材料化学重点

1、材料化学重点1.1 化学键的本质及分类材料：可为社会接受而又能经济的制造有用器件的物质叫材料。离子键：离子键是一种静电型键，是由电荷相反的离子通过其过剩电荷的库仑引力所形成的。 离子极化：在外电场作用下，离子中电子分布的重心会偏离原子核而导致离子的变形，产生诱导偶极矩。 离子极化率：外电场强度除以偶极矩 离子极化率的大小就是表示在外电场的作用下电子云变形的能力，它主要取决于核电荷对外层电子吸引的强弱程度和外层电子的数目。 影响因素：1.离子半径：离子半径大，极化率大2.离子价数：离子价数越高，极化力越大3.离子的电子云构型：含dx电子的过渡元素的正离子一般比具有惰性气体构型的正离子有较大的极化

2、率 共价键的特点：共价键晶体结构稳定没有可移动的电子，所以不导电，熔点从低到高范围较宽，但纯共价晶体的熔点一般都是很高的，硬度很大。金属键的特征：是没有方向性和饱和性，结构上为密堆积，具有高的配为数和大的密度。 能带理论：能带理论就是认为晶体中的电子是在整个晶体内运动的共有化电子，并且共有化电子是在晶体周期性的势场中运动；结果得到：共有化电子的本征态波函数是Bloch函数形式，能量是由准连续能级构成的许多能带。 金属的能带结构：最高占有带（即价带）仅仅部分充满，或者能带发生重叠。 绝缘体的能带结构：价带全满，且与下一个能带被一个大的禁带隔开。 半导体的能带结构：价带全满，且与下一个能带被一个相

3、对于绝缘体禁带隙要小的禁带隔开。（Eg=0.53eV）1.2 利用能带理论来解释固体电性能本征半导体：半导体性质是由于电子从满带被激发到导带而产生的。 杂质半导体：其电性能受外加掺杂剂控制的一类半导体。载流子：对电导有贡献的粒子。包括满带中的空穴和导带中的电子。本征半导体是高纯材料，它的载流子为激发到导带的电子和留在满带的空穴，且两者的浓度相等，其值完全受能带间隙的大小和温度的支配。本征半导体一般都要求是高纯物质，制备上往往是极其困难的。另外，本征半导体的能隙较宽，一般条件下的热激发是很难逾越的。1.3缺陷点缺陷：晶格周期性的破坏发生在一个或几个晶格常数的限度范围内，这类缺陷统称为点缺陷。肖脱

4、基缺陷：正负离子由正常的格点位置跑出到表面，晶体内部生成相应的空位，其化学组成比是不变的。（正负离子空位成对出现）弗伦克耳缺陷：离子离开正常格点位置进入间隙位置而形成的。通常移动到间隙位置上的离子其半径都较小，多为阳离子。（空位与填隙原子成对）杂质点缺陷：a替代式杂质点缺陷 b填隙式杂质点缺陷电子缺陷：在固体晶格中，由于本征点缺陷或杂质点缺陷的存在，晶格的周期性势场局部地受到破坏，在这些局部地区，电子的能态同晶体中其它部分的能态有所不同。半导体中的电子缺陷：能提供给导带以电子，我们们称这种杂质为施主杂质，形成的是n型半导体；能接受满带的电子，满带中出现空穴，我们们称这种杂质为受主杂质，形成的是

5、p型半导体。点缺陷名称点缺陷所带有效电荷（×中性，·正电荷，负电荷）缺陷在晶体中所占的格位一般空位缺陷用V表示（空位Vacancy的字首）；杂质缺陷则用该杂质的元素符号表示，电子缺陷用e表示，空穴缺陷用h表示。1空位缺陷：如NaCl晶体中，VNa，VCl·。2.间隙原子缺陷：AB化合物中有A或B间隙原子缺陷。假设A、B为一价化合物，则有缺陷：Ai·，Bi。3错位原子缺陷：AB×，BA×。4杂质原子缺陷：AB中掺有少量的外来杂质L时，假设AB为一价化合物，L为二价，则有：LA·，LB，Li··。假设AB为二

