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文檔簡介

1、共沉淀法沉淀法通常是在溶液狀態(tài)下將不同化學成分的物質(zhì)混合,在混合液中加人適當?shù)某恋韯┲苽淝膀?qū)體沉淀物,再將沉淀物進行干燥或鍛燒,從而制得相應的粉體顆粒。共沉淀法是指在溶液中含有兩種或多種陽離子,它們以均相存在于溶液中,加入沉淀劑,經(jīng)沉淀反應后,可得到各種成分的均一的沉淀,它是制備含有兩種或兩種以上金屬元素的復合氧化物超細粉體的重要方法。2、水熱合成法水熱與溶劑熱合成:在一定溫度(100?1000°C)和壓力(1?1OOMPa條件下,利用溶液中物質(zhì)化學反應所進行的合成。水熱合成:在水體系中進行。即在一定溫度:100?1000C)和壓力(1?1OOMPa條件下,利用水溶液中物質(zhì)化學反應所進行的合成。在亞臨界和超臨界水熱條件下,由于反應處于分子水平,反應性提高,因而水熱反應可以替代某些高溫固相反應。又由于水熱反應的均相成核及非均相成核機理與固相反應的擴散機制不同,因而可以創(chuàng)造出其它方法無法制備的新化合物和新材料。它的優(yōu)點:所的產(chǎn)物純度高,分散性好、粒度易控制。3、 化學氣相沉積(CVD)氣相沉積:利用氣態(tài)或蒸氣態(tài)的物質(zhì)在氣相或氣固界面上反應生成固態(tài)沉積物的一類技術化學氣相沉積:熱CVD,等離子體CVD,激光CVD一種或數(shù)種反應氣體在熱、激光、等離子體等作用下發(fā)生化學反應析出超微粉的方法,稱作化學氣相沉積法(是反應物質(zhì)在氣態(tài)條件下發(fā)生化學反應,生成固態(tài)物質(zhì)沉積在加熱的固態(tài)基體表面,進而制得固體材料的工藝技術。它本質(zhì)上屬于原子范疇的氣態(tài)傳質(zhì)過程)。4、 OstwaldRipeningOstwaldripening是一種材料生長的機理,簡單點說就是材料從分子階段開始,首先形成一定尺寸的晶核,然后所有的分子都依附于晶核生長,這個階段不會再形成新的晶核了,只是晶核生長的越來越大。最經(jīng)典的一種,就是“從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程首先要成核,然后生長,這個過程叫晶粒的成核長大。晶粒內(nèi)分子、原子都是有規(guī)則地排列的,所以一個晶粒就是單晶”。5、Orientedattachmentripening多個取向不一致的單晶納米顆粒,通過粒子的旋轉(zhuǎn),使得晶格取向一致,然后通過定向附著生長(oreintedattachment)使這些小單晶生長成為一個大單晶。(Banfiled又提出了一種新的晶體生長機制也能形成單晶結(jié)構,orientedttachment,多個取向不一致的單晶納米顆,通過粒子的旋轉(zhuǎn),使得晶格取向一致,向后通過定向附著生長Oreintedattachment)使這些小單晶生長成為一個大單晶,當然定向附著的過程出難免會出現(xiàn)一些位錯和缺陷,這種生長機理形成的單晶的特點同Ostwaldripening不同,OR形成的單晶大多是規(guī)則的,給材料本身晶體結(jié)構相關,而OA形成的單晶結(jié)構在形貌上則沒有限制,任何形狀和結(jié)構的單晶材料都能通過此機理形成)6、介電常數(shù)介電常數(shù):描述分子被電場極化的能力,也可以認為是樣品阻止微波能通過能力的量度(或介電常數(shù)又叫介質(zhì)常數(shù),介電系數(shù)或電容率,它是表示絕緣能力特性的一個系數(shù),以字母£表示,單位為法/米(F/m)定義為電位移D和電場強度E之比,£=D/E)。7、燒結(jié)燒結(jié)末或壓坯粉在低于主要組分熔點溫度下加熱,使顆粒間產(chǎn)生連接,以提高制品性能的方法。宏觀定義:在高溫下(低于熔點),陶瓷生壞固體顆粒的相互鍵聯(lián),晶粒長大,空隙(氣孔)和晶界漸趨減少,通過物質(zhì)的傳遞,其總體積收縮,密度增加,最后成為具有某種顯微結(jié)構的致密多晶燒結(jié)體,這種現(xiàn)象稱為燒結(jié)。