材料化学 课件 8 无机非金属材料的制备

高等材料化学第九章：无机非金属材料的制备目录01概述02无机非金属材料粉体的制备方法03无机非金属材料的成型04无机非金属材料的烧结是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、氯酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。无机非金属材料:晶体结构：无自由电子、更强的离子键和混合键化学键：高键能、高键强基本属性：高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性、宽广的导电性、隔热性、透光性和良好的铁电性、铁磁性和压电性主要特点:9.1无机非金属材料概述金刚石钻头压电陶瓷玻璃蓝宝石光纤无机非金属材料分类：通常把它们分为普通的（传统的）和先进的（新型的）无机非金属材料两大类传统无机材料主要是指硅酸盐材料，包括水泥、玻璃、陶瓷以及耐火材料等，与人们的生产、生活息息相关，它们产量大、用途广。新型无机材料按其结构与功能特性可分为结构材料与功能材料，功能材料主要是指具有热敏、光敏以及声敏等特殊功能的材料。主要有先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维等。9.1无机非金属材料概述无机非金属材料分类9.2无机非金属材料粉体的制备方法

9.2.1粉体的定义与分类粉体的定义颗粒是在一特定范围内具有特定形状的几何体。大小一般在毫米到纳米之间。粉体大量颗粒的集合体，即颗粒群，又称粉末。颗粒是粉体的组成单元，是粉体中的个体。颗粒是以粉体这种集合体的形式出现。特性：纯度、粒径和形态，决定材料性能的关键。关系：粉体的分类按分散状态分：原级颗粒（一次颗粒）、聚集体颗粒（二次颗粒）、

凝聚体颗粒（三次颗粒）、絮凝体颗粒9.2无机非金属材料粉体的制备方法按成因分：

天然粉体与人工粉体按颗粒大小（粒径）分：

9.2.1粉体的定义与分类粗碎（<40～50mm)、中碎（<0.5mm）、细碎（<0.06mm）、

超细碎（<0.02mm）、

9.2无机非金属材料粉体的制备方法1.物理法又分为机械（粉碎）法

9.2.2粉体的制备方法借用各种外力，如机械力、化学能、声能、热能等使现有的块状物料粉碎成超细粉体。2.化学法利用化学反应获得粉体的方法。包括沉淀法、溶胶－凝胶法、水热法、冷冻干燥法、喷雾法及气相反应法等，同时可以分为液相法和气相法。9.2.2.1机械粉碎法粉体表面活性增强的机理粉体颗粒在机械力作用下粉碎生成新表面、粒度减小、比表面积增大、粉体表面自由能增大、活性增强；粉体颗粒在机械力作用下，表面层发生晶格畸变,

贮存能量，从而使表面层能量升高，活化能降低,活性增强；粉体颗粒在机械力作用下，通过反复破碎，不断形成新表面,

而表面层离子的极化变形与重排使表面晶格畸变，有序度降低；破碎过程中系统消耗能量的较大部分转化为热能，使粉体颗粒表面温度升高，这也在很大程度上提高了颗粒表面活性。9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法粉碎的方式

a颚式破碎机；

b

圆锥破碎机；

c反击式破碎机；d冲击式破碎机9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法典型的滚筒式球磨机原理：工作时，磨料与试料在研磨罐内高速翻滚产生强大的压力和摩擦力，对物料产生强力冲击、碾压、剪切从而达到粉碎、研磨物料的目的。组成：由给料部、出料部、回转部、传动部等主要部分组成。球磨机及其工作原理示意图9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法典型的滚筒式球磨机

型钢

高铝陶瓷

聚氨酯

尼龙

聚四氟乙烯

氧化铝球

氧化锆球

玛瑙球

金属球内衬材料：研磨球：9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法化学合成法

9.2.2粉体的制备方法:化学合成法1.固相（反应）法优点：粉体颗粒无团聚、填充性好、成本低、产量大、制备工艺简单；缺点：能耗大、效率低、粉体不够细、易混入杂质。固相法通常具有以下特点：1）固相反应一般包括物质在相界面上的反应和物质迁移两个过程；2）一般需要在高温下进行；3）固态物质间的反应活性较低；4）整个固相反应速度由最慢的速度所控制；5）固相反应的反应产物具阶段性：原料→最初产物→中间产物→最终产物。固体间发生化学反应生成新固体产物（粉体）的方法。9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法固相反应的分类反应机理反应物状态扩散控制过程、化学反应速度控制过程、晶核成核速率控制过程和升华控制过程纯固相反应、气固相反应（有气体参与的反应）、液固相反应（有液体参与的反应）及气液固相反应（有气体和液体参与的三相反应）反应性质氧化反应、还原反应、加成反应、置换反应和分解反应等9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法固相反应的原理固相反应的原理为两种或两种以上的物质(质点)通过化学反应生成新的物质。其微观过程应该是：反应物分子或离子接触+反应生成新物质(键的断裂和形成)，如图所示。固相反应是反应物通过颗粒接触面在晶格中扩散进行的，扩散速率通常是固相反应速度和程度的决定因素。9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法

固相反应法—热分解反应法是利用固体原料的热分解生成新的固相颗粒的方法。

A(s)→B(s)+C(g)(1)A(s)→B(s)+C(g)+D(g)(2)A(s)→B(s)+C(s)(3)固体物料的分解的三种情况（s代表固相，g代表气相）：气体的生成和排出，可防止生成物的收缩和聚团9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法常用热分解原料（1）硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐等，热分解反应获得特种陶瓷用氧化物粉体。如硫酸铝铵在空气中进行热分解即可制备出性能良好的氧化铝粉末。

Al2(NH4)2(SO4)4·24H2OAl2(SO4)3·(NH4)2SO4·H2O+23H2O↑

200℃

A12(SO4)3·(NH4)2SO4·H2OAl2(SO4)3+2NH3↑十SO3↑+2H2O

500~600℃

Al2(SO4)3Al2O3+3SO3↑

800~900℃γ-Al2O3α-Al2O3

1300℃9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法常用热分解原料（2）有机酸盐，如草酸盐。优点：有机酸盐易于金属提纯，容易制成含两种以上金属的复合盐，分解温度比较低，产生的气体组成为C、H、O。

