理学硕士学位论文
尖晶石型软磁铁氧体晶体结构及电子结构
的第一性原理研究
马琳琳
哈尔滨理工大学
2010年3月
国内图书分类号：TQ170.1
理学硕士学位论文
尖晶石型软磁铁氧体晶体结构及电子结构
的第一性原理研究
硕士研究生：马琳琳
导师：姜久兴
申请学位级别：理学硕士
学科、专业：凝聚态物理学
所在单位：应用科学学院
答辩日期：2010年3月
授予学位单位：哈尔滨理工大学
Classified Index：TQ170.1
Dissertation for the Master Degree in Engineering
Research on Precision Phase-shift
Control System
Candidate：Ma Linlin
Supervisor：Jiang Jiuxing
Academic Degree Applied for：Master of Science
Specialty：Condensed matter physics
Date of Oral Examination：March, 2010
University：Harbin University of Science and
Technology
哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明
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作者签名：日期：年月日
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本学位论文属于
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作者签名：日期：年月日
导师签名：日期：年月日
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尖晶石型软磁铁氧体晶体结构及电子结构
的第一性原理研究
摘要
运用局域密度泛函理论可将求解多电子问题转化为求解单电子运动方程。由此计算各类半导体材料和金属材料的结合能、晶格常数、体模量，得到与实验吻合的结果，使之成为近年来电子理论中的一项重要的成就。如今己发展了很多常用的方法:原子轨道线性组合紧束缚法(LCAO-TB)、正交平面波法(OPW)、鹰势平面波法(PWP)、线性缀加平面波方法(LAPW)、线性Muffin-tin轨道组合方法(LMTO)等。再加上目前大型、高速电子计算机的应用，第一性原理计算在研究凝聚态物质方面和材料设计方面越来越受到人们的关注。
尖晶石型软磁铁氧体有许多特殊的优越性能，是一种重要的基础功能材料，广泛用于通讯、传感、音像设备、滤波器、变压器等电子工业中。多年来许多科研工作者通过多种制备方法途径（如掺杂、表面包覆等）来改变其结构以提高稳定性和电化学性能。而对于微观的电子结构计算的报道则较少，因此，本文对尖晶石型ZnFe2O4 材料及其掺杂体系的电子结构计算探讨，从理论上解释掺杂机制并以期为尖晶石型软磁铁氧体的合成与改性提供有意义的理论指导。
本文主要是通过对ZnFe2O4 掺杂Mn、Ni，建立相应的掺杂晶体模型并基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理超软赝势平面波方法计算了未掺杂与掺杂各体系的电子结构和磁性，考察了ZnFe2O4 晶体及其掺杂晶体中能带结构、态密度等电子结构的特点和变化规律，计算结果表明：
单纯锌铁氧体是一种非磁性直接能隙半导体材料，靠近费米能级的Fe-3d 电子轨道和O-2p 电子轨道重叠较强，故Fe 与O 相互作用强烈，起到了使结构稳定的作用。经Mn 掺杂的体系具有磁性，仍保持了单一的尖晶石型结构，体系总能量上升，晶胞体积增大，减弱了尖晶石结构的稳定性，但使体系的导电性增强。单纯镍铁氧体具有稳定的反型尖晶石结构，其磁性较锰
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锌复合铁氧体小。
关键词尖晶石型铁氧体；第一性原理计算；电子结构；磁性
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Research on Precision Phase-shift Control System
Abstract
Phase measurement is a kind of technology which has been developed and applied to improve optical precision measurement in the 1980s.It will measure phase data of the whole region, realizing really a true optical phase measurement of the audience. Phase shift is a high-precision measurement of phase measurement methods. When the site is less than a stripe, this method is still valid. With the realization of phase shift measurement is the real way to phase modulation, and the phase shift is key component of the realization of the phase modulation. The phase shift accuracy is one of the important factors that phase measurement precision. Therefore, the precise demarcation or the correction of phase shifter is of great significance in the phase measurement.
The paper introduces the theory of phase shift, the common method of phase shift, software and hardware of device, the results of the experimental data and so on. The article focuses on hardware and software. Compared with other phase shift methods, the implementation of phase-shifting with PZT is a better choice of the platform for the experiment, the executive body simple, high efficiency, high-resolution, small errors and so on. The implementation of phase-shifting institutions is drive by the voltage circuit of PZT to achieve the purpose of the phase-shifting. Combination of optical devices, microprocessor programming, as well as the development of the VC platform on the preparation of data-processing procedures a set of control system of precise phase-shift measurement has been developed. In the study phase of the phase shift measurement system, an effective solution for non-linear PZT, the creep characteristics of the slow phase-shifting characteristics of accuracy, is to use closed-loop feedback system of voltage - phase shift. It is that the photoelectric sensor (PSD) detect the displacement by PZT, thus the resulting displacement control the voltage of PZT repeatedly. The actual can improve phase shift measurement accuracy. In this