微觀定義:固態(tài)中分子(或原子)間存在互相吸引,通過加熱使質(zhì)點獲得足夠的能量進行遷移,使粉末體產(chǎn)生顆粒黏結(jié),產(chǎn)生強度并導致致密化和再結(jié)晶的過程稱為燒結(jié)。粉體材料成型后,用熱、微波等方式將其燒結(jié)成固體材料。對陶瓷生壞進行高溫焙燒使之發(fā)生質(zhì)變成為陶瓷產(chǎn)品的過程,也稱燒結(jié)。目的是去除壞體內(nèi)所含溶劑、粘結(jié)劑、增塑劑等,并減少壞體中的氣孔,增強顆粒間的結(jié)合強度。8、 物理氣相沉積物理氣相沉積(PhysicalVaporDeposition,簡稱PVD):物理氣相沉積是通過蒸發(fā),電離或濺射等過程,產(chǎn)生金屬粒子并與反應氣體反應形成化合物沉積在工件表面。物理氣相沉積方法有真空鍍,真空濺射和離子鍍?nèi)N,目前應用較廣的是離子鍍。如真空蒸發(fā)法、濺射法、離子鍍等“物理氣相沉積”通常指滿足下面三個步驟的一類薄膜生長技術:所生長的材料以物理的方式由固體轉(zhuǎn)化為氣體生長材料的蒸汽經(jīng)過一個低壓區(qū)域到達襯底蒸汽在襯底表明上凝結(jié),形成薄膜9、 真空“真空”是指在指定的空間內(nèi)壓力低于101325Pa的氣體狀態(tài)“真空度”用來表示真空狀態(tài)下氣體的稀薄程度,通常用壓力表示。10、 Langmuir-Blodgett制膜法LB法建立的一種單分子膜制備技術:在水-氣界面上將不溶解的成膜材料分子加以緊密有序排列,形成單分子膜,然后再轉(zhuǎn)移到固體襯底上的制膜技術。11、 功能材料功能材料是指那些具有優(yōu)良的電學、磁學、光學、熱學、聲學、力學、化學、生物醫(yī)學功能,特殊的物理、化學、生物學效應,能完成功能相互轉(zhuǎn)化,主要用來制造各種功能元器件而被廣泛應用于各類高科技領域的高新技術材料。12、 材料的納米效應納米效應就是指納米材料具有傳統(tǒng)材料所不具備的奇異或反常的物理、化學特性,這是由于納米材料具有顆粒尺寸小、比表面積大、表面能高、表面原子所占比例大等特點。其特有的效應:表面與界面效應、小尺寸效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應。(1)小尺寸效應:由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為小尺寸效應。在熔點,磁性,熱阻,電學性能,光學性能,化學活性和催化性等都較大尺度顆粒發(fā)生了變化,產(chǎn)生一系列奇特的性質(zhì)。(2)表面與界面效應:隨著顆粒的直徑的減小,表面積和比表面積都將會顯著地增大,表面原子數(shù)也將迅速增加。表面原子具有高的活性,且極不穩(wěn)定,它們很容易與外來的原子相結(jié)合,形成穩(wěn)定的結(jié)構。(3)量子尺寸效應:當粒子尺寸下降到最低值時,費米能級附近的電子能級會由準連續(xù)變?yōu)殡x散能級。納米微粒的聲、光、電、磁、熱以及超導性與宏觀特性有著顯著的不同,這被稱為量子尺寸效應。(4)宏觀量子隧道效應:隧道效應是指微觀粒子具有貫穿勢壘的能力,人們發(fā)現(xiàn)一些宏觀量,如磁化強度、量子相干器中的磁通量等具有隧道效應,稱之為宏觀量子隧道效應。13、 分子束外延(MBE)制備納米薄膜的原理及其特點。外延就是在一定的單晶體材料襯底上沿著襯底的某個指數(shù)晶面向外延伸生長一層單晶暴膜基本原理:是在超高真空的條件下利用Kunsen蒸發(fā)器中的蒸發(fā)出的分子束或原子束在真空室中不受碰撞直接沉積在襯底表面,沿著原來襯底的晶格方向進行生長的一種方法。特點:1) 超高真空條件下生長,殘余氣體分壓小,雜質(zhì)污染少、外延膜純度高;2) 生長速率低(0.120》m/h),在合適的生長條件下能實現(xiàn)二維層狀生長,可精確的控制單原子層厚度的生長和獲得原子級平整的表面和界面;3) 生長溫度低、擴散效應小,可獲得十分陡變的摻雜分布和異質(zhì)界面;4) 可任意改變外延層的組分、摻雜和連續(xù)生長復雜的多層異質(zhì)結(jié)構。