1、完整光滑面的生长（二维晶核生长）
2、非完整光滑面的生长--（1）借螺位错长大、（2）孪晶生长的机制
3、粗糙界面的生长
“晶体提拉法”是利用籽晶从熔体中提拉生长出晶体的方法。该方法能在短期内生长出大而无位错的高质量单晶，是由J丘克拉斯基（JCzochralski）在1917年首先发明的，所以又称丘克拉斯基法。大多数氧化物类晶体如红宝石、蓝宝石、人造钇铝榴石（YAG）、人造钆镓榴石（GGG）、金绿宝石、尖晶石等，都能用晶体提拉法生长。
导模法是晶体提拉法的一个变种。
一、晶体提拉法的原理与装置
（一）晶体提拉法的原理
晶体提拉技术的原理可以用图4-1-4来说明。生长设备包括：坩埚、熔体（原料）、籽晶与晶体提拉机构、加热器及功率控制、温度控制系统、炉体及氧气控制系统、后加热器等，将待生长的原料放在合适的坩埚内熔化，装上定向的籽晶，降下籽晶杆，接种、放肩，然后等径生长出达到要求的晶体。
图4-1-4 晶体提拉法装置示意图
这种方法的主要特点是：
1）晶体生长过程直观，便于观察。
2）短时间内可长出高质量的大晶体。
3）可以定向等径生长，但是受坩埚材料污染、熔体对流及饱和蒸气压低、熔体挥发等的影响，给定向等晶生长晶体带来困难。
（二）晶体提拉法的主要装置
1坩埚
坩埚是放熔体的器皿，应具有耐高温、抗熔体腐蚀、加工容易、不污染晶体等特点，不同宝石晶体使用不同的坩埚，常用的坩埚及生长的宝石材料见表4-1-5。
表4-1-5 常用于生长人工宝石的坩埚材料
铂、铱、钼等金属材料，延展性好，容易制造成各种形状，可重复使用，是首选材料。石墨加工容易，耐高温，可用于不与其发生氧化反应的材料的生长，但石墨较易氧化或脱落（即使在还原条件下），容易造成污染。
2加热器及功率控制
晶体生长的关键是必须保持稳定的温场，功率也必须严格控制，射频加热、电阻加热是最常用的方法。射频加热的电源有中频和高频两种，由于坩埚导电性能较好，为了克服“集肤效应”而均匀加热，现在大都采用中频加热，特别是用在YAG、合成金绿宝石的生长时更是如此。感应加热的感应器应合理设计，以保持稳定合理的温场。电阻加热也是常用的方法，在宝石晶体生长中常用的加热器材料有石墨和钨两种。石墨耐高温，易加工，寿命长，但有污染；钨耐热温度高、不污染，但加工困难。
加热器功率的自动控制十分重要，只有保证熔体的温度稳定，才能培育出好的晶体，一般要求稳定在±02℃。
3保护环境
一般晶体生长炉都有水冷的不锈钢外壳，内部可以加保温材料，还可以用保护气体，如氯、氦、氮、氢等改变炉内的气氛。所用流量和气体分压也都视材料而定，如在生长合成蓝宝石时，使用微量O2[w（O2）=05%]的Ar-O2或N2-O2混合气体，防止Al2O3脱氧。石墨加热时则使用Ar做保护气体。YAG、合成金绿宝石多用纯Ar来做保护气体。充气之前应先抽成真空，因此炉子还必须有真空系统。
4提拉、转动机构及其控制
晶体提拉机构是一组精密的机械装置，不但要求机械加工精度高，而且机电拖动系统也要自动控制，还要与坩埚、晶体的电子称重系统形成自动调节，因此，这部分是现代提拉炉的最重要部分之一。
拉速和转速影响着固液界面的形状，界面状态是晶体生长的关键因素。晶体应在平界面生长，弯曲界面会引起径向杂质不均匀，合成宝石晶体内外颜色不一致。如晶体凸入熔体，容易形成小面，特别是GGG和合成红宝石的生长中有这种情况。转速除改变界面形状外，还引起熔体对流，因此必须设计合理的转速。
提拉速度主要决定于：待生长的晶体直径、炉体的温度、晶体质量要求、组分过冷等。
提拉速度和转速一般由试验决定（见表4-1-6）。
表4-1-6 材料与转速、拉速之间的关系
5后加热器
由晶体提拉法生长的晶体，在离开熔融的液面后，不能直接进入室温的空间，否则会因为温度急剧变化而产生内应力使晶体破裂。所以，应在设备上考虑保温装置，使晶体逐渐冷却，这个装置就是后加热器（简称后热器）。后加热器的主要作用是调节晶体和熔体之间的温度梯度，以得到合适的纵向温度梯度，防止晶体开裂。
后热器可分为自热式和隔热式两种。自热式为圆柱状或伞状；隔热式后热器可用高熔点氧化物如氧化锆、氧化铝、合成刚玉陶瓷等制成，也可以由多层钼片、铂片反射器组成，所以隔热式后热器也叫保温盖。
通常后热器放在坩埚的上部，生长的晶体逐渐进入后热器，生长完毕后就在后热器中冷却至室温。
二、晶体提拉法生长宝石晶体实例
1α－Al2O3（包括合成蓝宝石和红宝石，现以合成蓝宝石为例）晶体生长
原料：焰熔法白色合成蓝宝石碎块＋TiO2+Fe2O3,TiO2、Fe2O3的配比视颜色而定。也可以用α－Al2O3（已掺杂）的烧结块。
坩埚：钼。
加热器：石墨。
