21世纪以来,随着半导体照明、LED领域和手机等行业的飞速发展,作为原料的镓的需求量越来越大,对镓的纯度要求也越来越高。制备高纯镓的方法很多,其中结晶法因其节能环保的优势越来越受到人们的重视。因而研究镓结晶的行为显得尤为重要。本文研究了冷端温度、镓液升温后保温时间、降温后保温时间和升温温度等因素对镓形核过冷度的影响。实验表明,镓形核过冷度随着冷端温度的降低而增大,随着升温后保温时间的延长而增大,随着加热温度升高而增大,却随着降温后保温时间的延长而减小。且结晶器形状对过冷度影响很大,锥形结晶器能大大降低过冷度。研究了结晶时固液界面温度梯度的变化,过冷度对晶体形貌的影响,过冷度对质量变化趋势的影响,以及镓晶体的具体生长方式等规律。实验表明,结晶过程中,总是存在正温度梯度和负温度梯度;在聚四氟乙烯结晶器中,正温度梯度存在时间主要受过冷度的影响,过冷度越大,正温度梯度时间越短;晶体的初始形貌,也主要受过冷度的影响,过冷度较大时,以针状或羽毛状形态存在,过冷度较小时,会产生单个较为规则的晶体;在宏观形貌观察中,过冷度小时会观察到有大量台阶组成的台阶束。