第十一章非晶态固体
非晶态固体结构特征
非晶态固体结构特征
非晶态固体（amorphous solid）是指由无规则排列的分子、离子或
原子组成的物质，其结构特征如下：
1.无明显的晶体结构：非晶固体没有周期性的晶格结构，因此缺乏晶
体的各种晶界、晶面等表面特征。
2.高度的随机性：非晶固体的分子、离子或原子之间的排列没有规则
的周期性，呈现出高度的随机性和不对称性。
3.无法通过X射线衍射得到衍射图：非晶固体的衍射图不具有明显的
衍射峰，而是呈现出一种连续的背景。
4.动态性：非晶固体的分子、离子或原子之间存在着不断的微小振动，使得其结构不停地产生变化。
5.多样性：非晶固体的结构可以相当复杂，不同的非晶固体之间存在
着巨大的结构差异。
由于非晶固体结构特征的多样性和随机性，其研究十分复杂。
但与晶
体不同的是，非晶固体具有许多优异的物理性质，例如高强度、高刚度、
低气孔率、优异的耐腐蚀性等，因此在许多应用领域中得到了广泛的应用。
非晶态
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非晶态
固态物质原子的排列所具有的近程有序、长程无序的状态
目录
01 的形成
03 结构的表征
02 转变 04 合金
基本信息
非晶态，是指固态物质原子的排列所具有的近程有序、长程无序的状态。对晶体，原子在空间按一定规律作 周期性排列，是高度有序的结构，这种有序结构原则上不受空间区域的限制，故晶体的有序结构称为长程有序。 具有长程有序特点的晶体，宏观上常表现为物理性质（力学的、热学的、电磁学的和光学的）随方向而变，称为 各向异性，熔解时有一定的熔解温度并吸收熔解潜热。
下面描绘了气体、液体、非晶体和晶体典型的径向分布函数RDF图。气体分子完全无序，因此当R>R0时，其 g（R）恒等于1；液体与非晶体的RDF类似，它们都是长程无序而短程有序的，但液体的RDF的峰值明显降低，峰 宽展宽，曲线更加平滑，缺乏非晶体的某些细节。而晶体的RDF为很窄的峰，表明晶体中原子的有序排列。
图1不同状态时材料性能随温度的变化非晶态可由气相、液相快冷形成，也可在固态直接形成（如离子注入、 高能离子轰击、高能球磨、电化学或化学沉积、固相反应等）。
普通玻璃的形成方法，是将原料经过高温熔融形成熔体，然后将熔体进行过冷（急冷）固化变为玻璃体。一 般的冷却速度无法将金属和合金熔体转化为非晶态，必须采用特殊的制备方法，冷却速度要达到极快使它来不及 结晶而形成非晶态。纯金属形成非晶态的冷却速率为1010K/s以上，合金形成非晶态的冷却速率为106K/s以上。 20世纪70年代以后，人们开始采用熔体旋淬急冷方法（Melt Spinning）制备非晶条带，即将高温熔体喷射到高 速旋转的冷却辊上，熔体以每秒百万摄氏度的速度迅速冷却，以致金属中的原子来不及重新排列，杂乱无章的结 构被冻结，这样就形成了非晶态合金。
《非晶态结构与性质》课件
原子或分子之间以随机方式连接形成非晶态结构。
非晶态材料的制备方法
快速凝固
通过迅速冷却高温熔融的材料来制备非晶态材料。
固态反应
通过固态反应制备非晶态材料，如溶胶-凝胶法等。
纳米材料合成
利用纳米材料的特殊性质合成非晶态材料。
非晶态材料的性质
高硬度
非晶态材料具有较高的硬度， 适用于耐磨、抗划伤的应用。
优异的韧性
非晶态材料表现出优异的韧 性，在冲击加载下具有良好 的抗碎裂能力。
低热导率
非晶态材料的低热导率使其 成为热障涂层、热电器件等 应用的理想选择。
非晶态材料的应用领域
电子器件
非晶态材料在电子器件中应用 广泛，如薄膜晶体管、存储器 件等。
医疗设备
非晶态材料在医疗设备领域具 有良好的生物相容性和机械性 能。
太阳能电池
非晶态聚合物材料可用于制备 高效、柔性的太阳能电池。
非晶态材料的前景和挑战
前景
非晶态材料在新型能源、光电子学等领域具 有广阔的应用前景。
挑战
非晶态材料的制备工艺和理论研究仍面临一 定的挑战，需要进一步深入研究。
总结
非晶态结构的定义、特征、制备方法、性质、应用领域以及前景和挑战都是非晶态材料领域中重要的研 究内容。
《非晶态结构与性质》 PPT课件
非晶态结构是指没有明确长程有序的结构，而是由无规则排是指材料中没有明确的、长程的周期性重复单元的结构。
