结炉可以使料棒烧结更均匀,也可以用马弗炉代替。
2、晶体生长
2.1 晶体生长
将制作好的料棒装进光浮区单晶炉中,开始进行晶体生长。晶体生长整个过程有 CCD 监控和 FZXnonV0p2 软件控制。
浮区法长晶体比较少见,晶体炉子为进口,价格昂贵。
我们实验室使用的型号为 Crystal Systems FZ-T-12000-X-I-S—SU。用于生长熔点较高的晶体。
浮区法的优势在于生长周期短,8-12h 即可完成晶体生长,这使其在研究新晶体方面有很大优势。
缺陷在于晶体尺寸较小,无法生长大尺寸单晶;由于是四个氙灯加热,聚焦中心温度最高,温度梯度较大,使晶体应力较大,容易出现开裂现象。
2.2 退火
将晶体放进电阻炉退火,减少生长过程中产生的热应力,防止晶体在加工过程中开裂。马弗炉即可。
3、晶体性能测试
3.1 结构分析
将晶体研磨成粉末,利用 X 射线粉末衍射仪在室温下测所生长的 XRD 图谱,将测得的图谱与标准卡片对比,确定晶体组分。
3.2比热/热扩散/热导率
热学性质是衡量晶体性能非常重要的性能之一。
仪器比较精密,学院里有专业老师测试,所以了解不多,一般都是进口品牌,我们院里的应该用了二十年左右。
3.3 吸收光谱
在激光实验开始前要测试一下晶体的吸收光谱,确定晶体吸收峰的精细数值,再选择合适的激光器。
分光计一般物理学院、化学院或者学校测试中心有,仪器价格较贵。多为进口。
4、激光实验
4.1 连续激光实验
选择合适的固体激光机作为泵浦源,泵浦光经过耦合系统进入晶体,将晶体加工成合适的尺寸(需要计算或者查阅文确定尺寸),在激光过程中,晶体会产生大量热量,所以需要将晶体用铟箔包裹放进特质铜块里,用水冷机制冷,带走热量。
搭好谐振腔就可以进行激光实验。实现激光输出后,用功率计测得到的激光功率。
实验目的是获得高效率、高功率的连续激光。(高功率是相对的,要看这个波段的激光发展的成熟程度如何,有毫瓦级、瓦级、千瓦级)。
激光器的选择主要看波长和功率。
常用的波段技术比较成熟,如 976nm,808nm,选择国产品牌即可,例如国科,长春雷锐等。特殊波段要求不高可以定制,或者选择进口激光器 CryLaS、Alphalas。耦合头也需要根据泵浦波长选择,它是一个聚焦耦合系统,主要用于调整泵浦光,根据实验要求将泵浦光进行放大或缩小。
光束质量对实验影响较大,一般选择德国进口品牌。(特殊波长没有合适的耦合头,可用两个透镜自己搭一个耦合系统,所以耦合头也不是必须的器件,但是买定制的耦合头能简化实验步骤)水冷机没有特殊要求,制冷温度能达到 2-20°C之间即可。
功率计探头为热感,灵敏度要求较高,Newport 品牌基本符合激光实验中所需仪器的要求,例如三维台、镜架等,质量较好,价格较高。
对精度要求较低的可以选择卓立汉光。#木木西里# #实验# #设备#
简述
方案包含多晶料制备、晶体生长、晶体性能测试、连续激光实验等大部分4个流程,涉及14种设备。
核心设备
马弗炉、光浮区单晶炉、荧光光谱仪、固体激光器、功率计
关键词
激光晶体生长,连续激光
实验流程
1、多晶料制备
1.1 选料
选择原料配料、混料根据化学方程式,按照摩尔比配料,将配好的原料放进混料机混合 24h,使原料混合均匀。
混料机要求不高,原料就是粉末,不需要球磨之类的,只要能把料混合均匀,国产品牌德科即可。
如果长大晶体的话,对混料机尺寸和质量可能要求较高,可以考虑德国飞驰。
1.2 烧料
将充分混合的原料放入铂金锅中砸实,放进马弗炉中。
在 1000°C中恒温烧 10h,去除原料中的水分和 CO2。
马弗炉要求温度要达到 1300°C以上,因为使用频繁,质量也要求较高,我们实验室马弗炉价格一般 2 万左右。
