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氟化鎂介紹：
氟化鎂（MgF2)晶體從真空紫外到紅外波段都有著良好的透過性，是一種常用的紅外、紫外探測器窗口 材料。迄今為止所知材料中，氟化鎂晶體是真空紫外波段透光性能最好的材料之一，隨著大功率激光技術、 高精度成像技術、紅外制導技術以及半導體光刻技術的迅猛發展，市場對氟化鎂的需求與日俱增，特別是高 質量單晶體在可以預見的一段時間內都將處于供不應求的狀態。氟化鎂晶體屬于四方晶系，晶格參數為a=6 = 4.62 A，c =3.06 A，溶點1280 T。和氟化鎂多晶相比，單晶在紫外區域具有更高的透過率，此外單晶 材料在物理性能上優于多晶材料，具有很高的機械強度，以及抗熱沖擊強、不易沿晶界開裂等優點。
氟化鎂應用：
科學技術隨著不斷地發展和進步，在不斷的改變人們生活的同時，也對材料性能提出了更高的要求和標準。氟化鎂作為一種重要的無機化工原料和光學材料，因為其自身具有眾多的優良特性，在科技不斷發展的今天，被廣泛的用于多項行業，其中包括電解鋁、金屬鎂的冶煉、催化劑載體、光學棱鏡等多個不同領域。
氟化鎂具有非常特殊的物理化學性能，包括優良的光學性能、高的熱穩定性以及化學穩定性、硬度高等，因此愛眾多的領域都有重要的作用。
氧化鎂作為重要的化工、光學材料具有很多的優良性能，包括：高溫下的低化學活性和高抗腐蝕性、高熱穩定性、高硬度；此外，氟化鎂還具有雙折射性能和較高的激光損傷闕值。這些優秀的性能使得氧化鎂在光學、催化及其他很多領域都有重要作用。
一、氟化鎂在光學領域的應用：氟化鎂是一種重要的光學薄膜材料，特別是，紫外線波段低吸收的特點使其成為該波段為數不多的光學薄膜材料之一，光學薄膜的應用極為廣泛主要有：金屬反射鏡的保護膜、氟化鎂增透膜和增反膜、氟化鎂光子晶體、金屬氟化鎂復合納米金屬陶瓷薄膜。
二、氟化鎂在催化領域的應用：氟化鎂硬度高，熱穩性好，表面化學活性低，耐腐蝕性好，可以作為催化劑載體用于特殊環境的催化反應中。氟化鎂主要適用的催化體系有：加氫脫硫除反應、一氧化碳氧化反應、丙酮的光解反應、硝基苯催化加氫制備氯代苯胺的反應。
提拉法生長氟化鎂優勢：
提拉法是一種使用性很強的晶體生長方法，1917年Czochmlski首先用這種方法生長了錫、鉛、鋅等晶 體，因而提拉法又稱為Cz〇chmlSki( CZ)法。目前廣泛使用的藍寶石、硅單晶、Y3A15012 :Nd、Gd3Ga5012等都已經采用提拉法生長出了大尺寸、高質量的單晶體?，F代科學技術的發展，對晶體材料的要求也日漸提高。
和坩堝下降法相比，提拉法生長氟化鎂單晶之具有以下幾點優勢：
（1)可以實時觀測晶體生長過程中引晶、放 肩、等徑生長等過程，可根據生長情況調整溫度及生長速率，便于進行人工干預；
（2)氟化鎂晶格對稱性差，采用坩堝下降法只能選用c軸籽晶生長，而提拉法生長晶體不與坩堝壁接觸，不會因坩堝的限制而使晶體中 產生應力開裂，能采用《軸籽晶定向生長單晶，有效提高了晶體加工利用率；
（3 )提拉法生長速度優于坩堝下降法，并且單晶率高。
單晶（monocrystal, monocrystalline, single crystal）：結晶體內部的微粒在三維空間呈有規律地、周期性地排列，或者說晶體的整體在三維方向上由同一空間格子構成，整個晶體中質點在空間的排列為長程有序。
多晶（polycrystal, polycrystalline）：是眾多取向晶粒的單晶的集合。多晶與單晶內部均以點陣式的周期性結構為其基礎，對同一品種晶體來說，兩者本質相同。
