材料合成与制备-复习资料(含答案)

第一章溶胶-凝胶法名词解释胶体(Colloid)粒子之间的相互作用主要是短程作用力。溶胶：溶胶是具有液体特征的胶体体系，是指微小的固体颗粒悬浮分散在液相中，不停1nm-100nm，10^3个-10^9个原子组成。凝胶(Gel)：凝胶是具有固体特征的胶体体系，被分散的物质形成连续的网络骨架，骨架孔隙中布满液体或气体，凝胶中分散相含量很低，一般为1%-3%。多孔材料：是由形成材料本身根本构架的连续固相和形成孔隙的流体所组成。填空题溶胶通常分为亲液型和憎液型型两类。材料制备方法主要有物理方法和化学方法。化学方法制备材料的优点是可以从分子尺度把握材料的合成。胶粒倾向于自发分散，到达低比外表状态。阻效应、利用溶剂化效应。溶胶的凝胶化过程包括脱水凝胶化和碱性凝胶化两类。溶胶－凝胶制备材料工艺的机制大体可分为三种类型传统胶体型、无机聚合物型、络合物型。搅拌器的种类有电力搅拌器和磁力搅拌器。溶胶凝胶法中固化处理分为枯燥和热处理。对于金属无机盐的水溶液，前驱体的水解行为还会受到金属离子半径的大小、电负性和配位数等多种因素的影响。简答题溶胶－凝胶制备陶瓷粉体材料的优点？-凝胶法可大大增加其化学均匀性；〔包括掺杂量及种类，化学计量准确，易于改性；产物纯度高，烧结温度低等。其次章水热溶剂热法名词解释1、水热法：是指在特制的密闭反响器〔高压釜〕中，承受水溶液作为反响体系，通过将反响体系加热至临界温度〔或接近临界温度，在反响体系中产生高压环境而进展无机合成与材料制备的一种有效方法。2、溶剂热法：将水热法中的水换成有机溶剂或非水溶媒〔如有机胺、醇、氨、四氯化碳或苯等感的材料。3、超临界流体：是指温度及压力都处于临界温度或临界压力之上的流体。在临界状态下，物质有近于液体的溶解特性以及气体的传递特性。4、微波水热合成：微波加热是一种内加热，具有加热速度快，加热均匀无温度梯度，无滞能量，提高了分子运动速度，致使分子运动杂乱无章，导致熵的增加，降低了反响活化能。填空1、在溶剂热条件下，溶剂的物理化学性质如密度、介电常数、粘度、分散性等相互影响，与通常条件下相差很大。相应的，它不但使反响物(通常是固体)的溶解、分散过程及化学反响能形成以前在常规条件下无法得到的亚稳相。2、超临界流体的密度、溶剂化力气、粘度、介电常数、集中系数等物理化学性质随温度和压力的变化一格外敏感，即在不转变化学组成的状况下，其性质可由压力来连续调整。3、在一般状况下，水是极性溶剂，可以很好的溶解包括盐在内的大多数电解质，对气体和大多数有机物则微溶或不溶，水的密度几乎不随压力转变。4、微波水热的显著特点是可以将反响时间大大降低，反响温度也有所下降，从而在水热过程中能以更低的温度和更短的时间进展晶核的形成和生长，反响温度和时间的降低,限制了产物微晶粒的进一步长大，有利于制备超细粉体材料。5,在一样时间内的升温越大。在微波场中，能量在体系内部直接转化，水和醇类都有过热的现象消灭。6在试验室内进展仿地水热合成时产生的。7、水热法常用氧化物或者氢氧化物或凝胶体作为前驱物，以确定的填充比进入高压釜，它们在加热过程中溶解度随温度上升而增大反响过程的驱动力是最终可溶的前驱体或中间产物与最终产物之间的溶解度差布斯焓减小的方向进展。8、晶粒粒度是衡量粉体性能的一项重要指标，其大小的转变直接影响粉体的特性。尤其是备纳米粉体和纳米陶瓷具有格外重要的意义。9、影响水热反响的因素有温度、压力、保温时间及溶液组分、pH值、有无矿化剂和矿化反响和晶体生长的重要影响因素，它打算反响速率常数的大小。简述题简述水热与溶剂热合成存在的问题？〔1〕水热条件下的晶体生长或材料合成需要能够在高压下容纳高腐蚀性溶剂的反响器，需反响相比较其他反响体系而言具有如下缺点：a·无法观看晶体生长和材料合成的过程，不直观。b·设备要求高耐高温高压的钢材，耐腐蚀的内衬，技术难度大温压把握严格、本钱高。