MC2O4·nH2OMC2O4

-H2O-CO-CO2

MO-CO-CO2

MCO3MO

9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法

固相反应法—高温固相反应法两种或两咱以上的固体粉末，经混合后在一定的热力学条件和气氛下反应而成为复合粉末，有时也伴随气体逸出。

反应的基本形式为：A(s)+B(s)→C(s)+D(g)高温固相反应分两步进行：将反应物充分均匀混合，再压成坯体，于适当高温下煅烧发生固相反应。（颗粒长大，固体桥联团聚）将合成好的熟料块体用粉磨机械磨至所需粒度。9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法常用的反应物为氧化物、碳酸盐、氢氧化物钛酸钡粉末、尖晶石粉末、莫来石粉末的合成反应如下：常用于制备成分复杂的电子陶瓷原料

固相反应法—高温固相反应法

BaCO3+TiO2

→BaTiO3+CO2Al2O3+MgO→MgAlO43Al2O3+2SiO2

→3Al2O3·2SiO2

9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法

固相反应法—还原反应法是一种制备非氧化物粉体的工艺，其基本原理是用一与氧亲和力更高的还原剂去还原某元素的氧化物，再将其氮化、碳化或硼化等，从而获得该元素相应的非氧化粉末，最常用的还原剂是碳。

实例

SiC粉末的制备将SiO2与碳粉混合，在1460~1600℃的加热条件下，逐步还原碳化。9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法

（2）液相法液相法是选择一种或多种合适的可溶性金属盐类，按所制备的材料组成计量配制成溶液，使各元素呈离子或分子态，再选择一种合适的沉淀剂或用蒸发、升华、水解等操作，使金属离子均匀沉淀或结晶出来，最后将沉淀或结晶的脱水或者加热分解而得到所需材料粉体。液相法又可分成以下几种方法：沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法、水解法、电解法、氧化法、还原法、喷雾法、冻结干燥法等。9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法

一、沉淀法1.基本原理

把沉淀剂加入到金属盐溶液中进行沉淀，再将沉淀物过滤，加热分解即得所需粉料。

当溶液中A+、B-离子的离子浓度积[A+]、[B-]超过其溶度积时，A+与B-便开始结合，进而形成晶核，生长成晶粒，在重力作用下沉降形成沉淀物。粒径大小取决于形核速度与晶粒生长速度。沉淀法分为：直接共沉淀法、均匀沉淀法、共沉淀。9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法

一、沉淀法2.直接沉淀法常用：铵盐法（氨水、碳酸氢铵、碳酸铵等）或草酸盐法（H2C2O4）

例：

AlCl3+3NH4OH→Al(OH)3+3NH4Cl2Al(OH)3→Al2O3+3H2O使溶液中的某一种金属阳离子发生化学反应而形成沉淀物。9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法

一、沉淀法3.均匀沉淀法

是利用某一化学反应，使溶液中的构晶离子（构晶负离子或构晶正离子）由溶液中缓慢、均匀地产生出来的方法。方法1：溶液中的沉淀剂发生缓慢的化学反应，导致氢离子浓度变化和溶液PH值的升高，使产物溶解度逐渐下降而析出沉淀。方法2：沉淀剂在溶液中反应释放沉淀离子，使沉淀离子的浓度升高而析出沉淀。

实例尿素水溶液的温度升高至70℃附近，尿素会发生分解

(NH2)2CO十3H2O→2NH4OH十CO2↑9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法

一、沉淀法4.共沉淀法

是在混合的金属盐溶液(含有两种或两种以上的金属离子)中加入合适的沉淀剂，反应生成组成均匀的沉淀，沉淀热分解得到高纯超微粉体材料。关键在于保证沉淀物在原子或分子尺度上均匀混合。过程控制：避免发生分步沉淀例：ZrO2-Ce2O3粉体的制备9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法

一、沉淀法5.影响沉淀反应的因素浓度对晶核形成和生长速率的影响。温度对溶液过饱和度、溶液粘度、分子运动动能、晶核形成和生长速率的影响。pH值溶液pH值的大小与均匀性对沉淀过程的影响。沉淀剂加入方式正滴与反滴的影响。反应时间时间的长短对粉体粒度及粒度分布的影响。9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法

二、水（溶剂）热合成1.水热合成的原理一般以金属盐、氧化物或氢氧化物作为前驱物，它们在加热过程中溶解度随温度的升高而增加，最终导致溶液过饱和并逐步形成更稳定的新相。反应过程的驱动力是前驱物与新相之间的溶解度差。根据水热过程中化学反应类型的不同，可将水热法分为：

水热沉淀、水热结晶、水热合成、水热分解等。溶剂热合成法的原理与工艺和水热合成法基本相同，但反应介质不是水而是有机溶剂（如四氯化碳、醇、苯等）分类溶剂热9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法

二、水热与溶剂热合成2.水热与溶剂热合成的生产设备高压釜水热与溶剂热合成的基本设备。高压容器一般用特种不锈钢制成，釜内衬有化学惰性材料，如Pt、Au等贵金属和聚四氟乙烯等耐酸碱材料。带搅拌高压反应釜装置图9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法

二、水热与溶剂热合成3.水热与溶剂热合成的生产工艺9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法

三、溶胶—凝胶法溶胶（Sol）具有液体特征的胶体体系，分散的粒子是固体或者大分子，分散的粒子大小在1～100nm之间。凝胶（Gel）具有固体特征的胶体体系，被分散的物质形成连续的网状骨架，骨架空隙中充有液体或气体，凝胶中分散相的含量很低，一般在1％～3％之间。典型的溶胶-凝胶9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法

用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维网络结构的凝胶，凝胶网络间充满失去流动性的溶剂形成凝胶。凝胶经干燥、烧结可以制备纳米材料。无机盐的水解-缩聚反应：Mn+

＋nH2O→M(OH)n＋nH+M(OH)n＋M(OH)n

→

(HO)

n-1M-O-M(OH)n-1＋H2O

三、溶胶—凝胶法溶胶-凝胶示意图控制溶胶凝胶化的参数：溶液的pH值、溶液的离子或分子浓度、反应温度和时间。9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法1.醇盐的合成