晶界（grain boundary）：晶界是結構相同而取向不同晶粒之間的界面。在晶界面上，原子排列從一個取向過渡到另一個取向，故晶界處原子排列處于過渡狀態。 晶粒與晶粒之間的接觸界面叫做晶界。在表觀中可在光線下進行觀測，晶界兩邊的晶粒表面反射光線不同，其中的分界線即為晶界
孿晶（twin crystal）：是指兩個晶體（或一個晶體的兩部分）沿一個公共晶面（即特定取向關系）構成鏡面對稱的位向關系，這兩個晶體就稱為"孿晶"，此公共晶面就稱孿晶面
位錯（dislocation）：又可稱為差排，在材料科學中，指晶體材料的一種內部微觀缺陷，即原子的局部不規則排列（晶體學缺陷）。
亞結構（substructure）：是一種嵌鑲結構，泛指晶體內部的錯位排列和分布；特指晶體劃分為取向差不大（從秒到度數量級）的亞晶粒，其晶粒間界可以歸結為錯位的行列或網絡（見位錯）。它們都是與超結構或調制結構相對而言的，其晶胞此時稱為亞晶胞（subcell）。
包裹（inclusions）：晶體材料中與晶體材料不同的物質為包裹。包裹包括晶體中的雜質和氣泡，在表觀中可以通過裸眼在光線下觀測到。
內部透過率（internal transmittance）：是指晶體在某個波長下，去除本征吸收、前后表面反射，晶體光透過的情況。
光學均勻性（optical homogeneity）：是指同一塊晶體中，各部分折射率變化的不均勻程度。
應力雙折射（stress birefringence）：光學材料中由于殘余應力的存在而引入的雙折射現象稱為應力雙折射，應力雙折射用單位長度上的光程差來度量。應力雙折射又稱光彈性效應。
熒光（fluorescence）：又作“螢光”，是指一種光致發光的冷發光現象。當某種常溫物質經某種波長的入射光（通常是紫外線或X射線）照射，吸收光能后進入激發態，并且立即退激發并發出比入射光的波長長的出射光（通常波長在可見光波段）。
紫外等級（UV Grade）
應用波長：280 nm - 6 μm
單晶、亞結構、多晶：均可
透射率：>92%@280nm-6μm(10mm厚樣品)
內部透過率：>99.0% @ 280nm（10mm厚樣品）
平均應力雙折射：10~20nm/cm@633nm；
平均應力雙折射<10nm/cm，需提拉法生長。
光學均勻性：PV3-20ppm@633nm
包裹：25-125mW綠光檢驗無肉眼可見光柱、氣泡、散射顆粒等
深紫外級別（DUV Grade）
應用波長：120nm - 6 μm
單晶、多晶：單晶
透射率：T>60%@121nm；T>85%@160nm；T>90%@200nm（10mm厚樣品）
內部透過率：>99.0% @ 200nm（10mm厚樣品）
平均應力雙折射：小于10nm/cm@633nm，需提拉法生長。
光學均勻性：PV3-10ppm@633nm
包裹：25-125mW綠光檢驗無肉眼可見光柱、氣泡、散射顆粒等
透過率檢測
檢驗設備：UV1801紫外可見分光光度計
樣品：氟化鎂晶體，直徑不小于20 ~ 50mm，厚度10±0.5mm，通光面拋光光潔度達到80/50
測試波段：190nm~1100nm，2.5μm~12μm
合格要求：T>92%@280nm
氟化鎂紫外-可見-近紅外透過率曲線
氟化鎂晶體紅外透過率曲線
氟化物晶體生長：
氟化物晶體生長主要采用坩堝下降法和提拉法兩種。坩堝下降法生長氟化物晶體首先將氟化物原料投入坩堝并放置到真空下降爐內，通過電阻加熱的方式對產品進行加熱，溫度升至高于原料熔點10~20℃，然后通過控制晶體爐下降機構，以1~5mm的速率勻速下降坩堝使其通過爐內溫度梯度區，將至梯度區以下的原料冷卻實現氟化物晶體的生長，余料可以再利用，晶體生長過程中爐體冷卻采用循環水冷的方法帶走熱量實現冷卻，生產工藝流程見圖
