材料制备新技术2012

1、材料制备新技术材料制备新技术浙江理工大学浙江理工大学材料与纺织学院材料与纺织学院王家俊王家俊 教授教授吴建生、张寿柏，吴建生、张寿柏，材料制备新技术材料制备新技术，上海交通大学，上海交通大学朱长乐、刘茉娥，朱长乐、刘茉娥，膜科学技术膜科学技术，浙江大学出版社，浙江大学出版社王世敏等，王世敏等，纳米材料制备技术纳米材料制备技术，化学工业出版社，化学工业出版社材料种类：材料种类：（1）按来源、结构、特性：）按来源、结构、特性：金属材料；无机非金属材料；有机高分子材料；金属材料；无机非金属材料；有机高分子材料；复合材料复合材料（2）按形态和尺寸：纤维；薄膜；多孔；纳米）按形态和尺寸：纤维；薄膜；多孔

2、；纳米（3）按结构规律：单晶；多晶；无定形（玻璃）按结构规律：单晶；多晶；无定形（玻璃）第一章第一章 概述概述1.1 金属材料及其制备金属材料及其制备金属材料是现代化工业的基础。金属材料是现代化工业的基础。103种元素中，种元素中，81种为金属元素。（种为金属元素。（16种碱种碱土金属，土金属，3种轻金属，种轻金属，4种铁族金属，种铁族金属，12种易熔种易熔金属，金属，11种难熔金属，种难熔金属，9种贵金属，种贵金属，16种稀土种稀土金属，金属，15种铀金属）种铀金属）金属材料在工业上，分为两大类：金属材料在工业上，分为两大类：黑色金属：铁、铬、锰及其合金黑色金属：铁、铬、锰及其合金有色金属：

3、其它金属及其合金（主要为铜、铝、有色金属：其它金属及其合金（主要为铜、铝、锡、锌、镁等）锡、锌、镁等）粗制金属粗制金属精制金属精制金属机械加工机械加工装配装配1.1.1 粗制金属粗制金属炼铁炼铁将铁矿石、燃料（焦炭）、溶剂（石灰石）加入将铁矿石、燃料（焦炭）、溶剂（石灰石）加入高炉，经过高温燃烧及铁矿石与高炉煤气（高炉，经过高温燃烧及铁矿石与高炉煤气（CO）一系列化学反应，产生铁水一系列化学反应，产生铁水炼铝炼铝利用熔融电解法将原料（三氧化二铝）还原，获利用熔融电解法将原料（三氧化二铝）还原，获得粗铝。电解池以石墨为阳极和阴极，三氧化二得粗铝。电解池以石墨为阳极和阴极，三氧化二铝熔入电解质（冰

4、晶石铝熔入电解质（冰晶石-三氧化二铝），在阴极得三氧化二铝），在阴极得到液态铝。到液态铝。1.1.2 精制金属精制金属炼钢炼钢炼钢过程基本是一个降碳去杂质的氧化过程。炼钢过程基本是一个降碳去杂质的氧化过程。（钢的含碳量低于（钢的含碳量低于2.11%）高温下生铁中碳被氧化成高温下生铁中碳被氧化成CO而排出。一部分铁而排出。一部分铁氧化成氧化成FeO并与硅、锰反应生成并与硅、锰反应生成MnO、SiO2浮浮在钢液上，加入炉渣被排除。在钢液上，加入炉渣被排除。电解精炼有色金属电解精炼有色金属电解精炼铜电解精炼铜以粗铜为阳极，纯铜为阴极，以可溶性铜以粗铜为阳极，纯铜为阴极，以可溶性铜盐为电解质溶液（硫酸

5、铜与硫酸的水溶液）。盐为电解质溶液（硫酸铜与硫酸的水溶液）。阳极反应式：阳极反应式：Cu 2e = Cu2+阴极反应式：阴极反应式： Cu2+ + 2e = Cu1.1.3 金属材料的机械加工金属材料的机械加工铸造、锻造铸造、锻造车床车床刨床、铣床刨床、铣床钻床、磨床钻床、磨床1.2 无机非金属材料及其制备无机非金属材料及其制备 陶瓷、玻璃、耐火材料、砖瓦、水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料、砖瓦、水泥、石膏、单晶硅等石膏、单晶硅等原料配制原料配制坯料成型坯料成型高温烧结高温烧结1.2.1 陶瓷陶瓷1.2.1 陶瓷陶瓷原料制备原料制备粘土、石英、长石，经拣选、破碎、配料、粘土、石英、长石，经拣选、破碎

6、、配料、混合、磨细，得到一定要求的坯料（可塑呢料、混合、磨细，得到一定要求的坯料（可塑呢料、粉料、浆料）粉料、浆料）坯料成型坯料成型塑性料成型塑性料成型浆料成型浆料成型粉料成型粉料成型固体成型固体成型烧结烧结1.2.2 玻璃玻璃(1)原料制备原料制备石英砂、硼砂、长石等为主要原料，干燥、石英砂、硼砂、长石等为主要原料，干燥、破碎、粉碎、过筛、除铁破碎、粉碎、过筛、除铁(2)熔制熔制硅酸盐形成、玻璃形成、玻璃液澄清、玻璃硅酸盐形成、玻璃形成、玻璃液澄清、玻璃液均化、冷却液均化、冷却(3)成型加工成型加工吹制成型吹制成型压制成型压制成型拉制成型拉制成型拉丝拉丝1.3 有机高分子材料及其制备有机高分

7、子材料及其制备分为天然高分子和合成高分子两大类。分为天然高分子和合成高分子两大类。合成高分子是由简单低分子化合物（称为单体）合成高分子是由简单低分子化合物（称为单体）通过化学聚合反应而形成链状或网状结构的大分通过化学聚合反应而形成链状或网状结构的大分子化合物。也称为高聚物。子化合物。也称为高聚物。1.3.1 高分子材料的合成高分子材料的合成加聚反应：加聚反应：一种或多种单体通过加成反应，相一种或多种单体通过加成反应，相互结合成高分子化合物的反应。如：聚烯烃。互结合成高分子化合物的反应。如：聚烯烃。缩聚反应：缩聚反应：一种或多种单体，含有二个或多个一种或多种单体，含有二个或多个官能团，进行相互缩