6、价化合物，L为一价，则有：LA，LB·，Li·。载流子浓度对温度的依耐关系：耗尽区域B：杂质已全部电离，载流子浓度与温度无关，而电导率由于迁移效应显示随温度进一步上升而缓慢下降的趋势。，n一定，随T升高而降低，随T升高而降低（升温挠动使迁移受阻）本征区域C：由于相当数量的本征载流子被激发导致电导率随温度升高而急剧增大。对于半导体器件较为方便的使用区域是耗尽区域，正因为它们对温度变化相对地不敏感，才能达到稳定使用的目的。1.4非晶态的结构特征晶子学说：玻璃是由“晶子和无定形物质组成；晶子是带有晶格变形的有序区而非微晶； 晶子分散在无定型介质中，二者之间是逐渐过渡的。

7、无规网络学说：1)形成玻璃的物质与相应的晶体类似，形成相似的三维空间网络。  2)三维空间网络是由离子多面体通过桥氧相连，向三维空间无规律的发展而构筑起来的。 3)电荷高的网络形成离子位于多面体中心，半径大的变性离子，在网络空隙中统计分布，对于每一个变价离子则有一定的配位数。两种学说统一的看法是玻璃是具有近程有序（1.5-2.0nm）、远程无序这样一个结构特点的无定形物质。无规网络学说着重于玻璃结构的无序、连续、均匀和统计性。晶子假说着重于玻璃结构的微不均匀和有序性。 双体概率分布函数g（r）的强度给出了材料的有序程度 1.5高分子材料基本定义：高分子：

8、分子量高于约1万的称为高分子单体：通常将生成高分子的那些低分子原料称为单体。单体单元：组成高分子链的基本结构单元，通常与形成高分子的原料相联系，所以称单体单元。结构重复单元：又叫链节，是高分子中重复出现的那部分，高分子的结构式常表示【链节】，n为链节的数目。聚合度：聚合物分子中，单体单元的数目叫聚合度。一级结构：单个大分子内与基本结构单元有关的结构。包括结构单元的化学组成、键接方式（头头和头尾）、构型（旋光异构和几何异构）、支化和交联以及共聚物的序列结构。二级结构指的是若干链节组成的一段链或整根分子链的排列形状。高分子链有五种基本构象，即无规线团、伸直链、折叠链、螺旋链和锯齿形链。三级结构指在

9、单个大分子二级结构基础上，许多这样的大分子聚集在一起而成的结构，也叫聚集态结构或超分子结构。三级结构包括结晶结构、非晶结构、液晶结构和取向结构等。四级结构是指高分子在材料中的堆砌方式。在高分子加工成材料时往往还在其中添加填料、助剂、颜料等外加成份。又称为织态结构。高分子链的柔顺性及其结构影响因素a. 主链结构.主链全部由单键组成的高分子一般柔顺性较好。主链有杂原子时，由于杂原子上无氢原子或取代基，和/或键长键角较大，从而内旋转较容易而更为柔顺。主链含芳环或杂环时，由于芳杂环不能内旋转，使可旋转的单键数目减少，所以这类分子链柔性较差，芳环越多柔性越差。主链含孤立双键时，孤立双键相邻的单键内旋转更

10、容易，由于两个因素即键角较大且相连的双键上的氢原子或取代基只有一个。B.对于非对称性取代，侧基的极性越大或数目越多，相互作用力越大，分子链内旋转受阻，柔性变差。另一方面，侧基的体积越大，空间位阻越大，内旋转也越困难，柔性也越差。但侧基如果是柔性的，侧基的增大使分子间距离增加，会使分子间作用力减小，其影响超过空间位阻的影响。对于对称取代，偶极矩抵消了一部分，整个分子极性减小，柔性增加。c.分子链的长短 一般分子链越长，构象数目越多，链的柔性越好。d.分子间作用力 首先是氢键（较刚性），其次是结晶（分子构象无法改变，刚性增大），其三是交联（轻度交联对柔性影响不大，但交联度达到一定程度则链柔性大为减