非晶态结构的特征
1 无规则排列
原子或分子在非晶态材料中呈现无规则的排列方式。
2 无明确周期性
非晶态材料中没有明确的、长程的周期性重复单元。
非晶固体结构的表征ppt课件
非晶固体微观结构认识和局限
晶体与非晶体的鉴别（X射线衍射分析 和电子衍射技术）
非晶固体中质点在三维空间中的真实排 列情况尚无直接检测技术
无序堆积体中可以划分出多种堆积几何多 面体－伯纳尔多面体
非晶态金属体中非晶态程度可用伯纳尔多 面体种类数和体积密度减小程度两个参数 进行描述。
非晶态金属结构
相对于密堆结构，非晶态 金属的密度相对较低，通 过密度增值表征无序度
伯纳尔多面体 无规则密堆硬球模型
非晶态聚合物结构
两相球粒模型
无规则线团模型
非晶固体的短程有序性
高分子与塑料
高分子基团（共价键） 塑料（分子键）
化学键类型与质点间的连接方式 化学键的共存与配位基团 弱键与强键
化学键类型与质点间的连接方式
静电键强度高的键连接成各种 类型的基团 多面体及其连接 组群状结构 链状结构 面状结构 三维结构
化学键的共存与配位基团
对非晶固体材料而言 往往同时存在多种化 学键
对非晶固体微观结构的认识通过非晶材 料的间接信息（X射线衍射径向分布函 数分析技术、其它光谱分析技术和物理 性质）建立各种模型
非晶固体结构类型
按材料种类划分
无机玻璃的结构
微晶子学说 无规则网络说
非晶态金属结构 非晶态聚合物结构
无机玻璃的结构
无机玻璃体（狭义）：是指组成为无机 非金属化合物，经高温熔融，在不发生 结晶的冷却过程中，物体从液态转化为 高粘度固态的物体。
化学键的种类和数量 取决于：固体的化学 组成、形成历史；
非晶态固体物理学
非晶态固体物理学非晶态固体物理学（Amorphous Solid Physics），是材料科学中一个很重要的分支研究领域。
其研究范围涉及从非晶态材料的制备、表征、低温物理性质，到非晶态固体的应用等。
今天，我将围绕着这个话题，向大家介绍非晶态固体物理学的相关知识。
第一步：概念介绍所谓非晶态固体，指的是在结晶和液态之间的一种状态。
它的特点是具有高度无序的原子排列结构，因而也被称为无序固体。
非晶态固体没有明确的晶格结构，大多数都是在高温状态下制备而成。
而非晶态固体物理学则是研究这种材料的物理性质和相关应用的学科。
第二步：制备方法目前，在制备非晶态材料方面，主要使用的是快速冷却技术。
其核心思想是将高温合金明显过冷却到玻璃态，如此可以使材料的制备工艺不受约束，并将许多性质调制成很宽的范畴。
快速冷却即是通过超过数十万度每秒的速率将材料从液态快速冷却到固态。
这种制备方式的优点是可以制备出具有复杂原子结构的非晶材料，并且可以得到很高的玻璃形态。
第三步：性质研究非晶态固体物理学的核心之一是探究非晶态材料与其它材料之间的相互作用。
非晶态固体的物理性质主要表现在两个方面：第一，非晶态固体的各向异性性质较差，这使得它在接触中其他物质时具有良好的适应性，减少了晶体材料表面上的晶行导致的断口；第二，非晶态固体的强度和塑性特性均较高，使其在工程材料中具有广泛的应用前景。
第四步：应用领域除了了解非晶态固体的基础物理特性之外，它还有许多重要的应用领域。
其中之一是聚类基础的功能性玻璃，可以应用在光电子设备、传感器、存储器，以及生物医药等领域。
此外，非晶态固体还被广泛应用于意大利NASA天主教大学等地的研究中，以探究类似恒星形成、物质相互作用及类似气溶胶的物理过程。
总之，非晶态固体物理学是一个广泛而有趣的领域，涉及到多个方面的理论和实践知识。
十分值得科研工作者和材料科学家去探究和挖掘。
非晶态和玻璃态物质的性质和特征
非晶态和玻璃态物质的性质和特征非晶态和玻璃态物质是固态物质的两种重要状态。
非晶态和玻璃态物质与晶体态物质相比，具有许多不同的特点和性质。
在本文中，我们将详细介绍非晶态和玻璃态物质的性质和特征。
一、非晶态物质的性质和特征非晶态物质是没有具体的晶体结构的物质。
相比之下，晶体结构是由周期性的原子或分子排列组成的。
非晶态物质不能用点阵表示，因为它的物质分布是没有规则的。
非晶态物质的性质和特征包括以下几点：1. 无法定义晶体结构。
非晶态物质没有周期性结构，这导致它们没有明显的晶体形态或晶界。