四、醇盐水解法(1)金属与醇直接反应或催化下的直接反应M+nROH→M(OR)n+n/2H2(2)金属卤化物与醇或碱金属醇盐反应

MCln+nROH→M(OR)n+nHCI(3)金属氢氧化物或氧化物与醇作用M(OH)n+nROH＝M(OR)n+nH2O

MOn+2nROH＝M(OR)2n+nH2O

利用金属有机醇盐能溶于有机溶剂并发生水解反应，生成氢氧化物或氧化物沉淀来制备超细粉末。金属醇盐被广泛用于制备超微粉末、定向聚合催化剂和多孔纳米氧化物等。异丙醇铝9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法2.醇盐的水解与缩聚

四、醇盐水解法水解通式M(OR)n+xH2O→M(OH)x(OR)n-x+xR-OH—M—OH+HO—M—=

—M—O—M—+H2O

失水缩聚—M—OR+HO—M—

=

—M—O—M—+ROH

失醇缩聚水解与缩聚几乎同时进行，缩聚分为：影响因素：水/醇盐比，溶剂的种类与加入量，水解温度，pH值。9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法

（2）气相法是直接利用气体或通过各类手段将物质变成气体，使之在气体状态下发生、物理转变或化学反映，最后在冷却进程中凝聚长大形成粉体的方式。

气相法一种是系统中不发生化学反应的蒸发-凝聚法（物理气相沉积法，PVD）；另一种是化学气相反应法(CVD)。

气相法分类9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法1.物理气相沉积法PVD法原理图PVD法是将原料加热至高温（用电弧或等离子流等加热），使之气化，接着在电弧焰和等离子焰与冷却环境造成的较大温度梯度条件下急冷，凝聚成微粒状物料的方式。微粉颗粒直径较小，其纯度、粒度、晶形都较好，成核均匀，粒径散布窄，颗粒尺寸能够取得有效操纵。适用于制备单一氧化物、复合氧化物、碳化物或金属的微粉。9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法2.化学气相沉积法CVD法是将挥发性金属化合物的蒸气通过化学反应合成所需物质的方法。多数采纳高挥发性金属卤化物、羰基化合物、烃化物、有机金属化合物、氧氯化合物和金属醇盐原料。设备简单，反映条件易操纵，产物纯度高，粒径散布窄，专门适于规模生产。CVD法原理图谢谢观看THANKYOU9.2.2无机非金属材料粉体的制备方法高等材料化学第九章：无机非金属材料的制备目录01可塑成型02注浆成型03胶态成型04玻璃的熔制与成型9.3无机非金属材料的成型9.3无机非金属材料的成型

一、可塑成型法

可塑成型法：用各种不同的外力对具有可塑性的坯料进行加工，迫使坯料在外力的作用下发生可塑变形而制成生坯的成型方法。

成型方法有滚压、塑压、旋压、注射、挤制、轧膜等操作。9.3无机非金属材料的成型用于可塑成型法的泥料应含相当数量的软质粘土（一般为40%以上）和一定

的水分（一般为16%以上）。坯料的含水量与原料性质、制品要求有关。水分可按坯料中软质粘土的多少及其可塑性强弱进行调整。可塑成型法所用设备多为挤泥机和再压设备。可塑成型法将制备好的泥料放入挤泥机中，挤成泥条，然后切割，按所需尺寸制成毛坯，再将毛坯用压砖机压制，使坯体具有规定的尺寸和形状。挤泥机生产过程挤泥机的临界压力与坯料的含水量有关，水分越大，挤泥机的临界压力便越低。9.3无机非金属材料的成型1.滚压成型①成型过程圆柱形滚压头与模型分别绕自己的轴线以一定的速度同方向旋转，滚压头逐渐靠近泥料，对泥料进行滚压成型。②成型方法阳模滚压与阴模滚压。阳模滚压（外滚压）：滚压头决定坯体形状和大小，模型决定内表面的花纹。（图a）阴模滚压（内滚压）：滚压头形成坯体的内表面。（图b）

滚压成型示意图，a阳模滚压，b阴模滚压9.3无机非金属材料的成型③泥料的性能要求可塑性好、屈服值高些。延伸变形量大些、含水量小些。

滚压成型的主要控制因素1）泥料的要求：水分低、可塑性好；2）滚压过程控制：分压下（轻）、压延（稳）、抬起（慢）阶段；3）主轴转速和滚头转速：控制生产效率。1.滚压成型滚压成型示意图，a阳模，b阴模9.3无机非金属材料的成型2.塑压成型塑压成型是将可塑性坯料放在模型中常温下压制成型。成型压力与坯泥的含水量有关。坯体的致密度较旋坯法、滚压法都高。①塑压模型材料：石膏模，多孔性树脂模、多孔金属模；塑压模由上模、下模组成；上下模间形成一个空腔，为所要求成型制品塑压模型的形状9.3无机非金属材料的成型3.旋压成型施压成形也称刀压成型。这是利用型刀和石膏模型进行成型的一种方法。成型时，取定量的可塑泥料，投入旋转的石膏模中，然后将型刀慢慢压入泥料。型刀以压挤和刮削的作用机理，随着模型的旋转而把坯泥沿着石膏模型的作用面上展开形成坯体。多余的泥料则贴附于型刀排泥板上。刀压成型示意图，a阴模，b阳模9.3无机非金属材料的成型注浆成型

二、注浆成型指选择适当的解胶剂（反絮凝剂）使粉状原料均匀地悬浮在溶液中，调成泥浆，然后浇注到有吸水性的模型（一般为石膏模）中吸去水分，按模型成型成坯体的方法。这种方法常用于制造形状复杂，精度要求不高的日用陶瓷和建筑陶瓷。

