材料合成与制备思考题终版
材料工程复习思考题部分答案
材料工程基础》复习思考题第一章绪论1、材料科学与材料工程研究的对象有何异同？答：材料科学侧重于发现和揭示组成与结构，性能，使用效能，合成与加工等四要素之间的关系，提出新概念，新理论。
而材料工程指研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题，侧重于寻求新手段实现新材料的设计思想并使之投入使用，两者相辅相成。
6、进行材料设计时应考虑哪些因素？答：. 材料设计的最终目标是根据最终需求，设计出合理成分，制订最佳生产流程，而后生产出符合要求的材料。
材料设计十分复杂，如模型的建立往往是基于平衡态，而实际材料多处于非平衡态，如凝固过程的偏析和相变等。
材料的力学性质往往对结构十分敏感，因此，结构的任何细小变化，性能都会发生明显变化。
相图也是材料设计不可或缺的组成部分。
7、在材料选择和应用时，应考虑哪些因素？答：一，材料的规格要符合使用的需求：选择材料最基本的考虑，就在满足产品的特性及要求，例如：抗拉强度、切削性、耐蚀性等；二，材料的价格要合理；三，材料的品质要一致。
8、简述金属、陶瓷和高分子材料的主要加工方法。
答：金属：铸造（砂型铸造、特种铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、连续铸造、消失模铸造）、塑性加工（锻造、板料冲压、轧制和挤压、拉拨）、热处理、焊接（熔化焊、压力焊、钎焊）；橡胶：塑炼、混炼、压延、压出、硫化五部分；高分子：挤制成型、干压成型、热压铸成型、注浆成型、轧膜成型、等静压成型、热压成型和流延成型。
10、如何区分传统材料与先进材料？答：传统材料指已经成熟且已经在工业批量生产的材料，如水泥、钢铁，这些材料量大、产值高、涉及面广，是很多支柱产业的基础。
先进材料是正在发展，具有优异性能和应用前景的一类材料。
二者没有明显界限，传统材料采用新技术，提高技术含量、性能，大幅增加附加值成为先进材料；先进材料长期生产应用后成为传统材料，传统材料是发展先进材料和高技术基础，先进材料推到传统材料进一步发展。
材料合成与制备思考题2011
《材料合成与制备》复习思考题第一篇金属材料1.高炉炼铁的原料包括哪些？各自的作用是什么？2.简要说明高炉中各个区域的主要反应和反应方程式。
3.铁的还原包括哪几种类型？分别发生在什么温度区域？写出方程式。
4.Mn、P在炼铁中的还原反应。
5.高炉炼铁的主要产品有哪些？6.什么是直接还原铁？生产方法有哪些？与高炉还原有何不同？7.炼钢和炼铁的原理有何不同？为什么？8.工业炼钢中的“四脱、二去、二调整”指什么？9.脱C、脱P、脱S、脱O都是如何完成的？10.“去气”去除的是什么有害气体？如何去除？11.炼钢原材料包括哪些？分别起什么作用？12.现代炼钢方法包括哪些？不同的炼钢方法的特点何在？13.转炉炼钢为什么要进行铁水预处理？14.氧气顶底复吹与顶吹比较，有何不同的冶金特点？15.镇静钢、半镇静钢、沸腾钢有何区别？16.电炉炼钢与转炉炼钢的出钢方式有何不同？为什么？17.什么叫炉外精炼？举出3种常用处理方法。
18.常用钢液的成形方法是什么？19.铝的冶炼方式属于何种冶炼方式？20.炼铝原料有什么？用什么衡量其质量？21.拜耳法属于什么方法？写出拜耳法生产氧化铝的四步工艺。
22.碱石灰烧结法属于什么方法？写出碱石灰烧结法的四步生产工艺。
23.从氧化铝中如何得到金属铝？使用的设备是什么？写出电极反应式。
24.铝的精炼方法有哪些？说明三层液电解精炼的原理。
25.铸造铝合金和变形铝合金有何不同？26.铜矿类型有哪些？如何进行选矿？27.写出火法炼铜的三步工艺，每一步在什么设备中完成？28.什么叫冰铜？其主要成分是什么？29.湿法炼铜的工艺。
30.粗铜如何进行精炼？分别在什么设备中完成？31.镁矿资源有哪些？32.皮江法炼镁属于何种方法？写出基本反应式和生产工序。
33.海水炼镁的工艺如何？难点何在？34.镁锭为什么要进行表面处理？写出常用方法。
35.什么是金属液态成形？写出基本工艺流程。
36.缩孔和缩松有何不同？怎么产生的？37.金属塑性加工的基本方法有哪些？38.金属塑性变形的实质是什么？何谓加工硬化？39.什么是金属回复和再结晶？40.金属冷加工和热加工有何不同？第二篇高分子材料1.高分子材料五大产品系列是什么？2.举例说明高分子材料的三种不同原料单体来源。
(完整版)材料成型复习思考题(含完整答案版)
《材料成形技术基础》复习思考题第一篇铸造1.何谓液态合金的充型能力？充型能力不足，铸件易产生的主要缺陷有哪些？充型能力：液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、尺寸精确、轮廓清晰铸件的能力。
充型能力不足，会产生浇不足、冷隔、气孔、夹渣等缺陷。
提高充型能力的方法：1）选择凝固温度范围小的合金；2）适当提高浇注温度、充型压力；3）合理设计浇注系统结构；4）铸型预热，合理的铸型蓄热系数和铸型发气量；5）合理设计铸件结构。
2•影响液态合金充型能力的主要因素有哪些？影响液态合金充型能力的主要因素有：流动性、铸型条件、浇注条件和铸件结构等。
3•浇注温度过高或过低，对铸件质量有何影响？浇注温度过低，会产生浇不足、冷隔、气孔、夹渣等缺陷。
浇注温度过高, 液态合金的收缩增大，吸气量增加，氧化严重，容易导致产生缩孔、缩松、气孔、粘砂、粗晶等缺陷。
可见，浇注温度过高或过低，都会产生气孔。
4•如何实现同时凝固？目的是什么？该原则适用于何种形状特征的铸件？铸件薄璧部位设置在浇、冒口附近，而厚璧部位用冷铁加快冷却，使各部位的冷却速度趋于一致，从而实现同时凝固。
目的：防止热应力和变形。
该原则适用于壁厚均匀的铸件。