提拉法晶體生長過程分熔化、引晶放肩、等徑生長、拉脫幾個過程。首先將原料裝入干凈的石墨坩堝中，放入提拉爐內爐體中心，然后加溫至原料熔化，待熔化后恒溫2小時以上確保溫度平衡，將預熱后的籽晶下入熔體內1~2mm，進行引晶，然后進入放肩過程，放肩達到尺寸要求后，進入直拉（等徑生長）階段，全部過程采用電子秤自動稱重控制，晶體生長過程結束后，將晶體快速提起到離液面5mm處，然后以均勻降溫速率降至室溫，生產工藝流程見圖。
毛坯加工
將生長出來的晶體進行研磨，根據研磨質量不同要求選用不同顆粒的細沙進行研磨，去除表面不均勻部分，根據產品尺寸要求在切割機上進行切割，切割完成后在水浴鍋中進行融蠟粘接（水浴鍋采用電加熱，加熱溫度60℃，用融化后的石蠟的粘性粘接切割后的晶體，因只需把石蠟由固態加熱至液態即可，固無廢氣產生），融蠟粘接完成后按照客戶要求尺寸進行晶體滾圓，滾圓后進行水解(用水對石蠟進行溶解)，水解完成后進行清洗，倒邊，檢驗合格后為成品，不合格回到晶體切割工序再利用。
拋光加工：
晶體毛坯通過銑磨機進行銑磨，銑磨過程中產生廢水，銑磨后再精磨，精磨過程中采用金剛砂進行精磨，精磨完成后進行拋光，拋光完成后進行定心割邊，定心割邊完成后進行清洗檢驗，清洗采用無水乙醇清洗擦拭（擦拭在擦拭臺進行，無水乙醇用量極少，無需封閉集氣處理。檢驗合格后為成品
精磨拋光
（1）細磨精磨：
1清洗模具：用洗衣粉清洗模具，以免上邊殘留的磨料劃傷工件。
2適當調整碾磨機的轉速，待磨輪轉動均勻后，開始磨修。
3細磨精磨的方法：
(a)磨平面時，先將工件輕輕放在磨輪上，然后輕輕加力并與磨輪轉動方向呈反方向運動，運動軌跡最好成橢圓型，每磨固定圈數后，將工件自身旋轉一定的角度，繼續磨修。將工件放在磨輪中間可以磨修邊緣，放在磨輪邊緣可以磨修工件中間。注意不要用力過大，否則可能會使工件飛出或者造成劃痕。
(b)磨凸面時，方法與平面基本相同，當工件沿外緣轉動時可以磨修中間，當工件在中間轉動時可以磨修邊緣。
(c)當工件磨修差不多的時候，可以停止磨修，洗凈工件，用六倍放大鏡觀察表面紋路，是否有劃痕和沙眼，如果有繼續修磨。
(d)若表面合格，使用刀口尺觀察平面的平整度，觀察合格的標準為平面中心有一條頭發絲細的亮線。
4細磨使用302#的沙，精磨使用303、304的沙。
5由細磨轉為精磨的過程中，模具必需用洗衣粉清洗干凈。
6六倍放大鏡和刀口尺的使用方法：
六倍放大鏡應在100W的白熾燈光下使用，使用時應遠離工件10cm左右，看工件時工件應該斜對著燈光，邊觀察邊慢慢旋轉工件。使用刀口尺時，工件表面要確保干燥，要仰視工件就與刀口尺的結合部，使用刀口尺觀察兩次，兩次角度應垂直。
（2）拋光（古典法）：
1上盤：用瀝青剛性上盤，上盤完后清洗拋光面。
2調整好機床轉速、擺幅，準備好熱水、拋光液。
3預熱拋光模：將拋光模在50~60度的熱水中燙一下，使拋光模軟化。
4在拋光模上涂上拋光液，覆蓋在鏡盤上，用手推幾下，使之吻合。放上鐵筆，開動機床，開始拋光。邊拋光邊添加拋光液。
5拋光約15分鐘后，取下工件，用洗衣粉洗凈拋光面，用六倍放大鏡觀察表面疵病。在已拋光面上滴一滴乙醚與酒精的混合液，用紗布擦凈，用同樣的方法處理標準工件，然后使兩者貼合在燈光下觀察光圈。
6光圈的識別和修改：
低光圈：加壓，空氣減少，光圈縮小，光圈顏色為藍、紅、黃
高光圈：加壓，空氣減少，光圈外擴，光圈顏色為黃、紅、藍