注浆成型制备工艺制品9.3无机非金属材料的成型注浆机理（过程）：注浆成型基于石膏模吸收水分的特性，即借助石膏模的毛细管力从泥浆中吸取水分，在该过程中，于模具内面形成部分脱水的致密硬质塑性沉淀物层。该层的形成过程称为坯料吸浆。注浆成型过程可分为吸浆，成坯和收缩脱模三个阶段。第一阶段：从泥浆注入石膏模后模壁吸水开始到形成薄泥层，为此阶段的成型力为石膏模的毛细管力。第二阶段：薄壁层形成后，泥层逐渐增厚直到形成注件，其扩散动力为水分的浓度差和压力差；第三阶段：当泥层增厚到所要求的注件厚度时，将余浆倒出，形成了雏坯。从雏坯形成到脱模为收缩脱模9.3无机非金属材料的成型优点：坯胎造型比较规整，同时能保持陶瓷雕塑造型的原样；雕塑胎壁轻薄而均匀，持拿移动轻便省力；成型操作技术较易掌握，有利于批量复制；成形周期较短，原材料消耗较少，成本较低。缺点：如坯胎壁质松易碎，不易成型较大和造型变化过于复杂的雕塑整体造型；模具要求精度较高、翻制较繁等。优缺点：9.3无机非金属材料的成型基本注浆方法空心注浆（单面注浆）：空心注浆是将泥浆注入模型，当注件达到要求的厚度时，排除多余的泥浆而形成空心注件的注浆方法。用于成型壁厚相同的薄胎制品

实心注浆（双面注浆）：实心注浆是泥浆中的水分被模型吸收，注件在两模之间形成，没有多余泥浆排出的注浆方法。用于成型壁厚不同的厚胎及实心制品

9.3无机非金属材料的成型注浆成型指标空心注浆实心注浆泥浆含水量（%）31~3430~32相对密度1.55~1.71.8~1.95颗粒细度（万孔筛余量%）0.5~1.51~2流动性（S）（孔径7mm的恩氏粘度计）10~1510~20触变性（静置30min）1.1~1.41.5~2.2泥浆性能参考指标9.3无机非金属材料的成型

三、胶态成型胶态成型胶态成型是采用物理、化学或物理化学方法使具有一定流动性的悬浮体料浆固化为结构均匀坯体的方法。胶态成型的陶瓷料是由陶瓷原料粉未和水、有机介质等组成的胶态体系，因此称作胶态成型。注模时为具有一定流动性的液态浆料，可更好的填充模具，从而制备出大尺寸、形状复杂的部件。体系中的各个组分分散的更为均匀，得到的显微组织结构也更为均匀。与干法成型相比9.3无机非金属材料的成型

三、胶态成型主要有注浆成型、电泳浇注成型、流延成犁、挤压成型、注射成型、直接凝固成型、快速凝固成型、凝胶注模成型、胶态振动注模、温度诱导絮凝成型、水解辅助固化成型、溶胶凝胶法成型等。胶态成型方法胶态工艺生产流程图不同的胶态成型所用的介质、有机分散体系、成型工艺、成型原理差别很大。主要的生产工艺过程如下。9.3无机非金属材料的成型1.流延成型流延成型：将粉料与塑化剂混合得到可流动的粘稠浆料，然后浆料均匀地流到或涂到转动着的基带上，形成浆膜，干燥后得到一层薄膜，膜带厚度一般为0.01-1.0mm。流延法用于铁电材料、多层陶瓷、电子陶瓷基板、压电陶瓷等器件的生产中9.3无机非金属材料的成型制备工艺流程溶剂粉料分散剂球磨混合粘结剂增塑剂二次球磨混合功能性添加剂过筛、除泡流延干燥脱脂烧结流延法制备陶瓷薄片的工艺流程图浆料制备9.3无机非金属材料的成型流延浆料的组成体系非水基流延：为了使陶瓷粉体形成具有良好流动性能的浆料，需要在浆料中添加分散剂、粘结剂、增塑剂及消泡剂等有机物，才能使浆料干燥后形成具有良好柔韧性和强度的生坯水基流延浆料：有机物的种类选择应与水分子互溶或在水中可以形成乳浊液的有机物，才能形成稳定分散的陶瓷浆料。尽量使有机添加剂的含量降到最小。水基流延的不足：水对陶瓷的润湿性不好，浆料易产生气泡，溶剂挥发较慢，干燥时间长，流延膜易产生密度梯度，干燥后易卷曲开裂，柔韧性差等。9.3无机非金属材料的成型2.凝胶注膜成型（或注凝成型）①基本原理

在低粘度高固相含量的浆料中加入有机单体和交联剂，在催化剂和引发剂的作用下，并在一定的温度下，使浆料中的有机单体交联聚合成三维网状结构，从而使浆料原位固化成型。然后再进行脱模、干燥、排胶、烧结，即可得到所需要的陶瓷。②工艺流程图9.3无机非金属材料的成型3.注射成型方法注射成型方法是粉末冶金技术同塑料注射成型技术相结合的一项新工艺。它是将粉末与成形剂均匀混合使之在一定温度下具有良好的可塑性，然后将这种可塑性粉末注射模具中，冷却后可得到所需的零件生坯。9.3无机非金属材料的成型注射成型的特点适于瘠性料的成型。成型复杂形状的，尺寸公差小的制品。产量大，可连续化生产。有机物使用多，脱脂时间长。金属模具易磨损，造价高。9.3无机非金属材料的成型4.挤压成型挤压成型：将粉料、粘接剂、润滑剂等与水均匀混合充分混练，然后将塑性物料挤压出刚性模具即可得到管状、柱状、板状及多孔柱状成型体。按照挤压条件的不同可分为冷挤和热挤。①挤压成型的特点中空的管件，及复杂形状的试件纵向成型体和横向密度均匀工艺连续性强9.3无机非金属材料的成型4.挤压成型②挤压成型的缺点