8、合成为高分子化合物的反应。官能团，进行相互缩合成为高分子化合物的反应。如：聚酯、聚酰胺、环氧树脂等。如：聚酯、聚酰胺、环氧树脂等。1.3.2 成型加工成型加工压制成型压制成型物料物料 计量计量 预热、预压预热、预压 加料加料 闭模闭模 排气排气 保压固化保压固化 脱模脱模 制品后处理制品后处理(2)挤出成型挤出成型物料物料 预热、干燥预热、干燥 加料加料 调整调整 挤出挤出 定型定型 冷却冷却 收取收取 制品后处理制品后处理(3)注射（注塑）成型注射（注塑）成型物料物料 预热、干燥预热、干燥 加料加料 塑化塑化 注射注射充模充模 保压保压 凝封凝封 退柱塞退柱塞 冷却固化冷却固化 脱脱模模 后

9、处理后处理(4)压延成型压延成型(5)二次成型二次成型中空吹塑中空吹塑拉伸薄膜拉伸薄膜真空吸塑真空吸塑1.4 复合材料及其制备复合材料及其制备预浸料制备预浸料制备 制件铺层制件铺层 固化固化 后处后处理与机械加工理与机械加工 (1)手糊成型手糊成型(2)模压成型模压成型(3)喷射成型喷射成型(4)缠绕成型缠绕成型(5)拉挤成型拉挤成型(6)挤出成型挤出成型(7)注塑成型注塑成型(8)树脂传递模塑树脂传递模塑第二章第二章 金属材料制备新技术金属材料制备新技术2.1 粉末冶金（粉末冶金（Powder Metallurgy）粉末冶金：制造金属粉末和利用金属粉末为基本原料制粉末冶金：制造金属粉末和利用

10、金属粉末为基本原料制造金属材料与异形制品的工艺与技术。造金属材料与异形制品的工艺与技术。 金属粉末为原料，经成型、烧结工艺制造成金属制品。金属粉末为原料，经成型、烧结工艺制造成金属制品。特点：净成型（特点：净成型（Near net shape）工艺，无切削或少切削；）工艺，无切削或少切削；成分、组织、结构范围广；材料设计；广泛复合成分、组织、结构范围广；材料设计；广泛复合2.1.1 粉末制备粉末制备 还原、电解、球磨、雾化等（传统方法）还原、电解、球磨、雾化等（传统方法）（1）离心雾化（）离心雾化（Centrifigal Atomization）使金属熔化，在离心力作用下破碎成小液滴，并冷凝成

11、粉。使金属熔化，在离心力作用下破碎成小液滴，并冷凝成粉。43.064.012.0)/)(/(dMD D平均粒径；平均粒径；M熔化速度；熔化速度；角速度；角速度；d直径；直径；熔体表面张力；熔体表面张力；密度密度旋转电极法旋转电极法 旋转盘旋转盘 旋转杯旋转杯旋转轮旋转轮 旋转网旋转网旋转锭模旋转锭模金属棒等离子体旋转电极生产设备示意图金属棒等离子体旋转电极生产设备示意图（2）超声雾化（）超声雾化（Ultrasonic Gas Atomization）高强度冲击波粉碎液高强度冲击波粉碎液体金属成小液滴，然后冷体金属成小液滴，然后冷凝成粉。凝成粉。Hartman 管产生冲击管产生冲击波，频率波，频

12、率6080kHz，速，速度度2马赫马赫制得粉末：球形，粒制得粉末：球形，粒度分布窄，粒度小（小于度分布窄，粒度小（小于50微米）微米）（ 3 ） 真 空 雾 化 （） 真 空 雾 化 （ V a c u u m Atomization）一定气压下，含有过饱和气一定气压下，含有过饱和气体的金属熔体突然暴露于真空体的金属熔体突然暴露于真空中由于气体的迅速膨胀使液体中由于气体的迅速膨胀使液体金属雾化成粉。金属雾化成粉。也称为熔体气体雾化也称为熔体气体雾化（Soluble Gas Atomization）；）； 熔体爆炸雾化（熔体爆炸雾化（Melt Explosion Technique）（4）机械合

13、金化（）机械合金化（Mechanical Alloying, MA）高能球磨，颗粒与颗粒之间、颗粒与球之间强烈、频高能球磨，颗粒与颗粒之间、颗粒与球之间强烈、频繁的碰撞，产生颗粒间反复的冷焊和断裂。繁的碰撞，产生颗粒间反复的冷焊和断裂。 （5）高温自蔓延合成技术（）高温自蔓延合成技术（Self-Propagation High-Temperature Synthesis, SHS）利用原料间的化学反应热来进行化合物粉的合成，也利用原料间的化学反应热来进行化合物粉的合成，也可以用于烧结、焊接、涂层。可以用于烧结、焊接、涂层。（6）超细粉末制备）超细粉末制备 气相法：化学气相沉积，物理气相沉积等。

14、气相法：化学气相沉积，物理气相沉积等。 液相法：液相沉积、水解法、溶胶液相法：液相沉积、水解法、溶胶-凝胶法。凝胶法。2.1.2 成型新技术成型新技术 模压、注浆成型、可塑成型、粉末轧制等（传统方法）模压、注浆成型、可塑成型、粉末轧制等（传统方法）（1）注射成型）注射成型金属粉末金属粉末+增塑剂（石蜡），加或不加粘结剂。增塑剂（石蜡），加或不加粘结剂。（2）粉末锻造（）粉末锻造（Powder Forging）将常规的粉末冶金与精密锻造结合起来，以将常规的粉末冶金与精密锻造结合起来，以金属粉末为原料，经过预成型压制，在保护气金属粉末为原料，经过预成型压制，在保护气氛中进行加热烧结成为锻造毛坯，然

15、后在压力氛中进行加热烧结成为锻造毛坯，然后在压力机上锻造成型。机上锻造成型。（3）粉末喷射成型）粉末喷射成型液态金属或合金，雾化，直接沉积在模具或液态金属或合金，雾化，直接沉积在模具或基板上，并立即热加工（热轧、热锻等）。基板上，并立即热加工（热轧、热锻等）。 雾化雾化+成型成型+（加工）（加工）（4）热等静压（）热等静压（HIP）金属粉末通过热固结来金属粉末通过热固结来达到完全致密化的过程，这达到完全致密化的过程，这是一种在高温下对粉末施加是一种在高温下对粉末施加压力，即压制与烧结同时进压力，即压制与烧结同时进行的工艺。行的工艺。（5）粉末挤压（）粉末挤压（Powder Extrusion）