1.3 制作料棒
将烧好的原料用玛瑙研钵充分研磨(最好再用混料机混合 12h),借助气球、玻璃棒、漏斗等工具,将原料捣进气球中做成棒状。
用真空泵抽干净气球里面的空气和多余的粉料,再放进静水压仪里面在 60MPa 下静压 3-5 分钟,将料棒压实。
再用钻头在料棒一端打个孔,穿入铂金丝。
料棒尺寸φ7×90mm,所以小型真空泵即可。
静水压仪我们实验室的用了十几年了,手动的,用起来比较麻烦,现在买的话可以选自动的。
1.4 料棒烧结
将压好的料棒用手术刀片将料棒表面的气球去掉,放进垂直管式炉中烧结,在1300°C恒温条件下烧结 10h,使其完成固相反应。
垂直烧结炉可以使料棒烧结更均匀,也可以用马弗炉代替。
2、晶体生长
2.1 晶体生长
将制作好的料棒装进光浮区单晶炉中,开始进行晶体生长。晶体生长整个过程有 CCD 监控和 FZXnonV0p2 软件控制。
浮区法长晶体比较少见,晶体炉子为进口,价格昂贵。
我们实验室使用的型号为 Crystal Systems FZ-T-12000-X-I-S—SU。用于生长熔点较高的晶体。
浮区法的优势在于生长周期短,8-12h 即可完成晶体生长,这使其在研究新晶体方面有很大优势。
缺陷在于晶体尺寸较小,无法生长大尺寸单晶;由于是四个氙灯加热,聚焦中心温度最高,温度梯度较大,使晶体应力较大,容易出现开裂现象。
2.2 退火
将晶体放进电阻炉退火,减少生长过程中产生的热应力,防止晶体在加工过程中开裂。马弗炉即可。
3、晶体性能测试
3.1 结构分析
将晶体研磨成粉末,利用 X 射线粉末衍射仪在室温下测所生长的 XRD 图谱,将测得的图谱与标准卡片对比,确定晶体组分。
3.2比热/热扩散/热导率
热学性质是衡量晶体性能非常重要的性能之一。
仪器比较精密,学院里有专业老师测试,所以了解不多,一般都是进口品牌,我们院里的应该用了二十年左右。
3.3 吸收光谱
在激光实验开始前要测试一下晶体的吸收光谱,确定晶体吸收峰的精细数值,再选择合适的激光器。
分光计一般物理学院、化学院或者学校测试中心有,仪器价格较贵。多为进口。
4、激光实验
4.1 连续激光实验
选择合适的固体激光机作为泵浦源,泵浦光经过耦合系统进入晶体,将晶体加工成合适的尺寸(需要计算或者查阅文确定尺寸),在激光过程中,晶体会产生大量热量,所以需要将晶体用铟箔包裹放进特质铜块里,用水冷机制冷,带走热量。
搭好谐振腔就可以进行激光实验。实现激光输出后,用功率计测得到的激光功率。
实验目的是获得高效率、高功率的连续激光。(高功率是相对的,要看这个波段的激光发展的成熟程度如何,有毫瓦级、瓦级、千瓦级)。
激光器的选择主要看波长和功率。
常用的波段技术比较成熟,如 976nm,808nm,选择国产品牌即可,例如国科,长春雷锐等。特殊波段要求不高可以定制,或者选择进口激光器 CryLaS、Alphalas。耦合头也需要根据泵浦波长选择,它是一个聚焦耦合系统,主要用于调整泵浦光,根据实验要求将泵浦光进行放大或缩小。
光束质量对实验影响较大,一般选择德国进口品牌。(特殊波长没有合适的耦合头,可用两个透镜自己搭一个耦合系统,所以耦合头也不是必须的器件,但是买定制的耦合头能简化实验步骤)水冷机没有特殊要求,制冷温度能达到 2-20°C之间即可。
功率计探头为热感,灵敏度要求较高,Newport 品牌基本符合激光实验中所需仪器的要求,例如三维台、镜架等,质量较好,价格较高。
对精度要求较低的可以选择卓立汉光。#木木西里# #实验# #设备#
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