物料强度低容易变形，并可能产生表面凹坑和起泡、开裂及内部裂纹等缺陷。③挤压成型的设备采用真空练泥机、螺旋或活塞式挤坯机。9.3无机非金属材料的成型

四、玻璃的熔制与成型玻璃的熔制按照料方混合好的配合料，经过高温加热形成均匀的、纯净的、透明的、无气泡的；并符合成型要求的玻璃液的过程，称为玻璃的熔制。玻璃的熔制是一个非常复杂的过程，它包括一系列物理的、化学的、物理化学的现象和反应。9.3无机非金属材料的成型玻璃的熔制过程物理过程：包括配合料的加热，吸附水分的蒸发、排除，某些单独组份的熔融，某些组份的多晶转变，个别组份的挥发等；化学过程：包括固相反应，各种盐类的分解，水化物的分解、化学结合水的排除，组份间的相互反应及硅酸盐的生成；物理化学过程：包括低共熔物的生成，组份或生成物间的相互溶解，玻璃和炉气介质之间的相互作用，玻璃液和耐火材料的相互作用及玻璃液和其中夹杂气体的相互作用等9.3无机非金属材料的成型硅酸盐形成阶段、玻璃液形成阶段、玻璃液澄清阶段、玻璃液均化阶段、玻璃液冷却阶段。玻璃熔制过程的五个阶段，在实际生产中，是难以完全分开的，有时甚至是同步发生。玻璃的熔制过程五个阶段玻璃熔制过程9.3无机非金属材料的成型玻璃的熔制过程五个阶段①硅酸盐形成阶段：配合料入窑后，在高温环境下发生硅酸盐生成反应，该反应很大程度上在固体状态下进行。配合料各组份在加热过程中经过一系列的物理变化和化学变化，主要的固相反应结束，大部分气态产物从配合料中逸出。在这一阶段结束时，配合料变成由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物。制造普通钠钙硅酸盐玻璃时，硅酸盐形成阶段在800~900℃基本完成。9.3无机非金属材料的成型②玻璃液形成阶段：硅酸盐形成阶段生成的硅酸钠、硅酸钙、硅酸铝等烧结物及反应剩余的大量SiO2，在温度继续升高时开始熔融，易熔的低共熔混合物首先开始融化；同时，硅酸盐烧结物和剩余的SiO2，互相溶解和扩散，由不透明的半熔融烧结物转变为透明的玻璃液，不再含有未反应的配合料颗粒。但玻璃液中存在大量的气泡，化学组成和性质也不均匀，有许多条纹。平板玻璃形成大约在1200~1400℃完成。玻璃的熔制过程五个阶段9.3无机非金属材料的成型③玻璃液澄清阶段：玻璃液继续加热，其粘度降低，并从中放出气态混杂物，即进行去除可见气泡的过程。熔制平板玻璃时澄清过程在1400~1500℃结束，这时玻璃液粘度n=10Pa：s。玻璃的熔制过程五个阶段9.3无机非金属材料的成型④玻璃液均化阶段：玻璃液的均化过程在玻璃形成时即已开始，在澄清过程后期，与澄清一起进行和完成。均化作用就是在玻璃液中消除条纹和其他不均体，是玻璃液各部分在化学组成上达到预期的均匀一致。玻璃液是否均一，可由测定不同部位玻璃的折射率和密度的一致程度来鉴定。溶制普通玻璃时，均化可在低于澄清温度下完成。玻璃的熔制过程五个阶段9.3无机非金属材料的成型⑤玻璃液冷却阶段：为了使玻璃液的粘度增高到成形制度所需的范围，需进行玻璃液的冷却。冷却过程中玻璃液温度通常降低200~300℃，冷却的玻璃液温度要求均匀一致，以有利于成型。玻璃的熔制过程五个阶段玻璃的熔制因素影响和缺陷玻璃组成、玻璃液的黏度、表面张力的影响、原料、配合料的质量、熔化作业制度、加速玻璃熔化的辅助手段等。玻璃熔体的质量缺陷主要是指气泡、条纹和结石三大缺陷，他们分别是均匀玻璃中的气态、玻璃态和固态夹杂物。气泡9.3无机非金属材料的成型玻璃的成型分类通常是指由熔化的质量符合要求的玻璃液来制成具有一定形状与尺寸的玻璃制品的过程。分为平板玻璃的成型和日用玻璃的成型。平板玻璃的现存的成型方法有：浮法、垂直引上法、平拉法、压延法。浮法具有优质高产、易操作和易实现自动化等优点。玻璃的成型定义浮法流水线9.3无机非金属材料的成型1.垂直引上法72

垂直引上法是引上机从玻璃液面垂直向上拉引玻璃带的方法。分为有槽、无槽和对辊三种方法。水平拉引法是将玻璃带由液面向上引拉700mm左右高后，绕经转向辊再沿水平方向拉引。可以生产特薄或特厚玻璃，对玻璃的组成和温度波动十分敏感。2.水平拉引法9.3无机非金属材料的成型3.压延法水平连续压延法是利用一对水冷金属压延辊轮将玻璃液压延成玻璃带因为压延的过程是在玻璃的塑性状态下进行的，所以会在玻璃表面留下辊痕。利用这一点，可用此法生产压花玻璃、夹丝玻璃。9.3无机非金属材料的成型4.浮法在熔融的金属表面形成玻璃的方法，是现代最先进的平板玻璃生产方法。它具有产量高、质量好、规模大，板宽、板厚可调范围较大等优点。该法是由英国Pilkington公司1959年研究成功。浮法玻璃的制造过程示意图9.3无机非金属材料的成型浮法生产的成型过程是在通入保护气体（N2及H2）的锡槽中完成的。在平板玻璃浮法生产过程中，配合料经熔化、澄清、均化，冷却成为1100～1500

℃左右的玻璃液，连续流入并漂浮在相对密度大的锡液表面上，在重力和表面张力的作用下，玻璃液在锡液面上铺开、摊平、形成上下表面平整、硬化、冷却（600℃左右）后被引上过渡辊台。辊台的辊子转动，把玻璃带拉出锡槽进入退火窑，经退火、切裁，就得到平板玻璃产品。浮法生产的成型过程9.3无机非金属材料的成型中国第一条浮法玻璃生产线1971年9月23日，中国第一条浮法玻璃生产线在洛阳玻璃厂（简称“洛玻”）建成投产，填补了中国科学技术和工业生产上的一项空白，在我国平板玻璃发展史上写下了光辉的一页。谢谢观看THANKYOU9.3无机非金属材料的成型高等材料化学第九章：无机非金属材料的制备9.4无机非金属材料的烧结目录01烧结的定义02烧结的原理03烧结的分类9.4无机非金属材料的烧结烧结宏观定义：在高温下（不高于熔点），陶瓷生坯固体颗粒的相互键联，晶粒长大，空隙(气孔)和晶界渐趋减少，通过物质的传递，其总体积收缩，密度增加，最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体，这种现象称为烧结。烧结微观定义：固态中分子（或原子）间存在互相吸引，通过加热使质点获得足够的能量进行迁移，使粉末体产生颗粒黏结，产生强度并导致致密化和再结晶的过程称为烧结。