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paper proves that the measurement accuracy of 7 nm can be achieved when the range is at 10 μm.There is a wide range of practical value in the phase measure- ment technology.
Keywords phase measurement, phase-shifting technology, position sensor dete- cted
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尖晶石型软磁铁氧体晶体结构及电子结构的第一性原理研究............................... I 摘要........................................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................................... III 第1章绪论. (1)
1.1 铁氧体软磁材料的发展 (1)
1.2 软磁铁氧体的结构与磁性 (3)
1.2.1 软磁铁氧体的结构 (3)
1.2.2影响金属离子在A位、B位分布的因素 (6)
1.2.3铁氧体磁性 (7)
1.3 研究的目的及意义 (10)
1.4 本课题的主要研究内容和结构安排 (11)
1.4.1 主要内容 (11)
1.4.2 结构安排 (12)
第2章计算方法 (13)
2.1 多电子体系的薛定谔方程 (13)
2.1.1 非相对论近似 (14)
2.1.2 Born-Oppenheimer近似 (14)
2.1.3轨道近似 (15)
2.2 密度泛函理论 (16)
2.3 基函和赝势 (19)
2.4 能量极小的优化方法 (22)
2.5 交换—关联能函数近似 (23)
2.6 CASTEP软件包功能特点 (26)
第3章锌铁氧体的晶体结构和电子结构 (27)
3.1 计算模型和参数设置 (27)
3.2 总能量和晶体结构 (28)
3.3 电子结构 (28)
3.3.1 能带结构与总态密度 (28)
3.3.2 分态密度 (29)
3.4 本章小结 (31)
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第4章锰锌铁氧体的晶体结构、电子结构、磁性和介电性质 (32)
4.1 计算模型和参数设置 (32)
4.2 总能量和晶体结构 (33)
4.3 能带结构与总态密度 (34)
4.4 分态密度 (35)
4.5 磁性 (37)
4.6 介电性质 (38)
第5章镍铁氧体的晶体结构、电子结构、磁性和介电性质 (40)
5.1 晶体结构 (40)
5.2 总能量和晶体结构 (40)
5.3 能带结构与总态密度 (41)
5.4 分态密度 (42)
5.5 磁性 (44)
结论 (45)
参考文献 (46)
攻读学位期间发表的学术论文 (48)
致谢 (49)
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第1章绪论
1.1铁氧体软磁材料的发展
软磁铁氧体材料是一种用途广、产量大、成本低的电子工业及机电工业基础材料，直接关系到电子信息产业、家电工业、计算机与通讯、环保及节能技术的发展，亦是衡量一个国家经济发达程度的标志之一。
早在五、六十年代，我国即开始生产软磁铁氧体，主要产品为收音机天线棒及中周变压器磁芯、电感磁芯等小磁芯。1975年，我国除港、台地区外，生产软磁铁氧体约2500吨，1980年，全国产量达3500吨，1985年接近7000吨，1990年超过1.5万吨，1995年达3万吨，仅次于日本而居世界第二位。
软磁铁氧体材料按应用特征分三大类别：功率铁氧体、高磁导率铁氧体和抗电磁干扰铁氧体。首先，对于功率铁氧体而言，其主要特征是在高频高磁感应强度的条件下，仍保持很低的功率损耗；而且其功率损耗随磁芯的温度升高而下降，在80℃左右达到最低点，从而使磁芯处于一种良性循环状态。功率铁氧体主要用于各种开关电源变压器和以彩电回扫变压器为代表的功率型电感器件中，应用范围十分广泛，是目前产量最大的软磁铁氧体。其次，高磁导率铁氧体的主要特征是其起始磁导率特别高，一般都在5000 以上。高磁导率铁氧体材料主要用于抑制电磁波干扰、宽频带变压器和电子镇流器中。再次，抗电磁干扰铁氧体，主要是利用铁氧体材料的电磁损耗机理，对电磁干扰信号进行大量吸收，达到抗电磁干扰的目的，主要用于固定电感器、抗电磁干扰滤波器、抑制器和片式电感器。
软磁铁氧体应用市场戏剧性的变化开始于八十年代初期。晶体管开关电源的出现与飞速发展，实质上引发了电源技术的一场大革命。这种新型的功率变换器件已广泛应用于计算机、通信、雷达、空间技术和家用电器等领域。因而对其心脏部件——软磁铁氧体磁芯性能提出了越来越高的要求。尤其是这种特殊铁氧体材料的产量已占据软磁总产量的30%以上。首先它必须工作在高磁通状态，而且工作频率越来越高，同时还要求提高效率和减小体积，并且在较高温度和较大迭加直流场下保持良好性能。
这就意味着要求材料的初始磁导率μi和振幅磁导率μ相对较高；饱和磁通密度Bs以及高温Bs较高，剩余磁通密度Br较低；居里点Tc较高，功耗Pc较低及功耗谷点温度Tp较高；工作频率较高，电阻率ρ较高。这就是低功
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耗软磁铁氧体材料性能的基本要求，也就是说功率铁氧体向高频化、低功耗发展，以满足开关电源进一步小型化、轻量化要求。
此外，高Bs化、损耗最低点温度多样化也是值得注意的动向，也可以将此类铁氧体称之为温度色散型功率铁氧体。为了推进节能灯具和大屏幕液晶电视背景照明电源的开关化，电冰箱、空调的变频化，电视机、录像机等家用电器待机电源的高效化，日本TDK 正积极研究开发、生产与之相适应大的PC31、PC45、PC46、PC47 等新一代功率铁氧体材料。
随着电子技术的发展，在抗电磁干扰噪声滤波器、电子电路宽带变压器、综合业务数据网（ISDN）、局域网（LAN）、宽域网（WAN）、背景照明等领域脉冲变压器中需要大量特性优良的高磁导率MnZn铁氧体材料。由于综合业务数据网（ISDN）市场迅速扩大，需要使用大量的室外设施，要求其中的脉冲变压器能在很低的环境温度（-20℃）下仍能保持很高的磁导率，所以具有宽温度工作特点、磁性能十分稳定的高磁导率铁氧体材料理所当然成为人们关注的焦点。日本TDK 于1998 年成功开发了H5C4的MnZn 铁氧体材料，这种材料在25℃时μi=12000±25％、而在-20℃时μi不低于9000，这就保证了ISDN 在室外的工作的稳定性。在今后几年内，国内外H5C4 的产量肯定会迅速增加。近年来，高磁导率锰锌铁氧体材料的水平在不断提高，目前国内外同行技术创新的奋斗目标是规模化生产高μi为15000～18000的锰锌铁氧体，以及更为实用的具有宽频、宽温特性的高μi锰锌铁氧体材料。由此可见高磁导率锰锌铁氧体材料的发展方向是向更高磁导率、高工作频率、低温度系数和宽频带方向发展，以适应数字技术、光纤通信中小型化和宽频带的要求。
软磁铁氧体材料作为一种重要的基础功能材料，广泛用于通讯、传感、音像设备、滤波器、变压器等电子工业中，为软磁铁氧体的应用打开了广阔的市场。同时，由于通讯、计算机网络等电子信息产业的快速发展，电子仪器、设备的体积趋于小型化，对高密度化、轻量化、薄型化的高性能电子元器件的需求量大幅度增长，使得高性能软磁铁氧体材料的需求量与日俱增,也使软磁铁氧体的制备工艺日益完善，发展成为种类繁多、应用广泛的功能材料，促使软磁铁氧体材料向更高的频率和更低的功耗方向发展。
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1.2软磁铁氧体的结构与磁性
1.2.1软磁铁氧体的结构
MnZn铁氧体的晶体结构是尖晶石晶格结构[37,121~124]，属于立方晶系（氧离子为面心立方密堆积），它与天然矿物尖晶石MgAl2O4的结构相同，故得此名。尖晶石铁氧体的化学分子式可写为MeFe2O4，其中Me代表二价金属离子，如Zn2+、Mn2+、Fe2+等。尖晶石铁氧体的晶格结构呈立方对称，空间群为O h7；一个单位晶胞含有8个分子式，一个单胞的分子式为Me82+Fe163+O322-。所以一个铁氧体单胞内共有56个离子，其中Me2+离子8个，Fe3+离子16个，O2-离子32个。三者比较，氧离子的尺寸最大，晶格组成必然以氧离子作密堆积，金属离子填充在氧离子密堆积的间隙内。图 2.1给出了尖晶石晶体结构的单位晶胞示意图。图中所示的晶胞可分为8个小立方，离子的分布在共边的小立方中是相同的，在共面的小立方中是不同的，因此这8个小立方分为两种类型，每种类型各有4个。每个小立方内包含4个氧离子，单位晶胞内共包含有4×8＝32个氧离子。在32个氧离子密堆积构成的面心立方晶格中，有两种间隙：①四面体间隙；②八面体间隙。四面体间隙由4个氧离子中心连线构成的4个三角形平面包围而成。这样的四面体间隙共有64个。四面体间隙较小，只能填充尺寸较小的金属离子。八面体间隙由6个氧离子中心连线构成的8个三角形平面包围而成。这样的八面体间隙共有32个。八面体间隙较大，只可以填充尺寸较大的金属离子。在今后的叙述中，四面体间隙简称A位，用A表示；八面体间隙简称B位，用B表示。如图2.2所示。
