无机材料制备技术讲解92页PPT

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无机物的制备 ppt课件

无机物的制备 ppt课件
无机物制备流程题
无机化合物制备流程题
一、解题策略
化工流程中常见的操作与名词
化工流程题目在流程上一般分为3个过程:
原料处理 ―→ 分离提纯 ―→ 获得产品
(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词 ①加快反应速率 ②溶解:通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等 水浸:与水接触反应或溶解 浸出:固体加水(酸)溶解得到离子 浸出率:固体溶解后,离子在溶液中含量的多少(更多转化) 酸浸:在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液,不溶 物通过过滤除去的溶解过程
【迁移应用 3】 实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量 FeS、SiO2 等) 制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O),主要工艺流程如下。
溶液调滤液 pH 至中性。
无机(3)化“除合杂物”制环节备中流,先程加题入________溶液,经搅拌等操作后,过滤,再加入_________
溶液调滤液 pH 至中性。 (4)不同温度下,K+的浸出浓度与溶浸时间的关系见右图。 由图可得,随着温度升高, ①_溶___浸__平__衡__向___右__移__动___, ②__K__+_的___溶__浸__速___率__增__大___。 (5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生: CaSO4(s)+CO32- CaCO3(s)+SO42- 已知 298 K 时,Ksp(CaCO3)=2.80×10-9,Ksp(CaSO4)=4.90×10-5,求此温度下该 反应的平衡常数 K(计算结果保留三位有效数字)。
无机化合物制备流程题
【迁移应用 2】镁及其合金是一种用途很广的金属材料,目前世界上 60%的镁是从海 水中提取的。某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含 Na+、Mg2+、Cl-、 Br-等)中模拟工业生产来提取镁,主要过程如下:

第二讲 无机材料的制备化学ppt课件

第二讲 无机材料的制备化学ppt课件

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6
➢ 固体反应的过程 (MgO + Al2O3 → MgAl2O4)
MgO/MgAl2O4界面:
MgO
4MgO + 2Al3+ - 3Mg2+
→ MgAl2O4
反应起始界面
MgAl2O4/Al2O3界面:
Al2O3
4Al2O3 + 3 Mg2+ - 2Al3+
MgAl2O4产物层 → 3MgAl2O4
晶体 (Crystals)
完美晶体(Perfect crystals) [原子在 三维空间排列无限 延伸有序, 并有 严格周期性]
缺陷晶体 (Defect crystals) [固体中 原子排列有易位、 错位以及本体组成 以外的杂质]
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4
固体原料混合物以固体形式直接反应过程是制 备多晶固体(即粉末)最为广泛应用的方法。固体 混合物在室温下经历一段时间,并没有可觉察的反 应发生。为使反应以显著速度发生,通常必须将它 们加热至甚高温度,一般在1000 ~ 1500℃。 热力学和动力学两种因素在固体反应中都极为 重要:热力学通过考察一个特定反应的自由能来判 断该反应能否发生,动力学因素则决定反应进行的 速率。
过程分析 MgO和Al2O3两种晶体反应是相互紧密接触,共享一个公用
面,即产物先在界面生成,存在尖晶石晶核的生长困难,还有产物随之
进行扩散的困难。上图给出氧化镁和氧化铝反应生成尖晶石过程的示意
图。由图可见,当MgO和Al2O3两种晶体加热后,在接触面上局部生成一 层MgAl2O4。
反应的第一阶段是生成MgAl2O4晶核,晶核的生成是比较困难的, 这是因为:首先,反应物和产物的结构有明显的差异,其次是生成物涉