16、金属粉末金属粉末+增塑剂，加或不加粘结剂，挤出成型。增塑剂，加或不加粘结剂，挤出成型。（6）动力成型）动力成型爆炸成型，几毫秒产生爆炸成型，几毫秒产生100GPa高压，颗粒剪切和表高压，颗粒剪切和表面融化，从而形成粘结。面融化，从而形成粘结。 微摩擦焊接机理微摩擦焊接机理 微碰撞焊接机理微碰撞焊接机理金属铁，摩擦产热金属铁，摩擦产热101718，塑性变形产热，塑性变形产热1016，散热，散热1015220 xTkxVptTCpv220 xTktTCijijv2.1.3 烧结新技术烧结新技术（1）电场活化烧结（）电场活化烧结（Field Activated Sintering Technique

17、）电场活化烧结技术电场活化烧结技术(FAST)是指在烧结时施加电场。是指在烧结时施加电场。施加电场可以固结难以烧结的粉末，比传统烧结温度施加电场可以固结难以烧结的粉末，比传统烧结温度低、时间短、制品密度高、质量好。低、时间短、制品密度高、质量好。（2）选择激光烧结（）选择激光烧结（Selective Laser Sintering）激光束一层一层烧结粉末。激光束一层一层烧结粉末。 快速原型制作技术。快速原型制作技术。（3）热振荡活化烧结（）热振荡活化烧结（Heat Shock Activated Sintering）（4）微波烧结（）微波烧结（Micro Wave Sintering）（5）等

18、离子体烧结（）等离子体烧结（Plasma Sintering）放电等离子体烧结、等离子体活化烧结、脉冲电流放电等离子体烧结、等离子体活化烧结、脉冲电流热压烧结（热压烧结（Pulse Current Pressure Sintering）2.2 金属纤维（金属纤维（Metal Fibers） 2.2.1 拉拔法拉拔法 单线拉拔法：单线拉拔法：工序烦琐，价格昂贵，表面光滑，尺寸精确工序烦琐，价格昂贵，表面光滑，尺寸精确 集束拉拔法集束拉拔法：生产效率高，成本低：生产效率高，成本低2.2.2 切削法切削法 切削成纤维束切削成纤维束，产生短纤维。，产生短纤维。 振动切削法振动切削法（Chatter M

19、achining），自激振动，振动频率），自激振动，振动频率5005000Hz。2.2.3 熔抽法熔抽法 液态金属纺制成纤维。液态金属纺制成纤维。熔融抽拉法熔融抽拉法（Melt-Drag）自由熔纺法自由熔纺法（Free-Flight Melt-Spinning）悬滴熔融牵引法悬滴熔融牵引法（Pendant-Drop Melt-Extration） 激冷轮使金属液滴以激冷轮使金属液滴以105 oC/s 的速度冷却，抛出成为的速度冷却，抛出成为纤维纤维2.3 金属多孔材料（金属多孔材料（Metal Porous Materials） 金属多孔材料是一种具有渗透性好、孔径和孔隙金属多孔材料是一种具有

20、渗透性好、孔径和孔隙可控、形状稳定、耐高温、抗热震、能再生、可加可控、形状稳定、耐高温、抗热震、能再生、可加工等特殊性能的功能材料。工等特殊性能的功能材料。 粉末烧结多孔材料粉末烧结多孔材料 金属纤维毡金属纤维毡 复合金属丝网材料复合金属丝网材料 泡沫金属材料泡沫金属材料2.4 金属玻璃金属玻璃 制备非晶态材料必须解决下述两个关键问题：制备非晶态材料必须解决下述两个关键问题： （1）必须形成原子）必须形成原子(或分子或分子)混乱排列的状态；混乱排列的状态； （2）将这种热力学上的亚稳态在一定的温度范围内保）将这种热力学上的亚稳态在一定的温度范围内保存下来，使之不向晶态转变。存下来，使之不向晶态

21、转变。 2.4.1非晶态材料的基本概念非晶态材料的基本概念有序态和无序态有序态和无序态 2.4.2非晶态固体的形成非晶态固体的形成非晶态固体形成的动力学理论非晶态固体形成的动力学理论非晶态固态形成的结构化学理论非晶态固态形成的结构化学理论金属玻璃的形成与稳定性金属玻璃的形成与稳定性2.4.3金属玻璃的晶化过程金属玻璃的晶化过程等温结晶转变等温结晶转变变温结晶转变变温结晶转变2.4.4金属玻璃制备原理与方法金属玻璃制备原理与方法 金属玻璃及其制备方法的研究有两个意义。一方金属玻璃及其制备方法的研究有两个意义。一方面，金属玻璃是亚稳合金个重要的一种；另一方面，面，金属玻璃是亚稳合金个重要的一种；另

22、一方面，由金属熔体能直接制成可供实用的金属玻璃丝和条带。由金属熔体能直接制成可供实用的金属玻璃丝和条带。 形成玻璃的一般原则可以归纳为两条：（形成玻璃的一般原则可以归纳为两条：（1）必须）必须使熔体的冷却速度大于临界冷却速度；（使熔体的冷却速度大于临界冷却速度；（2）必须将）必须将金属玻璃冷到或低于它的再结晶温度，严格地说，必金属玻璃冷到或低于它的再结晶温度，严格地说，必须冷到或低于它的玻璃转变温度。第一条关系到能否须冷到或低于它的玻璃转变温度。第一条关系到能否获得玻璃态，而第二条则关系到是否能处于玻璃态之获得玻璃态，而第二条则关系到是否能处于玻璃态之中。中。 2.4.4.1制备原理制备原理急

23、冷喷铸急冷喷铸 所谓所谓“急冷喷铸急冷喷铸”就是就是将熔体喷射到一块运动着将熔体喷射到一块运动着的金属基板上进行快速冷的金属基板上进行快速冷却，从而形成条带的这样却，从而形成条带的这样一个过程。此过程的特征一个过程。此过程的特征为线速度高，流量大和急为线速度高，流量大和急冷速度高冷速度高(对金属来说，一对金属来说，一般为般为105108 /s)。自由喷纺自由喷纺 熔体喷纺包括熔体自熔体喷纺包括熔体自由射流的形成及其凝固。由射流的形成及其凝固。对于聚合物和玻璃对于聚合物和玻璃(液态液态时粘度高而表面张力低时粘度高而表面张力低)，一般易于喷射而形成细一般易于喷射而形成细丝。相反，熔融金属粘丝。相反