温场设计：符合界面设计要求。
设备：真空充Ar晶体提拉炉。
工艺参数：温度2050℃以上，转速10～15r/min，拉速1～10mm/h可调。
将原料放入坩埚，加热到2060℃，熔化原料，已装好籽晶（定向）的提拉杆下降使籽晶接触熔体，控制温度略高于熔点，接种后，慢慢提拉、转动，小心降低功率，使晶体变粗。经过调节功率，实现接种—缩颈—放肩—等径生长—收尾的全部生长过程。在生长过程中观察生长情况，用红外传感器测量固－液界面的亮光环温度作为测温等径生长的采样，实现自动调节生长。
2GGG晶体生长
人造钆镓榴石GGG是一种人造宝石，它与人造钇铝榴石（YAG）、人造钇铁榴石（YIG）等构成一系列具有石榴石结构的晶体。由于GGG可以掺入Cr、Nd等稀土和过渡族元素，因此颜色品种多而且色泽艳丽。研究这种晶体主要出于工业目的，它是很好的磁泡材料和激光基质材料，副产品可用于宝石，特别是绿色和蓝色的晶体。
GGG的分子式为Gd3Ga5O12，是等轴晶系，晶胞常数1238nm。其生长工艺已经成熟，与YAG一样，掺入Cr3+成绿色，掺入Nd3+成紫色，掺入Er3+为粉红色等。
典型工艺 中频感应加热，铱坩埚80mm（d）×80mm（h），充保护气体N2+O2[w（O2）%]，拉速6mm/h，转速30r/min，籽晶定向，［111]方向生长，长成晶体长20～25mm，宽60mm。
主要缺点 原料价格太贵，影响了它的推广应用。
3YAG的提拉法生长
人造钇铝榴石（YAG），成分为Y3Al5O12，立方结构。作为激光器的晶体掺入Nd，显紫色；掺Co3+变蓝；掺入Ti3+变绿（有Fe）；掺入Mn3+变绿（有Fe）；掺入Mn3+变红；掺入Ti3+变黄。YAG颜色丰富，特别是绿色YAG可作为祖母绿代用品。
YAG的生长基本与GGG相同，配料为3Y2O3·5Al2O3。目前已研制了专门的中频加热的提拉炉，炉子带坩埚称重、晶体称重和等径生长控制，气氛是N2+Ar充气，铱坩埚，生长出大晶体已无困难，重要的是在宝石晶体生长时调正颜色色调，使其接近所替代的天然宝石颜色。
4合成金绿宝石的提拉法生长
合成金绿宝石成分为Be Al2O4，掺入Cr3+、V3+离子晶体可产生变色效应，目前已有合成变石投放市场。
因BeO有毒，原料制备在封闭的环境中进行，Al2（SO4）3（NH4）2SO4·24H2O、Be SO4·4H2O及掺杂元素NH4Cr2O7+NH4VO3，按要求称重混合放入蒸发器，加热8h慢慢升温至1000～11000C，继而保温4h，使其完全分解为氧化物。将反应产品研碎并压块，在1300℃下灼烧10h，作为生长晶体的原料。也可以用α－Al2O3和BeO的粉末按1:1混合，加入掺杂剂Cr2O3和V2O5，混合压片，并在1200～1300℃温度条件下进行灼烧形成BeAl2O4多晶料。
典型工艺是：射频加热，60mm（d）×80mm（h）铱坩埚，抽真空后充102k Pa的Ar，加热到1870℃将原料熔化，再升温到1900℃，保温1h，然后降温30～50℃，接种籽晶（001），经放肩、提拉、等径、收尾等过程而长出晶体。转速25～40r/mim，拉速25mm/h，固－液界面温度梯度小于10℃/mm，这样可以生长出直径20～25mm的晶体。
三、导模法生长宝石晶体
导模法全名应为边缘限定薄膜供料提拉生长技术（简称EFG法），它是熔体提拉法的一个变种，特别适用于片状、管状和异型截面的晶体生长，这种方法可以生长合成蓝宝石、合成红宝石、YAG、合成金绿宝石等。
导模法的原理如图4-1-5所示，它与其他提拉法不同的是，在熔体中放入一个导模，上部边缘就是将要生长的晶体的截面形状，导模与熔体以毛细管或狭缝相通，熔体因毛细现象而沿毛细管上升，在顶部可用种晶引晶，在晶体与模之间有一液态的薄膜，液体在晶体和模顶面之间扩散到边缘，所以固化后就和模子的边缘形状一样。
图4-1-5 导模法提拉晶体
晶体生长的关键是导模设计和炉内温场的设计。导模设计要考虑熔体与模具材料是否浸润；温场设计要保证模口的温度合适。
由于手表工业的发展，合成蓝宝石表蒙大量使用白色合成蓝宝石，加之工业上用它作SOS基片，因此，板状晶体生长需求量剧增。目前已实现多片同时生长，高速提拉，并可生长出宽近100mm，长达1000mm，同时7～10片的合成蓝宝石晶体。表4-1-7是用导模法生长的一些宝石晶体的工艺条件。
表4-1-7 导模法生长宝石晶体部分工艺条件
四、提拉法和导模法生长宝石晶体的鉴别
（一）提拉法生长宝石晶体的鉴别
1成分分析
用X射线荧光分析或电子探针方法可检测出提拉法生长的宝石晶体中存在有钼、钨、铱、铂等金属元素。