一、烧结的定义铁粉烧结的SEM照片a)烧结前b)烧结后

9.4无机非金属材料的烧结烧结得到的块体材料是一种多晶材料，其显微结构由晶体、玻璃体和气孔组成。烧结直接影响显微结构中晶粒尺寸的分布、气孔大小形状和分布及晶界的体积分数等。烧结的目把粉状材料转变为块体材料，并赋予材料特有的性能。

复杂的动力学过程烧结过程涉及扩散，相变、固相反应等动力学过程

烧结质量评价通常用坯体收缩率、强度、密度、气孔率等物理指标来衡量（陶瓷）烧结质量的好坏。烧结过程示意图9.4无机非金属材料的烧结

二、烧结的原理烧结的驱动力系统的表面能降低

粉体的表面能约为数百上千J/mol，与化学反应(每摩尔几万至几十万焦)前后能量的变化相比是很小的，烧结不能自发进行，必须加高温，才能促使粉体转变为烧结体。烧结的难易程度的判断愈小愈易烧结，反之难烧结。例：Al2O3:两者差别较大，易烧结；共价化合物如Si3N4、SiC、AlN难烧结。9.4无机非金属材料的烧结

二、烧结的原理烧结的推动力与颗粒细度的关系：颗粒堆积后，有很多细小气孔弯曲表面由于表面张力而产生压力差，结论：粉料愈细，由曲率而引起的烧结推动力愈大!!9.4无机非金属材料的烧结问题：颗粒间是怎样键合的？物质是经由什么途径传递的？

二、烧结的原理颗粒的粘附作用粘附是固体表面的普遍性质，它起因于固体表面力。当两个表面靠近到表面力场作用范围时，即发生键合而粘附。粘附力的大小直接取决于物质的表面能和接触面积，故粉状物料间的粘附作用特别显著。粘附作用是烧结初始阶段,导致粉体颗粒间产生键合、靠拢和重排，并开始形成接触区的一个原因。被水膜包裹的两固体球的粘附9.4无机非金属材料的烧结

二、烧结的原理物质的传递在烧结过程中物质传递的途径是多样的，相应的机理也各不相同。它们都是以表面张力下降作为推动力的。1.流动传质

在表面张力的作用下，通过变形、流动引起的物质迁移。有粘性流动（主要发生在液相烧结）和塑性流动（常出现在压力烧结中）。粘性流动示意图塑性流动示意图9.4无机非金属材料的烧结1.流动传质晶体中空位迁移与外力作用的关系晶体中总是有缺陷，存在一定数目的平衡空位浓度。存在着某种外力场，如表面张力作用时，则质点(或空位)就会优先沿此表面张力作用的方向移动，并呈现相应的定向物质流，其迁移量是与表面张力大小成比例的，并服从如下粘性流动的关系。9.4无机非金属材料的烧结2.扩散传质原因：空位浓度差ΔC，颈部大于体内质点（或空位）借助于浓度梯度的推动而实现物质的迁移传递（如右图）。分为体积扩散、界面扩散和表面扩散。特点：空位从颈部表面不断向颗粒其它部分扩散，质点则向颈部逆向扩散。工艺控制：温度（扩散系数）；粒度扩散传质9.4无机非金属材料的烧结3.气相传质（蒸发-冷凝）颗粒表面各处的曲率不同，相应的蒸气压不同。质点易从高能阶的凸处(如表面)蒸发，凹处(如颈部)凝结。原因：压力差ΔP开尔文公式：特点：凸面蒸发－凹面凝聚；发生在蒸气压大的物质的烧结初期。工艺控制：温度（蒸气压）；粒度

P=2

/rr凸r凹

P凸＞0，

P凹

＜0

P凸＞

P凹9.4无机非金属材料的烧结4.溶解-沉淀条件：有液相参与，若液相能润湿和溶解固相，由于小颗粒的表面能较大，其溶解度也就比大颗粒的大。其间存在类似于下列关系：式中

C、C0—小颗粒与大颗粒的溶解度；r—小颗粒半径；γSL—固液相界面张力。原因：液相颗粒的毛细管压力工艺控制：粒度；温度；粘度；液相数量9.4无机非金属材料的烧结烧结的机理是复杂和多样的，但都是以表面张力为动力的。对于不同物料和烧结条件，往往是某-种或几种机理起主导作用。由上式可知：小晶粒优先溶解，通过液相扩散，在大晶粒或凸面沉积；传质同时又是晶粒生长过程。这就使粒界不断推移，大小颗粒间空隙逐渐被填充，从而导致烧结和致密化。不同烧结机理的传质途径9.4无机非金属材料的烧结