24、，熔融金属粘度低而表面自由能高，度低而表面自由能高，因此，其圆柱形的射流因此，其圆柱形的射流自然是不稳定的。当熔自然是不稳定的。当熔体从喷嘴射出经很短的体从喷嘴射出经很短的距离就断开而成小滴。距离就断开而成小滴。2.4.4.2制备方法制备方法2.3.2.1气相沉积法气相沉积法2.3.2.2液体急冷法液体急冷法喷枪法喷枪法锤砧法锤砧法离心法离心法压延法压延法单辊法单辊法熔体沾出法熔体沾出法熔滴法熔滴法第三章第三章 无机材料制备新技术无机材料制备新技术3.1 粉料制备粉料制备 3.1.1 机械粉碎法机械粉碎法 震动磨震动磨 球磨球磨 气流粉碎磨气流粉碎磨：高速流动气体中，粉料粒子相互碰撞，达到：高

25、速流动气体中，粉料粒子相互碰撞，达到粉碎的目的。效率高。粉碎的目的。效率高。 搅拌磨搅拌磨：搅拌辊搅动，研磨介质将粉料研磨粉碎。效率高。：搅拌辊搅动，研磨介质将粉料研磨粉碎。效率高。但粒径分布宽、颗粒大、引入大量杂质。但粒径分布宽、颗粒大、引入大量杂质。解决方法：颗粒分级、助磨剂、酸洗，或用相同材质的解决方法：颗粒分级、助磨剂、酸洗，或用相同材质的研磨介质。研磨介质。3.1.2 液相法制备高纯超细粉液相法制备高纯超细粉（1）沉淀法）沉淀法 水溶性化合物水溶性化合物 混合、反应混合、反应 不溶性氢氧化物、碳酸不溶性氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐等沉淀盐、硫酸盐等沉淀 过滤、洗涤过滤、洗涤 热分解热分解

26、 高纯超高纯超细粉细粉 均匀沉淀法均匀沉淀法：不外加沉淀剂，靠溶液内部均匀缓慢地生：不外加沉淀剂，靠溶液内部均匀缓慢地生成沉淀。成沉淀。 共沉淀法共沉淀法：制备含有两种以上的复合金属氧化物粉料。：制备含有两种以上的复合金属氧化物粉料。（2）溶胶凝胶法（）溶胶凝胶法（Sol-Gel） 金属有机醇盐溶解金属有机醇盐溶解 水解水解 聚合聚合高纯、超细、均匀，颗粒尺寸和形状可控。高纯、超细、均匀，颗粒尺寸和形状可控。但化学过程复杂，存在残余碳，环境污染，团聚。但化学过程复杂，存在残余碳，环境污染，团聚。（3）溶剂蒸发法）溶剂蒸发法 水溶性盐水溶性盐 溶解溶解 蒸发蒸发 热分解热分解 高纯超高纯超细粉细

27、粉 （喷雾干燥、火焰喷雾、冷冻干燥）（喷雾干燥、火焰喷雾、冷冻干燥） （4）液相界面反应法）液相界面反应法 不同比重的溶液，形成一界面不同比重的溶液，形成一界面 反应产物反应产物 去去除溶剂和副产物除溶剂和副产物 热分解热分解 结晶化处理结晶化处理 高高纯超细粉纯超细粉3.1.3 气相法气相法 碳化物、硼化物等非氧化物超细粉难于在液相中合成。碳化物、硼化物等非氧化物超细粉难于在液相中合成。蒸发法蒸发法气相反应法气相反应法3.1.4 有机前驱体热分解法有机前驱体热分解法聚硅烷聚硅烷（ R1SiR2 n） SiC六甲基硅氮烷（六甲基硅氮烷（ Si(CH3)3 2NH） Si-C-N 硼氮烷硼氮烷C

28、NBH2 BN3.2 成型新工艺成型新工艺 3.2.1 注射成型（注射成型（Injection Molding） 60年代高性能陶瓷材料研究的成功，使注射成型工艺年代高性能陶瓷材料研究的成功，使注射成型工艺随之崛起。随之崛起。 陶瓷原料陶瓷原料 + 有机载体有机载体 加温搅拌加温搅拌 注射成型注射成型 气压气压加温排塑加温排塑 烧结烧结 （1）坯体：陶瓷原料粘度）坯体：陶瓷原料粘度 有机载体：粘结剂、增塑剂、润滑剂、活性剂等有机载体：粘结剂、增塑剂、润滑剂、活性剂等（2）注射成型：）注射成型：合模合模 注射口接触注射口接触 射出、保压射出、保压 塑化塑化 注射口注射口后退后退 开模开模 （3）

29、排塑：排除成型制品内部的有机载体）排塑：排除成型制品内部的有机载体热分解法、溶剂萃取法、溶体吸取法、真空蒸馏法热分解法、溶剂萃取法、溶体吸取法、真空蒸馏法3.2.2 压滤成型（压滤成型（Slurry Pressing）传统的注浆成型法（传统的注浆成型法（Slip Casting）制备形状复杂）制备形状复杂的制品，石膏模内毛细管作用力吸滤料浆中液体，厚的制品，石膏模内毛细管作用力吸滤料浆中液体，厚度增加，某些形状，易产生毛细孔堵塞等，使制品密度增加，某些形状，易产生毛细孔堵塞等，使制品密度不均匀、产生针眼和内孔等缺陷。度不均匀、产生针眼和内孔等缺陷。 压滤成型：多孔高强度塑料代替石膏，保留了原有

30、优点，压滤成型：多孔高强度塑料代替石膏，保留了原有优点，克服了吸浆时间长、坯体密度低、缺陷少、易开裂等克服了吸浆时间长、坯体密度低、缺陷少、易开裂等不足。不足。 原料（固相）原料（固相） + 溶液（液相）溶液（液相） 混合混合 测粘度、测粘度、pH值、含值、含量量 压滤压滤 脱模脱模 烘干烘干 烧结烧结3.3 烧结新工艺烧结新工艺3.3.1 气氛压力烧结（气氛压力烧结（Gas Pressure Sintering） 以较高的气氛压力抑制分解，达到高致密化。以较高的气氛压力抑制分解，达到高致密化。 目前：氮化硅目前：氮化硅Si3N4 Si3N4需要高温烧结，但高温下产生热分解。需要高温烧结，但高