工件在上：低光圈，工件往里收，多拋邊沿；高光圈，工件往外拉，多拋中心。
工件在下：低光圈，往外拉，多拋邊緣；高光圈，往里收，多拋中心。
7下盤，用汽油洗掉瀝青，再上盤，拋另一面。注意已拋面應涂上保護漆，用酒精洗掉保護漆。
8兩面都拋光合格后，清洗工件。清洗工作臺，拋光結束。
9拋光的目的：
(a)去掉表面的破壞層，達到規定的粗糙度。
(b)精修面形，達到圖紙要求的面形。
(c)為以后的特種工藝如鍍膜，膠合工序創造條件。
定心磨邊
機械法定心：
1定心原理：
機械法定心是將透鏡放在一對同軸精度高、端面精確垂直于軸線的接頭之間，利用彈簧壓力夾緊透鏡，根據力的平衡來實現定心。其中一個接頭可以轉動，另一個既能轉動又能沿軸向移動。
2操作自動定心磨邊機：
打開電源，先開水泵，然后開砂輪。
接著根據零件的尺寸調節前邊的定位千分尺，調節后邊的千分尺對刀，聽到細微的摩擦聲即對刀完成，再將千分尺向后擰一些，然后再次調節前邊的千分尺，調節至目標尺寸。然后即可按下自動操作鍵，磨邊機會自動完成定心磨邊
氣泡和條紋-微觀的：
所有晶體和玻璃材料，沒有完美的材料，都會有細小的氣泡或是條紋；這個在國標中有規定。ICC的符合國標。
需要注意的是，有些氣泡和條紋，在棒材階段是監測不出來的，切片也看不出，只有精密拋光后，在有經驗的檢驗員或是精密檢測儀器下，才能看到。
包裹物，散射顆粒：
晶體材料里面有可見白點，星星點點，用激光筆照射候，發光。這些是絕對不合格品的表現。
顏色：
顏色多是材料在清洗過程中，酸堿配比不一致；亮度不一致，多為晶體方向或是晶體結構不同，譬如111方向可能不如100方向更亮或是透一些。
晶體定向知識-為何晶體要定向
晶體結構即晶體的微觀結構，是指晶體中實際質點（原子、離子或分子）的具體排列情況。自然界存在的固態物質可分為晶體和非晶體兩大類，固態的金屬與合金大都是晶體。晶體與非晶體的最本質差別在于組成晶體的原子、離子、分子等質點是規則排列的（長程序），而非晶體中這些質點除與其最相近外，基本上無規則地堆積在一起（短程序）。金屬及合金在大多數情況下都以結晶狀態使用。晶體結構是決定固態金屬的物理、化學和力學性能的基本因素之一。
晶系
已知晶體形態超過四萬種，它們都是按七種結晶模式發育生長，即七大晶系。晶體是以三維方向發育的幾何體，為了表示三維空間，分別用三、四根假想的軸通過晶體的長、寬、高中心，這幾根軸的交角、長短不同而構成七種不同對稱、不同外觀的晶系模式：等軸晶系，四方晶系，三方晶系，六方晶系，斜方晶系，單斜晶系，三斜晶系。
晶面
晶面指數（indices of crystal face）是晶體的常數之一，是晶面在3個結晶軸上的截距系數的倒數比，當化為整數比后，所得出的3個整數稱為該晶面的米勒指數（Miller index）。六方和三方晶系晶體當選取4個結晶軸時，一個晶面便有4個截距系數，由它們的倒數比所得出的4個整數則稱為晶面的米勒—布拉維指數（Miller Bravais indices）。以上兩種指數一般通稱為晶面指數
在晶體中，原子的排列構成了許多不同方位的晶面，故要用晶面指數來分別表示這些晶面。晶面指數的確定方法如下：
1．對晶胞作晶軸X、Y、Z，以晶胞的邊長作為晶軸上的單位長度；
2．求出待定晶面在三個晶軸上的截距（如該晶面與某軸平行，則截距為∞）
3．取這些截距數的倒數，例如 110，111，112等；
4．將上述倒數化為最小的簡單整數，并加上圓括號，即表示該晶面的指數，一般記為（hkl），例如（110），（111），（112）等。
晶向