三、烧结的分类不加压烧结和加压烧结。不加压烧结分为固相烧结和液相烧结，加压烧结分为热压、热锻和热等静压。烧结分类1.固相烧结指松散的粉末或经压制具有一定形状的粉末压坯，被置于不超过其熔点的设定温度中，在一定的气氛保护下，保温一段时间的操作过程。所设定的温度称为烧结温度，所用的气氛称为烧结气氛，所用的保温时间称为烧结时间。气压烧结炉9.4无机非金属材料的烧结固相烧结分类按其组元多少可分为单元系固相烧结和多元系固相烧结两类。单元系烧结是指单一成分的粉末或者单一成分粉末压坯的烧结。如：纯金属、固定成分的化合物或均匀固溶体的松装粉末或压坯。单元系的烧结性能主要由密度、强度、延性和导电性来衡量。1.材料的性质（表面能、扩散系数、黏性系数、临界剪切应力、蒸气压和蒸发速率），影响到烧结驱动力和烧结颈的长大速度。2.粉末性质包括粉末颗粒大小、表面活性、晶格活性和外来物质。影响性能因素：9.4无机非金属材料的烧结单元系固相烧结3个阶段（1）低温阶段T烧=0.25T熔，主要发生金属的回复、吸附气体和水分的挥发、压坯内成形剂的分解和排除。此阶段内烧结体密度基本保持不变。（2）中温阶段T烧=（0.4~0.55）T熔，开始发生再结晶、粉末颗粒表面氧化物被完全还原，颗粒接触界面形成烧结颈，烧结体强度明显提高，而密度增加较慢。（3）高温阶段T烧=（0.5~0.85）T熔，这是单元系固相烧结的主要阶段。扩散和流动充分进行并接近完成，烧结体内的大量闭孔逐渐缩小，孔隙数量减少，烧结体密度明显增加。保温一定时间后，所有性能均达到稳定不变。单元系固相烧结过程9.4无机非金属材料的烧结烧结温度一般是指高温烧结阶段的温度，其具体温度的确定要根据烧结零件的熔点高低、密度和孔隙度的要求以及力学性能和物理性能的要求。烧结温度越高，原子的扩散速度越大；结果对烧结颈的长大、烧结体的收缩、孔隙的球化越有利；烧结零件的性能也越高。烧结温度9.4无机非金属材料的烧结多元系固相烧结指两种组元以上的粉末体系在其中低熔组元的熔点以下温度进行的粉末烧结。其烧结行为主要由混合粉末中含量较多的粉末所决定。除发生同组元之间的烧结外，还发生异组元之间的互溶或化学反应。烧结体因组元体系不同有的发生收缩，有的出现膨胀。在决定烧结体性能方面，多元系固相烧结时的粉末均匀化比烧结体的致密化更为重要。9.4无机非金属材料的烧结2.液相烧结液相烧结指至少具有两种组分的粉末或压坯在形成一种液相的状态下烧结过程。广泛用来制造各种烧结合金零件、电接触材料、硬质合金和金属陶瓷等；物质液相迁移比固相扩散要快得多，烧结体的致密化速度和最终密度均大大提高。液相烧结分为两类：一类是在整个烧结过程中都有液相存在；另一类是在烧结后期液相消失。液相烧结过程：预备烧结阶段、收缩阶段、液相烧结、冷却阶段。9.4无机非金属材料的烧结影响液相烧结因素：（1）液相与固相颗粒表面的润湿性，通常润湿角小于90度，最好是接近于零度。提高液相对固相润湿性可很好的提高液相烧结效果。（2）固相在液相中有一定的溶解度，而液相在固相中的溶解度很小，或者不溶解。（3）液相数量有限。一般以在冷却时能填满固相颗粒间的间隙为限。一般以20%~50%(体积分数)为宜。9.4无机非金属材料的烧结致密化过程3个阶段（1）液相生成和颗粒重排。此阶段，烧结体密度增加迅速。（2）固相溶解和析出。

固相颗粒外形逐渐趋于球形或其他规则形状，小颗粒逐渐缩小或消失，大颗粒长大，颗粒更加靠拢。致密化速度显著减慢。（3）固相骨架形成。经过上述两阶段后，固相颗粒相互靠拢，颗粒间彼此粘结形成骨架，剩余的液相充填于骨架的间隙。此时以固相烧结为主，致密化速度显著减慢，烧结体密度基本不变。根据液相烧结原理，粉末的致密化是通过高熔点颗粒在液相低熔点成分周围的排列实现的。谢谢观看THANKYOU9.4无机非金属材料的烧结石英玻璃无机非金属材料制备工艺第一章：石英玻璃概述1.1石英玻璃的定义与历史石英玻璃是由二氧化硅（SiO2）单一组分构成的特种工业技术玻璃

石英玻璃起源于国外，至今已有一百八十多年的历史，1839年法国人首先用氢氧燃烧火焰熔化石英矿石制造石英制品，1902年英国人用石墨棒通电获得高温制造石英制品，但直到二十世纪50年代，随着半导体技术和石英电光源产品（石英管为其泡壳材料）的发展，石英玻璃材料及制品行业才迅速发展起来SiOOOO1.2国内发展历史

1955年编制12年科学技术发展远景规划，57项重点科研任务。其中，第26项“试制新型硅酸盐制品”和第40项“建立半导体技术”两项任务书中，列入了石英玻璃的研制内容国家建筑材料综合研究所最终于1957年成功研制出我国第一块不透明石英玻璃，从此开启了中国石英玻璃专业的大门。同年8月，项目组又试制出我国第一支不透明石英玻璃管105优良热学性能膨胀系数：5×10-7/℃耐高温：1100℃抗热冲击：1000℃→20℃不炸裂石英玻璃“玻璃王”紫外到近红外(180~3500nm)优良光谱透过性能高纯度可达99.9999%耐辐照性能优异耐宇宙射线(>10年)化学稳定性好耐水、盐溶液和大部分酸机械强度高莫氏硬度：6.5密度：2.2g/cm3抗压强度：1150MPa

1.3石英玻璃的优越性能

石英玻璃电阻率Ω•cm温度品种20℃100℃400℃600℃800℃1000℃1200℃透明1018101610108×1076.3×1061061.3×105不透明3.2×10153.2×10142×1092×1076.3×1056.3×104104

介电常数

0~106

Hz3×1010Hz透明3.703.81不透明3.503.62电光源天文望远镜化工精密光学光通信半导体整流罩石用英纤维

1.4石英玻璃的应用直拉单晶硅电弧石英坩埚石英复投器多晶硅铸锭石英陶瓷方坩埚隔热石英板硅片切割、清洗石英舟石英花篮石英清洗槽石英炉芯管、石英法兰、石英钟罩硅片氧化扩散石英舟石英支架石英环、石英腔硅片刻蚀石英舟石英方缸光刻光掩模基板石英镜头高温区低温区常温区石英辅助材料硅片制程制程工艺装备用配件1.5石英玻璃在半导体行业应用1、线宽越小、石英纯度越高2、线宽越小、石英缺陷控制越严工艺分类主原料加热源特

性工艺种类气相沉积（CVD）含硅化合物气相合成高纯<1ppm、羟基1000ppm化学合成法间接法合成含硅化合物气相合成间接法经济、超纯<0.1ppm、羟基<1ppm等离子气相沉积(PCVD)SiCl4电熔气相合成超纯<1ppm、羟基<5ppm气炼熔制水晶气熔融经济、纯度居中、羟基物理熔制法电阻炉熔融法水晶电熔融羟基20ppm、缺陷多等离子熔制水晶电熔融纯度10-30ppm、羟基20ppm电弧离心法水晶、硅石电熔融高纯、低羟基电/气