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图2-2 尖晶石晶胞结构和子晶胞
Fig.2-2 T
图2-2 氧离子立方密堆积中的A 、B 位置
Fig.2-2 T
一个实际尖晶石单胞，实际上只有8个A 位和16个B 位被金属离子填
充，其余的大部分间隙是空着的，这为金属离子的扩散及掺杂改性提供了有利
条件，也容易引起成分偏离正分的情况出现。
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图2-2 尖晶石晶胞的a 及u
Fig.2-2 T
在理想的最紧密堆积情况下，A 位置与B 位置具有一定大小，r A ≈
0.03nm ，r B ≈0.055nm 。进入A 、B 位置的金属离子半径一般在0.06nm ～0.1nm
之间，因此实际的晶体尺寸要膨胀一些，根据图2.3几何关系可得A 位置与B
位置上可容纳的金属离子的半径分别为：
001()45()8A B r u r r u a r ?=-????=--??
（2.1） 采式中r 0为氧离子半径，r 0≈0.132nm ；a 为晶格常数，理想情况下的晶格
常数a ≈0.75nm ；u 为氧离子参数，理想的面心立方中u ＝3/8＝0.375。
在锰锌铁氧体中，由于金属阳离子的半径总是大于r A 或r B ，故当A 位置
或B 位置被阳离子占据时，四面体体积将略微膨胀，但是仍然保持正四面体对
称。八面体的体积将相应缩小，不再保持八面体的对称，使得氧离子参数u 稍
大于3/8，锰铁氧体MnFe 2O 4和锌铁氧体ZnFe 2O 4的氧离子参数u 均为0.385，
MnFe 2O 4和ZnFe 2O 4的晶格常数分别为0.85nm ，0.842nm 。
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1.2.2 影响金属离子在A 位、B 位分布的因素
在尖晶石铁氧体中，填充A 位置的金属离子构成的晶格称为A 次晶格；
同理，填充B 位置的金属离子构成的晶格称为B 次晶格。一般来说，每种金
属离子都有可能占据A 位置或B 位置，其离子分布式可写为：
23231114()[]Me Fe Me Fe O δδδδ++++--+
上式中以（）表示A 位，以[]表示B 位，脚标δ表示Me 2+离子占A 位的分
数。①当δ＝1时，表示所有A 位都被Me 2+离子占据，而B 位置都被Fe 3+占
据，这种分布和尖晶石结构相同，称为正型尖晶石结构的铁氧体；②当δ＝0
时，表示所有A 位都被Fe 3+离子占据，而B 位置分别被Fe 3+和Me 2+各占据一
半，这种分布正好和尖晶石结构相反，称为反型尖晶石结构的铁氧体；③当0
＜δ＜1时，表示在A 位置和B 位置上两种金属离子都有，称为混合型尖晶石
结构的铁氧体。
由此可见，铁氧体中金属离子的分布比较复杂，其分布规律一般与离子半
径、电子层结构、离子价键平衡等因素有关。概括起来如下：
（1） 离子半径
因四面体空隙较小，所以较小的离子倾向于占据四面体位即A 位。
（2） 静电能(亦称马德隆(Madelung)能量)
作为离子晶体，库仑能量是可以严格计算的，己经计算出Madelung 系数
M 在不同的氧参量u 值下与占据A 位的离子的平均价数的关系曲线[10]，并得
到定性的结论：u 较大时有利于低价离子占A 位，u 较小时有利于高价离子占
A 位。
（3） 共价键的空间配位性
大多数尖晶石结构的氧化物看作是离子晶体是合理的，但不够全面，金属
元素在晶格中同样也表现出共价键的性质，共价键的空间配位性在某些离子的
占位优先趋势上显得非常突出。Zn 2+，Cd 2+，Ga 3+等离子的共价键倾向于形成
sp 3杂化轨道，它们的空间配位恰好是从正四面体中心伸向四个顶点，因此这
些离子有强烈占据A 位的趋势。
（4） 晶体场对d 电子的能级和空间分布的影响
过渡元素的阳离子在立方对称的晶体场中时，原来简并的5个d 轨道分裂
为两组简并轨道：一个三重简并婉轨道和一个二重简并e g 轨道。在分裂场中，
t 2g 轨道能量较低，同时其电子云的分布与6个近邻的O 离子的电子分布有轻
微的排斥作用，如Ni 2+、Cr 3+由于晶体场作用，有优先占据B 位的趋势。
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Dunitz和orgel运用晶体场理论和光学数据，对各种过渡金属离子的择优分布作出了半定量的结论。他们的结论认为，d3和d8离子优先占据八面体空隙，d0、d5和d10离子优占据四面体空隙[11]。
（5）离子键的交换作用对离子分布的影响
在铁氧体内，较强的交换作用存在于占A位的磁性离子与占B位的、距离和角度都有利的磁性离子之间。在居里点以上，.磁矩的有序得到实现时，离子分布应趋向于交换作用得到最有效的发挥。
以上各种影响离子分布的因素并不是孤立地发挥作用的，而是相互关联的。因此，很难准确确定离子占据A位还是B位，只能进行大致判断，再结合实验进行确证。
经过大量的实验研究及理论分析【12-15】，尖晶石型铁氧体阳离子分布存在以下一般规律：
1.由阳离子占据A位或B位的优先趋势的相对程度所决定。周志刚等【7】描述如下：Zn2+，Cd2+，Ga3+，In3+，Ge4+，Mn2+，Fe3+，V3+，Cu+，Fe2+，Mg2+，Li+，Al3+，Cu2+，Co2+，Mn3+，Ti4+，Sn4+，Z r4+，Ni2+，Cr3+。从左到右，占B位的趋势逐渐增强，占A位的趋势逐渐减弱。
2. 在锰锌铁氧体尖晶石结构中：Zn2+只在A位出现，Fe2+优先占据B位，亦可在A位出现，B位有Mn4+时，有如下关系:
Mn4+B+Fe2+A――＞2Fe3+B
Mn2+只在A位出现，Mn3+、Mn4+只在B位出现，Fe3+对A位、B位无选择性，且离子氧化或还原造成晶格出现的空位只在B位上。
1.2.3铁氧体磁性
1.2.3.1磁性来源
铁氧体磁性来源于两种没有抵消的离子磁矩的反向排列，因此可以根据铁氧体总金属离子的分布和各种磁性离子的磁矩数，就可以大致计算出各种铁氧体分子的饱和磁矩（即最大磁矩）。饱和磁矩是铁氧体磁性材料各种物理特性的基础，饱和磁矩的大小取决于铁氧体的结构特征。
在MnZn铁氧体中，处于四面体（A位）和八面体（B位）的自旋磁矩的取向是反向平行排列的。对于锌铁氧体而言，它是纯粹的正尖晶石结构，由于Zn2+离子的最外层电子组态为3d10，所以Zn2+离子的轨道磁矩和自旋磁矩都为
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零。由于Fe 3+离子、Mn 2+离子的最外层电子组态为3d 5，其轨道磁矩L ＝0。但
在MnZn 铁氧体中，由于A 位和B 位的磁性离子组成的两个次晶格的磁矩方
向相反而且强度不等，因而产生了自发磁化。下面我们将根据A 位和B 位离
子磁矩反向平行的假定，我们可以先计算出锌铁氧体和锰铁氧体的分子最大磁
矩即饱和磁矩，然后推得MnZn 铁氧体得分子饱和磁矩。
锌铁氧体ZnO.Fe 2O 3
次晶格 A 位 B 位 氧离子
离子分布式 Zn 2+ [2Fe 3+]4 O 2-
磁矩方向 ---→ ←---
离子磁矩取向 M Fe3+ －M Fe3+
分子磁矩M ＝M Fe3+－M Fe3+＝0
锰铁氧体MnO.Fe 2O 3为混合型尖晶石结构的铁氧体，二价锰Mn 离子具有
和三价铁Fe 3+离子相同的自旋磁矩，即各有5个玻尔磁子，因此锰铁氧体为一
种特殊情况，其饱和磁化强度不依赖于离子在晶格中的位置分布，因此，锰铁
氧体MnO.Fe 2O 3的分子饱和磁矩为：
锰铁氧体MnO.Fe 2O 3
次晶格 A 位 B 位 氧离子
离子分布式（Mn 2+δ，Fe 3+1-δ） [Mn 2+1-δ，Fe 3+1+δ] 4O 2-
磁矩方向 ←--- ---→ ---→
离子磁矩取向
分子磁矩M ＝5[μB]（μB 为玻尔磁子）
锰锌铁氧体
次晶格 A 位 B 位 氧离子
离子分布式（Zn 2+δ，Fe 3+1-δ） [Mn 2+1-δ，Fe 3+1+δ] 4O 2-
磁矩方向 ←--- ---→ ---→
离子磁矩取向-(1-δ)M Fe3+ +（1-δ）M Mn2+ +(1+δ)M Fe3+
分子磁矩M ＝（1-δ）M Mn2++(1+δ)M Fe3+－(1-δ)M Fe3+
＝（1-δ）M Mn2++2δM Fe3+＝5（1+δ）[μB] （2.2）
从上面的分析可知，我们可以通过调节δ值来改变铁氧体的磁化强度，此
外还可以通过选择二价金属离子Me 2+来实现。为了在给定的Me 2+系统中实现
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磁化强度的控制，通常可以采用离子取代来实现，特别是非磁性离子取代法。
由此可知，在MnZn 铁氧体中，铁氧体材料的饱和磁化强度由Fe 2O 3、MnO 和
ZnO 三种主成分的含量比例决定。
当非磁性Zn 2+离子加入后，由于Zn 2+离子有进入A 位的趋势，强占了A