2放大检查
用放大镜或显微镜观察，晶体内部有云朵状气泡群及条帚状包体，或者可见拉长的气态包体和很细的、弯曲成圆弧状的不均匀生长条纹。
利用超标准暗域或倾斜光纤照明技术观察，提拉法生长的宝石晶体偶尔可见一些细微的、类似于烟雾般的微白色云状物质。
（二）导模法生长宝石晶体的鉴别
1包体
导模法生长的晶体，通常不存在未熔化的粉料包体，但可能存在导模金属的固体包体和气态包体。晶体内部可发现直径025～05µm大小的气泡，且气泡分布不均匀。
2存在籽晶及其缺陷
因为熔体导模法与提拉法一样使用了籽晶，所以生长出的晶体必然有籽晶的痕迹，并且籽晶的缺陷也可进入导模法生长的晶体中。
神舟一号基本数据
发射时间：1999年11月20日6时30分7秒发射火箭：新型长征二号F捆绑式火箭，这次发射，是长征系列运载火箭的第59次飞行，也是最近3年连续17次获得成功。飞船进入轨道所需飞行时间：火箭起飞约10分钟，飞船与火箭分离，进入预定轨道。返回时间：1999年11月21日3时41分发射地点：酒泉卫星发射中心 着陆地点：内蒙古自治区中部地区 飞行时间/圈数：21小时11分/14圈
搭载物品
一是旗类，中华人民共和国国旗、澳门特别行政区区旗、奥运会会旗等；二是各种邮票及 神舟飞船
纪念封；三是各10克左右的青椒、西瓜、玉米、大麦等农作物种子，此外还有甘草、板蓝根等中药材。
首次采用了在技术厂房对飞船、火箭联合体垂直总装与测试，整体垂直运输至发射场，进行远距离测试发射控制的新模式。中国在原有的航天测控网基础上新建的符合国际标准体制的陆海基航天测控网，也在这次发射试验中首次投入使用。飞船在轨运行期间，地面测控系统和分布于公海的4艘“远望号”测量船对其进行了跟踪与测控，成功进行了一系列科学试验。
神舟二号
发射时间： 2001年1月10日1时03秒 发射火箭： 新型长征二号F捆绑式火箭，此次发射是长征系列运载火箭第六十五次飞行，也是继一九九六年十月以来中国航天发射连续第二十三次获得成功。 飞船进入轨道所需飞行时间： 飞船起飞十三分钟后，进入预定轨道 返回时间： 2001年1月16日19时22分 发射地点： 酒泉卫星发射中心 着陆地点： 内蒙古自治区中部地区 飞行时间/圈数： 6天零18小时22分/108圈
试验项目
中国第一艘正样无人飞船。飞船由轨道舱、返回舱和推进舱三个舱段组成 安装中的神舟飞船
。与“神舟”一号试验飞船相比，“神舟”二号飞船的系统结构有了新的扩展，技术性能有了新的提高，飞船技术状态与载人飞船基本一致。据介绍，中国首次在飞船上进行了微重力环境下空间生命科学、空间材料、空间天文和物理等领域的实验，其中包括：进行半导体光电子材料、氧化物晶体、金属合金等多种材料的晶体生长、蛋白质和其他生物大分子的空间晶体生长、还有植物、动物、水生生物、微生物及离体细胞和细胞组织的空间环境效应实验等。
神舟三号升空
发射时间： 2002年3月25日22时15分 发射火箭： 新型长征二号F捆绑式火箭，这次发射是长征系列运载火箭第66次飞行，自1996年10月以来，中国运载火箭发射已经连续24次获得成功。 飞船进入轨道所需飞行时间： 火箭点火升空10分钟后，飞船成功进入预定轨道 返回时间： 2002年4月1日16时54分 发射地点： 酒泉卫星发射中心 着陆地点： 内蒙古自治区中部地区 飞行时间/圈数： 6天零18小时39分/108圈
搭载物品
处于休眠状态的乌鸡蛋；进行空间试验的有效载荷公用设备十项，四十四件之多，包括：卷云探测仪、中分辨率成像光谱仪、地球辐射收支仪、太阳紫外线光谱监视仪器、太阳常数监测器、大气密 神舟飞船正在接受测试
度探测器、大气成分探测器、飞船轨道舱窗口组件、细胞生物反应器、多任务位空间晶体生长炉、空间蛋白质结晶装置、固体径迹探测器、微重力测量仪、有效载荷公用设备。据介绍，微重力测量仪、返回舱有效载荷公用设备是第三次参加飞船试验；空间蛋白质结晶装置、多任务位空间晶体生长炉和轨道舱有效载荷公用设备是第二次参加飞船试验；其余设备均是首次在太空作试验。
试验项目
“神舟”三号是一艘正样无人飞船，飞船技术状态与载人状态完全一致。这次发射试验，运载火箭、飞船和测控发射系统进一步完善，提高了载人航天的安全性和可靠性。飞船上装有人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备以及形体假人，能够定量模拟航天员在太空中的重要生理活动参数。这次发射，逃逸救生系统也进行了工作。这个系统是在应急情况下确保航天员安全的主要措施。飞船拟人载荷提供的生理信号和代谢指标正常，验证了与载人航天直接相关的座舱内环境控制和生命保障系统。