注意：壁厚均匀，并非要求壁厚完全相同，而是铸件各部位的冷却速度相近。
5•试述产生缩孔、缩松的机理。
凝固温度范围大的合金，其缩孔倾向大还是缩松倾向大？与铸铁相比较，铸钢的缩孔、缩松倾向如何？产生缩孔、缩松的机理：物理机制是因为液态收缩量+凝固收缩量> 固态收缩量（或写为：体收缩量〉线收缩量）；工艺原因则是由于补缩不足。
凝固温度范围大的合金，其缩松倾向大。
与铸铁相比较，铸钢的缩孔、缩松倾向大。
6•试述冒口与冷铁的作用。
冒口：补缩、排气。
冷铁：调整冷却速度。
冒口：补缩、排气。
冷铁：调整冷却速度。
7•—批铸钢棒料（①200X L mm）,落砂清理后，立即分别进行如下的切削第1页共13页加工:(1) 沿其轴线，在心部钻①80mm 通孔, 加工后棒料长度为L 1; (2) 将其车为①80mm 的轴，车削后的长 度为L2。
有机化学实验制备思考题
实验一环己烯的制备1.粗制的环己烯在水浴上蒸馏，收集82-83℃馏分，这一操作的目的是什么？答：分离精制环己烯；鉴定产物环己烯2.在环己烯制备实验中，用磷酸做脱水剂，比用浓硫酸做脱水剂有何优点？答磷酸氧化性小，有机物碳化少；浓硫酸还原后生成二氧化硫，气味难闻3.环己烯制备实验采用蒸馏反应装置是否合适？答：不合适，因为环己醇/水共沸点97.8℃，环己烯/水共沸点70.8℃，相差较小，蒸出产物的同时，会夹带出一部分原料环己醇 4.在环己烯制备实验中，为什么控制分馏柱顶温度低于73℃，可以将生成的环己烯完全蒸馏出来？答：因为环己烯/水共沸物质量组成为90:10，共沸点70.8℃，即生成水完全可以将环己烯以共沸物的形式带出来 5.在环己烯制备实验中，水洗后的粗产物环己烯，不经干燥就进行蒸馏，会产生什么现象？答：蒸馏时，在70.8℃馏出环己烯/水的共沸物，形成前馏分，而环己烯馏分82-84℃量会减少 6.除用磷酸、浓硫酸做催化剂脱水制备环己烯外，还可以用什么方法由环己醇脱水制备环己烯？答：三氧化二铝用做催化剂，气相脱水，制备环己烯实验二1-溴丁烷的制备 1.1—溴丁烷制备实验为什么用回流反应装置？此反应较慢，需要在较高的温度下、长时间反应，而玻璃反应装置可达到的最高反应温度是回流温度，所以采用回流反应装置 2.1—溴丁烷制备实验为什么用球型而不用直型冷凝管做回流冷凝管？因为球型冷凝管冷凝面积大，各处截面积不同，冷凝物易回流下来 3.1—溴丁烷制备实验采用1：1 的硫酸有什么好处？减少硫酸的氧化性，减少有机物碳化；水的存在增加HBr 溶解量，不易逃出反应体系，减少HBr 损失和环境污染4.什么时候用气体吸收装置？怎样选择吸收剂？有污染环境的气体放出时或产物为气体时，常用气体吸收装置吸收剂应该是价格便宜、本身不污染环境，对被吸收的气体有大的溶解度如果气体为产物，吸收剂还应容易与产物分离5.1—溴丁烷制备实验中，加入浓硫酸到粗产物中的目的是什么？ .除去粗产物中未反应的原料丁醇或溶解的副产物丁烯等 6.1—溴丁烷制备实验中，粗产物用75 度弯管连接冷凝管和蒸馏瓶进行蒸馏，能否改成一般蒸馏装置进行粗蒸馏？这时如何控制蒸馏终点？可用一般蒸馏装置进行粗蒸馏，馏出物的温度达到100℃时，即为蒸馏的终点，因为1-溴丁烷/水共沸点低于100℃，而粗产物中有大量水，只要共沸物都蒸出后即可停止蒸馏7. 在1—溴丁烷制备实验中，硫酸浓度太高或太低会带来什么结果？(1)会使NaBr 氧化成Br2，而Br2 不是亲核试剂 2 NaBr 3 H2SO4(浓) →Br2 SO2 2 H2O 2 NaHSO4 (2)加热回流时可能有大量HBr 气体从冷凝管顶端逸出形成酸雾硫酸浓度太低：8．在1—溴丁烷制备实验中实验中，蒸馏出的馏出液中正溴丁烷通常应在下层，但有时可能出现在上层，为什么？若遇此现象如何处理？为上层遇此现象可加清水稀释，使油层(正溴丁烷)下沉实验三、乙酸正丁酯的制备课后答答：若未反应的正丁醇较多，或因蒸镏过久而蒸出一些氢溴酸恒沸液，则液层的相对密度发生变化，正溴丁烷就可能悬浮或变案网生成的HBr 量不足，使反应难以进行ww w. kh da w .c o m 1.利用可逆平衡反应制备有机化合物，提高产物的收率有哪些方法？乙酸正丁酯制备实验采用什么方法？答：在反应过程中分出产物之一或全部；使一种反应物过量，本实验采用等物质的量反应物，分出产物之一水，使平衡移动2.为提高平衡可逆反应的产率，常使一种反应物过量，选择哪种反应物过量，应考虑什么？答：应考虑价格；是否有利于产物的分离纯化；是否容易回收再利用等3.乙酸正丁酯制备实验选择丁醇过量是否合理？为什么？答：不合理，丁醇的价格较贵；过量的丁醇不易从产物中分离出去；在精制产物乙酸丁酯时，它与乙酸丁酯形成二元共沸物（共沸点117℃）做为前馏分馏出来，带走大量乙酸丁酯，使产物收率降低4.回流分水反应装置，应用到哪些反应上能提高产率？答：反应是可逆的，其中一种产物是水，水与原料或产物形成共沸物，而原料或产物又不与水相溶不能形成上述共沸物时，可加入第三组分与水形成共沸物，第三组分与水不溶，就可利用回流分水反应装置提高产率 5.乙酸正丁酯制备实验中为什么用硫酸镁干燥粗产物，而不用无水氯化钙干燥？答：氯化钙能与醇、低相对分子质量酯等形成络合物，消耗产物酯 6.粗产物乙酸正丁酯依次经水洗、碱洗、水洗，其目的是什么？答：水洗除大部分酸，碱洗除剩余微量酸，再水洗除去可能残留的碱实验四、乙酰苯胺的制备 1. 在乙酰苯胺制备实验中，为什么用锥形瓶做反应器？答：本实验制得的产物为高熔点固体，锥形瓶较易将产物倒出来 2.乙酰苯胺制备实验为什么加入锌粉？锌粉加入量对操作有什么影响？答：苯胺易氧化，锌与乙酸反应放出氢，防止氧化锌粉少了，防止氧化作用小，锌粉多了，消耗乙酸多，同时在后处理分离产 3.乙酰苯胺重结晶时，制备乙酰苯胺热的饱和溶液过程中出现油珠是什么？它的存在对重结晶质量有何影响？