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硼酸盐作为非线性光学晶体、激光晶体、自倍频晶体和荧光粉材料等有重要应用，因此，研究和探索新型硼酸盐具有实用价值和科学意义。本论文深入研究了非线性光学晶体BaCaBO3F(BCBF)的生长、结构、相变和相关性质;同时，大量探索了稀土硼酸盐，其具体工作包括以下几个方面:
1.BCBF晶体的生长、结构、相变、光学性质和热物理性质研究
本部分针对目前BCBF晶体生长中存在的问题（1.提拉法生长的BCBF晶体极易开裂，而且透过率低;2.泡生法生长的BCBF晶体要么易开裂，要么含包裹体严重，晶体质量差;3.生长BCBF晶体过程中，易形成BaO2腐蚀坩埚的同时也使得BCBF晶体的纯度下降等），对BCBF晶体的生长进行了研究;找到了一个新体系(BCBF-F--NaF)和适合BCBF晶体生长的方法，获得了较大尺寸的高光学质量的透明BCBF单晶（尺寸:32×33×14mm3，重量:30.13g）。该方法简化了BCBF晶体的生长工艺;另外，在生长过程中因引入了过多的F-离子，使熔体中不会形成氧化物腐蚀坩埚，解决了氧化物腐蚀坩埚问题。
首次较系统地研究BCBF晶体的热物理性质，包括相变点、比热、热扩散、热导率和热膨胀等。
首次发现了BCBF晶体存在低温相变。在242±3℃时，BCBF晶体由低温相α-BCBF转变成高温相β-BCBF。其中，β-BCBF的结构与已报道的结构相同，空间群为P-62m，晶格常数a=9.09463(8)(A)，c=4.37146(4)(A)，Z=3(400℃);通过单晶XRD解析了α-BCBF的晶体结构，空间群R3，晶格常数a=27.1478(5)(A)，c=12.9835(3)(A)，Z=81。高温XRD的分析结果与热物理性质测试结果均证实了BCBF相变的发生。
2.新型稀土硼酸盐
2.1(K，Na)3La2(BO3)3体系固溶晶体
高温固相合成了一系列与Na3La2(BO3)3同构的(K,Na)3La2(BO3)3化合物，并且采用自发结晶方法得到了K1.34Na1.66La2(BO3)3单晶。通过结构分析，折射率计算和非线性系数计算研究了碱金属阳离子K+对(BO3)3-阴离子基团排列方式的影响和非线性系数的影响，探讨了化学组成、微观结构和非线性效应之间的关联。
2.2一种新型的稀土硼酸盐K2La2(BO3)2O
大量探索了碱金属、稀土复合硼酸盐体系，在K2O-La2O3-B2O3体系中，发现了一种新化合物K2La2(BO3)20，其基本结构单元是孤立的(BO3)3-基团，空间群为P21/c，晶格常数a=11.422(2)(A)，b=6.6803(13)(A)，c=10.813(2)(A)，β=117.23(3)°。K2La2(BO3)2O晶体在215-2750nm波段区间有很高的透过率;K2La2(BO3)2O有很好的化学稳定性。除此之外，我们还合成与之相应的同构物K2Re2(BO3)2O(Re=La-Eu)，并探讨了碱金属离子与稀土离子之间的协同关系。
2.3一类新型的稀土硼酸盐MSr4La3(BO3)6(M=Li，Na)
在M2O-SrO-La2O3-B2O3(M=Li，Na)体系发现了两种同构的新化合物MSr4La3(BO3)6(M=Li，Na)，并在M2O-SrO-La2O3-B2O3-MF体系得到了相应的毫米级单晶，其基本结构单元为(BO3)3-，属于R-3空间群。ICP、红外光谱、拉曼光谱的分析结果与单晶XRD解析结果一致。另外，测试了NaSr4La3(BO3)6的透过光谱，其截止波长为193nm。
本论文采用新体系、新方法生长了BCBF晶体，简化了生长工艺，解决了熔体腐蚀坩埚的问题;发现了BCBF晶体在242±3℃存在相变;其中，低温相α-BCBF的空间群为R3，晶格常数a=27.1478(5)(A)，c=12.9835(3)(A)，Z=81;高温相β-BCBF的晶体结构与报道的BCBF晶体结构相同，空间群为P-62m，晶格常数a=9.09463(8)(A)，c=4.37146(4)(A)，Z=3(400℃);研究了BCBF晶体的热物理性能，探讨了BCBF晶体易开裂的原因。除此之外，本论文还发现了三类新型的稀土硼酸盐(K，Na)3La2(BO3)3、K2La2(BO3)2O和MSr4La3(BO3)6(M=Li，Na)，并研究了它们的结构和光学性质。