编辑本段神舟四号
基本数据
神舟四号升空
发射时间：2002年12月30日0时40分 发射火箭：新型长征二号F捆绑式火箭，此次是长征系列运载火箭的第69次飞行，也是自1996年10月以来，中国航天发射连续第 27次获得成功。 飞船进入轨道所需飞行时间：火箭点火升空十几分钟后，飞船成功进入预定轨道 返回时间：2003年1月5日19时16分 发射地点：酒泉卫星发射中心 着陆地点：内蒙古自治区中部地区 飞行时间/圈数：6天零18小时36分/108圈
搭载物品
除了大气成分探测器等19件设备已经参加过此前的飞行试验外，其他的空间细胞电融合仪等33件科研设备都将是首次“上天”。一场筹备了10年之久的两对“细胞太空婚礼”也将在飞船上举行，一对动物细胞“新人”是B淋巴细胞和骨髓瘤细胞，另一对是植物细胞“新人” ———黄花烟草原生质体和革新一号烟草原生质体。专家介绍说，在微重力条件下，细胞在融合液中的重力沉降现象将消失，更有利于细胞间进行配对与融合这些“亲热举动”，此项研究将为空间制药探索新方法。
实验项目
中国第一艘可载人的处于无人状态的飞船。
编辑本段神舟五号
基本数据
神舟五号升空
发射时间：2003年10月15日9时整 发射火箭：新型长征二号F捆绑式火箭，此次是长征系列运载火箭第71次飞行，也是继1996年10月以来，中国航天发射连续第29次获得成功。 飞船进入轨道所需飞行时间：9时10分，船箭分离，“神舟”五号载人飞船准确进入预定轨道。 返回时间：2003年10月16日6时28分 长、重“神舟”载人飞船全长886米，最大处直径28米， 总重量达到7790公斤。 发射地点：酒泉卫星发射中心 着陆地点：内蒙古自治区乌兰察布市四子王旗北部红格尔苏木草场 飞行时间/圈数：21小时28分/14圈 航天员：杨利伟 杨利伟
搭载物品
除了中国飞天第一人杨利伟外，“神舟”五号载人飞船返回舱内还搭载有一面具有特殊意义的中国国旗、一面北京2008年奥运会会徽旗、一面联合国国旗、人民币主币票样、中国首次载人航天飞行纪念邮票、中国载人航天工程纪念封和来自祖国宝岛台湾的农作物种子等。
试验项目
神舟5号将尽量减少机舱内的实验项目及仪器，以腾出更多空间来供航天员活动并执行科学观察任务，可以说这一次的任务主要是考察航天员在太空环境中的适应性。
新技术应用
首次增加了故障自动检测系统和逃逸系统。其中设定了几百种故障模式，一旦发生危险立即自动报警。即使在飞船升空一段时间之后，也能通过逃逸火箭而脱离险境。
当时宏伟的场景
烈焰升腾，大漠震撼。宛如巨龙的橘红色火焰划破秋日的戈壁长空，托举着“神舟”5号飞船的火箭，在地动山摇般的轰鸣声中腾空而起，直指苍穹。三分钟后，当杨利伟的声音“飞行正常”通过电波传来时，全北京乃至全世界的华人都沸腾了！
编辑本段神舟六号
基本数据
发射时间：2005年10月12日9时整 发射火箭：新型长征二号F捆绑式火箭 飞船进入轨道所需飞行时间：584秒 返回时间：2005年10月17日凌晨4时32分 发射地点：酒泉卫星发射中心 着陆地点：四子王草原秋韵 飞行时间/圈数：115小时32分钟/77圈 航天员：费俊龙 聂海胜
搭载物品
共有8类64种搭载物品，其中包括香港金利来、查氏集团等知名企业标识，搭载的生物菌种、植物组培苗和作物、植物、花卉种子则用于太空育种实验。在开舱仪式现场，6位特殊的“乘客”有机会精彩亮相，它们分别是极地考察时使用过的中国国旗、国际奥委会会旗五环旗、上海世博会会旗、《申报》百年纪念特刊、书画作品《六骏图》和10幅少先队员太空画作品。神舟六号返回舱搭载的物品还有“我给‘神舟’六号航天员写封信征文活动”特等奖作文、共和国元帅特种邮票和神舟六号个性化邮票等邮品以及书画名家的作品等。 技术应用：飞船的种类非常多，但最常用的是卫星式载人飞船。这种飞船像卫星一样在离地面几百公里的近地轨道上飞行，飞行高度大约为300公里。飞船有单舱式、双舱式和三舱式，目前国际上成熟航天国家的飞船均是三舱式，这次神舟六号就是三舱式飞船，说明中国航天技术已经初步达到国际水平。
神舟六号(10张)飞船特点
神舟六号飞船有以下特点： 首先是起点很高，飞船具有承载3名航天员的能力； 其次是一船多用，航天员返回后，轨道仓可以在无人值守的状态下，作为卫星继续利用半年，甚至可以在今后进行交会对接实验；第三是返回舱的直径大，俄罗斯的直径是22米，中国的是25米。最后是飞船返回，非常安全，这方面已经进行过全面的测试。总体来看，神舟六号飞船的技术进步是巨大的。
技术进步