利用異質(zhì)材料的晶格失配應力和不同晶向上材料的生長速率不同,可直接生長出不同維度的低維納米材料;5) 在生長過程中,可利用配置在生長室上的高能電子衍射儀等表面分析手段,原位觀察研究外延表面的結(jié)構和生長機理;6) 可將MBE設備與其他某些半導體工藝設備進行真空連接,使材料生長、蒸發(fā)、鍍膜、注入和刻蝕等,半導體器件制造工藝全部在真空中連續(xù)進行。14、 冷凍干燥法制備材料的步驟及其特點。步驟:1) 首先要配制成所要求濃度的鹽水溶液2) 用玻璃制噴嘴把配好的鹽水溶液噴射到被致冷劑冷卻的冷浴中,急速冷凍3) 把冷凍物放入預先冷卻的燒瓶中,迅速接入真空系統(tǒng)。邊冷凍,邊減壓排氣,隨即加熱,使冰升華4) 冷凍干燥物在一定溫度下進行煅燒熱分解,即得到所要求的化合物粉末特點:鹽的水溶液易配制,與沉淀相比,由于不添加沉淀劑,可避免雜質(zhì)的混入。因為冷凍的液滴中仍保存著溶液中的離子混合狀態(tài),所以組成不發(fā)生分離,可實現(xiàn)原子級的完全混合。用冷凍干燥法制備無水鹽的工藝簡單,此無水鹽的熱分解溫度與其他方法制備的無水鹽相比要低得多,還可避免水合鹽溶化的問題。用冷凍干燥法能得到多孔質(zhì)粉體,熱分解時氣體放出容易,利用流動床煅燒時,氣體透過性好。用該法得到微粒子的大小為0.1~0.5pm

15、圖示Sol-Gel法制備納米顆粒的過程。一般是先用金屬無機鹽或金屬醇鹽在一定的溶劑中超過慢速水解的方法制備成膠體溶液,再通過浸涂法或旋涂法等在襯底上制備形成薄膜,溶膠法制備薄膜。水解單體發(fā)生縮合和聚合反應形成顆粒顆粒長大單體發(fā)生縮合和聚合反應形成顆粒顆粒團聚,隨后在整個液相中形成網(wǎng)狀結(jié)構,溶膠變稠形成凝膠干燥16、建筑陶瓷的基本制造工藝流程圖。:亠(施釉、裳飾)-亠網(wǎng)密一(燒后加干燥16、建筑陶瓷的基本制造工藝流程圖。:亠(施釉、裳飾)-亠網(wǎng)密一(燒后加匸}-〕檢¥麗|程嘆據(jù)和亠空可亠陥糜1」''17、陶瓷注漿坯料中陳腐的作用。通過毛細管的作用使泥料中水分更加均勻分布。粘土顆粒充分水化和離子交換;一些硅酸鹽礦物(如白云母、綠泥石和末風化的長石等)長期與水接觸發(fā)生水解轉(zhuǎn)變?yōu)檎惩廖镔|(zhì),從而提高可塑性。增加腐植酸物質(zhì)的含量,改善泥料肋成型性能。發(fā)生一些氧化與還原反應,使泥料松散而均勻。18、化學氣相沉積的特點。在中溫和高溫下,通過氣態(tài)的初始化合物之間的氣相化學反應而沉積固體可以在大氣壓(常壓)或者低于大氣壓(低壓)下進行沉積。一般來說低壓效果要好些。采用等離子和激光輔助技術可以顯著地促進化學反應,可在較低的溫度下進行沉積鍍層的化學成分可以改變,從而獲得梯度沉積物或者得到混合鍍層。可以控制鍍層的密度和純度。繞鍍性好,可以在復雜形狀的基體上鍍制。氣流條件通常是層流的,在基體表面形成厚的邊界層。沉積層通常具有柱狀晶結(jié)構,不耐彎曲。但通過各種技術對化學反應進行氣相擾動,可以得到細晶粒的等軸沉積層??梢孕纬啥喾N金屬、合金、陶瓷和化合物鍍層。19、水熱與溶劑熱合成化學的特點。水熱與溶劑熱合成化學:研究物質(zhì)在高溫和密閉或高壓條件下溶液中的化學行為與規(guī)律。由于反應物反應性能的改變、活性的提高,水熱與溶劑熱合成法有可能代替固相反應以及難于進行的合成反應,并產(chǎn)生一系列新的合成方法。由于中間態(tài)、介穩(wěn)態(tài)以及特殊物相易于生成,因此能合成特種介穩(wěn)結(jié)構、特種凝聚態(tài)的新合成產(chǎn)物。能夠使低熔點化合物、高蒸氣壓且不能在融體中生成的物質(zhì)、高溫分解相在水熱與溶劑熱低溫條件下晶化生成。水熱與溶劑熱的低溫、等壓、溶液條件,有利于生長極少缺陷、取向好、完美的晶體且合成產(chǎn)物結(jié)晶度高以及易于控制產(chǎn)物晶體的粒度。由于易于調(diào)節(jié)水熱與溶劑熱條件下的環(huán)境氣氛,因而有利于低價態(tài)、中間價態(tài)與特殊價態(tài)化合物的

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