应如何处理？答：油珠是未溶解的乙酰苯胺它的存在，冷却后变成固体，里面包夹一些杂质，影响重结晶的质量应该再补加些水，使它溶解，保证重结晶物的纯度4.乙酰苯胺制备实验加入活性炭的目的是什么？怎样进行这一操作？5.在布氏漏斗中如何洗涤固体物质？答：将固体物压实压平，加入洗涤剂使固体物上有一层洗涤剂，待洗涤剂均匀渗入固体，当漏斗下端有洗涤剂滴下后，再抽空6.乙酰苯胺制备用什么方法鉴定乙酰苯胺？答：用测熔点的方法鉴定乙酰苯胺℃3.5g;100℃5.2g) 答：重结晶能得到最大产物质量为4.5g-0.56g=3.94g 3.94/4.5×100%=87.6%,最大收率87.6%实验五、肉桂酸的制备1.肉桂酸制备实验为什么用空气冷凝管做回流冷凝管？答：因为回流温度超过150℃，易使水冷凝管炸裂 2.在肉桂酸制备实验中，为什么要用新蒸馏过的苯甲醛？答：苯甲醛放久了，由于自动氧化而生成较多量的苯甲酸，这不但影响反应的进行，而且苯甲酸混在产品中不易除干净，将影响产品的质量故本反应所需的苯甲醛要事先蒸馏，截取170～180℃馏分供使用 3.在制备肉桂酸操作中，你观察温度计读数是如何变化的？答：随着反应的进行，温度计的读数逐渐升高4.在肉桂酸的制备实验中，能否用浓NaOH 溶液代替碳酸钠溶液来中和水溶液？答：不能，因为浓NaOH 溶液易使未转化的苯甲醛发生歧化反应生成苯甲酸，苯甲酸为固体不易与肉桂酸分离，产物难纯化 5.在肉桂酸的制备实验中，水蒸气蒸馏除去什么？可否不用通水蒸气，直接加热蒸馏？课7.用100mL 水对4.5g 乙酰苯胺重结晶，假如当时室温为25℃，试计算重结晶的最大收率是多少？(25℃溶解度0.56g;80 后答过滤，达到洗涤的目的，反复进行几次，即可洗净案网答：目的是脱去产物中的有色物质加入活性炭的量要适当，在较低温度下加入，然后再加热煮沸几分钟，过滤出活性炭ww w. kh 物过程中形成不溶的氢氧化锌，与固体产物混杂在一起，难分离出去da w .c o m 答：水蒸气蒸馏主要蒸出未转化的苯甲醛就本实验而言，可以不通水蒸气，直接加热蒸馏，因为体系中有大量的水，少量苯甲醛，加热后，也可以使苯甲醛在低于100℃，以与水共沸的形式蒸出来，其效果与通水蒸气一样 6.用有机溶剂对肉桂酸进行重结晶，操作时应注意些什么？答：操作要注意：在制备热的饱和溶液时，要在回流冷凝装置中进行，添加溶剂时，将灯焰移开，防止着火；热抽滤时，动作要快，防止过热溶剂汽化而损失7．制备肉桂酸时，往往出现焦油，它是怎样产生的？又是如何除去的？答：产生焦油的原因是：在高温时生成的肉桂酸脱羧生成苯乙烯，苯乙烯在此温度下聚合所致，焦油中可溶解其它物质产生的焦油可用活性炭与反应混合物碱溶液一起加热煮沸，焦油被吸附在活性炭上，经过滤除去实验六、3-丁酮酸乙酯的制备1.在3-丁酮酸乙酯的制备实验中，使用金属钠为反应物，在操作上要注意些什么？答：防止钠过多的接触空气，如压钠丝动作要快，钠丝摇入反应液中，反应装置与大气相通处接干燥管，防湿气进入反应体系中，使用仪器要干燥，试剂也要干燥，不用水浴加热反应瓶在钠完全反应后再加醋酸中和2.在3-丁酮酸乙酯的制备实验中，滴加稀醋酸的目的是什么？如何进行这一操作（假如用25%醋酸中和）？答：加入醋酸的目的：中和生成的钠盐，使之变成产物应根据方程式计算需要25%醋酸的量，边中和边搅拌，接近终点时，边滴加醋酸，边检查溶液的酸性，不能加入过多的酸，酸多了会增加产物在水中的溶解度酸少了中和不完全3.在3-丁酮酸乙酯的制备实验中，为什么用减压蒸馏操作？如何操作？答：因为3—丁酮酸乙酯沸点高，在沸点温度下还易分解，所以用减压蒸馏操作选择适当的真空度；检查仪器的严密性；调整好真空度后再加热；用毛细管或搅拌装置，防止暴沸；移去灯焰，泄真空，再停泵等4.在3-丁酮酸乙酯的制备实验中，为什么用萃取操作？答：因为产物在水中溶解度大，萃取是从水中回收一部分产物5.在3-丁酮酸乙酯的制备实验中，在反应过程中你观察到什么现象？答：随着反应的进行，反应液的颜色逐渐加深；逐渐出现绿色荧光，反应温度越高，时间越长，这种现象越明显实验七、7,7-二氯双环[4.1.0]庚烷的制备1.在7,7-二氯双环[4.1.0]庚烷的制备实验中，为什么用搅拌反应装置？怎样操作才合理？达间有软连接开动搅拌前，先用手转动看是否合适，再通电搅拌等 2.用介质加热有什么好处？什么时候用水浴？什么时候用油浴？ 3.在7,7-二氯双环[4.1.0]庚烷的制备实验中，四乙基溴化铵的作用是什么？它的多少对操作有何影响？答：相转移和催化作用，能把一种反应实体从一相转到另一相中，增加反应速率，减少副反应量过少，反应时间长，量过多， 4.在7,7-二氯双环[4.1.0]庚烷的制备实验中，石油醚萃取什么物质？用同样体积的石油醚，一次萃取好，还是多次萃取好？答：主要萃取溶在水相中的产物，操作时分液漏斗不能摇的太厉害，防止乳化不分层一般说来使用同体积的石油醚，分多次萃取比一次萃取效果好5.在7,7-二氯双环[4.1.0]庚烷的制备实验中，怎样才能控制好反应温度为50--55℃，温度高低对反应有何影响？答：密切注意反应温度的变化趋势，温度高于55℃用冷水浴冷却，低于50℃用热水浴加热温度低反应时间长，转化率低，温度高，反应中有絮状物，难分离出产物课后面分离产物困难等后答答：加热均匀，不会出现局部过热和碳化现象小于100℃时常用水浴加热，小于250℃时可用油浴案网答：是两相反应，搅拌能扩大相界面，增强传质传热，加速反应整个装置都固定在一个铁架台上，搅拌安装合适，搅拌棒与马ww w. kh da w .c o m。
材料科学与工程复习思考题答案