位，有部分Fe 3+离子被赶到B 位，使得A 位内磁矩下降，B 位内磁矩增加，
结果使得铁氧体饱和磁矩大大增加。但是，当Zn 2+离子加入过多，更多的A
位被Zn 2+离子占据，A 位上的磁性离子过分减少就会严重削弱A －B 两次晶格
之间的超交换作用，使得某个B 位磁性离子的B －B 交换作用增强，但这个B
位离子的磁矩与多数B 位离子的磁矩是反向平行的，结果每一个这样的B 位
离子将减少两个离子磁矩，这相当于B 位的磁矩数下降，所以Zn 2+离子的过多
加入反而对提高饱和磁矩不利。
1.2.3.2 影响磁性大小的因素
铁氧体磁性的起源有三个:
(1)未成对的3d 电子;
(2)相邻金属离子间的超交换作用;
(3)和晶位数不等价
图2-2 尖晶石晶胞的a 及u
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Fig.2-2 T
在自由状态下，一个带有3d电子的原子，其总磁矩等于自旋磁矩与轨道磁矩之和。在铁氧体中，轨道磁矩几乎完全被处于金属离子周围的氧离子电场(晶体场)“冻结”，因而原子磁矩(m)就是电子的自旋磁矩，即uB，uB为玻尔磁子单位，n是未成对的电子数。
被氧离子隔开的相邻金属离子之间发生间接交换(超交换)作用，其强度决定于氧的p轨道与金属的d轨道之间相互重叠的程度。当金属离子之间的距离增大和当Me-O-Me的夹角从180降到90时，超交换作用变弱。对于尖晶石结构的铁氧体来说，金属离子之间存在三种交换作用，如图1-4。其中A-B的超交换作用占主导地位，B-B和A-A的超交换作用次之。A-B间的超交换作用来自一个A位和一个B位之间的共有角上的氧离子和该四面体或八面体中心的阳离子的三者组合，每个A位上的磁性离子与12个B位上的磁性离子之间有这样的交换作用，而每个B位上的磁性离子与6个A位上的磁性离子之间也有这样的交换作用。
1.3研究的目的及意义
铁氧体又称铁淦氧或磁性瓷，为一类非金属磁性材料，是磁性三氧化二铁与其他一种或多种金属氧化物的复合氧化物(或正铁酸盐)。相对于金属磁性材料，铁氧体的磁导率与磁化率比较大，电阻率比较高，具有高的机械加工性能、易于压模成型、化学稳定性好和成本低等优点，因而在磁性材料的研究和发展中占有很重要的地位。铁氧体的系统研究和生产始于20世纪早期，之后发展非常迅速，应用也极其广泛。由于软磁铁氧体的电阻率比金属磁性材料大得多，而且有较高的介电性能，其磁特性还表现为高频时具有较高的磁导率，因而已成为高频弱电领域很有发展前途的一种非金属磁性材料。
目前，许多科研工作者对尖晶石型软磁铁氧体的研究大都基于实验的基础上，通过多种制备方法途径（如掺杂、表面包覆等）来改变其结构以提高稳定性和电化学性能。并且取得了一些显著的成效；而对于其微观的电子结构报道则较少，缺乏相应的理论支撑。
由于材料的性能往往是其微观电子结构的宏观表现，而电子结构主要由材料的化学组分和晶体结构所决定。因此，我们在大量实验的基础上，有必要对材料的微观结构加以探讨，以求从理论上解释并指导实验。
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晶体生长方法 一、提拉法 晶体提拉法的创始人是J. Czochralski，他的论文发表于1918年。提拉法是熔体生长中最常用的一种方法，许多重要的实用晶体就是用这种方法制备的。近年来，这种方法又得到了几项重大改进，如采用液封的方式（液封提拉法，LEC），能够顺利地生长某些易挥发的化合物（GaP等）；采用导模的方式（导模提拉法）生长特定形状的晶体（如管状宝石和带状硅单晶等）。所谓提拉法，是指在合理的温场下，将装在籽晶杆上的籽晶下端，下到熔体的原料中，籽晶杆在旋转马达及提升机构的作用下，一边旋转一边缓慢地向上提拉，经过缩颈、扩肩、转肩、等径、收尾、拉脱等几个工艺阶段，生长出几何形状及内在质量都合格单晶的过程。这种方法的主要优点是：(a)在生长过程中，可以方便地观察晶体的生长情况；(b)晶体在熔体的自由表面处生长，而不与坩埚相接触，这样能显著减小晶体的应力并防止坩埚壁上的寄生成核；(c)可以方便地使用定向籽晶与“缩颈”工艺，得到完整的籽晶和所需取向的晶体。提拉法的最大优点在于能够以较快的速率生长较高质量的晶体。提拉法中通常采用高温难熔氧化物，如氧化锆、氧化铝等作保温材料，使炉体内呈弱氧化气氛，对坩埚有氧化作用，并容易对熔体造成污杂，在晶体中形成包裹物等缺陷；对于那些反应性较强或熔点极高的材料，难以找到合适的坩埚来盛装它们，就不得不改用其它生长方法。 二、热交换法
热交换法是由D. Viechnicki和F. Schmid于1974年发明的一种长晶方法。其原理是：定向凝固结晶法，晶体生长驱动力来自固液界面上的温度梯度。特点：(1) 热交换法晶体生长中，采用钼坩埚，石墨加热体，氩气为保护气体，熔体中的温度梯度和晶体中的温度梯度分别由发热体和热交换器（靠He作为热交换介质）来控制，因此可独立地控制固体和熔体中的温度梯度；(2) 固液界面浸没于熔体表面，整个晶体生长过程中，坩埚、晶体、热交换器都处于静止状态，处于稳定温度场中，而且熔体中的温度梯度与重力场方向相反，熔体既不产生自然对流也没有强迫对流；(3) HEM法最大优点是在晶体生长结束后，通过调节氦气流量与炉子加热功率，实现原位退火，避免了因冷却速度而产生的热应力；(4) HEM可用于生长具有特定形状要求的晶体。由于这种方法在生长晶体过程中需要不停的通以流动氦气进行热交换，所以氦气的消耗量相当大，如Φ30 mm的圆柱状坩埚就需要每分钟38升的氦气流量，而且晶体生长周期长，He气体价格昂贵，所以长晶成本很高。 三、坩埚下降法 坩埚下降法又称为布里奇曼－斯托克巴格法，是从熔体中生长晶体的一种方法。通常坩埚在结晶炉中下降，通过温度梯度较大的区域时，熔体在坩埚中，自下而上结晶为整块晶体。这个过程也可用结晶炉沿着坩埚上升方式完成。与提拉法比较该方法可采用全封闭或半封闭的坩埚，成分容易控制；由于该法生长的晶体留在坩埚中，因而适于生长大块晶体，也可以一炉同时生长几块晶体。另外由于工艺条件
第一章 晶体结构和倒格子 1. 画出下列晶体的惯用元胞和布拉菲格子，写出它们的初基元胞基矢表达式，指明各晶体的结构及两种元胞中的原子个数和配位数。 (1) 氯化钾 （2）氯化钛 （3）硅 （4）砷化镓 （5）碳化硅 （6）钽酸锂 （7）铍 （8）钼 （9）铂 2. 对于六角密积结构，初基元胞基矢为 → 1a =→→+j i a 3(2 →→→+-=j i a a 3(22 求其倒格子基矢，并判断倒格子也是六角的。 3．用倒格矢的性质证明，立方晶格的[hkl]晶向与晶面（hkl ）垂直。 4. 若轴矢→→→c b a 、、构成简单正交系，证明。晶面族（h 、k 、l ）的面间距为 2222) ()()(1c l b k a h hkl d ++= 5．用X 光衍射对Al 作结构分析时，测得从(111)面反射的波长为1.54?反射角为θ=19.20 求面间距d 111。 6．试说明：1〕劳厄方程与布拉格公式是一致的； 2〕劳厄方程亦是布里渊区界面方程； 7．在图1－49（b ）中，写出反射球面P 、Q 两点的倒格矢表达式以及所对应的晶面指数和衍射面指数。 8．求金刚石的几何结构因子，并讨论衍射面指数与衍射强度的关系。 9．说明几何结构因子S h 和坐标原点选取有关，但衍射谱线强度和坐标选择无关。 10. 能量为150eV 的电子束射到镍粉末上，镍是面心立方晶格，晶格常数为3.25×10-10m,求最小的布拉格衍射角。 附：1eV=1.602×10-19J, h=6.262×10-34J ·s, c=2.9979×108m/s 第二章 晶体结合 1．已知某晶体两相邻原子间的互作用能可表示成 n m r b r a r U +-=)( (1) 求出晶体平衡时两原子间的距离； (2) 平衡时的二原子间的互作用能； (3) 若取m=2,n=10,两原子间的平衡距离为3?,仅考虑二原子间互作用则离解能为4ev ，计算a 及b 的值； （4） 若把互作用势中排斥项b/r n 改用玻恩－梅叶表达式λexp(-r/p),并认为在平衡时对互作 用势能具有相同的贡献，求n 和p 间的关系。 2. N 对离子组成的Nacl 晶体相互作用势能为 ??????-=R e R B N R U n 024)(πεα
各种液压缸工作原理及结构分析（动画演示） 什么是液压缸液压缸是将液压能转变为机械 能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸的结构液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。缸体组件缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作用，因此，缸体组件要有足够的强度，较高的表面精度可靠的密封性。(1)法兰式连接，结构简单，加工方便，连接可靠，但是要求缸筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉，它是常用的一种连接形式。(2)半环式连接，分为外半环连接和内半环连接两种连接形式，半环连接工艺性好，连接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。(3)螺纹式连接，有