31、温下产生热分解。气氛压力烧结，氮气压力气氛压力烧结，氮气压力28MPa，温度，温度18002000oC 3.3.2 热等静压（热等静压（Hot Isostatic Pressing, HIP）从粉末冶金技术发展而来。从粉末冶金技术发展而来。降低烧结温度，制品均匀致密，制备复杂形状部件。降低烧结温度，制品均匀致密，制备复杂形状部件。但设备复杂昂贵，生成成本高。但设备复杂昂贵，生成成本高。实例实例:Al2O3, Si3N4, SiC, AlN直接直接HIP后处理后处理HIP （post HIP ） 3.3.3 微波烧结（微波烧结（Micro Wave Sintering） 陶瓷坯体吸收微波能，内部

32、整体加热至烧陶瓷坯体吸收微波能，内部整体加热至烧结温度。结温度。 加热和烧结速度快，降低烧结温度，改进加热和烧结速度快，降低烧结温度，改进陶瓷显微结构，高效节能，不需要加热元件和陶瓷显微结构，高效节能，不需要加热元件和绝热材料，瞬时升降温。绝热材料，瞬时升降温。但技术未完全成熟。但技术未完全成熟。实例实例:Al2O3, ZrO2, B4C, PZT, Al2O3-TiC 3.3.4 等离子体烧结（等离子体烧结（Plasma Sintering）利用等离子体所特有的高温、利用等离子体所特有的高温、高能，烧结陶瓷。高能，烧结陶瓷。可烧结难烧结物质，烧结时间可烧结难烧结物质，烧结时间短，烧结体纯度高

33、、晶粒小、性能短，烧结体纯度高、晶粒小、性能优。优。但易开裂、裂纹，技术、理论但易开裂、裂纹，技术、理论不成熟。不成熟。实例实例:Al2O3, ZrO2, Y2O3, TiO2, SiC直接等离子法、高频感应等离直接等离子法、高频感应等离子法、微波感应等离子法等。子法、微波感应等离子法等。第四章第四章 高分子材料制备新技术高分子材料制备新技术4.1 高分子合成新技术高分子合成新技术 4.1.1 高性能聚合物高性能聚合物（1）聚醚砜）聚醚砜 (polv(ether sulfone)，PES)最早由英国帝国化学工业公司最早由英国帝国化学工业公司(ICI)开发出来它具有开发出来它具有优良的耐热性，物

34、理机械性能电性能，和阻燃性能，优良的耐热性，物理机械性能电性能，和阻燃性能，广泛用于电子电器，机械设备，交通运输，医疗器械和广泛用于电子电器，机械设备，交通运输，医疗器械和航空航天等领域。航空航天等领域。合成线路一：醚键合成合成线路一：醚键合成 合成线路二：砜键合成合成线路二：砜键合成NaO-R-SO2-R-ONa + Cl-R-SO2-R-Cl PES R-O-R-SO2Cl PES （2）PPO，聚苯醚，聚苯醚（3）PPS，聚苯硫醚，聚苯硫醚S（4）PEEK，聚醚醚酮，聚醚醚酮4.1.2 低温缩聚低温缩聚用活性酶的方法模拟天然高分子（聚肽、聚糖）反应。用活性酶的方法模拟天然高分子（聚肽、聚

35、糖）反应。活性化缩聚：先将羧酸衍生物与活性化合物活性化缩聚：先将羧酸衍生物与活性化合物HOSu、HOBT合成活性酯，然后进行酰胺化缩聚。合成活性酯，然后进行酰胺化缩聚。HOSu：N-羟基琥珀酰亚胺羟基琥珀酰亚胺HOBT：1-羟基苯并三氮唑羟基苯并三氮唑4.1.3 活性聚合活性聚合60年代的负离子聚合，以苯乙烯为单体，丁基年代的负离子聚合，以苯乙烯为单体，丁基锂为催化剂：锂为催化剂： PS活性链，称为活性聚合。活性链，称为活性聚合。不存在终止反应和转移反应，单分散、指定分不存在终止反应和转移反应，单分散、指定分子量、指定结构嵌段共聚物、复杂结构聚合物。子量、指定结构嵌段共聚物、复杂结构聚合物。4

36、.1.4 原子转移自由基聚合原子转移自由基聚合聚合反应中包含着卤原子从卤化物到金属络合物聚合反应中包含着卤原子从卤化物到金属络合物（盐）、再从金属卤化物转移至自由基这样一个反复循（盐）、再从金属卤化物转移至自由基这样一个反复循环的原子转移过程。反应活性种为自由基。环的原子转移过程。反应活性种为自由基。例：例：苯乙烯丙烯酸甲酯苯乙烯三嵌段共聚物苯乙烯丙烯酸甲酯苯乙烯三嵌段共聚物星型聚合物星型聚合物接枝与梳型聚合物接枝与梳型聚合物4.2 成型加工新技术成型加工新技术 4.2.1 反应注射成型（反应注射成型（Reactive Injection Molding, RIM） 直接从原料反应成型为制品直

37、接从原料反应成型为制品计量泵计量泵 活性液状单体或预聚体及添加剂按比例送出活性液状单体或预聚体及添加剂按比例送出 混合器充分混合混合器充分混合 注射进模具注射进模具 聚合、交联，固聚合、交联，固化成型化成型实例：聚氨酯、环氧树脂、不饱和聚酯、有机硅树实例：聚氨酯、环氧树脂、不饱和聚酯、有机硅树脂、互穿聚合物网络（脂、互穿聚合物网络（IPN, Interpenetrating Polymer Networks ）。）。 4.2.2 旋转成型旋转成型设备简单，模具造价低，无应力工艺，可生成大型设备简单，模具造价低，无应力工艺，可生成大型和外形复杂的制件。和外形复杂的制件。但生成周期长，不适用大批量

38、小型制件。但生成周期长，不适用大批量小型制件。粉状聚合物粉状聚合物 转动的模具中缓慢熔化转动的模具中缓慢熔化 模具内表面模具内表面均匀一层均匀一层 冷却成型冷却成型实例：聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚实例：聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚苯乙烯。苯乙烯。4.2.3 粉料喷涂粉料喷涂粉状聚合物粉状聚合物 喷涂到制件表面（热）喷涂到制件表面（热） 受热熔化，形受热熔化，形成涂层成涂层 冷却成型冷却成型液态化喷涂：气体使聚合物粉料呈流动状态。液态化喷涂：气体使聚合物粉料呈流动状态。静电喷涂：聚合物粉料通过静电喷枪，使粉末带静静电喷涂：聚合物粉料通过静电喷枪，使粉末带静电。电。实例：聚乙