第无机化合物的制备和表征PPT课件

第无机化合物的制备和表征PPT课件
为了提高萃取率和分离系数,水相中也常加入一些掩蔽 剂、盐析剂等,pH值的控制也是一个重要的影响因素。
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萃取到有机相的金属离子需要再反萃取到水相。所谓反 萃取就是破坏有机相中的萃合物的结构、生成易溶于水相的 化合物(或生成既不溶于有机相也不溶于水相的沉淀),而使被 萃物从有机相转入水相(或生成沉淀)。所以萃取剂络合金属离 子的能力不能太强,否则反萃取较难。
水热装置主要是一个一端封闭的不锈钢管,另一端有 一软铜垫圈的螺旋帽密封,通常称为高压釜或水热弹。此 外,水热弹也可以和压力源(如水压机)直接相连。在水热弹 中放入反应混合物和一定量的水,密封后放在所需温度的 加热炉中。主要分低温水热合成法(<100 ℃)、中温水热合 成法(00~300 ℃)和高温高压水热合成法(~1 000 ℃,~ 0.3 GPa)。
在萃取化学中,常用分配比(D)、分离系数(β)、相比(R) 及萃取率(E)等参数来表示萃取分离的好坏。
分配比D是指当萃取体系达到平衡时,被萃物在有机相的 总浓度与在水相中的总浓度之比,D值越大,说明被萃物越易 进入有机相。
分离系数β是指两种被分离的元素在同一萃取体系内,在 同样萃取条件下分配比的比值。
3.1 无机化合物的制备方法
无机化合物的制备不仅仅是烧杯反应,性能优异的无 机材料大部分都是采用现代合成手段所得到,常见的无机 化合物的现代制备方法包括
高温无机合成 低温合成 高压合成 水热合成 无水无氧合成 电化学合成 等离子体合成等。
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3.1.1 高温无机合成
高温无机合成一般用于无机固体材料的制备。如 高熔点金属粉末的烧结 难熔化合物的熔化和再结晶 各种功能陶瓷体的烧成等。
如通过下面的反应,可以得到美丽的钨酸铁晶体: FeO(s) + WO3(s) HCl(g) FeWO4(s)

无机材料科学基础(共117张PPT)

无机材料科学基础(共117张PPT)

无机材料科学基础
29
四次旋转反伸轴
L
4 i
无机材料科学基础
L
4 i
A
B
C
D
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六次旋转反伸轴
L
6 i
L
6 i
无机材料科学基础
三方柱
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5 、旋转反映轴——映转轴(Lsn)
映转轴由一根假想的直线和垂直于直线的一个平面构成, 即图形绕此直线旋转一定角度后并对此平面进行反映后,相 同部分重复出现。 旋转反映轴有:L1s、L2s、L3s、L4s、L6s。
2、《硅酸盐物理化学》 浙江大学等 建工出版社
3、《结晶学》
翁臻培等
建工出版社
4、《陶瓷导轮》
W.D. 金格瑞等 建工出版社
5、《如何看硅酸盐相图》 沈鹤年·
轻工出版社
6、《固体材料结构基础》 张孝文等
建工出版社
7、《无机材料物理化学》 叶瑞伦等
建工出版社
无机材料科学基础
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6
第一章 结晶学基础
何谓结晶学?
23
一个晶体中可以有对称面,也可以没有对称面;可以有一个,也可 以有多个,但最多不能超过9个。
1P
5P
无机材料科学基础
24
3 、对称轴(Ln):通过晶体中心的一条假想的直线,绕这 条直线旋转一定的角度后,能使图形相 同的部分重复出现
对应的对称操作:绕对称轴的旋转 轴次(n):旋转一周重复的次数 基转角():重复时所旋转的最小角度
7
§1-1 晶体的基本概念与性质
一、 晶体的基本概念
1、晶体的基本概念
以NaCl晶体为例
Cl Na
0.563nm
晶体:内部质点在三维空间按周期性重复排列的固体; 或具有格子构造的固体。

无机合成化学ppt课件

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4.1 水热-溶剂热合成
采用PP管及配件:根据给水设计图配 置好PP管及配 件,用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ,边剪 边旋转 ,以保 证切口 面的圆 度,保 持熔接 部位干 净无污 物
4.1.1
概念与实例
⑴ 概念
水热-溶剂热合成是指温度为100~1000 ℃、压力为 1MPa~1GPa 条件下利用水溶液中物质化学反应所进行 的合成。在亚临界和超临界水热-溶剂热条件下,由于反应 处于分子水平,反应性提高,因而水热-溶剂热反应可以说扩 充了高温固相反应。又由于水热-溶剂热反应的均相成核 及非均相成核机理与固相反应的扩散机制不同,因而可以 创造出其他方法无法制备的新化合物和新材料。
采用PP管及配件:根据给水设计图配 置好PP管及配 件,用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ,边剪 边旋转 ,以保 证切口 面的圆 度,保 持熔接 部位干 净无污 物
本章将系统而简洁地介绍水热溶剂热合成、无水无氧合成和电解 合成三种合成方法,以及它们的一 些重要应用。
采用PP管及配件:根据给水设计图配 置好PP管及配 件,用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ,边剪 边旋转 ,以保 证切口 面的圆 度,保 持熔接 部位干 净无污 物
采用PP管及配件:根据给水设计图配 置好PP管及配 件,用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ,边剪 边旋转 ,以保 证切口 面的圆 度,保 持熔接 部位干 净无污 物
采用PP管及配件:根据给水设计图配 置好PP管及配 件,用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ,边剪 边旋转 ,以保 证切口 面的圆 度,保 持熔接 部位干 净无污 物
Nd2O3 + H3PO4 → NdP5O14 CaO·nAl2O3 + H3PO4 → Ca(PO4)3OH + AlPO4 La2O3 + Fe2O3 + SrCl2 → (La, Sr)FeO3 FeTiO3 + KOH → K2O·nTiO2 (n = 4, 6)