C·安全性差，加热时密闭反响釜中流体体积膨胀，能够产生极大的压强，存在极大的安全隐患〔2〕体生长实践中得到了应用，起到了确定的指导作用。但是，迄今为止，几乎全部的理论或模技术争论有较大的距离，在实际应用中存在很大的局限性。2、与水热法相比，溶剂热法具有怎样的特点？〔1〕在有机溶剂中进展的反响能够有效地抑制产物的氧化过程或水中氧的污染〔2〕非水由于有机溶剂的低沸点它们可以到达比水热合成更高的气压，从而有利于产物的结晶〔4〕由于较低的反响温度，反响物中构造单元保存到产物中生成某些型在催化和储能方面有潜在应用的材料〔5〕些特性，如极性与非极性、配位络合作用、热稳定性等度去生疏化学反响的实质与晶体生长的特性，供给了很多值得争论和探讨的线索。第三章电解法名词解释超电位：实际开头分解的电压往往要比理论分解电压大一些，两者之差称之为超电压。阳极效应：在某些熔盐点解过程中，端电压急剧上升，电流则猛烈下降，同时，电解质与放电的光圈。电位序：各元素依据它们的标准电极电位数值的大小排列出来的挨次。填空题无机物电解反响可分为电复原和电氧化两大类。依构造与功能的不同，隔离器〔separator〕大致分为隔板、多孔隔离器和隔膜和离子交换膜3种类型。的离子在电场作用下发生迁移，电极上则发生电子传递反响，从而构成电流回路。通常所说的电解液按其组成及构造可分为电解质溶液和熔融电解质两大类剂不同又分为电解质水溶液和非水电解质溶液。电极过程大致可分为以下三类：金属电极过程、气体电极过程和电解氧化复原。电解槽中的离子导体除常见的电解质溶液外，尚有熔盐、固体电解质或超临界流体等。第四章气相沉积法名词解释化学气相沉积:反响器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经化学反响形成固态沉积物的技术。物理气相沉积:以物理机制来进展薄膜沉积而不涉及化学反响的沉积技术态。氧化复原反响沉积:一些元素的氢化物有机烷基化合物常常是气态的或者是易于挥发的液体或固体，便于使用在CVD技术中。假设同时通入氧气，在反响器中发生氧化反响时就沉积出相应于该元素的氧化物薄膜。化学合成反响沉积:由两种或两种以上的反响原料气在沉积反响器中相互作用合成得到所需要的无机薄膜或其它材料形式的方法。填空1.在MOCVD过程中，金属有机源〔MO源〕可以在热解或光解作用下，在较低温度沉积出相应的各种无机材料2．等离子增加反响沉积中，由于等离子体中正离子、电子和中性反响分子相互碰撞，可以大大降消沉积温度，例如硅烷和氨气的反响在通常条件下，约在850℃左右反响并沉积氮化硅，但在等离子体增加反响的条件下，只需在350℃左右就可以生成氮化硅。3.其他各种能源例如利用火焰燃烧法，或热丝法都可以实现增加反响沉积的目的。不过燃烧法主要不是降低温度而是增加反响速率非晶碳和细小石墨颗粒组成。第五章定向凝固技术名词解释梯度，从而使熔体沿着与热流相反的方向凝固，获得具有特定取向柱状晶的技术。凝固界面前沿液相进展加热，从而有效地提高了固液界面前沿的温度梯度。污染定向凝固成形。填空上。定向凝固过程的两个根本环节是加热和冷却。电磁约束成形定向凝固包括无接触电磁约束和软接触电磁约束两种方案。结晶体本身的界面晶体学各向异性的差异程度，打算了初始的晶体学取向。第六章低温固相合成名词解释低温固相反响：反响温度低于100℃的固相化学反响。固配化合物：低热固相配位化学反响中生成的有些协作物只能稳定地存在于固相中，遇物称为固配化合物。填空固相化学反响能否进展，取决于固体反响物的构造和热力学函数。延长固体按连续的化学键作用的空间分布可分为一维、二维和三维固体。固相化学反响依据固相化学反响发生的温度分低热固相反响、中热固相反响和高热固相反响反响。Kaupp等通过原子力显微镜观看有机固相反响，提出了三步反响机理：相重建、相转变、晶体分解或分别。依据参与反响的物种数，可将固相反响体系分为单组分固相反响和多组分固相反响。杂质能影响反响物的缺陷构造，可以转变反响速率。