39、烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚酰胺、实例：聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚酰胺、聚酯、环氧树脂、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酯、环氧树脂、聚醚醚酮、聚苯硫醚、 4.2.4 冷压烧结成型（冷压烧结成型（Sintering）主要适用于高熔点、高粘度聚合物，如主要适用于高熔点、高粘度聚合物，如PTFE、UHMWPE。树脂粉料放入室温模具树脂粉料放入室温模具 压力压制成密实的型坯压力压制成密实的型坯 热烘室接近熔点温度烧结热烘室接近熔点温度烧结 冷却后得到制品冷却后得到制品4.3 新型纺丝方法新型纺丝方法 4.3.1 凝胶纺丝（凝胶纺丝（Gel Spinning）超高分子量柔性链聚合物纺制超高强度、高模量纤超

40、高分子量柔性链聚合物纺制超高强度、高模量纤维。维。（1）概述）概述1979年荷兰年荷兰D.S.M公司，凝胶纺丝超高分子量聚乙公司，凝胶纺丝超高分子量聚乙烯发明专利。烯发明专利。美国美国Allied公司购买专利，工业化生产。公司购买专利，工业化生产。日本东洋纺与荷兰日本东洋纺与荷兰D.S.M公司合作。公司合作。三井公司。三井公司。 总纤度（dtex）强度（GPa）模量（GPa）Allied spectra 90013322.30107.18 spectra 1000721.52.08153.11Dyneema VOF Dyneema SK601777;888;444;1662.3076.56Mi

41、tsu Tekmilon11102.5386.515552.1777.86（2）理论基础）理论基础纤维最大理论强度大分子链断裂强度纤维最大理论强度大分子链断裂强度实际强度只有理论强度的百分之几。实际强度只有理论强度的百分之几。常规纺丝：常规纺丝：分子量不够大，分子链长度有限，分子量不够大，分子链长度有限，缺陷多。缺陷多。大分子链无法充分伸展大分子链无法充分伸展。 5.92C-C键强度密度分子截面积（3）工艺流程）工艺流程纺丝原液纺丝原液 喷丝孔喷出喷丝孔喷出 经空气层（几厘米厚）经空气层（几厘米厚） 进入凝固浴进入凝固浴 骤冷凝固成凝胶丝条骤冷凝固成凝胶丝条 去除溶去除溶剂剂 超倍拉伸超倍拉伸

42、 超高强度高模量纤维超高强度高模量纤维又称为凝胶纺丝超拉伸法（又称为凝胶纺丝超拉伸法（Gel spinning Ultra drawing）（4）纺丝工艺）纺丝工艺非牛顿流体、高弹性非牛顿流体、高弹性特征：高弹性，剪切粘度和剪切模量比按分子量特征：高弹性，剪切粘度和剪切模量比按分子量预计的低，但松弛时间长，引起记忆效应。预计的低，但松弛时间长，引起记忆效应。（5）拉伸工艺）拉伸工艺（6）新进展）新进展PVA、PAN、PET、PE(强度强度5.2GPa)4.3.2 液晶纺丝液晶纺丝 利用纺丝时的细流，在剪切力作用下使刚直大分子沿利用纺丝时的细流，在剪切力作用下使刚直大分子沿纤维轴方向取向，不需要

43、拉伸，制得高强度高模量纤维。纤维轴方向取向，不需要拉伸，制得高强度高模量纤维。（1）芳香族聚酰胺（芳纶，）芳香族聚酰胺（芳纶，Aramid Fibre） 聚对苯二甲酸对苯二胺（聚对苯二甲酸对苯二胺（PPTA）的合成。）的合成。凯夫拉（凯夫拉（Kevlar）纤维的干湿法纺丝。）纤维的干湿法纺丝。（2）纤维素纤维）纤维素纤维 天然纤维素，分子量很高。天然纤维素，分子量很高。普通：降解，提高其流动性。普通：降解，提高其流动性。液晶：合适的溶剂中，形成胆甾型液晶，在剪切力作用液晶：合适的溶剂中，形成胆甾型液晶，在剪切力作用下成为准晶，可制备高强纤维。下成为准晶，可制备高强纤维。 工业化生产：工业化生产

44、：Tencel 纤维纤维（3）甲壳素及其衍生物纤维）甲壳素及其衍生物纤维 甲壳素（甲壳素（Chitin，甲壳质、几丁之），甲壳质、几丁之），溶解于少量溶剂。溶解于少量溶剂。壳聚糖（壳聚糖（Chitosan，甲壳胺），甲壳胺），甲壳素脱乙酰基，可溶甲壳素脱乙酰基，可溶解于许多溶剂。解于许多溶剂。化学结构与纤维素非常相似。化学结构与纤维素非常相似。甲壳素湿法纺丝（普通湿纺）甲壳素湿法纺丝（普通湿纺）：甲壳素溶：甲壳素溶胀于胀于40%NaOH溶液，制成碱甲壳素溶液，制成碱甲壳素 与与CS2反应形成甲壳素磺酸盐反应形成甲壳素磺酸盐 在在10%硫酸、硫酸、25%硫酸钠、硫酸钠、1%硫酸锌凝固浴中纺丝。硫

45、酸锌凝固浴中纺丝。另一种方法：以甲酸为溶剂，通过反复冷另一种方法：以甲酸为溶剂，通过反复冷冻和解冻减少分子间作用力，使甲壳素充分冻和解冻减少分子间作用力，使甲壳素充分溶解，再以醋酸乙酯、异丙醚、丙酮和乙醇溶解，再以醋酸乙酯、异丙醚、丙酮和乙醇或水的混合液为凝固液。或水的混合液为凝固液。壳聚糖壳聚糖湿法纺丝（普通湿纺）湿法纺丝（普通湿纺）：乙酸为溶：乙酸为溶剂，剂，10%NaOH和乙醇混合液或酮氨溶液为凝和乙醇混合液或酮氨溶液为凝固液。固液。1982年年Ogura报道了壳聚糖报道了壳聚糖/10%乙酸溶剂乙酸溶剂的液晶现象（胆甾型）的液晶现象（胆甾型）。壳聚糖壳聚糖液晶纺丝液晶纺丝：壳聚糖溶解于甲

