材料合成與制備思考題

1、材料合成與制備思考題 材料合成與制備思考題共沉淀法 共沉淀法沉淀法通常是在溶液狀態(tài)下將不同化學(xué)成分的物質(zhì)混合，在混合液中加人適當(dāng)?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(yīng)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(yīng)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(fù)合氧化物超細(xì)粉體的重要方法。水熱合成法 水熱合成法水熱與溶劑熱合成：在一定

2、溫度(100～1000℃)和壓力(1～100MPa)條件下，利用溶液中物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)所進行的合成。水熱合成：在水體系中進行。溶劑熱合成：在非水（主要是有機溶劑）體系中進行。水熱與溶劑熱反應(yīng)主要以液相反應(yīng)為其特點?；瘜W(xué)氣相沉積 化學(xué)氣相沉積化學(xué)氣相沉積(Chemical vapor deposition，簡稱 CVD)是反應(yīng)物質(zhì)在氣態(tài)條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，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(shù)。它本質(zhì)上屬于原子范疇的

3、氣態(tài)傳質(zhì)過程。熱 CVD，等離子體 CVD，激光 CVDCVD 涉及的反應(yīng)有：分解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、化合反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、化學(xué)輸運反應(yīng)、各種物理手段（等離子體、激光等）增強的反應(yīng)等。CVD 技術(shù)對原料、產(chǎn)物及反應(yīng)類型等的要求：(1) 反應(yīng)原料是氣態(tài)或易于揮發(fā)成蒸氣的液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)；(2) 反應(yīng)易于生成所需要的沉積物而其它副產(chǎn)物保留在氣相排出或易于分離；(3) 整個操作較易于控制。Ostwald RipeningOstwald r

4、ipening 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”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。1、 宏觀定義在高溫

5、下（低于熔點） ，陶瓷生坯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(gòu)的致密多晶燒結(jié)體，這種現(xiàn)象稱為燒結(jié)。 2 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(dǎo)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。對陶瓷生坯進行高溫焙燒，使之發(fā)生質(zhì)變成為陶瓷產(chǎn)品

6、的過程，也稱燒結(jié)。目的是去除坯體內(nèi)所含溶劑、粘結(jié)劑、增塑劑等，并減少坯體中的氣孔，增強顆粒間的結(jié)合強度。表面與界面效應(yīng)：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(gòu)。量子尺寸效應(yīng)：當(dāng)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(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散能級。納米微粒的聲、光、電、磁、熱以及超導(dǎo)性與宏觀特性有著顯著的不同 ,這被稱

7、為量子尺寸效應(yīng)。宏觀量子隧道效應(yīng)：隧道效應(yīng)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(yīng) ,稱之為宏觀量子隧道效應(yīng)。簡述分子束外延制備納米薄膜的特點。 簡述分子束外延制備納米薄膜的特點。分子束外延沉積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。簡述冷凍干燥法制備材