技术进步主要反映在：首先是新材料领域，据悉近年来中国在新材料领域所取得的进步上，有2000多种是来自航天领域；其次是电信领域，这方面有硬件设备的进步，也有软件领域的进步，比如编码技术就确保了话音质量和图像的清晰度；第三是图像技术，这些技术可以用于军事领域，也可以用于民用领域；第四是特种食品，航天员的食品研制非常复杂；第五是特种纺织材料，航天服是一个系统，更是高科技的结晶；第六是电子控制系统的进步，飞船是涉及各种复杂子系统的复杂系统，所有系统均需要有电子控制系统进行控制；第七是生物医学体系的进步，载人航天与无人航天有本质上的差异，系统复杂性和可靠性大为不同，神舟六号的成功，表明中国的相关生物医学已经有了巨大的进步。 神舟六号飞船仍为推进舱、返回舱、轨道舱的三舱结构，整船外形和结构与原来相同，重量基本保持在8吨左右。飞船入轨后先是在近地点200公里，远地点350公里的椭圆轨道上运行5圈，然后变轨到距地面343公里的圆形轨道，绕地球飞行一圈需要90分钟，飞行轨迹投射到地面上呈不断向东推移的正弦曲线。轨道特性与神舟五号相同。 由于此次飞行没有交会对接任务，神舟六号取消了用于这项功能的附加段，另外，飞船上新增加了40余台设备和6个软件，使飞船的设备达到600余台，软件82个，元器件10万余件。
飞船改进
神舟六号的改进大致可以归纳为四个方面： 一、围绕两人多天飞行任务的改进。首先，准备了足量甚至余量的航天员消耗品，包括食品、水、睡袋等。食品柜置于轨道舱中，以前处于空置状态。按照每人每天一个半暖壶的用水量，通过水箱和单独的软包装两种方式准备了航天员用水。其次，提高了座舱的环境控制能力。一人一天呼出近一升水，神舟六号提高了对水汽冷凝的能力，扩大了冷凝水箱，把所有裸露管线都贴上了吸水材料，确保飞船湿度控制在80%以下。舱内的氧气、温度和湿度都可自动感应并调节。 二、轨道舱功能使用方面的改进。放置了很多航天员生活的必需品，如食品加热装置和餐具等。轨道舱中挂有一个睡袋，供两名航天员轮流休息用。失重状态下人其实可以浮在空中睡觉，但考虑到人在地面养成的习惯，所以通过睡袋人为地制造一种“床”的感觉，否则航天员睡觉时可能会产生坠入万丈深渊的错觉。轨道舱中还有一个专门的清洁用品柜，航天员可以用里面的湿巾等物品进行清洁。大小便收集装置这次也是首次使用。 三、提高航天员安全性的改进。返回舱中航天员的坐椅设计了着陆缓冲功能，这是为了在反推火箭发生故障时依然能够保证航天员安全。神舟五号飞船里只有杨利伟乘坐的那个坐椅有着陆缓冲功能，并且有个小的缺陷，就是返回前坐椅提升后航天员难以看到舷窗外的情况。神舟六号对缓冲器进行了重新设计，并与整船结合进行了反复试验，从高塔、飞机上抛下的3次试验每次均获得了成功。返回舱与轨道舱之间的舱门，如果在返回时关闭不严，将威胁航天员安全。俄罗斯曾经有3名航天员因此而丧生。神舟六号科研人员研制成功了舱门密闭快速自动检测装置，并花费了数月时间研制出一种专用抹布，这种布不产生纤维、静电、异味，专门用来清洁舱门。 四、持续性改进。中国载人航天工程于1992年正式启动，至今已经过去了13年，飞船上最初使用的元器件和原材料有的已经不再生产，个别技术已经稍显落伍。神舟六号做了一些日常的持续性改进。比如神舟一号到五号上的“黑匣子”，是1994年研制的，存储容量只有10兆字节。现在的黑匣子不仅存储量比原来大了100倍，而且数据的写入和读出速度也提高了10倍以上，体积却不到原来的一半。
编辑本段神舟七号
基本数据 发射时间：2008年9月25日21时10分04秒 发射火箭：新型长征二号F捆绑式火箭 飞船进入轨道所需飞行时间：584秒 返回时间：2008年9月28日17时40分 发射地点：酒泉卫星发射中心 着陆地点：内蒙古中部 飞行时间/圈数：68小时30分钟/ 航天员：翟志刚、刘伯明、景海鹏。
编辑本段飞行任务
神舟七号载人飞船飞行任务的主要目的是实施中国航天员首次空间出舱活动，突破和掌握出舱活动相关技术，同时开展卫星伴飞、卫星数据中继等空间科学和技术试验。飞船运行期间，1名航天员着中国的飞天舱外航天服出舱进行舱外活动，回收在舱外装载的试验样品装置。
编辑本段细节信息