晶向是指晶體的一個基本特點是具有方向性，沿晶格的不同方向晶體性質不同。布拉維點陣的格點可以看成分列在一系列相互平行的直線系上，這些直線系稱為晶列。同一個格點可以形成方向不同的晶列，每一個晶列定義了一個方向，稱為晶向。
標志晶向的這組數稱為為晶向指數。
由于晶體具有對稱性，有對稱性聯系著的那些晶向可以方向不同，但它們的周期卻相同，因而是等效的，這些等效晶向的全體可用尖括號< α β γ >來表示。對于立方系，晶向[100]、[010]、[001]及其相反晶向就可以用<100>表示，其它晶系不適用。
立方晶系的晶向指數可用[uvw]來表示。其確定步驟為:
(1)選定晶胞的某一陣點為原點,以晶胞的3條棱邊為坐標軸,以棱邊的長度為單位長度;
(2)若所求晶向未通過坐標原點,則過原點作一平行于所求晶向的有向直線;
(3)求出該有向直線上距原點最近的一個陣點的坐標值u、v和w;
(4)將三個坐標值按比例化為最小整數,依次放入方括號[]內,即為所求晶向指數
可見光
指能引起視覺的電磁波?？梢姽獾牟ㄩL范圍在0.77～0.39微米之間。波長不同的電磁波，引起人眼的顏色感覺不同。0.77～0.622微米，感覺為紅色；0.622～0.597微米，橙色；0.597～0.577微米，黃色；0.577～0.492微米，綠色；0.492～0.455微米，藍靛色；0.455～0.39微米，紫色。
紅外光譜（infrared spectra）
指以波長或波數為橫坐標以強度或其他隨波長變化的性質為縱坐標所得到的反映紅外射線與物質相互作用的譜圖。按紅外射線的波長范圍，可粗略地分為近紅外光譜（波段為0.8～2.5微米）、中紅外光譜（2.5～25微米）和遠紅外光譜（25～1000微米）。對物質自發發射或受激發射的紅外射線進行分光，可得到紅外發射光譜，物質的紅外發射光譜主要決定于物質的溫度和化學組成；對被物質所吸收的紅外射線進行分光，可得到紅外吸收光譜。每種分子都有由其組成和結構決定的獨有的紅外吸收光譜，它是一種分子光譜。分子的紅外吸收光譜屬于帶狀光譜。原子也有紅外發射和吸收光譜，但都是線狀光譜。
紫外光譜
紫外光譜是分子中某些價電子吸收了一定波長的電磁波，由低能級躍近到高能級而產生的一種光譜，也稱之為電子光譜。目前使用的紫外光譜儀波長范圍是200~800nm。其基本原理是用不同波長的近紫外光（200~400nm）依次照一定濃度的被測樣品溶液時，就會發現部分波長的光被吸收。如果以波長λ為橫坐標（單位nm），吸收度 （absorbance）A為縱坐標作圖，即得到紫外光譜（ultra violet spectra，簡稱UV）。
為什么多晶MGF2材料會產生多個像？
MGF2為雙折射晶體且各向異性，當光線在穿過晶體是產生多次折射和反射。如果多晶材料會有很多晶界線及方向，導致光線不能聚焦。
多晶MGF2可以有方向么？
如果MGF2個方向上的晶格排列偏差在5度內，材料表面看起來比較花，按結構來說是多晶，但是可以定出方向，如果激光能量夠高且材料均勻性較好，則不會影響使用性能。
多晶氟化鎂可以做鍍膜材料么？
現有鍍膜材料，然后在鍍膜材料中進行適當元素去除，在經過高溫提出熔煉，長出的多晶氟化鎂應用在鍍膜上，不會出現炸鍋，噴點等顆粒材料常見問題。是蒸發鍍膜里最優質的多材料，典型尺寸為D18/25/30,從材料純度大于4N
如何定向100面？
很顯然，先找001面，然后按照公式采用數控切割設備，進行定向切割。
晶體長出來就是001方向么？
晶體生長是極其復雜的高科技，及時有籽晶及大量的文獻和技術累積，也不能保證每一個周期的晶體都是單晶且方向很準。 所有定向都是后期通過高精密設備來完成
為什么晶體越長價格越貴？