第一章绪论1、材料科学与材料工程研究的对象有何异同？答：材料科学：表征和发现材料的基本属性（结构、性能）材料工程：研究材料的制备与加工技术，进行材料剪裁和设计2、为什么材料是人类赖以生存和发展的物质基础？3、为什么材料是科学技术进步的先导？答：先进材料是社会现代化的先导，科技发展—社会进步—材料是基础、是先导4、材料的制备技术或方法主要有哪些？答：从气态制备材料：物理气相沉积（PVD）化学气相沉积（CVD）从液态制备材料：铸造、注浆、注塑、熔融纺丝、凝胶注模、溶胶—凝胶、溶液沉淀、聚合、……从固态制备材料：固相合成、粉末冶金、陶瓷烧结5、材料的加工技术主要包括哪些内容？答：金属：煅造、退火、回火、淬火等热处理、车、刨、镗、磨等加工，焊接陶瓷：切割研磨、抛光、腐蚀、金属化等玻璃：钢化、刻蚀、抛光、吹拉加工等聚合物：热塑焊接、热塑加工等11、钢铁材料是如何分类的？其主要发展趋势？答：分类：铁、铁合金、非合金钢、低合金钢、合金钢、高合金钢，还可按用途、冶炼方法、材型、碳含量分类。
发展趋势：高洁净度，超细晶，高均匀性，微合金化12、有色金属材料分为哪些类别？各有何特点？答：黑色金属；重有色金属；轻有色金属；贵金属；稀有金属；放射性金属；半金属13、化工材料主要有哪些？答：天然高分子；半合成高分子；合成高分子；塑料；橡胶纤维；涂料；胶粘剂；功能高分子14、建筑材料有何特点？答：主要建材产品产量均为世界第一，是建材生产大国，但不是强国。
建材属于“三高一低”产品：高资耗、高能耗、高污染、低附加值。
15、电子信息材料主要有哪些？其发展特点？答：微电子材料、光电子材料、电子陶瓷、电池材料等，如各种半导体、芯片材料、基片材料、光刻材料、连线或引线、封装材料等。
发展特点与趋势：年年有更新，3~5年换代，5~8年性能提高一个数量级。
产业与国外差距5~10年，主要是原料基础差，装备水平较低，产业规模小，产品质量可靠性差。
材料合成与制备思考题
第一章1．单晶的主要特性及应用领域，单晶的生长方法的分类？（1）单晶内部晶格位相完全一致，各向异性。
（2）应用：金刚石加工业、偏光镜、压电水晶、单晶硅板、水晶装饰等。
（3）生长方法：气相生长、溶液生长、熔体生长、固相生长。
★2．溶液生长方法分几种？他们依据的基本原理？何为水热生长法？α-水晶生长的基本过程，关键设备，优缺点及应用？（1）分：降温法、蒸发法、凝胶法、水热生长法。
（2）基本原理：将原料溶解在溶剂中，采取适当措施造成溶液的过饱和状态，使晶体在过饱和溶液的亚稳区生长，并要求在整个过程中溶液都保持在亚稳区，使析出的溶质都在籽晶上长成单晶。
降温法—改变温度；蒸发法—减少溶剂；凝胶法—化学法应控制过饱和度；亚稳相法—亚稳相控制过饱和度。
（3）水热生长：在高温高压下的过饱和水溶液中结晶方法。
（4）过程：SiO2−−→−1713四方−−→−1478正交−→−870六方−→−573三方（α-SiO2）低温固溶体。
设备：特质高压釜。
优点：生长低温固相单晶；高粘度材料；高蒸汽压材料；晶体形状完美，热应力小，宏观缺陷少。
缺点：需特制高压釜及保护措施；适当大小优质籽晶；生长过程不能观察，生长速率慢，时间长。
应用：棱镜、滤光片、偏光片。
3．逐区熔化法和泡生法的生长方法，特点，优缺点，应用？①逐区：生长方法：熔区被限制在一狭窄范围内，熔区向多晶原料方向移动，生长靠晶体长大和多晶原料消耗实现。
特点：体系由晶体、熔体、多晶组成，有2个固熔界面：一个结晶，一个融化。
优点：污染少，纯度高。
应用：半导体材料，硅单晶，宝石等的生产，高纯而完整的单晶硅。
②泡生：生长方法：受冷籽晶与熔体接触，界面温度低于熔点，籽晶开始生长，降低熔体温度，晶体不断长大。
特点：晶体生长不与坩埚接触，压力减少。
4．熔体生长的方法有哪些？依据的基本原理，生长过程，适用范围及优缺点？（1）正常凝固法：晶体提拉法、坩埚移动法（定向凝固法）、泡生法、弧溶法。
材料合成与制备思考题终版
*在气体蒸发法制备纳米颗粒中如何调节纳米微粒的粒径？答：用气体蒸汽法可通过调节惰性气体压力，蒸发物质的分压即蒸发温度或速率， 或惰性气体的温度，来控制纳米微粒的大小。
一般，随蒸发速率的增加（等效于 蒸发源温度的升高）粒子变大，或随着原物质蒸汽压的增加，粒子变大。
*直流电弧等离子法制备金属纳米粒子，为何 Cu 、Al 两种元素的生成速率低？ 答：在惰性或者反应性气氛下，通过直流放电使气体电离产生高温等离子体， 使 原料熔化、蒸发，蒸气遇到周围的气体就会被冷却或发生反应形成纳米颗粒得方 法称为直流电弧等离子法。
Cu 、Al 的熔点低、热导率高，当蒸发原料在水冷铜 坩埚中，用等离子喷枪进行加热，蒸发原料与水冷铜坩埚相接触，在坩埚壁上的 热损失较大，而由于Cu Al 的高热导率，使得蒸发原料整体温度降低，从而降 低了生产速度。
1、 纳米材料按照维数可以分为哪几类？并各举一例。
答：⑴零维材料：指其在空间三维尺度均在纳米尺度，如纳米颗粒、人造超原子⑵一维材料：在三维空间有两维处于纳米尺度，如纳米丝、纳米棒等⑶二维材料：在三维空间有一维处于纳米尺度，如超薄膜2、 简述气体蒸发法制备纳 米颗粒的原理，可以画示 意图。
答：气体蒸发法是在惰性气 体（或活泼性气体）中将金 属、合金或陶瓷蒸发气化， 然后与惰性气体发生碰撞， 冷却、凝结而形成纳米微粒， 或者是与活泼性气体反应后再冷却、凝结而形成纳米微 粒。
其示意图如右图所示。
3、 气体蒸发法与液相法、固 相法相比，有哪些显著优点答：气体蒸发法是在惰性气体 然后与惰性气体发生碰撞，冷却、凝结而形成纳米微粒，或者是与活泼性气体反 应后再冷却、凝结而形成纳米微粒。
相对于液相法、固相法，有以下显著优点： ⑴表面光洁； ⑵粒度齐整，粒径分布窄； ⑶颗粒度容易控制。
4、 在使用气体蒸发法制备纳米颗粒时，一般如何控制粒径？ 答：用气体蒸汽法可通过调节惰性气体压力，蒸发物质的分压即蒸发温度或速率， 或惰性气体的温度，来控制纳米微粒的大小。
材料成型原理思考题及解答..