载人航天火箭系统总顾问组组长、“神舟”五号火箭总指挥黄春平于“神舟六号”着陆后表示，“神舟七号”发射时间可能将会推迟半年左右，原定2007年的发射计划将拖后到2008年。与“神舟五号”和“神舟六号”不同的是，“神舟七号”火箭在研制上的关键点是舱外航天服和气闸舱。因为“神舟七号”将实现太空行走，航天员能否从舱内气压骤然适应真空环境，气闸舱和舱外航天服扮演了重要角色。 戚发轫院士认为，“神七”必须在神舟六号的基础上解决两个比较大的问题。现在航天员有一个密封舱，在这个舱里穿航天服。离开这个舱就没有了空气，所以航天服本身就必须能供给氧气。第二是没有温度控制时，航天服能保证他正常的温度，所以这个航天服就相当于一个小型的密封舱。出舱得具备这几个条件。飞船上要有一个气闸舱，人穿好航天服进去，把门关上，把外面的门打开出去。假如没有气闸舱，那么一打开门气就放光了，因此要有一个气闸舱。“我只是说两个主要的，作为航天员有一个舱外的航天服，作为我们的飞船来讲，必须得有一个气闸舱，要保证原来的舱里一定有一个大气压。” “神舟七号”攻克气闸舱等核心技术难关，太空行走对航天员的考核要求更加高。由于航天服内的压力比正常情况下低，有可能会使人体组织内的氮气释放，在血管内形成气栓，导致减压病。因此航天员在穿好航天服以后，必须在气闸舱内充分吸氧，协助工作的航天员回到内舱（即轨道舱），关闭内舱门，然后气闸舱开始泄压到真空，与飞船外的真空状态保持一致，此时航天员可以出舱活动。而完成舱外任务回到舱内时，还要对航天服进行一定的减压，再对气闸舱充气。 “航天员出舱活动是一项高难度、高风险的活动。”专家介绍，“神舟七号”时的太空行走要求航天员必须在地面做充分的试验和训练，其地面训练一般在一个对比重有一定要求的中性水池里进行。这种水池通常建在大型的试验房里面，把航天器放在水池中，利用水的浮力模拟太空的失重现象，然后航天员在水池里面进行出入舱和舱外 *** 作训练。 中国载人航天工程副总指挥张庆伟表示，神舟七号飞船，不是神舟六号的简单重复，突破许多关键技术。用于发射神舟七号飞船的长征二号F型运载火箭已经成功地将六艘神舟飞船送入太空，具有成熟的技术基础。针对前几发火箭的飞行情况，科研人员将这枚火箭进行局部改进，来进一步提高火箭的可靠性。此外，还在火箭上增加一些摄像头。 神舟七号在2008年9月25日升空。而26、27日两天的下午到傍晚是最适合出舱的时间，2名航天员会进入轨道舱。由于航天服非常重，要另外一个人帮助才可以穿上。出舱活动时，航天员身上将会连接着2条生命线。航天服是以俄式航天服为基础研发的，提供氧气、压力、电源和通讯等设备，出舱以后航天员身边还会有摄像镜头，全程直播。是中国航天科技当中一个突破。 神舟八号（于2011年11月1日凌晨五点58分7秒发射) 神舟八号，是中国“神舟”系列飞船的第八个，是一个无人目标飞行器，是为中国的空间站作对接准备。神八将采用“长征二号”F/G火箭来发射，预计将于发射天宫一号后，已在2011年九月29日21时16分04秒发射。神舟八号在2011年11月1日凌晨五点58分7秒发射，将在二号晚上至三号凌晨期间与天宫一号对接，届时飞船和天宫一号正飞行在我国甘肃、陕西上空。
简介
2005年底，神舟八号首次对接缓冲试验在上海成功。 中国工程院院士、原“神舟”号飞船总设计师戚发轫透露，在中国的载人航天“三步走”计划中，中国最终要建设的是一个基本型空间站，它的规模不会超过现有的“和平号”或国际空间站戚发轫院士介绍，基本型空间站大致包括一个核心舱、一架货运飞船、一架载人飞船和两个用于实验等功能的其他舱，总重量在100吨以下。其中的核心舱需长期有人驻守，能与各种实验舱、载人飞船和货运飞船对接。具备了20吨以上运载能力的火箭，才有资格发射核心舱。为此，中国将在海南文昌新建继酒泉、太原、西昌之后的第四个航天发射场，主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务。同时，中国还将在天津新建总装场。
看点
看点一 交会对接难点 整个对接过程必须保证接合平稳，不能剧烈摇晃从而影响在轨飞行器的姿态。对接时两个飞行器在空中都是超高速飞行状态，虽然对接时相对速度不大，但要在充斥着高密度等离子体、游离氧及紫外线等的复杂空间环境中，实现两个活动体间的精确对接，难度依然很高。 步骤：地面引导→自动寻的→逼近→对接 与神九对接：神舟八号发射目标飞行器(专门用于对接)，而后续发射的神九将与神八留在空中的轨道舱实现中国航天器的首次无人对接。 看点二 飞船定型 神舟飞船将在八号基本定型，成为标准型空间渡船，其外形等基本要素都将保持不变。 看点三 升空时间 预计在2011年左右，将采用“长征二号”F/G火箭来发射。 看点四 飞船类型 神舟八号发射目标飞行器，不载人。
空间站建设与上天