并且有可能与反响物形成固溶体降低起始反响温度，使反响速率加快。固体之间要发生反响必需使分子间有更多的时机发生接触。因此，研磨、高压或超声波等是增加分子接触，利于分子集中的有效手段。目前的六类非线性光学材料，即无机氧化物及含氧酸盐、半导体、有机化合物、有机聚合物、金属有机化合物、配位化合物。第七章热压烧结名词解释1、烧结：随着温度的上升和时间的延长，固体颗粒相互键联，晶粒长大，空隙〔气孔〕和构造的多晶烧结体。2、热压烧结：热压是指在对置于限定外形的石墨模具中的松散粉末或对粉末压坯加热的同时对其施加单轴压力的烧结过程。3、固相烧结：是指松散的粉末或经压制具有确定外形的粉末压坯被置于不超过其熔点的设定温度中在确定的气氛保护下，保温一段时间的操作过程。4、热等静压：是指对装于包套之中的松散粉末加热的同时对其施加各向同性的等静压力的烧结过程。填空烧结可以分不加压烧结和加压烧结。烧结时所设定的温度为烧结温度坯体烧结后在宏观上的变化是：体积收缩，致密度提高，强度增加。烧结程度可以用坯体收缩率、气孔率或体积密度与理论密度之比等来表征。在热力学上，所谓烧结是指系统总能量削减的过程。的晶粒等变化。烧结中期有明显的传质过程。打算烧结致密化速率主要有三个参数：颗粒起始粒径、粘度、外表张力。溶解-沉淀传质过程的推动力是细颗粒间液相对毛细管压力。热等静压的压力传递介质为惰性气体。热压烧结工艺制度有最高烧结温度、保温时间、降温方式、气氛的把握、压力。烧结温度、时间和物料粒度是三个直接影响热压烧结的因素。简述题1、简述影响热压烧结的因素？压增高，集中系数增大，粘度降低，从而促进了蒸发-分散、离子和空位集中以及颗粒重排-沉淀过程的烧结影响尤为明显。集中和外表集中机理影响较小。温度和保温时间的影响(2)压力的影响(3)物料的影响(4)气氛的影响(5)液相的影响(6)添加剂的影响简述集中传质的影响因素？影响集中传质的因素比较多，如材料组成、材料的颗粒度、温度、气氛、显微构造、晶格缺散速率变化而影响烧结速率。第八章自集中合成填空题1、自集中高温合成方法的最早应用是黑色炸药。2、自集中高温合成，或称燃烧合成。4、用自集中高温合成技术可制备很多型材料，如功能倾斜材料、蜂窝状陶瓷材料、单晶体超导材料、各向异性材料、金属间化合物及金属陶瓷等复合材料。5、SHS复合技术系统包括SHS制粉技术、SHS烧结技术、SHS致密化技术、SHS冶金技术、SHS焊接技术和SHS气相传质涂层技术等。6、SHS技术而临的最大问题是合成过程难以把握。7SHSSHS分为自集中和“热爆”两种方式。8SHS过程依据波的特征，又可分为振荡燃烧、螺旋燃烧、外表燃烧和重复燃烧。9SHS合成过程中，实现由反响物构造转化为产物构造的区域是燃烧区。10、SHS合成中的固-固反响，对于指定的材料体系，预加热温度和颗粒大小是影响合成产品的主要因素。11、在SHS合成过程中，假设需要加压，则加压方式有单向加压、等静压、准等静压及动态加载法。12、SHS烧结技术技术适用于制备多孔材料、氮化物材料、耐火材料和建筑材料。13SHS致密化技术有液相致密化技术、SHS粉末烧结致密化技术、SHS结合压力致密化技术。14液压传动的快速加压等。名词解释1、自集中高温合成：是利用反响物之间高的化学反响热的自加热和自传导来合成材料的一机化合物高温材料的一种方法。2、SHS烧结：直接完成所需外形和尺寸的材料或物件的合成与烧结，是将粉末或压坯在真空或确定气氛中直接点燃，不加外载，凭自身反响放热进展烧结和致密化。第九章等离子合成名词解释等离子体：指电离程度较高、电离电荷相反、数量相等的气体。放电等离子体烧结：也称等离子活化烧结。是指利用脉冲电流产生的脉冲能，放电脉冲压力和焦耳热产生的瞬时高温场实现致密化的快速烧结技术。填空等离子体通常是由电子、离子、原子或自由基等粒子组成的集合体。处于等离子体状态的各种物质微粒具有较强的化学活性，在确定的条件下可获得较