單晶生長是極其復雜的技術，同時單晶的定向生長有著很大的不可控型，所以為獲得方向校準的晶體，則必須通過后期加工，此時材料浪費是一方面，加工時間和人力成本也很大
如果我訂購的長晶體里面有超小氣泡怎么辦？
晶體目前監測采用裸眼和激光設備掃描相結合。但超小氣泡則必須通過精密拋光在暗室或纖維鏡下才能看見。所以在提供長棒晶體是，是檢測不出超小氣泡的，如果您那里要切割成片使用，是不會影響應該用的。
為什么我購買的晶體應力很大？
綜合因素（原材料純度不夠，晶體工藝不成熟，晶體設備有問題，晶體監測不到位，晶體切割過于粗糙，晶體沒有采用消應力工序）
我的308NM激光器鏡片可以用在193NM 么？
193NM的材料價格價格一定比308NM的貴好多；也就是說193NM的材料是可以用在308NM。 但308NM的材料，在193NM則未必好用。所有準分子晶體材料均為訂制產品，所以如果選擇通用性，則請選擇本征最好的材料，否則請選購最適合應用的材料
我的氟化鎂鏡片使用一段時間變色了？
這個原因既有可能是材料的先天缺陷，如晶體生長過程中的缺陷，也關乎在長時間高能激光的紫外輻照情況下使材料壽命變短。本征研發一種新的紫外輻照系統，可以對晶體的先天缺陷進行檢測，使用戶的晶體壽命得到大幅延長。
我的氟化物晶體材料出現了熒光？
熒光及意味著產生吸收而發生折射，且表現在應用上則透過率變低或能力損失過大；但熒光的產生有很多客觀的因素，例如308NM無熒光，并不意味著193NM無熒光；2J的能量下無熒光，并不意味著5J的能量下沒有熒光。所以準分子的材料均為訂制材料，熒光和晶體的基礎原料，生長工藝，生長環境，加工工藝及環境，和測試系統的搭建都有很大的關系，成本極其高
請問我的每批產品均需要提供實測曲線@121可以么？
不用，因為所有200NM以下的測試設備，都是自行搭建設備；不同測試廠家的測試結果一致性本身就很差。所以如果要此數據，則測試時間要長，而且費用很高。ICC在此積累很多數據，但對材料品質的確保則來自每年超過50萬片的銷量，且無任一質量問題
請問我的鏡片焊接總破碎，是不是你的材料有問題？
晶體焊接是個負責的技術難題，涉及到熱膨脹系數，焊接材料，焊接方式，焊接設備等，及必要時還要對鏡片進行金屬化處理達到更好的合格率。本征晶體的氟化鎂生長因為高度的自動化控制，產生的晶體缺陷均可以在出廠前得到驗證。所以出現晶體炸裂，請先從工藝的成熟度考慮，如有必要，請咨詢ICC材料工程師
單晶氟化鎂材料貴么？
典型的價格曲線是這樣的，價格由高到底： 特殊方向晶體-100晶體-001晶體-單晶體-多晶體。 所以單晶氟化鎂相對來說不貴。
氟化鎂的生長工藝有哪些？
本征有提拉法，真空下降法，平板法，溫梯法，及大氣氣氛法等工藝及生產能力。
為什么我購買的晶體應力很大？
綜合因素（原材料純度不夠，晶體工藝不成熟，晶體設備有問題，晶體監測不到位，晶體切割過于粗糙，晶體沒有采用消應力工序）
晶體應力會影響什么？
熱應力過大，溫度劇烈變化會裂開；機械應力過大，鏡片倒邊或是割邊或破損；應力越大，材料的均勻性相對越不好，光圈很難做好，投射波前也做不好。同時鏡片的，折射率也會有細微差別。
如何測量晶體應力？
典型的是通過應力儀器，把鏡片表面進行拋光，設置好通光口徑，通過計算光程差，得到應力數值。
應力可以消除么？
應力消除僅是相對概念；熱應力往往可以通過長時間的放置達到自然釋放，同時在后續的切割研磨和拋光中也會逐步釋放。熱應力晶體切割中釋放最為充分，從實際看，只要切割不裂開，基本后面的研磨和拋光均不會開裂，但滾圓產生的機械和熱應力短時間內并不會消除，所以大多數鏡片在邊緣部分光圈都不好且有通過口徑的要求