材料成型原理思考题本课程教学要求：1．掌握液态金属和合金的凝固、结晶基本规律和冶金处理及它们对材质和零件性能的影响。
2．重点掌握塑性成型的基础及塑性成型理论的应用。
3．重点掌握材料成型过程中化学冶金和现象、缺陷的形成机理、影响因素及预防措施。
第二章液态金属重点内容1、液态金属的基本特性2、液态金属的粘度、表面张力、G吸附方程3、流动方程、相似定律4、流变行为和流变铸造思考题1．在固相表面上有液相和气相，且三者处于界面平衡的情况，什么条件下固-液互相之间是润湿的。
到达平衡时，在气、液、固三相交界处，气-液界面和固-液界面之间的夹角称为接触角（contact angle)，用θ表示。
它实际是液体表面张力和液-固界面张力间的夹角。
接触角的大小是由在气、液、固三相交界处，三种界面张力的相对大小所决定的。
从接触角的数值可看出液体对固体润湿的程度。
当、和达平衡时以下关系：γSG-γSL=γLG cosθ上述方程称为杨（Young)方程。
从杨方程我们可以得到下列结论：（1）如果（γSG-γSL）=γLG，则cosθ=1，θ=0°，这是完全润湿的情况.如果（γSG-γSL）>γLG，则直到θ=0还没有达到平衡，因此杨方程不适用，但是液体仍能在固体表面铺展开来。
（2）如果0<（γSG-γSL）<γLG，则1>cosθ>0，θ<90o ，固体能为液体所润湿. （3）如果（γSG-γSL）< 0，则cosθ<0，θ>90o ，固体不为液体所润湿.2．分析物质表面张力产生的原因以及与物质原子间结合力的关系。
表面张力是由于物体在表面上的质点受力不均所造成。
由于液体或固体的表面原子受内部的作用力较大，而朝着气体的方向受力较小，这种受力不均引起表面原子的势能比内部原子的势能高。
因此，物体倾向于减小其表面积而产生表面张力。
原子间结合力越大，表面内能越大，表面张力也就越大。
材料合成与制备 作业习题解析
第一章课后习题一、名词解释1. 胶体(Colloid)：胶体是一种分散相粒径很小的分散体系，分散相粒子的质量可以忽略不计，粒子之间的相互作用主要是短程作用力。
2. 溶胶：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，不停地进行布朗运动的体系。
3. 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络骨架，骨架孔隙中充满液体或气体，凝胶中分散相含量很低，一般为1%~3%。
4. 溶胶－凝胶法(Sol-gel)：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体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。
凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。
5. 水解度R：水和金属醇盐物质的量比，即溶胶—凝胶反应过程中加水的量的多少。
6. 分散系：物质以一种或多种物质分散于另一种物质中的存在形式。
二、填空题1. 溶胶通常分为亲液型和憎液型两类。
2. 材料制备方法主要有物理方法和化学方法。
3. 化学方法制备材料的优点是可以从分子尺度控制材料的合成。
4. 由于界面原子的自由能比内部原子高，因此溶胶是热力学不稳定体系，若无其它条件限制，胶粒倾向于自发凝聚，达到低比表面状态。
5. 计算颗粒间范德华力通常用的两种模型为平板粒子模型、球型粒子模型。
6. 溶胶稳定机制中增加粒子间能垒通常用的三个基本途径是使胶粒带表面电荷、利用空间位阻效应、利用溶剂化效应。
7. 溶胶的凝胶化过程包括脱水凝胶化和碱性凝胶化两类。
8. 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。
9. 搅拌器的种类有采用电机带动搅拌叶片来进行原料混合的搅拌器和磁力搅拌器。
10. 溶胶凝胶法中固化处理分为干燥和热处理。
11. 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。
材料合成与制备思考题
材料合成与制备思考题共沉淀法沉淀法通常是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合，在混合液中加人适当的沉淀剂制备前驱体沉淀物,再将沉淀物进行干燥或锻烧，从而制得相应的粉体颗粒。
共沉淀法是指在溶液中含有两种或多种阳离子，它们以均相存在于溶液中，加入沉淀剂，经沉淀反应后，可得到各种成分的均一的沉淀，它是制备含有两种或两种以上金属元素的复合氧化物超细粉体的重要方法。
水热合成法水热与溶剂热合成：在一定温度(100～1000℃)和压力(1～100MPa)条件下，利用溶液中物质化学反应所进行的合成。
水热合成：在水体系中进行。
溶剂热合成：在非水（主要是有机溶剂）体系中进行。
水热与溶剂热反应主要以液相反应为其特点。
化学气相沉积化学气相沉积(Chemical vapor deposition，简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。
它本质上属于原子范畴的气态传质过程。
热CVD，等离子体CVD，激光CVDCVD涉及的反应有：分解反应、氧化还原反应、化合反应、复分解反应、化学输运反应、各种物理手段（等离子体、激光等）增强的反应等。
CVD技术对原料、产物及反应类型等的要求：(1) 反应原料是气态或易于挥发成蒸气的液态或固态物质；(2) 反应易于生成所需要的沉积物而其它副产物保留在气相排出或易于分离；(3) 整个操作较易于控制。
Ostwald RipeningOstwald ripening是一种材料生长的机理，简单点说就是材料从分子阶段开始，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长，这个阶段不会再形成新的晶核了，只是晶核生长的越来越大，最经典的一种，就是“从液态转变为固态的过程首先要成核，然后生长，这个过程叫晶粒的成核长大。
晶粒内分子、原子都是有规则地排列的，所以一个晶粒就是单晶”烧结末或压坯粉在低于主要组分熔点温度下加热，使颗粒间产生连接，以提高制品性能的方法。
3个合成实验思考题答案整理.docx
苯妥英钠的合成1.安息香缩合反应的原理？（没做）2.制备苯妥英为什么在碱性条件下进行？苯妥英显弱酸性，儿乎不溶于水，与碱成盐改善其溶解性。
3.本品精制的原理是什么？苯妥英与钠盐反应生成苯妥英钠盐类，其盐类在水中的溶解度小于氯化钠，当不断加入氯化钠至形成饱和溶液，苯妥英钠优先析出，再用活性炭洗去浮色即可得到纯品。
4 •制备二苯乙二酮加入冰醋酸和水的作用是什么？这个反应是一个氧化还原反应，冰醋酸在这里既作为一个溶剂，也作为一个酸性介质提供者,三氯化铁在酸性介质中能够发挥最强的氧化性。
同时三氯化铁及其容易水解，如果不在酸性介质中，很快就会完全水解成氢氧化物，氢氧化物不溶于水，就无法发挥氧化剂的作用。
加水是为了降低体系的饱和度，使析出的晶体较大。
磺胺醋酰钠的合成1、磺胺类药物有哪些理化性质？在本实验中，是如何利用这些性质进行产品纯化的？答：磺胺类药物一般为白色或微黄色结晶性粉末；无臭，无味。