无机材料合成与制备课件

无机材料合成与制备课件
实验步骤 1. 准备试剂和仪器,如硅酸乙酯、乙醇、氨水、烘箱、玻璃基板等。
2. 将硅酸乙酯、乙醇和氨水按一定比例混合,搅拌均匀。
实验一:溶胶-凝胶法制备二氧化硅薄膜
3. 将混合液滴加到玻 璃基板上,放入烘箱 中加热至一定温度。
5. 观察和测试二氧化 硅薄膜的形貌和性能 。
4. 取出玻璃基板,用 去离子水冲洗,晾干 后进行热处理。
无机材料合成与制备课件
• 无机材料概述 • 无机材料合成方法 • 无机材料制备技术 • 无机材料合成与制备的研究进展 • 无机材料合成与制备的前景与挑战 • 无机材料合成与制备实验课程设计
01
无机材料概述
无机材料的定义与分类
无机材料定义
无机材料是指不含碳元素的化合物或 单质,主要由无机化合物组成的一类 材料。
实验二:化学气相沉积法制备氮化硅薄膜
01 实验步骤
02
1. 准备试剂和仪器,如硅烷、氨气、氢气、氮气、反
应腔等。
03
2. 将反应气体按一定比例通入反应腔中,加热至一定
温度。
实验二:化学气相沉积法制备氮化硅薄膜
3. 保持反应一定时间,使反应 物在基材表面沉积形成薄膜。
4. 停止反应,取出基材,进行 后处理。
5. 观察和测试氮化硅薄膜的形 貌和性能。
实验三:物理气相沉积法制备钛合金薄膜
实验目的
通过物理气相沉积法合成钛合金薄膜,了解 物理气相沉积法的合成过程和原理,掌握钛 合金薄膜的制备技术。
实验原理
物理气相沉积法是一种常用的材料合成方法 ,通过将金属蒸发或溅射成原子或分子,在 基材表面沉积形成薄膜。钛合金薄膜具有高 强度、耐腐蚀等特性,常用于航空、化工等 领域。
05
无机材料合成与制备的前景与挑战

无机材料工艺学课件(PPT 92页)

无机材料工艺学课件(PPT 92页)
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六大品种水泥
1、硅酸盐水泥类,石灰石或粒化高炉矿渣、 适量石膏,掺量为:0-5%
2、普通硅酸盐水泥类,混合材料掺量为:615%
3、矿渣硅酸盐水泥类,粒化高炉矿渣掺量为: 20-70%
4、粉煤灰硅酸盐水泥类,粉煤灰掺量为:2040%
5、火山灰质硅酸盐水泥类,火山灰质混合材 料掺量为:20-50%
19
1756年,英国海峡群岛上的一座灯塔,突然失火烧毁了。 这真要命,要知道这可是英吉利海峡南端最重要的灯塔,没 有了它,要影响无数船只的航行。英国政府命令工程师史密 顿(J.Smetetonf)用最快的速度重建这座灯塔。
史密顿立即通知将石灰石运往灯塔所在的小岛,以便烧 成石灰后将岛上产的石头黏合起来重砌灯塔。
25
“波特兰水泥”最早的一次大规模应用,是建造了穿 越泰晤士河河底的隧道。尔后,它在世界各地迅速推广开 来,法国和德国分别在1840年和1855年建设了水泥制造厂。 现在,水泥已成为现代人类生活中不可缺少的物资了。
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中国最早的水泥厂是外资企业澳门的青洲英坭厂,建 于1886年。唐山细绵土厂(后改组为启新洋灰公司,现为 启新水泥厂)是中国最早的民族水泥企业,创建于1889年, 比澳门的青洲英坭厂晚了3年,是中国人开办的第一个水 泥厂。
料、生态材料
5
2、材料分类: ① 金属材料; ② 无机非金属材料:⑴ 矿物岩石材料;
⑵ 水泥、玻璃;⑶ 陶瓷、耐火材料; ③ 高分子材料; ④ 复合材料;
6
3、材料工艺