11、少）。2.2晶体材料的制备1.陶瓷法： 含义：在恒温条件下，通过固体原料化合物的直接反应来制备材料，也称为固相反应法。机理：固体原料化合物在一定的较强烈的反应条件下（如加热至10002000甚至更高温度），晶体的原料粉末互相混合，通过接触的晶面发生离子的自扩散或互扩散，或原有化学键的断裂和新化学键的形成及新物相的生成，晶体结构产生变化，这种变化向固体原料内部或深度扩散，最终导致一种新多晶材料的生成。陶瓷法的不足：反应只能在相界面进行，随后的扩散过程也十分困难。反应最终得到的往往是反应物和产物的一个混合体系，极难分离或提纯。即使反应进行的再完全，也很难得到一个纯相的体系。还存在反应容器污染产物的

12、问题。2化学法.化学法能够得到陶瓷法所难以得到的高纯和均相的材料，并能在较低的温度条件下，采取较容易的方法来得到，制得的材料有很大表面积，对于制备催化剂载体或其它很细的粉体材料非常有用。前驱体法使反应物在原子级水平上混合，制备出有确定化学计量的单一化合物，这一固态物质称为前驱体，前驱体在加热之后能得到所设计的产物。缺点：前驱体中化学计量与产物化学计量保持一致较困难。目前解决的办法常采用共沉淀的办法制备固溶体前驱体局部氧化还原法插层法是在材料原有的晶体相结构中插入额外的原子或离子来达到氧化还原反应目的的方法。这种反应是可逆的，当外来原子或离子渗透进入层与层之间的空间时，层可以被推移开，层间距拉大

13、，当插层原子从晶体中逸出时，结构层互相靠近，恢复原状。局部离子交换法􀂙具有一定程度的开放性并允许一些外来的原子或离子进入或逸出晶体，还可通过局部离子交换法制备新的晶体材料。单晶材料的制备：提拉法：过程：将原料熔于一无反应性的热坩埚中，熔体的温度调节到略高于原料的熔点，即将要生长的材料在坩埚中熔化，然后将籽晶插入（浸入）到熔体里，达到热平衡后，籽晶既不熔掉也不长大，缓慢向上提拉籽晶，同时旋转籽晶，籽晶缓慢的在熔体中生长，当籽晶由熔体里缓慢地拉出时，在界面就连续地发生晶体生长。优点：a 在生长过程中可以方便的观察晶体的生长状况。b晶体在熔体表面处生长，而不与坩埚相接触，这样能显著

14、的减小晶体的应力，并防止埚壁的寄生成核。c可以方便的使用定向籽晶和“缩颈”工艺。缩颈后配籽，其位错可大大减小，这样可使放大后生长出来的晶体，其位错密度降低。成功实现提拉法必须满足的准则：a晶体（或晶体加掺杂）熔化过程中不能分解，否则有可能引起反应物和分解产物分别结晶。b要求坩埚不污染熔体。c炉子及加热元件要保证能加热到熔点，该熔点要低于坩埚的熔点。坩埚熔点比工作温度必须高出200左右。d要能够建立足以形成单晶材料的提拉速度与热梯度相匹配的条件。化学气相沉积技术（CVD）：氢还原反应：歧化反应（自身氧化还原反应）热分解反应热分解合成反应半导体晶体生长的气相外延法：可从熔体中生长出来半导体晶体，可

15、从高温溶液中生长出半导体晶体。气相外延生长的温度远低于所生长材料的熔点，因此有利于获得高纯材料、具有高离解压难以从熔体中生长的材料和陡峭P-N结或异质结构材料。生长速度典型值为每小时几到几十m，适于生长超晶格和量子阱结构。焰熔法的优点：(1)生长设备简单，此方法不需要坩埚，节约了制作坩埚的耐高温材料，又避免了晶体生长过程中坩埚的污染；(2)氢氧焰燃烧时，温度可达2800，所以原则上讲，高熔点的单晶体，只要不挥发，不怕氧化，都可以用这种方法生长。(3)生长速度快，短时间用此法可以生长出较大的晶体。焰熔法的缺点：(1) 因为发热源是燃烧的气体，故其温度不可能控制得很稳定；(2) 火焰中的温度梯度较