具有一定熔点。
难溶于水, 可溶于丙酮或乙醇。
①酸碱性因本类药物分子中有芳香第一胺，呈弱碱性；有磺酰氨基，显弱酸性，故本类药物呈酸碱两性，可与酸或碱成盐而溶于水②自动氧化反应本类药物含芳香第一胺，易被空气氧氧化。
③芳香第一胺反应磺胺类药物含芳香第一胺，在酸性溶液屮，与亚硝酸钠作用，可进行重氮化反应，利用此性质可测定磺胺类药物的含量。
生成的重氮盐在碱性条件下，生成橙红色偶氮化合物，可作本类药物的鉴别反应。
④与芳醛缩合反应芳香第一胺能与多种芳醛（如对二甲氨基苯甲醛、香草醛等）缩合成具有颜色的希夫碱.⑤铜盐反应磺酰氨基上的氢原子，可被金属离子（如铜、银、钻等）取代，生成不同颜色的难溶性沉淀，可用于鉴别。
2、酰化液处理的过程中，pH 7吋析出的固体是什么？pH 5吋析出的固体是什么？10%盐酸中的不溶物是什么？答：pH=7时候析出的固体是未反应的磺胺；5的时候析出的是磺胺醋酰。
在10%盐酸溶液中磺胺醋酰生成盐酸盐而溶解，而磺胺双醋酰由于结构中无游离的芳伯胺基，不能和盐酸成盐故析出。
材料合成与制备思考题及参考教材
《材料合成与制备》思考题1.介绍真空蒸镀（物理成膜）与化学气相沉积制备薄膜的工艺过程及特点2.叙述定向凝固及提拉法制备单晶材料的工艺过程3.非晶态合金的制备方法有哪些？简述之；简述记忆合金马氏体的相变原理4.插层纳米复合材料的结构特点如何？介绍两种粘土插层方法（溶液插层与熔融插层）及聚酰亚胺基插层复合材料的合成、结构与性能特点5.叙述自蔓延高温合成法（SHS）的化学反应原理及自蔓延传播原理；介绍SHS材料制备法的特点及两种相应技术（制粉技术、致密化技术）6.简述机械研磨法、化学气相沉积法及还原化合法三种制备粉末的特点及工艺过程7.结构陶瓷的成形及烧结有哪些方法？简述之8.（1）介绍三种生物活性玻璃和玻璃陶瓷材料体系的特点；（2）简单介绍磷酸钙生物陶瓷及制备羟基磷灰石的三种方法（水溶液法、固相反应法及水热法）9.铁氧体材料有哪些种类？简述之；试述粉末冶金法制备铁氧体材料的工艺过程《材料合成与制备》课程主要参考教材材料工程基础，周美岭等，北京工大出版社薄膜材料――制备技术、原理及应用，唐伟忠，冶金工业出版社无机材料合成，刘海涛等，化工出版社材料合成与制备方法，曹茂盛，哈工大出版社纳米材料制备技术，王世敏，化工出版社纳米复合材料，徐国财，化工出版社聚合物――无机纳米复合材料，柯扬船，化工出版社高性能结构陶瓷及其应用，肖汉宁，化工出版社特种陶瓷，王零森，中南工大出版社粉末冶金与陶瓷成型技术，刘军，化工出版社结构陶瓷材料及其应用，张玉军，化工出版社功能陶瓷材料，曲远方，化工出版社材料制备科学与技术，朱世富，高等教育出版社材料制备技术，吴健生，上海交大出版社新型材料与材料化学，师昌绪，科学出版社。
工程材料及成形工艺思考题 Word 文档 (2)
第一章材料的力学行为和性能思考题1.解释下列力学性能指标。
(1) HB (2) HRC (3) HV2.解释下列名词。
（1）蠕变（2）低应力脆断（3）疲劳（4）断裂韧度3.下列工件应采用何种硬度试验方法来测定其硬度？（1）锉刀（2）黄铜轴套（3）供应状态的各种碳钢钢材（4）硬质合金刀片（5）耐磨工件的表面硬化层4.下列硬度表示方法是否正确，为什么？(1)HBW250~300 (2)5~10HRC (3)HRC70~75 (4)HV800~850 (5)800~850H5.比较铸铁与低碳钢拉伸应力-应变曲线的不同，并分析其原因。
6.一根两端固定的低碳钢丝，承受拉应力为20Mpa，当温度从30摄氏度突然下降到10摄氏度时，钢丝内新产生的应力为多少？7.现有原始直径为10mm圆形长、短试样各一根，经拉伸试验测得的伸长率均为25%，求两试样拉断后的标距长度。
两试样中哪一根塑性好？为什么？8.甲乙丙丁四种材料的硬度分别为45HRC、90HRB、800HV、240HBW,试比较这四种材料硬度的高低。
第二章材料的结构思考题1.为何单晶体具有各向异性？而多晶体在一般情况下却显示各向同性？2.解释下列基本概念；晶体与非晶体；晶体的各向异性；同素异晶转变；位错；晶界；固溶体；金属化合物。
3.试述高分子链的结合力、分子链结构、聚集态结构对高聚物的性能的影响。
4.何为高分子材料的老化？如何防止？5.试计算面心立方晶格的致密度。
6.说明结晶对高聚物性能的影响。
第三章1.过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？2.在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒的大小？3.如果其他条件相同，试比较下列铸造条件下，铸件晶粒的大小：（1）.金属模浇注与砂模浇注；（2）.高温浇注宇与低温浇注；（3）.铸成薄件与铸成厚件；（4）.浇注时采用振动和不振动。
4.二元匀晶相图、共晶相图与合金的力学性能和工艺性能之间存在什么关系？5.画出Fe-Fe3C相图，指出图中各点及线的意义，并标出个相区的相组成物和组织组成物。
材料合成与制备思考题及参考教材
《材料合成与制备》思考题1.介绍真空蒸镀（物理成膜）与化学气相沉积制备薄膜的工艺过程及特点2.叙述定向凝固及提拉法制备单晶材料的工艺过程3.非晶态合金的制备方法有哪些？简述之；简述记忆合金马氏体的相变原理4.插层纳米复合材料的结构特点如何？介绍两种粘土插层方法（溶液插层与熔融插层）及聚酰亚胺基插层复合材料的合成、结构与性能特点5.叙述自蔓延高温合成法（SHS）的化学反应原理及自蔓延传播原理；介绍SHS材料制备法的特点及两种相应技术（制粉技术、致密化技术）6.简述机械研磨法、化学气相沉积法及还原化合法三种制备粉末的特点及工艺过程7.结构陶瓷的成形及烧结有哪些方法？简述之8.（1）介绍三种生物活性玻璃和玻璃陶瓷材料体系的特点；（2）简单介绍磷酸钙生物陶瓷及制备羟基磷灰石的三种方法（水溶液法、固相反应法及水热法）9.铁氧体材料有哪些种类？简述之；试述粉末冶金法制备铁氧体材料的工艺过程《材料合成与制备》课程主要参考教材材料工程基础，周美岭等，北京工大出版社薄膜材料――制备技术、原理及应用，唐伟忠，冶金工业出版社无机材料合成，刘海涛等，化工出版社材料合成与制备方法，曹茂盛，哈工大出版社纳米材料制备技术，王世敏，化工出版社纳米复合材料，徐国财，化工出版社聚合物――无机纳米复合材料，柯扬船，化工出版社高性能结构陶瓷及其应用，肖汉宁，化工出版社特种陶瓷，王零森，中南工大出版社粉末冶金与陶瓷成型技术，刘军，化工出版社结构陶瓷材料及其应用，张玉军，化工出版社功能陶瓷材料，曲远方，化工出版社材料制备科学与技术，朱世富，高等教育出版社材料制备技术，吴健生，上海交大出版社新型材料与材料化学，师昌绪，科学出版社。
原料加工与成型思考题
原料加工与成型思考题原料加工与成型是制造业中非常重要的环节，对于产品的质量、成本、交付周期等方面都有着直接的影响。
本文将探讨原料加工与成型的一些关键问题，并提出相应的思考题，以期促进读者对于这一领域的深入思考与研究。
一、原料加工原料加工是指将原材料经过一系列的物理、化学或机械加工过程，转变成适合生产所需产品的半成品或零部件。
原料加工的目的是为了改变原材料的形状、尺寸、性质等，以便进一步加工成最终产品。
