难熔化合物的单晶、玻璃和熔融陶瓷材料研究显微镜
非金属难熔化合物的单晶、玻璃和熔融陶瓷材料，与金属、半导体和
塑料构成了现代材料科技发展的基石。难熔非金属材料广泛应用于光学
仪器、激光和微波激射器件、冶金设备和玻璃熔炉的难熔部件、电热和电
子设备元件，以及磁水力发电机的电极和绝缘体等。
在此首先要明确一下“高温材料”的概念，我们认为它包括在高温条
件下(≥1500"(2)使用的材料，以及在高温条件下得到的材料，而对于后
者，通常不考虑其使用温度。基于氧化物、氟化物、氮化物、硼化物和其他
一些化合物的单晶、玻璃和多晶陶瓷都属于此类材料。作为一个相对独
立的研究领域，高温材料技术有它特有的研究方法、实验装备以及许多尚
未解决的问题。
目前，这些问题主要包括：(1)制备新型单晶、玻璃和熔融陶瓷材料需
要超过2000℃的生长温度，缺乏相应的高温技术工艺。(2)生长具有完
全均质晶体结构的单晶。例如，制备用于磁畴存储器的钆镓石榴石单晶
不能含有任何位错，用于激光的单晶和玻璃不能含有散射粒子或在折射
率中存在偏离。要解决这些问题必须开发出完全可控的技术工艺参数。
(3)获得高纯度的单晶、玻璃和熔融陶瓷；大部分激光晶体和玻璃中都不
能含有超过10的负4次方％的杂质铁、铜、某些稀土元素以及其他杂质；
光波导玻
璃中光学活性杂质的含量不能超过10负6次方％；这些应用都需要开发出“特
纯”制备技术工艺，以避免高纯度的原材料在制备过程中受到污染。(4)
在一定的氧化或还原条件下获取材料。(5)得到足够量的熔体。(6)在较
小的自然资源消耗(能源、水)和产生较少废物的条件下获得这些材料。
但是，较大的困难并不在于单个问题的解决，而是如何解决上述所有
问题的复合体。例如，在电弧熔融的工业过程中，可以轻而易举地产生高
温条件，但问题是在制备过程中如何保证材料的化学纯度，以及如何获得
特定的氧化或还原条件。相反，采用辐射炉熔炼可以很好地保持原材料
的纯度，并获得必要的氧化或还原气氛，然而，其缺点是不能保证得到足
够量的熔体。同样，我们很容易举出目前已知的其他制备高温材料技术
存在的类似问题。