46、酸，配：壳聚糖溶解于甲酸，配成成5%溶液溶液 蒸发溶剂，浓度达到蒸发溶剂，浓度达到35%，进，进入液晶态入液晶态 甲醇和甲醇和2%NaOH的混合液的混合液(4:1)为凝固液，干喷湿纺为凝固液，干喷湿纺强度比较：棉强度比较：棉3.35.4；蚕丝；蚕丝3.34.4；尼龙；尼龙5.37.1；壳聚糖（普通纺丝）；壳聚糖（普通纺丝）1.51；壳聚糖；壳聚糖（液晶纺丝）（液晶纺丝）4.2cN/dtex。4.3.3 静电纺丝静电纺丝 静电纺丝，又称电纺，静电纺丝，又称电纺，Formhals于于1934年在专利中首年在专利中首次提出该方法。次提出该方法。 近十年来，近十年来，Reneker等详细研究了这项技术

47、，研究表等详细研究了这项技术，研究表明电纺过程诸多工艺参数如溶液特性、各种可控变量及环明电纺过程诸多工艺参数如溶液特性、各种可控变量及环境条件对纤维形态有重要影响；境条件对纤维形态有重要影响；Fong等报道带珠状纤维的等报道带珠状纤维的形成与溶液粘度、射流所带静电荷密度及溶液表面张力有形成与溶液粘度、射流所带静电荷密度及溶液表面张力有关。关。 由于静电纺丝能得到直径尺寸从由于静电纺丝能得到直径尺寸从50500nm之间的超之间的超细纤维，使得其成为当前制备纳米纤维的主要方法之一。细纤维，使得其成为当前制备纳米纤维的主要方法之一。 静电纺丝装置示意图静电纺丝装置示意图利用静电纺丝法已经制备了包括聚

48、烯烃、利用静电纺丝法已经制备了包括聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚氧化乙烯、胶原等近百种天聚酯、聚氨酯、聚氧化乙烯、胶原等近百种天然或合成高分子的超细纤维。然或合成高分子的超细纤维。静电纺丝纳米纤维直径小，具有多孔结构，静电纺丝纳米纤维直径小，具有多孔结构，有较高的比表面。在组织工程支架、过滤器、有较高的比表面。在组织工程支架、过滤器、药物载运、防护服、复合材料、仿生材料等领药物载运、防护服、复合材料、仿生材料等领域具有许多潜在的应用。域具有许多潜在的应用。4.4 高分子膜材料的制备高分子膜材料的制备4.4.1 非对称膜（非对称膜（Asymmetric Membrane）的制备）的制备相转变法非对称纤

49、维素膜相转变法非对称纤维素膜 第一张成功的海水淡第一张成功的海水淡化用反渗透膜化用反渗透膜4.4.1.1 制备流程制备流程制膜液（聚合物、溶剂、添加剂）制膜液（聚合物、溶剂、添加剂） 玻璃板上展开成薄玻璃板上展开成薄液层液层 溶剂蒸发（一段时间）溶剂蒸发（一段时间） 浸入水中，凝胶成聚浸入水中，凝胶成聚合物固态膜合物固态膜 热处理，或压力处理热处理，或压力处理 成品膜成品膜4.4.1.2 制膜液制膜液聚合物聚合物P：1040%溶剂溶剂S： 6090%添加剂添加剂N： 030% N/S或或N/P增加时，膜增加时，膜的孔径增加；的孔径增加；S/P增加时，增加时，孔目数增加，形成较多孔目数增加，形成

50、较多数目的小孔。数目的小孔。4.4.1.3 蒸发过程蒸发过程Sourirajan等成膜关系式：等成膜关系式：(Wt-W) = (W0-W)exp(-bt)4.4.1.4 凝胶过程凝胶过程 Strathmann对此过程进对此过程进行了热力学和动力学分析。行了热力学和动力学分析。 三元相图，三元相图，B为沉淀点、为沉淀点、D为富固相组分、为富固相组分、W为富液为富液相成分、相成分、E为固化点、为固化点、C最最终成膜。终成膜。4.4.2 复合膜（复合膜（Thin-film composite Membrane）的制备的制备非对称膜多孔层易压紧，不适宜用作压力驱动膜。非对称膜多孔层易压紧，不适宜用作压

51、力驱动膜。坚韧材料支撑体坚韧材料支撑体 复合膜复合膜大多数聚砜支撑膜为支撑体大多数聚砜支撑膜为支撑体4.4.2.1 就地聚合法（就地聚合法（In-situ polymerization, 原位聚合法）原位聚合法）聚砜支撑膜浸入预聚体溶液聚砜支撑膜浸入预聚体溶液 取出滴干取出滴干 一一定温度下反应定温度下反应 4.4.2.2 界面聚合法（界面聚合法（Interfacial polymerization）聚砜支撑膜浸入一定浓度的单体聚砜支撑膜浸入一定浓度的单体1 取出滴干取出滴干 浸入一定浓度的单体浸入一定浓度的单体2反应一定时间反应一定时间 取出干取出干燥，涂保护层燥，涂保护层4.4.2.3 等

52、离子体聚合（等离子体聚合（plasma polymerization）4.4.3 荷电膜的制备荷电膜的制备荷电膜即离子交换膜，是一种均质膜，高度溶胀荷电膜即离子交换膜，是一种均质膜，高度溶胀胶载着固定的正电荷或负电荷。胶载着固定的正电荷或负电荷。荷电荷电渗透膜、渗透膜、荷电荷电反渗透膜、荷电超滤膜、荷电反渗透膜、荷电超滤膜、荷电微孔膜微孔膜 增强网布增强网布4.4.3.1 热压成型法热压成型法离子交换树脂离子交换树脂 粘合剂粘合剂 混炼混炼 拉片拉片 压机压机 离子交换膜离子交换膜 4.4.3.2 浸涂法浸涂法离子交换材料配制粘稠液或乳液离子交换材料配制粘稠液或乳液 增强网布浸入增强网布浸入