外螺纹连接和内螺纹连接两种，其特点是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。(4)拉杆式连接，结构简单，工艺性好，通用性强，但端盖的体积和重量较大，拉杆受力后会拉伸变长，影响效果。只适用于长度不大的中、低压液压缸。(5)焊接式连接，强度高，制造简单，但焊接时易引起缸筒变形。液压缸的基本作用形式：标准双作用：动力行程在两个方向并且用于大多数应用场合： 单作用缸：当仅在一个方向需要推力时，可以采用一个单作用缸；双杆缸：当在活塞两侧需要相等的排量时，或者当把一个负载连接于每端在机械有利时采用，附加端可以用来安装操作行程开关等的凸轮．弹簧回程单作用缸：通常限于用来保持和夹紧的很小的短行程缸。容纳回程弹簧所需要的长度使得它们在需要长行程时很讨厌；柱塞式单作用缸：仅有一个流体腔，这种类型的缸通常竖直安装，负载重置使缸内缩，他们又是被成为“排量缸”，并且对长行程是实用的；多级伸缩缸：最多可带4个套简，收拢长度比标准缸短．有单作用或双作用，它们与标准缸相比是比较贵的，通常用于安装空间较小但需要较大行程的场合， 串联缸：一个串联缸足由两个同轴安装的缸组成的，两个缸的活塞由一个公共活塞杆链接，在两缸之前设置杆密封件以便使每个缸都能双作用，当安装宽度或高度受限制时．串联
盐类结晶实验报告 一、实验名称： 盐类结晶与晶体生长形态观察 二、实验目的： 1.通过观察盐类的结晶过程，掌握晶体结晶的基本规律及特点。为理解金属的结晶理论建立感性认识。 2.熟悉晶体生长形态及不同结晶条件对晶粒大小的影响。观察具有枝晶组织的金相照片及其有枝晶特征的铸件或铸锭表面，建立金属晶体以树枝状形态成长的直观概念。 3.掌握冷却速度与过冷度的关系。 三、实验原理概述： 金属及其合金的结晶是在液态冷却的过程中进行的，需要有一定的过冷度，才能开始结晶。而金属和合金的成分、液相中的温度梯度和凝固速度是影响成分过冷的主要因素。晶体的生长形态与成分过冷区的大小密切相关，在成分过冷区较窄时形成胞状晶，而成分过冷区较大时，则形成树枝晶。由于液态金属的结晶过程难以直接观察，而盐类亦是晶体物质，其溶液的结晶过程和金属很相似，区别仅在于盐类是在室温下依靠溶剂蒸发使溶液过饱和而结晶，金属则主要依靠过冷，故完全可通过观察透明盐类溶液的结晶过程来了解金属的结晶过程。 在玻璃片上滴一滴接近饱和的热氯化氨（NH4CI）或硝酸铅[Pb(NO3)2]水溶液，随着水分蒸发，温度降低，溶液逐渐变浓而达到饱和，继而开始结晶。我们可观察到其结晶大致可分为三个阶段：第一阶段开始于液滴边缘，因该处最薄，蒸发最快，易于形核，故产生大量晶核而先形成一圈细小的等轴晶（如图1所示），接着形成较粗大的柱状晶（如图2所示）。因液滴的饱和程序是由外向里，故位向利于生长的等轴晶得以继续长大，形成伸向中心的柱状晶。第三阶段是在液滴中心形成杂乱的树枝状晶，且枝晶间有许多空隙（如图3所示）。这是因液滴已越来越薄，蒸发较快，晶核亦易形成，然而由于已无充足的溶液补充，结晶出的晶体填布满枝晶间的空隙，从而能观察到明显的枝晶。 四、材料与设备： 1）配置好的质量分数为25%~30%氯化铵水溶液。 2）玻璃片、量筒、培养皿、玻璃棒、小烧杯、氯化铵、冰块。 3）磁力搅拌器、温度计。 4）生物显微镜。 五、实验步骤： 1.将质量分数为25%~30%氯化铵水溶液，加热到80~90℃，观察在下列条件下的结晶过程及晶体生长形态。 1)将溶液倒入培养皿中空冷结晶。 2)将溶液滴在玻璃片上，在生物显微镜下空冷结晶。 3)将溶液滴入试管中空冷结晶。 4)在培养皿中撒入少许氢化氨粉末并空冷结晶。 5)将培养皿、试管置于冰块上结晶。 2.比较不同条件下对氯化铵水溶液空冷结晶组织的影响： 氯化钠溶液在玻璃皿中空冷时由于玻璃皿边缘与中心的介质不同，造成氯化钠溶液洁净的不均匀，从而造成晶粒的大小不同；另外撒入少量的氯化铵粉末后粉末在促进结晶的同时也成为氯化铵的成长中心，析出的氯化铵依附在撒入的粉末上成长，即撒入的粉末有引导结晶的作用，实际的形态和撒入的量、分布有关。
第一章 P4 问题 对14种布拉菲点阵中的体心立方，说明其中每一个阵点周围环境完全相同 答：①单看一个结晶学单胞可知，各个顶点上的阵点等价，周围环境相同。 ②将单个结晶学单胞做周期性平移后可知，该结晶学单胞中的体心阵点亦可作为其他结晶学原胞的顶点阵点，即体心阵点与顶点阵点也等价，周围环境也相同。 综上所述，体心立方中每一个阵点周围环境完全相同。 问题 在二维布拉菲点阵中，具体说明正方点阵的对称性高于长方点阵。 答：对称轴作为一种对称要素，是评判对称性高低的一种依据。正方点阵有4条对称轴而长方点阵只有两条对称轴，故正方点阵的对称性高于长方点阵。 P9 问题 晶向族与晶面族概念中，都有一个“族”字。请举一个与族有关的其他例子，看看其与晶向族、晶面族有无相似性？ 答：“上班族”、“追星族”… 它们与晶向族、晶面族的相似性在于同一族的事物都有某一相同的性质。 问题 几年前一个同学问了这样的问题：() 2πe 晶面该怎么画？你如何看待他的问题？应该指出，这位同学一定是动了脑筋的！结论是注重概念 答：晶面无意义、不存在。晶向是晶面的法向量，相同指数的晶面与晶向是一一对应的。在晶体中原子排布规则中，各阵点是以点阵常数为单位长度构成的离散空间，阵点坐标值均为整数，晶向指数也应为整数，因此晶面指数应为整数时晶面才有意义。（晶体学的面与数学意义下的面有区别，只有指数为整数的低指数面才有意义。） 问题 说明面心立方中(111)面间距最大，而体心立方中(110)面间距最大。隐含了方法 答：①面心立方中有晶面族{100}、{110}、{111}，它们的面间距分别为 因此面心立方中{111}面间距最大。 ②体心立方中有晶面族{100}、{110}、{111}，其面间距分别为 因此体心立方中{110}面间距最大。 (密排面的晶面间距最大)
液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。 上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸底1、缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7和导向套8等组成；缸筒一端与缸底焊接，另一端与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞杆采用卡键连接，为了保证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈3、5、9、11和防尘圈12。下面对液压缸的结构具体分析。 3.2.1 缸体组件 ?
缸体组件与活塞组件形成的 密封容腔承受油压作用，因此， 缸体组件要有足够的强度，较高 的表面精度可靠的密封性。 3.2.1.1 缸筒与端盖的连接 形式 常见的缸体组件连接形式如图3.10所示。 (1)法兰式连接（见图a），结构简单，加工方便，连接可靠，但是要求缸筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉，它是常用 的一种连接形式。 (2)半环式连接（见图b）， 分为外半环连接和内半环连 接两种连接形式，半环连接 工艺性好，连接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。 (3)螺纹式连接（见图f、c），有外螺纹连接和内螺纹连接两种，其特点是体积小，重量轻，结构紧凑，
但缸筒端部结构复杂，这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。 ? (4)拉杆式连接（见图d），结构简单，工艺性好，通用性强，但端盖的体积和重量较大，拉杆受力后会拉伸变长，影响效果。只适用于长度不大的中、低压液压缸。 (5)焊接式连接（见图e），强度高，制造简单，但焊接时易引起缸筒变形。 3.2.1.2 缸筒、端盖和导向套的基本要求 ?缸筒是液压缸的主体，其内孔一般采用镗削、绞孔、滚压或珩磨等精密加工工艺制造，要
创作编号：BG7531400019813488897SX 创作者：别如克* 液压缸的结构 · 液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。 上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7 和导向套8 等组成；缸筒一
焊接，另一端与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞杆采用卡键连接，为证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈3、5、9、11 和防 下面对液压缸的结构具体分析。 3.2.1 缸体组件 ·
缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作 用，因此，缸体组件要有足够的强度，较高的表面精 度可靠的密封性。 3.2.1.1 缸筒与端盖的连接形式 常见的缸体组件连接形式如图 3.10 所示。 (1)法兰式连接（见图a），结构简单，加工方便，连接可靠，但是要筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉， 它是常用的一种连接形式。 (2)半环式连接（见图b），分为外半环连接和内 半环连接两种连接形式，半环连接工艺性好，连 接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连 接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。 (3)螺纹式连接（见图f、c），有外螺纹连接和内螺纹连接两种，其是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式 用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。
烧结矿是烧结过程的最终产物，是许多种矿物的复合体，矿物组成非常复杂。影响烧结矿矿物组成的因素包括：燃料用量、烧结矿碱度、脉石成分和添加物种类以及操作工艺条件等。烧结矿中各矿物通过自身的强度和还原性影响烧结矿的强度和还原性。 5.5.4.1 烧结矿的矿物组成 由于原料条件和烧结工艺条件不同，烧结矿的矿物组成不尽相同，但是总是由含铁矿物及脉石矿物两大类组成的液相粘结在一起的。酸性烧结矿矿物主要为磁铁矿、赤铁矿、浮氏体、金属铁、铁橄榄石、钙铁橄榄石、玻璃体、铁酸钙、硅钙石、石英等；主要胶结物为铁橄榄石和少量的钙铁橄榄石、玻璃体等。 自熔性烧结矿矿物主要为磁铁矿、赤铁矿、浮氏体、金属铁、钙铁橄榄石、橄榄石类、铁酸钙、硅酸钙、钙铁辉石、钙铁辉石-钙镁辉石固溶体、石英、石灰等；主要胶质物为钙铁橄榄石、玻璃体等。 高碱度烧结矿的矿物主要是磁铁矿、赤铁矿、钙质浮氏体、铁酸钙和硅酸二钙等；主要胶质物为铁酸二钙。 当烧结矿脉石中含有较多的Al2O3或烧结料中Fe2O3较多时，粘结相还有铝黄长石、铁铝酸四钙、铁黄长石、钙铁榴石（3CaO·Fe2O3·3SiO2）。MgO含量较多时会出现钙镁橄榄石、镁黄长石、镁蔷薇辉石等。脉石中含有萤石时，烧结矿中则含有枪晶石。烧结含钛铁矿时会出现钙钛石（CaO·TiO2，3CaO·2TiO2）、梢石（CaO·TiO2·SiO2）。 对某一烧结矿来说，不一定全部含有上述矿物，而且数量也不相等。磁铁矿和浮氏体是各种烧结矿的主要含铁矿物，非铁矿物以硅酸盐类矿物为主。表5-6给出了武钢不同碱度烧结矿的矿物组成。 表5-6 武钢不同碱度烧结矿的矿物组成 烧结矿碱度 矿物组成，（体积）% 磁铁 矿 赤铁 矿 铁酸 一钙 铁酸 二钙 铁黄 长石 硅酸 钙 铁橄 榄石 浮氏 体 金属 铁 玻璃 质 0.8 57.5 6.2 2.7 - 13.1 - 2.73 0.18 - 17.4 1.3 48.3 2.9 14.4 - 15.3 0.92 - - 0.1 18.0 2.4 34.6 0.2 29.1 4.4 10.9 4.44 - - - 16.2 3.5 27.6 0.2 39.3 9.3 10.7 7.51 - - 0.3 7.3 5.5. 4.2 烧结矿的结构
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几种常见晶体结构分析 河北省宣化县第一中学 栾春武 邮编 075131 栾春武：中学高级教师，张家口市中级职称评委会委员。河北省化学学会会员。市骨干教师、市优秀班主任、模范教师、优秀共产党员、劳动模范、县十佳班主任。 联系电话： E-mail ： 一、氯化钠、氯化铯晶体——离子晶体 由于离子键无饱和性与方向性，所以离子晶体中无单个分子存在。阴阳离子在晶体中按一定的规则排列，使整个晶体不显电性且能量最低。离子的配位数分析如下： 离子数目的计算：在每一个结构单元（晶胞）中，处于不同位置的微粒在该单元中所占的份额也有所不同，一般的规律是：顶点上的微粒属于该 单元中所占的份额为18，棱上的微粒属于该单元中所占的份额为1 4，面上 的微粒属于该单元中所占的份额为1 2，中心位置上（嚷里边）的微粒才完 全属于该单元，即所占的份额为1。 1.氯化钠晶体中每个Na +周围有6个Cl －，每个Cl －周围有6个Na +，与一个Na +距离最近且相等的Cl －围成的空间构型为正八面体。每个Na +周围与其最近且距离相等的Na +有12个。见图1。 图1 图2 NaCl
晶胞中平均Cl－个数：8×1 8 + 6× 1 2 ＝ 4；晶胞中平均Na+个数：1 + 12×1 4 ＝ 4 因此NaCl的一个晶胞中含有4个NaCl（4个Na+和4个Cl－）。 2.氯化铯晶体中每个Cs+周围有8个Cl－，每个Cl－周围有8个Cs+，与一个Cs+距离最近且相等的Cs+有6个。 晶胞中平均Cs+个数：1；晶胞中平均Cl－个数：8×1 8 ＝ 1。 因此CsCl的一个晶胞中含有1个CsCl（1个Cs+和1个Cl－）。 二、金刚石、二氧化硅——原子晶体 1.金刚石是一种正四面体的空间网状结构。每个C 原子以共价键与4个C原子紧邻，因而整个晶体中无单 个分子存在。由共价键构成的最小环结构中有6个碳原 子，不在同一个平面上，每个C原子被12个六元环共用，每C—C键共6 个环，因此六元环中的平均C原子数为6× 1 12 ＝ 1 2 ，平均C—C键数为 6×1 6 ＝ 1。 C原子数: C—C键键数＝ 1:2； C原子数: 六元环数＝ 1:2。 2.二氧化硅晶体结构与金刚石相似，C被Si代替，C与C之间插 氧，即为SiO 2晶体，则SiO 2 晶体中最小环为12环（6个Si，6个O）， 图3 CsCl 晶 图4 金刚石晶
晶体生长机理研究综述 摘要 晶体生长机理是研究金属材料的基础，它本质上就是理解晶体内部结构、缺陷、生长条件和晶体形态之间的关系。通过改变生长条件来控制晶体内部缺陷的形成从而改善和提高晶体的质量和性能使材料的强度大大增强开发材料的使用潜能。本文主要介绍了晶体生长的基本过程和生长机理，晶体生长理论研究的技术和手段，控制晶体生长的途径以及控制晶体生长的途径。 关键词：晶体结构晶界晶须扩散成核 一、晶体生长基本过程 从宏观角度看，晶体生长过程是晶体-环境相、蒸气、溶液、熔体、界面向环境相中不断推移的过程，也就是由包含组成晶体单元的母相从低秩序相向高度有序晶相的转变从微观角度来看，晶体生长过程可以看作一个基元过程，所谓基元是指结晶过程中最基本的结构单元，从广义上说，基元可以是原子、分子，也可以是具有一定几何构型的原子分子聚集体所谓的基元过程包括以下主要步骤：（1）基元的形成：在一定的生长条件下，环境相中物质相互作用，动态地形成不同结构形式的基元，这些基元不停地运动并相互转化，随时产生或消失（2）基元在生长界面的吸附：由于对流~热力学无规则的运动或原子间的吸引力，基元运动到界面上并被吸附 （3）基元在界面的运动：基元由于热力学的驱动，在界面上迁移运动 （4）基元在界面上结晶或脱附：在界面上依附的基元，经过一定的运动，可能在界面某一适当的位置结晶并长入固相，或者脱附而重新回到环境相中。 晶体内部结构、环境相状态及生长条件都将直接影响晶体生长的基元过程。环境相及生长条件的影响集中体现于基元的形成过程之中；而不同结构的生长基元在不同晶面族上的吸附、运动、结晶或脱附过程主要与晶体内部结构相关联。不同结构的晶体具有不同的生长形态。对于同一晶体，不同的生长条件可能产生不同结构的生长基元，最终形成不同形态的晶体。同种晶体可能有多种结构的物相，即同质异相体，这也是由于生长条件不同基元过程不同而导致的结果，生长机理如下: 1.1扩散控制机理从溶液相中生长出晶体，首要的问题是溶质必须从过饱和溶液中运送到晶体表面，并按照晶体结构重排。若这种运送受速率控制，则扩散和对流将会起重要作用。当晶体粒度不大于1Oum时，在正常重力场或搅拌速率很低的情况下，晶体的生长机理为扩散控制机理。 1.2 成核控制机理在晶体生长过程中，成核控制远不如扩散控制那么常见但对于很小的晶体，可能不存在位错或其它缺陷。生长是由分子或离子一层一层
液压缩管机的结构及其工作原理 1液压缩管机的结构 1.1液压缩管机的主机结构 本设计为径向压块压缩式缩管机设计，所以主要介绍径向压块压缩式缩管机的结构。该缩管机主机和液压系统设计为集中组装箱体式结构，在箱体上留有可与液压站管路相连的胶管管接头插孔。箱体内可存放备用模具、常用工具及其它零配件等。图2.1为主机结构图。 该缩管机的主机为液压缸1，锥套8和活塞杆5用背帽6联接为一体，冲块9和中心套10用螺母与后定位板11联为一体，工作时液压系统的高压液体从口进入活塞腔，推动活塞杆向外伸出，通过锥套8的内锥面压迫冲块的外锥面，使模具弹性径向收缩，压缩金属接头使其产生一定量的径向塑性变形，达到金属接头与液压胶管相连接的目的。反向油口供油时，活塞杆回缩，锥套解除对冲块的压缩，冲块因弹簧弹性恢复，完成接头的一个压接循环。 图2.1液压缩管机的主机结构图 1-外缸体； 2-活塞杆；3-定位伴；4-缸套；5-活塞杆；6-背帽； 7-定位栓；8-锥套；9-冲块；10-中心套；11-定位板；12-螺帽
1.2缩管机的液压系统 为便于说明其液压系统，将其液压系统中的工作元件—主机，用机构简图的形式表示出来。图2.2为该缩管机的工作原理及液压系统图。缩管机由主机和液压站2部分组成，其中主机由缸体1，活塞杆2.锥套3及冲块5等构成；液压站由液泵9、过滤器11和液箱12等组成。为适应井下工作面作业的配套要求，液压站设计初选齿轮泵站提供液压动力。也可根据现场作业情 况，匹配其他液压站。[8] 图２.２缩管机工作原理与液压系统图 1-外缸体； 2-活塞杆；3-锥套；4-管接头；5-冲块；6-液压胶管； 7-操作阀；8-压力表；9-溢流阀；10-油泵；11-滤油器；12-油箱；13-电动机 2液压缩管机的工作原理 工作时，先将液压胶管的端头与金属管接头4套装好，插人冲块内孔预