1. 加工工艺选择：原料加工工艺的选择直接影响到产品的成本、质量和生产效率。
在选择加工工艺时，应考虑以下问题：- 不同加工工艺对产品性能和质量的影响；- 加工工艺的设备投资和使用成本；- 加工工艺的生产周期和效率；- 加工工艺的可持续性和环境影响等。
思考题：a. 如何选择合适的加工工艺来满足产品的要求？b. 在加工工艺选择时，如何权衡产品质量、成本和生产效率之间的关系？2. 刀具与工装选择：刀具与工装是进行原料加工的重要工具，其选择对于产品加工质量和效率起着决定性的作用。
在选择刀具与工装时，应考虑以下问题：- 刀具与工装的材料、刃口形状和精度是否适合所加工的材料；- 刀具与工装的耐磨性、耐用性和维护成本；- 刀具与工装的加工效率和准确性；- 刀具与工装的价格和供应稳定性等。
思考题：a. 如何选择合适的刀具与工装来提高产品加工质量和效率？b. 在刀具与工装选择时，如何权衡性能和成本之间的关系？3. 过程监控与控制：在原料加工过程中，监控和控制加工参数对于产品质量的稳定性和一致性至关重要。
在过程监控与控制中，应考虑以下问题：- 如何选择合适的监测设备和方法，监测加工参数的稳定性和准确性；- 如何采取控制措施，保证加工参数在可控范围内；- 如何建立可靠的质量管理体系，对加工过程进行监控和记录；- 如何分析加工过程中的异常情况，并采取相应的纠正措施。
思考题：a. 如何设计有效的过程监控与控制方法，提高产品质量的稳定性和一致性？b. 如何利用数据分析技术，从大量的加工数据中获取有价值的信息，提高生产效率和产品质量？二、成型成型是指将原料加工成所需形状和尺寸的半成品或成品的过程。
材料加工技术思考题改后版
材料加工技术思考题改后版(共36页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--材料加工技术思考题4 你能说出哪些加工方法各种加工方法区别在哪里为什么分为很多不同加工方法答：液态金属成形、金属塑性成形、金属焊接成形、粉末冶金成形、热处理、机加工7 什么是材料技术什么是材料加工技术材料加工技术的作用是什么四要素答：材料技术：关于材料的制备、成形与加工、表征与评价，以及材料的使用与保护的知识、经验和诀窍。
材料加工技术及其本质：利用熔化、结晶、塑性变形、扩散、相变等各种物理化学变化使工件成形，达到预定的零件成形要求。
将材料学科与其他学科(机械、计算机，自动控制)的知识用于材料的制备和生产，以获得产品的形状和性能的技术.8 材料加工技术的发展趋势？答：过程综合、技术综合、学科综合过程综合：1.材料设计、制备、成形、加工的一体化，各环节联系越来越紧密；2.多个过程(如凝固与成形)的综合化，或短流程化，如喷射成形，半固态成形、铸轧一体化;技术综合：材料加工技术发展为多种技术相结合的应用科学，制备、成形、加工与计算机模拟与过程仿真、信息技术的综合、各种控制技术的综合等；学科综合：传统三级学科(铸造、塑性加工、焊接、热处理)的综合，与计算机科学、信息工程，环境工程等其他学科的综合，各学科之间的界限越来越不明显，学科渗透性和依赖性越来越强。
9 材料加工技术的方法有哪些分别又有哪些方法答：液态金属成型：砂型铸造，熔模铸造，金属型铸造，压力铸造，离心铸造金属塑性成形：锻造、轧制、挤压、拉拔、冲压机加工：车、铣、镗、刨、磨、钻;超声波加工、电化学加工、电火花加工、激光加工、电子束离子束加工、快速原型加工、化学加工等离子体加工、磁性磨料加工。
粉末冶金：以金属粉末或者金属化合物粉末为原料制备具有一定形状及性能的制品方法。
热处理：各种火、表面处理、特殊处理焊接：熔焊、压焊、钎焊10举一日常观察的金属加工零件，说明加工方法和过程。
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*在气体蒸发法制备纳米颗粒中如何调节纳米微粒的粒径？答：用气体蒸汽法可通过调节惰性气体压力，蒸发物质的分压即蒸发温度或速率，或惰性气体的温度，来控制纳米微粒的大小。
一般，随蒸发速率的增加（等效于蒸发源温度的升高）粒子变大，或随着原物质蒸汽压的增加，粒子变大。
*直流电弧等离子法制备金属纳米粒子，为何Cu、Al两种元素的生成速率低？答：在惰性或者反应性气氛下，通过直流放电使气体电离产生高温等离子体，使原料熔化、蒸发，蒸气遇到周围的气体就会被冷却或发生反应形成纳米颗粒得方法称为直流电弧等离子法。
Cu、Al的熔点低、热导率高，当蒸发原料在水冷铜坩埚中，用等离子喷枪进行加热，蒸发原料与水冷铜坩埚相接触，在坩埚壁上的热损失较大，而由于Cu、Al的高热导率，使得蒸发原料整体温度降低，从而降低了生产速度。
1、纳米材料按照维数可以分为哪几类？并各举一例。
答：⑴零维材料：指其在空间三维尺度均在纳米尺度，如纳米颗粒、人造超原子⑵一维材料：在三维空间有两维处于纳米尺度，如纳米丝、纳米棒等⑶二维材料：在三维空间有一维处于纳米尺度，如超薄膜2、简述气体蒸发法制备纳米颗粒的原理，可以画示意图。
答：气体蒸发法是在惰性气体（或活泼性气体）中将金属、合金或陶瓷蒸发气化，然后与惰性气体发生碰撞，冷却、凝结而形成纳米微粒，或者是与活泼性气体反应后再冷却、凝结而形成纳米微粒。
其示意图如右图所示。
3、气体蒸发法与液相法、固相法相比，有哪些显著优点。
答：气体蒸发法是在惰性气体（或活泼性气体）中将金属、合金或陶瓷蒸发气化，然后与惰性气体发生碰撞，冷却、凝结而形成纳米微粒，或者是与活泼性气体反应后再冷却、凝结而形成纳米微粒。
相对于液相法、固相法，有以下显著优点：⑴表面光洁；⑵粒度齐整，粒径分布窄；⑶颗粒度容易控制。
4、在使用气体蒸发法制备纳米颗粒时，一般如何控制粒径？答：用气体蒸汽法可通过调节惰性气体压力，蒸发物质的分压即蒸发温度或速率，或惰性气体的温度，来控制纳米微粒的大小。
一般，随蒸发速率的增加（等效于蒸发源温度的升高）粒子变大，或随着原物质蒸汽压的增加，粒子变大。
5、在使用气体蒸发法制备纳米颗粒时，有几种加热方式？答：在使用气体蒸发法制备纳米颗粒时，有以下六种加热方式：⑴电阻加热法：其热源为一个由W、Mo或Ta制成的舟状加热器，把被蒸发材料放在舟状加热器上加热蒸发；⑵高频感应加热法：通过高频感应的方式加热被蒸发材料从而制得纳米颗粒；⑶等离子体加热法：将高温等离子体喷射到被蒸发材料表面，材料吸收等离子体的热量而蒸发；⑷电子束加热法：使由电子枪发射出来的电子束打到被蒸发材料上，从而加热材料使其蒸发；适合于制备高熔点金属的纳米颗粒，如W、Ta、Pt等⑸激光加热法：使激光束（CO2激光或Nd：YAG激光）照射蒸发材料，使其蒸发气化，遇到周围的冷气体而冷凝成纳米颗粒；⑹爆炸丝法：金属丝在500~800kA大电流下加热，熔断后在电流中断的瞬间，卡头上的高压在熔断处放电，使熔融的金属在放电过程中进一步加热变成蒸气，在惰性气体碰撞下沉积到容器底部，得到纳米颗粒。
6、哪两种情况下不适合用电阻加热法制备纳米颗粒？答：热源为一个由W、Mo或Ta制成的舟状加热器，把被蒸发材料放在舟状加热器上加热蒸发随后遇到冷气氛而冷凝下来形成纳米颗粒的方法。
在以下两种情况下不适合用电阻加热法：1.两种材料(被蒸发的材料和发热体)在高温下熔融形成合金，2. 被蒸发的材料的蒸发温度高于发热体的软化温度，因此该法重要用于低熔点金属的蒸发：Ag、Al、Cu、Au。