连熔法水晶水晶、硅石气连熔电连熔廉价、低羟基、缺陷多1.7石英玻璃材料制备工艺与特性第二章：光学石英玻璃及制备光学石英玻璃：分为透射和反射用光学石英玻璃透射用光学石英玻璃：光谱特性（吸收系数）、气泡等缺陷、双折射、条纹及颗粒结构、荧光性能、光学均匀性。反射用光学石英玻璃：气泡等缺陷、双折射、热膨胀系数第二章

光学石英玻璃2.1光学石英玻璃概述2.2石英玻璃光谱特性波数（×1000cm-1）透过率（%）波长（μm）0.20.25

0.30.35

0.40.50.6

0.81.21.5

22.5

3第二章

光学石英玻璃第二章

光学石英玻璃物镜系统照明系统光学石英玻璃在DUV光刻技术中的应用要求：零缺陷、纯度：10ppb、光学均匀性：0.5ppm2.2光学石英玻璃应用反射光学石英玻璃的应用硅晶圆光掩模基板反射镜光掩模基板极紫外光

阿斯麦EUVL光刻机EUV光刻全反射式光学系统原理图低膨胀石英玻璃在EUV光刻技术中的应用要求：零缺陷、热膨胀系数：50±10ppb/℃石英玻璃[SiO4]构型单一组份玻璃，简单而复杂（一代工艺，一代装备，一代产品）完整网络：高纯、零缺陷完美性能：掺杂——均匀加入微量离子，改变性能SiOOOO石英玻璃立体网状构型2.3光学石英玻璃发展方向OR+4OOO掺杂石英玻璃第二章

光学石英玻璃2.4石英玻璃热力学特性石英玻璃的粘度-温度曲线项目传统玻璃工艺石英玻璃可行性缺陷鼓泡澄清粘度大不适合成分不均匀配合料均匀混合单一组分搅拌粘度大、温度高热应力退火退火结构不均（条纹）粉碎重熔不能（1）软化温度温度高（2）高温粘度大第二章

光学石英玻璃真空电阻炉工艺：天然水晶在真空、惰性气氛或H2气氛的石墨坩埚中，电阻加热法熔制（JGS3）2.5光学石英玻璃制备工艺（I类）第二章

光学石英玻璃工艺特点：

石墨污染、金属含量高

堆积熔化、气泡多

羟基少

成本低气炼石英玻璃熔制工艺：天然水晶在H2-O2火焰中熔制，羟基、金属含量居中第二章

光学石英玻璃2.5光学石英玻璃制备工艺（Ⅱ类）工艺特点（相对于电熔）：

无坩埚污染、金属含量低

气泡少

羟基高

成本低生产原料：

四氯化硅(SiCl4)生产原理：

H2+O2→H2O

H2O+SiCl4→SiO2+HCl立式工艺熔制石英砣SiCl4H2+O21600℃火焰密闭炉膛2.5光学石英玻璃制备工艺（Ⅲ类）第二章

光学石英玻璃特性：金属含量＜1ppm羟基含量～1000ppm

全光谱透过:2.73um吸收成本：较高Ⅳ类：SiCl4

在无氢的等离子焰中高温氧化、熔制成超高纯合成石英玻璃。反应机理：SiCl4(g)+O2(g)→SiO2(s)+Cl2(g)特性：金属含量＜1ppm羟基含量＜5ppm（1ppm）

全光谱透过（180-3500nm）成本：高2.5光学石英玻璃制备工艺（Ⅳ类）第二章

光学石英玻璃

（1）含硅化合物沉积制备疏松体沉积

（2）采用氯、氦等气体干燥脱去疏松体中氢的含量

（3）采用区熔法使疏松体玻璃化特性：金属含量＜1ppm羟基含量＜1ppm全光谱透过（180-3500nm）成本：低第二章

光学石英玻璃工艺分类原

料特

性牌

号气相沉积（CVD）含硅化合物高纯<1ppm、羟基1000ppmJGS1（Ⅲ类）VAD工艺含硅化合物超纯<0.1ppm、羟基<1ppmJGS3（Ⅳ类）等离子气相沉积(PCVD)SiCl4超纯<1ppm、羟基<1ppmJGS3（Ⅳ类）气炼工艺水

晶纯度50ppm、羟基200ppm、缺陷多JGS2（Ⅱ类）电阻炉熔融法水

晶纯度：100ppm、羟基20ppm、缺陷多JGS3（Ⅰ类）2.6光学石英玻璃材料制备工艺与特性第二章

光学石英玻璃第三章：光学石英玻璃关键性能探索3.1光学石英玻璃的光学均匀性光学均匀性重要意义：单位通光厚度通光口径内折射率差值影响成像质量影响光路精度降低光路通量∆n：20×10-6第三章：光学石英玻璃关键性能探索项目传统玻璃工艺石英玻璃可行性缺陷鼓泡澄清粘度大不适合成分不均匀配合料均匀混合单一组分搅拌粘度大、温度高热应力退火退火结构不均（条纹）粉碎重熔不能温度波长原子种类单位原子数量3.1光学石英玻璃的光学均匀性(机理)第三章：光学石英玻璃关键性能探索（1）（2）（3）（4）（5）

氢氧火焰燃烧：

SiCl4水解反应：合成过程总反应：SiCl4氧化反应：3.1.1CVD合成过程反应分析

反应气氛影响反应机理，影响离子分布不均126第三章：光学石英玻璃关键性能探索水解反应速率>氧化反应速率O2载料：水解反应为主，料带区域发生氧化H2载料：水解反应为主，从中心孔开始发生水解氧化反应过程反应速率方程式：水解反应过程反应速率方程式：氧化反应与水解反应速率的比值β：

O2浓度为SiCl4浓度的13倍时，氧化反应速率高于水解反应3.1.1反应机理机理分析127128S22S27不同工况下沉积面温度XOY平面投影分布3.1.2反应沉积面温度不均引起结构不均匀第三章：光学石英玻璃关键性能探索均化处理：将石英玻璃高温重熔，在均温区内通过流动、扩散进行结构重调，达到成分均匀、结构一致1293