16、大，造成结晶层的纵向温度梯度和横向温度梯度均较大，生长出来的晶体质量欠佳，(3) 生长的晶体位错密度较高，内应力也较大。2.3无定形材料的制备非晶态材料的基本特征：(1) 各向同性。非晶态材料各个方向的性质，如硬度、弹性模量、折射率、热膨胀系数、导热率等都是相同的。(2) 介稳性。玻璃是由熔体急剧冷却而得，由于在冷却过程中黏度急剧增大，质点来不及进行有规则的排列，系统的内能尚未处于最低值，因而处于介稳状态，在定的外界条件下，仍具有自发放热转化为内能较低的晶体的倾向。(3) 无固定熔点。玻璃态物质由固体转变为液体是在一定温度区间（转化温度范围内）进行的，与结晶态物质不同，无固定的熔点。(4)物理

17、、化学性质随温度变化的连续性和可逆性。非晶态材料由熔融状态冷却转变为固体(玻璃体)是渐变的，需在一定温度范围内完成，其物理、化学性质的变化是连续的、可逆的。(5)没有任何长程有序，只存在小区间内的短程有序。（6)衍射花纹是由较宽的晕和弥散环组成1非晶态金属的性能特点具有优异的软磁性能、力学性能、耐腐蚀特性、催化特性、电学和耐辐射（中子、射线等）特性力学上：强度比一般金属都高，接近于晶须弹性比晶态合金低3040各向同性电学上：电阻率高，为晶态的25倍。2 制备的一般原理必须使熔体金属以大于临界速度急速冷却，使结晶过程受阻而形成非晶态，不同成分的非晶态金属的临界冷却进速度可在102107K/s6个

18、数量级之内变化，且多数非晶态合金可在105106K/s的冷却速度下获得。必须将金属玻璃冷到或低于它的再结晶温度，将这种热力学上的亚稳态保存下来，而不向晶态转变。玻璃的优异性能：1) 玻璃具有极高的透光性，是一类理想的透明材料，并且随添加物的不同，可以得到各种不同的颜色。2)玻璃质地坚硬、致密，具有较高的机械强度和气密性；3)玻璃具有极高的化学稳定性，其耐腐蚀性能远较金属材料要高得多；4)玻璃具有很好的成型性能和加工性能，可以很容易地制作成各种特殊形状的玻璃器件；5)一般情况下，玻璃具有电绝缘性，同时也具有较好的热稳定性和隔热性能；6)通过改变玻璃成分和玻璃制作工艺，可以得到具有不同特殊性能的玻

19、璃；7)玻璃的制备原料来源广泛，价格低廉。玻璃中常见成分的作用：SiO2是玻璃中最主要的成分，玻璃所具有的耐热、耐压、脆性、化学稳定性和透明等性能主要是由SiO2提供（网络形成剂）Na2O和K2O同属碱金属氧化物，可统一用R2O来表示，它们的引入能降低玻璃的粘度，有利于熔化和成型。CaO和MgO同属于碱土金属氧化物，其引入可以避免玻璃的析晶，提高化学稳定性和机械强度。Al2O3亦能降低玻璃的析晶趋势，同时提高玻璃的化学稳定性，但其高含量会引起玻璃粘度的增加，不利于玻璃的熔制。2.4聚合物材料的制备链式聚合反应的一般性特征：链式反应的一般方式是由引发剂产生一个活性种(活性种可以是自由基、阳离子或

20、阴离子)，然后引发链式聚合，使聚合物活性链连续增长。逐步聚合反应有两个显著的特征：（1) 相对分子质量随转化率增高而逐步增大；(2) 在高转化率才能生成高相对分子质量的聚合物，这是逐步聚合反应区别小分子缩合反应的一个重要特征。双基偶合反应是两链自由基头部的单电子相互结合成稳定的共价键，其结果大分子链增长了一倍，两端都带有引发剂的根基。双基歧化反应是两个生长着的大分子链相互作用，一个链自由基夺取另一个链自由基上的氢原子，获得氢原子后的大分子端基饱和，失去氢原子的大分子的端基则不饱和，其结果，聚合度与链自由基中的单元数相同，每个大分子只有一端连有一个引发剂的根基，生成一个饱和，另一个不饱和的聚合物