需要解决三大技术难题：航天员出舱工作，航天器对接和水和空气的再生循环等附加技术。目前，以上海为主的科研人员已完成大量对接技术的实验，取得了重大进展，为“神舟八号”做好技术储备。 据透露，中国的首个空间站，将是符合中国需要、有中国特色、适度规模空间站。建成后，其核心舱可以不断加舱。届时，每年将往空间站发射若干个航天器。 “神八”“神九”飞天不载人 据刘竹生介绍，中国将在神舟七号实现航天员出舱，神舟八号发射目标飞行器（专门用于对接），也就是空间实验室，神舟九号实现无人对接，但“神八”与“神九”飞船都将没有航天员跟随上天。而神舟十号则实现载人对接。刘竹生表示，今后的载人飞船发射时间间隔将大大缩短，目标飞行器发射当年就可以发射对接飞船。他说，“神七”到“神十”飞船的发射，都服务于太空空间站建设。如果“神八”能顺利升空，“神九”与“神十”就不用再等两年，“一个多月后就可能上天了”。他说，以后的“神舟”飞船系列仍将由长征二号F火箭发射。中国空间技术研究院“神六”副总设计师杨宏介绍说，中国已经进入载人工程第二阶段，这一阶段载人航天事业的主要任务是建立短期内有人照料的小型空间实验室。 刘良栋透露，预计中国将在2011年发射神舟八号，而原计划的发射时间要早于2011年。在神八之前要发射一个目标飞行器，并且该航天器是不载人的。如果发射成功，对中国航天事业来说将又是一个大的突破。 对于未来中国载人航天的发展趋势，刘良栋表示，目前国家正在规划之中。下一步是搞战略部署，计划在未来10到12年内完成。第三步就是建立空间站，希望能在2020年前实现。对于空间站的规模，中国仍在规划、研究中。 刘良栋称，未来载人航天的发展趋势有两个方向，首先是性能全面的大卫星，在导航、通信等方面实现高性能、高产值。现在有一些卫星的产值很大，例如通信卫星，在民用、军用方面都有很大作用。其次是导航卫星的发展前景也很大。国家在“十一五”规划里，也把高分辨率的卫星技术作为重点研究的方向。
编辑本段神舟八号
2011年11月1日5时58分10秒，“神舟八号”飞船在酒泉卫星发射中心发射，与我国首个空间站雏形“天宫一号”携手，共同执行我国首次空间交会对接任务。在顺利完成两次对接任务后，于2011年11月17日19时36分在内蒙古四子王旗着陆，我国首次空间交会对接任务完成。 本次“神八”仍为返回舱、推进舱、轨道舱三舱结构，增加了交会对接设备。 与此同时，上月29日发射升空的天宫一号目标飞行器，10月30日顺利进入距地面高度约343公里的近圆形交会对接轨道。当天19点34分，天宫一号翻了一个跟头，成功调转180度，建立倒飞姿态，为迎接“神八”飞天一吻做好准备。各项遥测数据显示，天宫一号已具备交会对接条件。 专家介绍，天宫一号与“神八”的发射只是“中考”，首次交会对接任务才是“大考”,于2011年11月3日实行对接。
神八(4张)过程揭秘
交会对接飞行过程分为远距离导引段、自主控制段、对接段、组合体飞行段和分离撤离段。 ●远距离导引 远距离导引段自神舟八号飞船入轨后开始，在地面测控通信系统的导引下，神舟八号飞船经5次变轨，从初始轨道转移到与天宫一号目标飞行器共面的330公里的近圆轨道，在天宫一号目标飞行器后下方约52公里处，与其建立稳定的空空通信链路，开始自主导航。 ●自主控制 自主控制段经历寻的、接近和平移靠拢三个阶段，神舟八号飞船自主导航控制到与天宫一号目标飞行器接触，自主控制飞行过程约需两个半小时。 ●对接 对接段从对接机构接触开始，在15分钟内完成捕获、缓冲、拉近和锁紧四个过程，最终实现两航天器刚性连接，形成组合体。 ●组合体飞行 组合体飞行段由天宫一号目标飞行器负责组合体飞行控制，神舟八号飞船处于停靠状态。组合体飞行12天左右，将择机进行第二次交会对接试验。其主要过程为：对接机构解锁，两飞行器分离，神舟八号飞船撤离至相距天宫一号目标飞行器140米处停泊，按程序进行第二次交会对接，再次构成组合体。 ●分离撤离 组合体继续飞行两天后，进入分离撤离段，两飞行器再次分离，飞船撤离至距目标飞行器5公里以外的安全距离，交会对接试验结束。此后，神舟八号飞船返回舱返回地面；天宫一号目标飞行器变轨至自主飞行轨道，转入长期运行管理。 神八使命 与天宫一号交会对接 昨天，中国载人航天工程新闻发言人武平详细介绍了天宫一号与神舟八号交会对接过程。 武平说，神舟八号飞行的主要任务是：发射神舟八号飞船，与天宫一号目标飞行器，进行我国首次航天器空间交会对接试验，突破和验证航天器自动交会对接技术；考核改进后的神舟飞船和长征二号F运载火箭的功能和性能，以及工程各系统间的协调性；验证组合体工作模式，并开展空间科学实验。神舟八号飞船不载人。 武平说，经任务总指挥部研究决定，将瞄准11月1日5时58分发射神舟八号飞船。 按照计划，长征二号F遥八火箭点火发射后，飞行约584秒，船箭分离，飞船进入近地点约200公里、远地点约330公里的初始轨道，并在两天内完成与天宫一号目标飞行器交会对接。 热点解码 发射“零窗口”精确到秒 “根据交会对接任务需要，神舟八号飞船发射实施‘零窗口’发射。”