53、通过一定间隙拉出通过一定间隙拉出 加热，使溶剂挥发加热，使溶剂挥发 固固化成膜化成膜 4.4.3.3 涂浆法涂浆法成膜各组分粘液（单体、交联剂、引发剂）成膜各组分粘液（单体、交联剂、引发剂） 均均匀涂于增强网布上匀涂于增强网布上 覆盖材料包在膜两边覆盖材料包在膜两边 压压力加热聚合力加热聚合 后处理导入离子交换基团后处理导入离子交换基团4.4.3.4 其它方法其它方法辐照法、吸浸法、表面化学改性发、界面法、流涎辐照法、吸浸法、表面化学改性发、界面法、流涎法、直接化学反应法等法、直接化学反应法等4.4.4 合成生物膜（合成生物膜（Synthetic biomembrane，或生，或生物合成膜物合

54、成膜 biosynthetic membrane）的制备）的制备也称为仿生膜也称为仿生膜4.4.4.1 单分子层膜（单分子层膜（monolayer）两性分子两性分子 溶于易挥发有机溶剂溶于易挥发有机溶剂 分洒在分洒在Langmuir 槽水面上槽水面上 亲水端与水接触，疏水端向上亲水端与水接触，疏水端向上 不锈钢或玻璃片小心拉出或推入溶液不锈钢或玻璃片小心拉出或推入溶液 赶走多余液，赶走多余液，单分子膜在板片上形成单分子膜在板片上形成4.4.4.2 双分子层膜（双分子层膜（bilayer）也称为黑色脂质膜，也称为黑色脂质膜，black liquid membranes, BLMs粉刷技术（粉刷技

55、术（brush）：）：脂质有机溶液刷在一小针孔上脂质有机溶液刷在一小针孔上 针孔分隔两种水溶液针孔分隔两种水溶液 厚脂质膜厚脂质膜 薄层膜薄层膜 双双分子层膜分子层膜 沉浸技术（沉浸技术（dip）：）：不锈钢或聚四氟乙烯圈不锈钢或聚四氟乙烯圈 圆圈圆圈浸入一脂质溶液（表面单分子层）浸入一脂质溶液（表面单分子层） 拉出拉出 形成双分形成双分子层膜子层膜4.4.4.3 多分子层膜（多分子层膜（multilayer）也称为也称为LB，Langmuir-Blodgett多分子层可控有规律排列多分子层可控有规律排列X型、型、Y型、型、Z型型应用：太阳能电池、光应用：太阳能电池、光储存器、光学开关、超储存

56、器、光学开关、超薄绝缘层或导电层、化薄绝缘层或导电层、化学传感器、仿生传感器、学传感器、仿生传感器、生物膜模型生物膜模型4.4.5 其它高分子膜的制备方法其它高分子膜的制备方法4.4.5.1 拉伸成孔法拉伸成孔法较低熔融温度和高应力下挤出膜或纤维较低熔融温度和高应力下挤出膜或纤维 高分子沿高分子沿拉伸方向排列成微区，形成垂直于拉伸方向的链折叠微拉伸方向排列成微区，形成垂直于拉伸方向的链折叠微晶片晶片 略低于熔点温度热处理略低于熔点温度热处理聚乙烯拉伸微孔膜、聚四氟乙烯微孔膜聚乙烯拉伸微孔膜、聚四氟乙烯微孔膜4.4.5.2 核孔膜核孔膜一定能量的带电粒子轰击薄膜，产生损伤区一定能量的带电粒子轰击

57、薄膜，产生损伤区 合适的合适的化学刻蚀剂处理，损伤区被溶解而形成小孔化学刻蚀剂处理，损伤区被溶解而形成小孔4.4.5.3 动力形成膜动力形成膜一定浓度的高分子烯溶液一定浓度的高分子烯溶液 一定压力和流速下通过多一定压力和流速下通过多孔支撑体，在支撑体表面形成一薄层膜孔支撑体，在支撑体表面形成一薄层膜 通入交联剂通入交联剂溶液，使膜形成一定交联稳定溶液，使膜形成一定交联稳定第五章第五章 复合材料制备新技术复合材料制备新技术5.1 热压罐成型技术热压罐成型技术5.2 真空袋成型技术真空袋成型技术 真空袋技术属于复合材料制备方法中的袋压成型真空袋技术属于复合材料制备方法中的袋压成型方法。袋压成型分压

58、力袋法和真空袋法方法。袋压成型分压力袋法和真空袋法2种：压力袋种：压力袋法法 压力袋法是将手糊成型未固化的制品放入一橡胶袋，压力袋法是将手糊成型未固化的制品放入一橡胶袋，固定好盖板，然后通入压缩空气或蒸汽（固定好盖板，然后通入压缩空气或蒸汽（0.250.5MPa），使制品在热压条件下固化。真空袋法），使制品在热压条件下固化。真空袋法 此此法是将手糊成型未固化的制品，加盖一层橡胶膜，制法是将手糊成型未固化的制品，加盖一层橡胶膜，制品处于橡胶膜和模具之间，密封周边，抽真空品处于橡胶膜和模具之间，密封周边，抽真空（0.050.07MPa），使制品中的气泡和挥发物排除。），使制品中的气泡和挥发物排除。

59、真空袋成型法由于真空压力较小，故此法仅用于聚酯真空袋成型法由于真空压力较小，故此法仅用于聚酯和环氧复合材料制品的湿法成型。和环氧复合材料制品的湿法成型。5.3 复合材料的预成型体技术复合材料的预成型体技术5.3.1 传统纺织技术传统纺织技术机织、针织、编织、非织造机织、针织、编织、非织造5.3.2 三向机织三向机织5.3.3 三向针织三向针织5.3.4 三向编织、多向编织三向编织、多向编织5.4 片状模塑复合材料制备（片状模塑复合材料制备（SMC Process ）SMC复合材料是复合材料是Sheet molding compound的的缩写，即片状模塑料。主要原料由增强纤维（如缩写，即片状模

60、塑料。主要原料由增强纤维（如GF）、热固性基体（不饱和树脂）、低收缩添加）、热固性基体（不饱和树脂）、低收缩添加剂、填料及各种助剂组成。剂、填料及各种助剂组成。第六章第六章 单晶材料和薄膜材料的制单晶材料和薄膜材料的制备备6.1 单晶材料的制备单晶材料的制备单晶体表现出优异的性能（因为不存在晶界）单晶体表现出优异的性能（因为不存在晶界）单晶生长方法：单晶生长方法：固相法：固相固相平衡的晶体生长固相法：固相固相平衡的晶体生长液相法：液相固相平衡的晶体生长液相法：液相固相平衡的晶体生长气相法：气相固相平衡的晶体生长气相法：气相固相平衡的晶体生长6.1.1 固相法固相法（1）应变退火法）应变退火法再