实验3 硅酸盐矿物的晶体结构 一、实验目的： 巩固硅酸盐矿物的晶体结构知识。 二、硅酸盐晶体结构概述 硅酸盐晶体按结构中硅氧四面体的连接方式，可以分为岛状、组群状、链状、层状和架状五种。 1. 岛状结构 岛状结构硅酸盐晶体中硅氧四面体以孤立形式存在，硅氧四面体之间没有共用的氧。典型的矿物是镁橄榄石，其结构如图3-1所示。 镁橄榄石（Mg2SiO4）的晶体结构属正交晶系Pbmm空间群，a0=0.476nm，b0=1.021nm，c0=0.598nm，Z=4。镁橄榄石的结构中O2-近似于六方紧密堆积，Si4+充填在四面体空隙，Mg2+充填于八面体空隙，硅氧四面体之间由Mg2+按镁氧八面体的方式相连。 图3-1 镁橄榄石晶体理想结构图3-2 绿宝石的晶体结构 2. 组群状结构 组群状结构是指硅氧四面体以两个、三个、四个或六个，通过共用氧连成硅氧四面体群体，群体之间由其它阳离子按一定的配位形式将它们连接在一起。典型的矿物是绿宝石，其晶体结构如图7-2所示。 绿宝石（Be3Al2[Si6O18]）的晶体结构属于六方晶系P6/mcc空间群，a0=0.921nm，c0=0.917nm，Z=2。绿宝石的基本结构单元是六个硅氧四面体形成的六节环，六节环之间由Al3+和Be2+相连。六节环中的四面体有两个氧是共同的，它们与硅氧四面体中的Si4+处于同一高度。图7-2中示出了八个这样的六节环，上面四个和下面四个错开30 排列，上下叠置的六节环内形成了一个巨大的通道，
可以存在一些如K+、Cs+等大的阳离子以及H2O分子。Al3+的配位数为6，形成Al-O八面体，Be2+的配位数为4，构成Be-O四面体。 3. 链状结构 硅氧四面体可以由共用氧离子相连，在一维方向延伸成链状，链与链之间再通过其它阳离子按一定的配位关系连接而形成链状结构。 透辉石（CaMg[Si2O6]）是具有链状结构的硅酸盐矿物之一，其晶体结构属于单斜晶系C2/c空间群，a0=0.9746nm，b0=0.8899nm，c0=0.5250nm， 37’，Z=4。透辉石结构中以沿c轴方向延伸的单链为基本结构单元，链交叉排列，链与链之间由Ca2+和Mg2+相连（如图7-3），Ca2+的配位数为8，Mg2+的配位数为6。 图3-3 透辉石的晶体结构 4. 层状结构 层状结构是硅氧四面体在二维平面内通过三个共用氧连接而延伸成一个硅氧四面体层，硅氧层中（图7-4），处于同一平面的三个氧离子都被硅离子共用而形成一个无限延伸的六节环层，这三个氧为桥氧。另一个顶角向上的氧（自由氧），与硅氧层以外的阳离子如Al3+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等相连，形成Al-O、Mg-O等八面体。自由氧在空间排列形成六边形网络，因此Al-O、Mg-O八面体也连成六边形网络。八面体之间以共棱方式相连，当八面体中的O2-只被两个阳离子共用时，形成二八面体，当八面体中的O2-被三个阳离子共用时，则形成三八面体。但不论是二八面体还是三八面体，在形成六边形网络时总有一些O2-离子不能被Si4+离子所共用，O2-离子多余的一价由H+离子来平衡，这就是在层状硅酸盐晶体的化学组成中为什么都有(OH)-离子存在的原因。由此可知，层状硅酸盐晶体结构中的基本单元是硅氧四面体层和含有氢氧的铝氧和镁氧八面体层。 硅氧四面体层和铝氧或镁氧八面体层的连接方式有两种，一种是1:1型层状结构，即由一层四面体层和一层八面体层相连，另一种是2:1型层状结构，即由两层四面体层夹一层八面体层，（图7-5）。层与层之间以微弱的分子键或OH-离子产生的氢键来联系，所以层之间可以有水分子存在，某些阳离子也可以以水化阳离子的形式进入层间。
液压缸的结构 · 液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分 组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。 上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸底1、 缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7 和导向套8 等组成；缸筒一端与缸底焊接，另一端与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞杆采用卡键连接，为了保 证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈3、5、9、11 和防尘圈12。 下面对液压缸的结构具体分析。 3.2.1 缸体组件 ·
缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作 用，因此，缸体组件要有足够的强度，较高的表面精 度可靠的密封性。 3.2.1.1 缸筒与端盖的连接形式 常见的缸体组件连接形式如图 3.10 所示。 (1)法兰式连接（见图a），结构简单，加工方便，连接可靠，但是要求缸筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉， 它是常用的一种连接形式。 (2)半环式连接（见图b），分为外半环连接和内 半环连接两种连接形式，半环连接工艺性好，连 接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连 接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。 (3)螺纹式连接（见图f、c），有外螺纹连接和内螺纹连接两种，其特点是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。
· (4)拉杆式连接（见图d），结构简单，工艺性好，通用性强，但端盖的体积和重量较大，拉杆受力后会拉伸变长，影响效果。只适用于长度不大的 中、低压液压缸。 (5)焊接式连接（见图e），强度高，制造简单，但焊接时易引起缸筒变 形。 · 3.2.1.2 缸筒、端盖和导向套的基本要求 ·缸筒是液压缸的主体，其内孔一般采用镗削、绞孔、滚压或珩磨等精密加工工艺制造，要求表面粗糙度在0.1～0.4μm，使活塞及其密封件、支承件能顺利滑动，从而保证密封效果，减少磨损；缸筒要承受很大的液压力，因此，应具有足够的强度和刚度。
直拉法：直拉法即切克老斯基法（Czochralski: Cz), 直拉法是半导体单晶生长用的最多的一种晶体生长技术。 直拉法单晶硅工艺过程 －引晶：通过电阻加热，将装在石英坩埚中的多晶硅熔化，并保持略高于硅熔点的温度，将籽晶浸入熔体，然后以一定速度向上提拉籽晶并同时旋转引出晶体； －缩颈：生长一定长度的缩小的细长颈的晶体，以防止籽晶中的位错延伸到晶体中； －放肩：将晶体控制到所需直径；－等径生长：根据熔体和单晶炉情况，控制晶体等径生长到所需长度；－收尾：直径逐渐缩小，离开熔体； －降温：降底温度，取出晶体，待后续加工 直拉法－几个基本问题 最大生长速度 晶体生长最大速度与晶体中的纵向温度梯度、晶体的热导率、晶体密度等有关。提高晶体中的温度梯度，可以提高晶体生长速度；但温度梯度太大，将在晶体中产生较大的热应力，会导致位错等晶体缺陷的形成，甚至会使晶体产生裂纹。为了降低位错密度，晶体实际生长速度往往低于最大生长速度。 熔体中的对流 相互相反旋转的晶体（顺时针）和坩埚所产生的强制对流是由离心力和向心力、最终由熔体表面张力梯度所驱动的。所生长的晶体的直径越大（坩锅越大），对流就越强烈，会造成熔体中温度波动和晶体局部回熔，从而导致晶体中的杂质分布不均匀等。实际生产中，晶体的转动速度一般比坩锅快1-3倍，晶体和坩锅彼此的相互反向运动导致熔体中心区与外围区发生相对运动，有利于在固液界面下方形成一个相对稳定的区域，有利于晶体稳定生长。 生长界面形状（固液界面） 固液界面形状对单晶均匀性、完整性有重要影响，正常情况下，固液界面的宏观形状应该与热场所确定的熔体等温面相吻合。在引晶、放肩阶段，固液界面凸向熔体，单晶等径生长后，界面先变平后再凹向熔体。通过调整拉晶速度，晶体转动和坩埚转动速度就可以调整固液界面形状。 生长过程中各阶段生长条件的差异 直拉法的引晶阶段的熔体高度最高，裸露坩埚壁的高度最小，在晶体生长过程直到收尾阶段，裸露坩埚壁的高度不断增大，这样造成生长条件不断变化（熔体的对流、热传输、固液界面形状等），即整个晶锭从头到尾经历不同的热历史：头部受热时间最长，尾部最短，这样会造成晶体轴向、径向杂质分布不均匀。 直拉法－技术改进： 一，磁控直拉技术 1，在直拉法中，氧含量及其分布是非常重要而又难于控制的参数，主要是熔体中的热对流加剧了熔融硅与石英坩锅的作用，即坩锅中的O2, 、B、Al等杂质易于进入熔体和晶体。热对流还会引起熔体中的温度波动，导致晶体中形成杂质条纹和旋涡缺陷。 2，半导体熔体都是良导体，对熔体施加磁场，熔体会受到与其运动方向相反的洛伦兹力作用，可以阻碍熔体中的对流，这相当于增大了熔体中的粘滞性。在生产中通常采用水平磁场、垂直磁场等技术。 3，磁控直拉技术与直拉法相比所具有的优点在于： 减少了熔体中的温度波度。一般直拉法中固液界面附近熔体中的温度波动达10 C以上，而施加0.2 T 的磁场，其温度波动小于 1 ℃。这样可明显提高晶体中杂质分布的均匀性，晶体的径向电阻分布均匀性也可以得到提高；降低了单晶中的缺陷密度；减少了杂质的进入，提高了晶体的纯度。这是由于在磁场作用下，熔融硅与坩锅的作用减弱，使坩锅中的杂质较少进入熔体和晶体。将磁场强度与晶体转动、坩锅转动等工艺参数结合起来，可有效控制晶体中氧浓度的变化；由于磁粘滞性，使扩散层厚度增大，可提高杂