酒泉卫星发射中心发射场系统副总指挥张道昶说。 酒泉卫星发射中心发射测试站站长郭忠来说：“发射窗口必须是‘零窗口’，误差只能在正负1秒间，这样才能满足交会对接任务的发射要求。”郭忠来说，如果错过这个时刻，就只能推迟发射，重新寻找“零窗口”。 “零窗口”发射是指在一定长度的发射窗口时间内，紧贴窗口上沿即最优时间实施发射。比如，发射窗口为5时至5时30分，“零窗口”就是指5时整。在这个时刻发射，就能把飞行器送到最佳位置，而且能在变轨过程中节省燃料。 “根据天宫一号的在轨位置，并结合发射场风速、火箭重量，系统会计算出神舟八号的起飞时间，再倒算出精确点火时间。”郭忠来说，一旦确定发射，点火控制终端最终实施自动点火，而不再需要人工按钮点火。“这将进一步确保发射的精确性。”您好，晶体按生长方式可以分为三种：晶体生长、晶体渗析和晶体沉淀。晶体生长是指在晶体溶液中，晶体粒子以极小的尺寸开始，并以极快的速度向外生长，形成一个完整的晶体。晶体渗析是指在晶体溶液中，晶体粒子以极小的尺寸开始，并以极慢的速度向外生长，形成一个完整的晶体。晶体沉淀是指在晶体溶液中，晶体粒子以极大的尺寸开始，并以极慢的速度向外生长，形成一个完整的晶体。
晶体的层生长机理(layer-by-layergrowth mechanism)亦称科塞尔-斯特兰斯基二维成核生长机理(Kossl-Stranski two-dimensional nucleation growth mechanism)。它是由科塞尔和斯特兰斯基二人基本同时而又分别地得出的。具体机理可以简化叙述如下。
设晶核为由同种原子所组成的立方原始晶格，其晶胞棱长为a。在此(图92)，主要存在着三种可能的不同位置r、s和t，分别称之为三面凹角、两面凹角和一般位置。每种位置各有为数不等的若干个邻近的原子吸引它们，具体如表91所列。其中只列出了距离最近和较近的两种原子数，较远者作用很小，可以忽略。由于引力与距离平方成反比，因而可知，在原子向晶核堆积时将优先落到三面凹角r的位置上去，其次为两面凹角s的位置，最后才在一般位置t上进行堆积。
从图92中可见，当有一个原子堆到r的位置上之后，三面凹角并不因而消失，而只是向前移动了一个位置。如此逐步地往前移，直到整个原子列都被堆满之后，三面凹角才归于消失。此时原子将在任一两面凹角的位置上堆积，而且一旦堆上一个以后，立即导致三面凹角重又出现，直到该原子列全被堆满后它才再次消失。如此反复不已，原子列不断向右推进，直到堆满该层原子面为止。此时，三面凹角和两面凹角都被消灭，原子将只能堆积在任意的一般位置t上。但一旦堆上后接着就会有两面凹角产生，并随后又有三面凹角的形成。于是，将重复上述的过程，直至又长完一层原子面为止。
表91 三种可能位置周围不同距离的原子数①
① 对照图9 2。
图92 晶体理想生长过程中原子堆积顺序的图解
因此，晶体的理想成长过程是:在晶核的基础上先长满一层原子面，再长相继的一层，逐层地向外平行推移。当生长停止时，其最外层的原子面便表现为实际晶面，每两个相邻原子面相交的公共原子列即表现为实际晶棱，整个晶体则为晶面所包围而形成占有一定空间的封闭几何多面体———结晶多面体，从而表现出晶体的自范性。
上面的结论系以晶核是一个单质的立方原始晶格为前提而导出的。实际晶体虽然绝大多数并非如此，而且在化合物晶体中还必须考虑到离子间的静电作用力，但这些并不影响上述最终结论的普遍意义。
晶体生长的上述方式，即科塞尔和斯特兰斯基最初提出的理论，对于阐明晶体在理想条件下的生长过程具有重要意义，但它并不完全符合实际。根据与三维成核时完全相类似的热力学计算，现在一般认为在晶体生长过程中，原子是以二维晶核(two-dimensional nucleus，即单个原子或分子厚的物质层)的形式呈孤岛状沉淀到晶体表面上去的，并由此而形成新的凹角位置，使原子得以继续堆积，直至长满一层为止，然后又重复这一过程。与形成三维晶核时的情况相似，二维晶核也有一定的临界尺寸，需要有相应的二维晶核成核能ΔG″c。与相同条件下之三维晶核的成核能ΔGc相比，ΔG″c总是远小于ΔGc。此外，在实际生长过程中，往往是一层尚未长完，第二、第三……层的生长就已经开始了，从而形成如梯田般的生长层现象(彩版Ⅳ-10和Ⅲ-3)。
不过，由于ΔG″c也要随介质过饱和度或过冷却度的减小而增大，因而在过饱和度或过冷却度小于相应的临界值时将不能有二维晶核的形成，亦即在此条件下晶体将不可能按二维成核的机理生长。
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