定义:我们将任何一种材料从原料→ 成品的整个过程称为材料工艺过程。
它包括原料制备工艺、成型工艺、 溶制(窑炉工艺),制品工艺等。
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国外性能各异的特种水泥 2.变色水泥

材料合成与制备技术

材料合成与制备技术
温度不同时,回路内就产生热电势。 热辐射:物体的热辐射能随温度的变化而变化。利用这
一物理性质已制成了各种测温仪表。 随着科学技术的发展,又应用了一些新的测温原理, 如射流测温、涡流测温、激光测温以及利用卫星测温等。
51
2.3.2.2 温标的种类
40
参考书:王晓冬,真空技术,冶金工业出版社,2006
卤素检漏仪法(补充)
当金属铂被加热至800℃以上时,在其表面上吸附或入射 的气体分子会被剥夺电子,而以正离子的形态飞离表面, 于是铂表面就有正离子发射。
正离子流的大小除了决定于加热温度外,还与气体种类有 很大关系,特别是遇到含有卤族元素的气体后,正离子流 急剧增大,这就是所谓的“卤素效应”。
42
参考书:王晓冬,真空技术,冶金工业出版社,2006
43
参考书:王晓冬,真空技术,冶金工业出版社,2006
(2)真空检漏法
它是利用示漏气体漏入抽空的被检容器中检测漏孔的方法。 包括放置法、离子泵检漏法、真空计法、氦质谱检漏仪抽
空法、火花检漏器、放电管法、卤素检漏仪内探头法等。
44
离子泵检漏法(补充)
气泡法(补充)
在被检件内充入一定压力的示漏气体后放到液体中,气体 通过漏孔进入周围的液体形成气泡,气泡形成的地方就是 漏孔所在的位置,根据气泡形成的速率、气泡大小以及所 用的气体和液体的物理性质,可以大致估算出漏孔的漏率。
39
参考书:王晓冬,真空技术,冶金工业出版社,2006
氨气检漏法(补充)
检漏大致分成以下两大类方法: (1)压力检漏法 (2)真空检漏法
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(1)压力检漏法
它是借助于检测被检容器中的示漏气体或液体从容器中 漏出的情况来检测漏孔的方法,
包括气泡法、氨检法、听音法、超声检漏法、卤素检漏 法、卤素检漏仪法、卤素喷灯法、气敏半导体检漏法、 氦质谱检漏仪加压法等。

无机材料合成与制备PPT课件

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(3) 层岛复合(Stranski-Krastanov)生长模式:
在层岛复合生长模式下,最开始的一两个原子层的层状 生长之后,生长模式从层状模式转化为岛状模式,如上 图c所示。 导致这种模式转变的物理机制比较复杂,但根本的原因 应该可以归结为薄膜生长过程中各种能量的相互消长。 被列举出来解释这一生长模式的原因至少有以下三种:
一般来说,足够厚的薄膜的晶格结构与块体相同,只有在 超薄薄膜中其晶格常数才与块材时明显不同;
薄膜的晶体结构与沉积时吸附原子的迁移率有关,它可以 从完全无序,即无定形非晶膜过渡到高度有序的单晶膜, 即薄膜的晶体结构包括单晶、多晶和非晶结构(?)。
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薄膜的四种典型组织形态:
在薄膜沉积的过程中,入射的气相原子首先会被衬底或薄 膜表面所吸附。若这些原子具有足够的能量,它们将在衬底或 薄膜表面进行一定的扩散(迁移),除了可能脱附的部分原子之 外,其他的原子将到达薄膜表面的某些低能位置并沉积下来。
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形态1型:在温度很低、气体压力较高的情况 下,入射粒子的能量很低,这种情况下形成的 薄膜微观组织。
由于温度低,原子的表面扩散能力有限,沉积到衬底表面的 原子即已失去了扩散能力。导致沉积的薄膜组织呈现一种数十纳 米直径的细纤维状的组织形态,纤维内部陷密度很高或者就是非 晶态的结构;纤维间的结构明显疏松,存在着许多纳米尺寸的孔 洞。
示振荡频率变化与薄膜质量膜厚之间关系的基本公式。
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电阻法:
由于电阻值与电阻的形状有关,利用这一原理来测量膜 厚的方法称为电阻法。
电阻法是测量金属薄膜厚度最简单的一种方法。测量原 理:金属导电膜的阻值随膜厚的增加而下降。
如果认为薄膜的电阻率与块状材料相同,则可由下式来 确定膜厚,即:

无机物制备PPT学习教案

无机物制备PPT学习教案
K 2 F e O4在Fe 3+催化 作用下 会发生 分解
____________________________________________________。
(2)制得的粗产品中含有Fe(OH)3、KCl等杂质。一种提纯方案为:将一定量的 K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol·L-1KOH溶液中,过滤,将滤液置于冰水浴中, 向滤液中加入饱和KOH溶液,搅拌、静置,再过滤,晶体用适量乙醇洗涤2~
Ⅱ.按右下图装置,在三颈烧瓶中放入
162.5g无水氯化铁和225g氯苯,控制反应
温度在128~139℃加热3h,反应接近
100%。冷却,分离提纯得到粗产品。反
应如下:
2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl C6H5Cl (3)该制取反应中,做还原剂的是 ;

4)

应温 有 冷 凝 回 流 装置
(3)打开K3,关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是________ ;d中
(冰浴)冷却
析出砖红色沉淀,为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是___________ 、
过滤
_________、洗涤、干燥。
敞 开 体 系 , 可能使 醋酸亚 铬与空 气接触
(4)指出装置d可能存在的缺点 ______________。
I. 按 右 图 装 置用H2还 原无 水FeCl3制 取 。
( 1) 装 置 C的 作用 是
; E中 盛 放的 试剂是
; D中 反 应的化 学
方程式为

( 2) 温 度 控 制不当 ,产品 中含单 质铁。 检验产 品中是 否含铁 单质的 方案是 。
H2+2FeCl3 2FeCl2+2HCl

第三章.无机非金属材料化学制备方法ppt课件

第三章.无机非金属材料化学制备方法ppt课件


溶解 前驱体
溶液ห้องสมุดไป่ตู้
水解 溶胶
缩聚 凝胶
老化 凝胶
水热法
• 水热法的反应机理: 粉体晶粒的形成经历了“溶解—结晶”2个阶段,首先营养料在热介 质里溶解,以离子、分子团的形式进入溶液,利用强烈对流,将这些离子 、分子和离子团输送并放在籽晶的生长区(低温区)形成饱和溶液,进而 成核,形成晶粒,继而结晶。
过两磨体之间的微小间隙,在上述各力及高频振动的作用下
被有效地粉碎、混合、乳化及微粒化。
胶体磨的主要特点如下:
(1)可在较短时间内对颗粒、聚合体或悬浊液等进行粉碎、分散、均匀 混合、乳化处理;处理后的产品粒度可达几微米甚至亚微米。
(2)由于两磨体间隙可调(最小可达1µm),因此,易子控制产品粒度。
(3)结构简单,操作维护方便,占地面积小。 (4)由于固定磨体和高速旋转磨体的间隙小,因此加工精度高。
从气相析出的固相形态随着反应系
统的种类和析出条件而变化。
析出物的形态有下列几种:
在固体表面上析出薄膜、晶须和晶
粒,在气体中生成微粉。气相中微粒 的生成包括均匀成核和核长大两个过 程,为了获得颗粒,首先要在气相中 生成很多核,为此必须达到高的过饱 和度。
在固体表面上生长薄膜、晶须时,
并不希望在气相生成微粒,故应使之 在较低的过饱和度条件下析出。 从气相析出的固体的各种形态

溶液的pH值、溶液的离子或分子浓度、反应温度和时间是控制溶胶凝胶 化的四个主要参数。 溶胶-凝胶法优点: 通过受控水解反应能够合成亚微米级(0.1 µ m~1.0 µ m)、球状、 粒度分布范围窄、物团聚或少团聚且无定形态的超细氧化物陶瓷粉体, 并能加速粉体再烧成过程中的动力学过程,降低烧成温度。
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