21、。阳离子聚合：阳离子聚合引发剂都是亲电试剂，主要包括以下几类：质子酸：其引发阳离子为离解产生的质子H+，包括：无机酸：H2SO4， H3PO4等有机酸：CF3CO2H, CCl3CO2H等超强酸：HClO4，CF3SO3H, ClSO3H等。活性中心是碳阳离子，极性大的溶剂有利于链增长活性中心与抗衡阴离子的离解，有利于聚合反应速率的增大阴离子聚合：阴离子加成类引发剂：引发剂离解产生的阴离子与单体加成引发聚合反应：电子转移类引发剂：锂、钠、钾等碱金属原子最外层只有一个价电子，容易转移给单体或其他物质，生成阴离子，引发聚合。这种引发称做电子转移引发。活性中心可以是自由离子，离子对，甚致于处于缔合状

22、态的阴离子活性种。离子聚合反应对单体有高度选择性：阳离子只能引发那些含有给电子取代基如烷氧基、苯基和乙烯基等烯类单体聚合，如异丁烯和烷基乙烯基醚等。阴离子只能引发那些含强吸电子基团如硝基、腈基、酯基、苯基和乙烯基等烯类单体聚合。从热力学观点开环聚合的可行性顺序为：三元环、四元环>八元环>五元环、七元环>六元环。环化反应的可能性双官能团单体通过逐步聚合反应来合成线型聚合物，有时由于环化反应的竞争而复杂化。可能发生分子内和分子间成环。（二元醇，二元胺，二异氰酸酯，氨基酸或羟基酸）光纤优点：传光效率高、集光能力强、信息量大、速度快、频率高、抗干扰、耐腐蚀、可弯曲、保密性好、资源丰富

23、、成本低等一系列优点。光纤分类：按折射率分布：阶跃折射率型 梯度折射率型传输模数：能传输多种形式的光纤称为多模光纤阶跃型光纤，当特征频率2.405时，能传输基模称为单模光纤。光纤制备工艺：光纤预制棒（10-20mm）拉丝（ 125m）玻璃纤维装套薄膜制备工艺有真空蒸镀、溅射、分子束外延、化学气相沉积、溶胶凝胶法、液相外延、还有电镀、涂布以及机械压制等许多方法。纳米：纳米是一个长度计量单位，1纳米 = 10-9米，纳米结构通常是指尺寸在100纳米以下（1-100nm）的微小结构。纳米效应：小尺寸效应、量子效应（含宏观量子隧道效应）、表面效应和界面效应纳米金属的熔点比普通金属低几百度；气体在纳米材

24、料中的扩散速度比在普通材料中快几千倍；纳米磁性材料的磁记录密度可比普通的磁性材料提高倍；纳米复合材料对光的反射度极低，但对电磁波的吸收性能极强，是隐形技术的突破；纳米材料颗粒与生物细胞结合力很强。材料表面与界面化学表面：表面指物体与真空或本身的蒸气接触的面。由于绝对的真空并不存在，许多场合下，把固相与气相、液相与气相之间的分界面都称为表面。弛豫表面：固体表面层之间以及表面和体内原子层之间的垂直距离偏离固体内部的晶格常数，而其晶胞结构基本不变，这种情况称为弛豫。重构表面：重构是指表面原子层在水平方向上的周期性不同于体内，但重直方向的层间间距与体内相同。界面行为：在任何两相交界的界面上，质点所受的