7、高频感应加热法制备纳米颗粒有何特点？答：通过高频感应的方式加热被蒸发材料从而制得纳米颗粒的方法称为高频感应加热法。
其特点为：⑴高频感应具有感应搅拌作用，坩埚内合金均匀性好；⑵可以将熔体的温度保持恒定；⑶可以在长时间内以恒定的功率运转；⑷加热源的功率大：MW级；⑸加热体中可以放入50g左右的样品，一次可以得到0.5~1g左右的纳米样品⑹粒径分布窄，粒径均匀性好。
8、在使用直流电弧等离子法制备金属纳米离子时，为何能使用铜坩埚？答：直流电弧等离子体法是在惰性或者反应性气氛下，通过直流放电使气体电离产生高温等离子体，使原料熔化、蒸发，蒸气遇到周围的气体就会被冷却或发生反应形成纳米颗粒。
由于等离子体温度高，几乎可以制备任何金属的纳米微粒。
如Ta，熔点高（2996℃）。
因为铜的热导率比较高，在冷水冷却铜坩埚的情况下，坩埚壁的热量会迅速地传导出去，不会造成坩埚的熔化，所以能用铜坩埚。
因为在惰性或者反应性气氛下，通过直流放电使气体电离产生高温等离子体，使原料熔化、蒸发，蒸气遇到周围的气体就会被冷却或发生反应形成纳米颗粒。
不通过坩埚传热，所以不用担心被蒸发材料与坩埚反应9、为何Cu、Al两种元素的生成速率低？答：在惰性或者反应性气氛下，通过直流放电使气体电离产生高温等离子体，使原料熔化、蒸发，蒸气遇到周围的气体就会被冷却或发生反应形成纳米颗粒得方法称为直流电弧等离子法。
Cu、Al的熔点低、热导率高，当蒸发原料在水冷铜坩埚中，用等离子喷枪进行加热，蒸发原料与水冷铜坩埚相接触，在坩埚壁上的热损失较大，而由于Cu、Al的高热导率，使得蒸发原料整体温度降低，从而降低了生产速度。
答：因为这两种元素的导热性好。
10、化学气相反应法可以分为哪两种？各举一例。
答：利用挥发性金属化合物的蒸气，通过化学反应生成所需要的化合物，在保护气体环境下快速冷凝，从而制备各类物质的纳米微粒的方法称为化学气相反应法，此法分为以下两种：⑴气相分解法：单一化合物热分解法，如A(g) →B(s)+C(g)(CH3)4Si → SiC(s) +3CH4(g)，⑵气相合成法，如A(g)+B(g) →C(s)+D(g)2SiH4(g)+C2H4(g) →2SiC(s)+6H2(g)。
11、液相法制备纳米颗粒又可分为哪几种？答：⑴沉淀法，溶液中含有一种或多种金属离子，加入一些阴离子后(如OH-、C2O42-、CO3-)，生成沉淀，将沉淀加热脱水得到金属的氧化物颗粒，⑵水解法：将原料分体放入水中使其充分水解，然后加热水解产物使其分解得到纳米颗粒，⑶水热法：使混合原料在高温高压在水溶液中进行反应直接生成氧化物纳米颗粒，⑷溶胶-凝胶法：指金属有机或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理而成固体氧化物或其它化合物的方法。
12、何谓溶胶-凝胶法？叙其优点，其关键是？答：溶胶-凝胶法是指金属有机或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理而成固体氧化物或其它化合物的方法。
其优点有：（1）除了可制备粉末外，还可以制备薄膜、纤维、体材和复合材料；（2）该方法原材料在分子级水平上混合，高度混合，所以制得的产品纯度高; （3）合成温度低，比传统方法低50-500℃；（4）材料的组成容易控制，制备设备简单。
该方法的关键：（1）金属醇盐的合成；（2）控制水解-聚合反应以形成溶胶和凝胶；（3）热处理13、以乙醇钾、乙醇钽、乙醇铌为原料合成KTaNbO3为例说明溶胶-凝胶形成时发生的反应，简述前躯体浓度、苯乙酸、湿度、温度等因素如何影响凝胶的形成。
答：（1）醇盐间的反应三种醇盐：KOC2H5---------碱性醇盐Ta(OC2H5)5-----酸性醇盐Nb(OC2H5)5-----酸性醇盐KOC2H5+Ta(OC2H5)5→ KTa(OC2H5)6KOC2H5+Nb(OC2H5)5 → KNb(OC2H5)6（2）溶胶-凝胶的形成（分2个过程）A：五种物质的水解完全水解：KOC2H5+H2O →KOH+C2H5OH部分水解：Ta(OC2H5)5 +H2O → Ta(OC2H5)4 OH+ C2H5OHNb(OC2H5)5 +H2O → Nb(OC2H5)4 OH+ C2H5OHKTa(OC2H5)6 +H2O → KTa(OC2H5)5OH+ C2H5OHKNb(OC2H5)6 +H2O→KNb(OC2H5)5OH+ C2H5OHB：缩合-聚合反应水解产物与前驱体、水解产物之间发生缩合--聚合反应：KM(OC2H5)5OH+ KM(OC2H5)5 (OR)→(OC2H5)5KM-O-MK(OC2H5)5+ROH（M= Ta，Nb）(OC2H5)5KM-O-MK(OC2H5)5+ KM(OC2H5)5OH →R= H(去水缩聚)，R= C2H5（去醇缩聚）。
影响溶胶-凝胶形成的因素有溶液浓度、有机介质组成、添加剂、湿度、温度等。
⑴前驱体浓度的影响：将总盐浓度为1mol/L的溶液分别使用乙醇稀释为：0.7、0.5、0.3、0.1、0.05 mol/L ，在温度11℃、相对湿度50%的空气中放置一段时间后观察溶液情况，结果发现四种浓度(1.0、0.7、0.1、0.05)出现沉淀，只有两种浓度（0.5、0.3）形成凝胶。
⑵溶剂组成的影响：无水乙醇吸湿性强，浓度高和浓度低的溶液不易形成凝胶；因此降低溶液的吸湿性，对凝胶的形成有利；苯的吸湿性低，挥发性与乙醇接近，因此用苯-乙醇组成的混合溶剂有利于凝胶的形成。
苯各种浓度下，11℃，50%相对温度下72h后发现，当苯含量大于40%时始终生成凝胶。
⑶添加剂的影响：实验中加入乙酸含量大于5%（V%）后，均可形成凝胶，因为KM(OC2H5)6 +HOAC→KM(OC2H5)5(OAC)+ C2H5OH，乙酸根替代了乙醇盐中部分乙氧基，降低了醇盐的活性，防止了醇盐的快速分解，有利于缩聚反应。
⑷湿度的影响：实验发现，湿度越大，吸收水分越快，水解越快，不利于形成凝胶。
因此相对湿度一般控制在50%。
⑸温度的影响：温度高即加快了水解，缩聚反应的速度，又促进了溶剂的挥发，大大缩短了凝胶的形成时间。
结论：（1）浓度太高、太低都易形成沉淀。
（2）加入吸湿性低的溶剂有利凝胶形成。
（3）一些添加剂可以降低醇盐活性，防止水解太快。
（4）湿度高，水解快不利形成凝胶。
（5）提高温度可缩短凝胶形成时间。
14、写出六种制备金属醇盐的方法，写出方程式。
答：⑴金属与醇反应：电负性很强的金属，与醇在惰性气体（N2、Ar）保护下：M+nROH→ M(OR)n +n/2H2，M：Li、Na、K、Ca、Sr、Ba等⑵金属卤化物与醇反应：B、Si、P等元素的氯化物与醇作用，可以完全醇解：BCl3+3C2H5OH→B(OC2H5)3+3HCl↑SiCl4+C2H5OH →Si(OC2H5)4+4HCl↑PCl3+3C2H5OH →P(OC2H5)3+3HCl↑⑶金属卤化物与碱金属醇盐反应-醇钠法：使用金属卤化物与乙醇钠反应可以制得许多金属的醇盐：MX n+nNaOC2H5→M(OC2H5)n+nNaXM: 镓、硅、锗、锡、铁、砷、铟、锑、铋、钍、铀、硒、碲、钨、镧、镨、钕、钐、钇、镱、铒、钬、镍、铬、铜、钴等。