液压缸结构图示 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
液压缸的结构·液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。 上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸底 1、缸筒 6、缸盖 10、活塞 4、活塞杆 7 和导向套 8 等组成；缸筒一端与缸底焊接，另一端与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞杆采用卡键连接，为了保证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈 3、5、9、11 和防尘圈 12。 下面对液压缸的结构具体分析。 缸体组件·
缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作 用，因此，缸体组件要有足够的强度，较高的表面精 度可靠的密封性。 缸筒与端盖的连接形式 常见的缸体组件连接形式如图所示。 (1)法兰式连接（见图 a），结构简单，加工方便，连接可靠，但是要求缸筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉， 它是常用的一种连接形式。 (2)半环式连接（见图 b），分为外半环连接和内 半环连接两种连接形式，半环连接工艺性好，连 接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连 接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。 (3)螺纹式连接（见图 f、c），有外螺纹连接和内螺纹连接两种，其特点是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式一般用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。
1.如何知道晶体沿哪个晶面生长?一个晶体有多个晶面，怎么知道它沿哪个晶面生长？是不是沿XRD测出来的峰最强的那个晶面生长？扫描电镜可以观察晶体有多个面，如何知道每个面所对应的晶面？答：一般是晶体的密排面，因为此晶面的自由能最低。这个和温度有关，温度高就是热力学生长，能克服较大势垒，一般沿111面长成球或者四方。温度低的话，就是动力学生长，沿着100面，成为柱状了。对于完美无缺陷的晶体来说，原子间距最小的面最容易生长，如111面，长成球或者四方。改变外界条件，如温度、PH值、表面活性剂等，都会影响晶体的生长。对于缺陷晶体来说，除以上因素外，杂质缺陷、螺旋位错等也会影响晶体的生长。如果按照正常生长的话，都是密排面生长，但是熔体的条件改变后生长方式发生改变，例如铝硅合金的变质，加入变质剂后就不是密排面生长，而是频繁的分枝，各个面可能都有。完美条件下是沿吴立夫面生长，但总会有外界条件影响晶面的表面能，导致吴立夫面不是表面能最低的面，所以晶体露在外边的面就不一定是吴立夫面了，但应该是该生长条件下表面能最低的面。 HRTEM 和SAED可以表征生长方向~晶面能量越高，原子堆积速度越快，垂直该晶面方向的生长速度就快。而这样的后果有两个： 1.晶体沿垂直该晶面的方向快速生长； 2.该晶面在生长过程中消失。 引晶是拉晶里面的一个步骤，一般拉晶是指单晶生长的整个过程，其中包括清炉、装料、抽空、化料、引晶、放肩、转肩、等径、收尾、
停炉。拉晶有些人是叫长晶，引晶一般是指将籽晶（又称晶种）放入溶液硅中，然后沿着籽晶引出一段细晶，这过程主要是为了排除位错和缺陷，使后面的晶体能够较好的生长。
CZ生长原理及工艺流程 CZ法的基本原理，多晶体硅料经加热熔化，待温度合适后，经过将籽晶浸入、熔接、引晶、放肩、转肩、等径、收尾等步骤，完成一根单晶锭的拉制。炉内的传热、传质、流体力学、化学反应等过程都直接影响到单晶的生长与生长成的单晶的质量，拉晶过程中可直接控制的参数有温度场、籽晶的晶向、坩埚和生长成的单晶的旋转与升降速率，炉内保护气体的种类、流向、流速、压力等。 CZ法生长的具体工艺过程包括装料与熔料、熔接、细颈、放肩、转肩、等径生长和收尾这样几个阶段。 1．装料、熔料 装料、熔料阶段是CZ生长过程的第一个阶段，这一阶段看起来似乎很简单，但是这一阶段操作正确与否往往关系到生长过程的成败。大多数造成重大损失的事故(如坩埚破裂)都发生在或起源于这一·阶段。 2．籽晶与熔硅的熔接 当硅料全部熔化后，调整加热功率以控制熔体的温度。一般情况下，有两个传感器分别监测熔体表面和加热器保温罩石墨圆筒的温度，在热场和拉晶工艺改变不大的情况下，上一炉的温度读数可作为参考来设定引晶温度。按工艺要求调整气体的流量、压力、坩埚位置、晶转、埚转。硅料全部熔化后熔体必须有一定的稳定时间达到熔体温度和熔体的流动的稳定。装料量越大，则所需时间越长。待熔体稳定后，降下籽晶至离液面3～5mm距离，使粒晶预热，以减少籽经与熔硅的温度差，从而减少籽晶与熔硅接触时在籽晶中产生的热应力。预热后，下降籽晶至熔体的表面，让它们充分接触，这一过程称为熔接。在熔接过程中要注意观察所发生的现象来判断熔硅表面的温度是否合适，在合适的温度下，熔接后在界面处会逐渐产生由固液气三相交接处的弯月面所导致的光环(通常称为“光圈”)，并逐渐由光环的一部分变成完整的圆形光环，温度过高会使籽晶熔断，温度过低，将不会出现弯月面光环，甚至长出多晶。熟练的操作人员，能根据弯月面光环的宽度及明亮程度来判断熔体的温度是否合适。 3．引细颈 虽然籽晶都是采用无位错硅单晶制备的[16～19]，但是当籽晶插入熔体时，由于受到籽晶与熔硅的温度差所造成的热应力和表面张力的作用会产生位错。因此，在熔接之后应用引细颈工艺，即Dash技术，可以使位错消失，建立起无位错生长状态。 Dash的无位错生长技术的原理见7．2节。金刚石结构的硅单晶中位错的滑移面为{111}面。当以[l00]、[lll]和[ll0]晶向生长时，滑移面与生长轴的最小夹角分别为36．16°、l9．28°和0°。位错沿滑移面延伸和产生滑移，因此位错要延伸、滑移至晶体表面而消失，以[100]晶向生长最容易，以[111]晶向生长次之， 以[ll0]晶向生长情形若只存在延伸效应则位错会贯穿整根晶体。细颈工艺通
液压缸的结构 ? 液压缸通常由后端盖、缸筒、活塞杆、活塞组件、前端盖等主要部分组成；为防止油液向液压缸外泄漏或由高压腔向低压腔泄漏，在缸筒与端盖、活塞与活塞杆、活塞与缸筒、活塞杆与前端盖之间均设置有密封装置，在前端盖外侧，还装有防尘装置；为防止活塞快速退回到行程终端时撞击缸盖，液压缸端部还设置缓冲装置；有时还需设置排气装置。 上图给出了双作用单活塞杆液压缸的结构图，该液压缸主要由缸底1、缸筒6、缸盖10、活塞4、活塞杆7和导向套8等组成；缸筒一端与缸底焊接，另一端与缸盖采用螺纹连接。活塞与活塞杆采用卡键连接，为了保证液压缸的可靠密封，在相应位置设置了密封圈3、5、9、11和防尘圈12。 下面对液压缸的结构具体分析。 3.2.1 缸体组件 ?
缸体组件与活塞组件形成的密封容腔承受油压作 用，因此，缸体组件要有足够的强度，度可靠的密封性。 3.2.1.1 缸筒与端盖的连接形式 常见的缸体组件连接形式如图3.10(1)法兰式工方便筒端部有足够的壁厚，用以安装螺栓或旋入螺钉， 它是常用的一种连接形式。 半环连接接可靠，结构紧凑，但削弱了缸筒强度。半环连 接应用十分普遍，常用于无缝钢管缸筒与端盖的连接中。 (3)螺纹式连接（接两种，其特点是体积小，重量轻，结构紧凑，但缸筒端部结构复杂，这种连接形式一般 用于要求外形尺寸小、重量轻的场合。 较高的表面精 所示。 连接（见图a），结构简单，加，连接可靠，但是要求缸(2)半环式连接（见图b），分为外半环连接和内 两种连接形式，半环连接工艺性好，连 见图f、c），有外螺纹连接和内螺纹连
? 工艺性好，(4)拉杆式连接（见图d），结构简单，通用性强，但端盖的体积和重量较大，拉杆受力后会拉伸变长，影响效果。只适用于长度不大的 ? 3.2.1.2 缸筒、端盖和导向套的基本要求 ? 缸筒是液压缸的主体，其内孔一般采用镗削、绞孔、滚压或珩磨等精密加工工艺制造，要求表面粗糙度在 0.1～0.4μm，使活塞及其密封件、支承件能顺利滑动，从而保证密封效果，减少磨损；缸筒要 承受很大的液压力，因此，应具有足够的强度和刚度。 中、低压液压缸。 (5)焊接式连接（见图e），强度高，制造简单，但焊接时易引起缸筒变 形。