25、力不平衡，因而存在着界面张力，在界面张力作用下界面上会发生一系列物理化学过程：吸附、润湿、粘附、磨擦、封接等等。吸附通常是指处于气相的分子或原子与表面的结合。产生吸附的原因：固体表面具有过剩的能量表面自由焓。物理吸附含义：指气体分子或原子被与之不同的物质所组成的表面势阱较浅的力所捕获，即范德华力。特点：a物理吸附不需激活能，可自发进行，吸附过程中放出能量不大，约20kj/mol。b吸附时吸附质点的性质没有变化，脱附时还保留自己的原始形态。c可在固体表面形成多层吸附分子层，吸附速度解吸速度快，易于达到吸附平衡状态。d吸附剂结合的几率与气体温度、吸附剂、吸附质结合、表面温度有关。化学吸附含义与物理

26、吸附不同，具有很紧密的结合，作用力是共价键或离子键。特点：a有明显的选择性b只能是单分子层吸附c放出热量很大，40400KJ/mol和化学反应热的数量级差不多。d化学吸附的作用力较强，所以被吸附的物质在固体表面上比较稳定，不易解吸，不完全可逆，一般化学吸附的吸附和解吸速度都较小，且不易达到吸附平衡。e温度上升可加快化学吸附的速度。吸附热：吸附所释放出的能量近似地表征了吸附质点和吸附剂的结合的牢固性吸附平衡与吸附等温线：用吸附平衡式描写吸附状态，吸附平衡式函数关系。：单位时间内单位面积上的吸附量，、温度和压强吸附平衡式描述的一种动态平衡，即单位时间内固体表面的吸附分子数与离开的分子数相等，表现出

27、吸附速率为。粘湿：当固体表面与液体接触后，原有的固气界面和液气界面都不符存在，而生成新的固液界面。粘湿功的大小反映了将固液界面分开的难易程度。当0时，液体能粘湿固体的表面。浸湿：将固体全部浸入液体之中，即固液界面完全取代原有的固气界面，这个过程称为浸湿。浸没功：反映液体在固体表面取代气体的能力。一定T，P条件下，当 0时才能发生浸湿过程。铺展：当液体在固体表面铺展开来形成均匀液膜时，不仅固液界面取代了原来的固气界面，并且原有的液气界面也得以扩大。当S>0时，铺展过程可以自由进行，只要液体的数目足够，就可直接将整个固体表面铺满，完全以固液界面取代原有的固气界面。粘附：含义：粘附实质相互接触

28、的两个表面之间的相互吸引。固体表面催化：1.催化剂：能够增加化学反应达到平衡的速度而在过程中不被消耗的物质。特点：寿命长、容易活化、再生、回收，在使用过程中易于采取自控操作。多相催化：催化剂与反应物分属不同的相。催化剂组成：催化剂活性组分催化剂中起主要作用。它具有催化性能。助催化剂以各种浓度加入的非活性组分，目的在于改善催化剂的催化性能。载体是活性组分的基体或粘接剂多相催化反应的过程1反应物扩散到固体催化剂的表面。2反应物为固体催化剂的表面所吸附。3反应物与固体催化剂表面发生反应，生成中间产物进而生成最终产物。4反应生成的最终产物由固体催化剂的表面脱附。5反应产物由扩散作用而离开固体催化剂的表

29、面。催化反应的速率往往是由这五个基本步骤中进行最慢的过程所控制。固体催化剂（特别是金属催化剂，其不同晶面的催化活性是不同的）表征其表面结构的一些参量是催化活性组分的晶态，晶格常数，晶粒大小及分布，表面积，孔隙率和孔分布。催化活性的固体表面在粗糙是不均一的，它呈现出台阶似的晶面，不同台阶形貌不同，其原子的电荷密度不同，它们对催化和脱附的性能也由此而不同。在实际工作中总是尽可能将固体催化剂做成比表面积很大的，海绵状或者多孔结构颗粒，但一些结构敏感性的催化剂需要有最合适的晶粒度。催化反应的几何对应原则：在多相催化反应中，分子的活性是通过与催化剂表面的化学吸附作用而实现的。要求反应物分子结构和催化剂原

30、子结构在几何尺寸上接近。能量对应原则：反应物与催化剂之间形成化学吸附所释放的能量与反应物断键和产物形成新键所需的能量之间有一定的对应关系。固体酸：包括给出质子的酸(B酸)(即布朗斯德酸Bronsted)或可从反应物接受电子对的L酸(即路易斯酸Lewis)两类固体。固体碱：能向反应物给出电子对的固体称为路易斯碱，能接受质子（H+）的物质称布朗斯德碱。产生固体酸碱中心的催化反应机理各种固体酸碱物质由于本身的结构不同而引起酸碱中心，酸碱中心对反应分子的吸附能力较强，并且能使其发生活化或者解离，进而与催化剂表面发生反应生成中间产物，然后再进一步生成最终的产物。简单氧化物中形成酸、碱的一般机理固体氧化物

31、的酸碱性主要来自其中的金属离子，金属离子的酸碱性可用金属离子的电负性作为判据。M电负性大为酸，电负性小为碱例：氧化铝表面上有L酸中心，也有B酸中心，同时还有碱中心。 实验表明，氧化铝表面上由吸附H2O而生成的酸酸性很弱，而本身的酸却很强。碱中心也是有实验依据的（Al2O3上吸附的NH3解离时产生OH-）。因此，对于Al2O3而言，其表面酸主要是酸。二元氧化物混合物固体酸中心形成规则Thomas规则：金属氧化物中加入另一种金属或非金属氧化物时，或者由于价态不同，或者虽价态相同但配位数不同，因同晶取代产生酸中心。Tanabe规则：凡是电荷出现不平衡就会有酸性产生；电荷为正过剩则产生酸，电荷为负过剩

32、则产生酸。表面改性就是通过表面处理保持表面的特性与活性或者改变材料表面的物理、化学或机械性能，以适应各种预期的要求。分类：电镀、化学镀及化学转化膜，表面着色技术，此类技术一方面起保护材料作用，另一方面还有装饰功能：涂装新技术：包含有机涂料、无机涂层等新型涂料；表面扩散渗入处理技术：如渗硼、渗碳、渗氮；热喷涂表面覆盖新技术新型表面改性技术；表面改性与表面活性剂。材料激发化学与电化学等离子体：气体分子电离产生的带电粒子密度达到一定数值时，这种电离气体是有别于普通气体的一种新的物质聚集态，列为物质的第四态。无论气体是部分电离还是完全电离，其中的正负电荷总数在数值上总是相等的，故称为等离子体。电离气体

33、与普通气体的区别1） 组成上电离气体是带电粒子和中性粒子组成的集合体；普通气体是由电中性的分子或原子组成。2） 性质上：电离气体是一种导电流体，能在与气体体积相比拟的宏观尺度内维持电中性。电离气体中的带电粒子间存在库仑力，而普通气体分子间并不存在净电磁力。电离气体作为一个带电粒子学，其运动行为受到磁场的影响和支配。等离子体的温度被定义为电子温度Te、离子温度Ti和中性粒子温度Tg热平衡等离子体：TeTi时称为热平衡等离子体，简称为热等离子体。􀂙特点：电子温度高，重粒子温度也高。非平衡等离子体：TeTi􀂙特点：电子温度高达104k以上，离子和原子之类重粒子温度

34、都可低到300-500k、一般压力102Pa下形成。等离子体判据：等离子体鞘：当等离子体与容器壁接触时，偏离电中性薄层。鞘层的形成：鞘层是等离子体受某种扰动时，由德拜屏蔽产生的空间电荷层。光化学反应的主要特点：光化学反应是从物质吸收光子开始的。一个有效的光化学反应是激发态分子化学退激速度常数与物理退激速度常数相竟争的结果。其化学退激的速度常数应远大于物理退激的速度常数。光化学反应与热化学反应相比。光化学反应的选择性更强。对于光化学反应来说，用光源辐照反应体系，不仅能提高化学反应速率，而且可以改变化学反应平衡状态。光化学反应产物和产物的产率与光源辐射波长密切相关。光化学反应的初级过程：涉及激发态的反应步骤。光化学反应的次级过程：由初级过程中形成的中间产物所发生的后继反应。化学退激：光化学中，把由激发态分子（原子，离