2. 非晶态物质没有长程有序的结构。
理论上，非晶态物质会有一些短程有序的局部结构，这些结构具有定向性，但它们没有长程的周期性。
3. 非晶态物质的熔化温度比晶体略低。
由于非晶态物质的原子或分子之间没有具体的排列方式，当加热时，它们会在较低的温度下开始熔化。
4. 非晶态物质有均匀分布的能量。
在晶体中，光电子能量在周期性结构中被限制在能隙中。
在非晶态物质中，光电子能量可以在整个结构中均匀分布。
5. 非晶态物质通常比晶体具有更高的折射率和更低的光散射率。
相比之下，晶体的光大多沿着优先的方向散射。
二、玻璃态物质的性质和特征玻璃态物质是指没有经过结晶而形成固态物质。
当物质被快速冷却时，形成的物质为玻璃态物质。
玻璃态物质的性质和特征包括：1. 玻璃态物质的形态不稳定。
玻璃态物质没有周期性结构，这导致它们缺乏稳定的形态。
当玻璃态物质加热时，它们会迅速软化并变形。
2. 玻璃态物质通常具有更低的熔点。
由于玻璃态物质没有具体的结构，当加热时，它们会在较低的温度下开始熔化。
3. 玻璃态物质的硬度低。
较软的物质易形成玻璃态，反之，较硬的物质较难形成玻璃态。
4. 玻璃态物质的弹性模量低。
当加压一段时间后，玻璃态物质会发生变形。
5. 玻璃态物质的热膨胀系数低。
与晶体不同，玻璃态物质的分子没有确定的结构，因此热膨胀率低。
总结：非晶态和玻璃态物质是现代物理学领域的重要研究内容。
非晶态物质的本质和特性
非晶态物质的本质和特性非晶态物质，又称无定形或非晶态，是物质存在的一种特殊状态。
与晶体物质相比，非晶态物质的内部结构无序且缺乏周期性，因此具有一系列独特的性质和特性。
本文将深入探讨非晶态物质的定义、特征、本质及应用，并展望其未来发展前景。
非晶态物质是指物质内部原子或分子排列不具备长程有序特点的状态。
这种状态下的物质具有以下特征：无序结构：非晶态物质的原子或分子排列呈无序状态，缺乏晶体物质的周期性和对称性。
物理性质各向同性：非晶态物质的物理性质在各个方向上基本相同，没有明显的方向性。
玻璃态转变：非晶态物质在受到高温或其他能量刺激时，会转化为晶态物质，即玻璃态转变。
非晶态物质的本质主要表现在以下几个方面：组成成分：非晶态物质可以是元素、化合物或混合物，但它们在原子尺度上缺乏长程有序的结构。
结构特点：非晶态物质的结构特点是原子或分子排列的无序性，这种无序结构使得非晶态物质不具备晶体物质的对称性和周期性。
物理性质：由于非晶态物质内部结构的无序性，其物理性质主要表现为各向同性，如密度、硬度、光学性质等。
非晶态物质因其独特的性质和特性，在许多领域都有广泛的应用。
以下是几个主要应用领域：科技领域：非晶态物质在科技领域的应用主要表现在材料科学、电子学和光学等方面。
例如，非晶态物质可以用来制造具有高度透光性和耐腐蚀性的玻璃，还可以作为电子设备的封装材料。
医学领域：非晶态物质在医学领域的应用主要涉及药物传递和组织工程。
利用非晶态物质制备的药物载体可以实现对药物的缓释和控释，从而达到更好的治疗效果。
同时，非晶态物质还可以作为组织工程的支架材料，帮助修复人体损伤的组织和器官。
材料领域：非晶态物质在材料领域的应用主要涉及催化剂、电池和传感器等。
例如，非晶态物质可以作为催化剂的有效成分，提高催化剂的活性和选择性。
还可以作为电池的电极材料，提高电池的能量密度和寿命。
随着科学技术的不断进步，非晶态物质的未来发展前景广阔。
以下是几个可能的方面：新材料的研发：随着人类对材料性能的要求不断提高，新型非晶态材料的需求也在不断增长。
执业药师考试辅导-药剂学《微型胶囊和固体分散物》最新习题与解析
第十一章微型胶囊包合物和固体分散物一、A1、复凝聚法制备微囊的最基本条件是A、在一定条件下，两种成囊材料带有相同电荷B、在一定条件下，两种成囊材料带有丰富的相反电荷C、在一定条件下，两种成囊材料能发生聚合D、在一定条件下，两种成囊材料能发生脱水凝聚E、在一定条件下，两种成囊材料能生成溶解度小的化合物2、微囊的质量评价不包括A、囊形与粒径B、微囊中药物的含量C、囊材对药物的吸附率D、载药量与包封率E、微囊中药物的释放速率3、下列哪种附加剂可以延缓微囊对药物的释放A、PEG类B、液体石蜡C、植物油D、硬脂酸E、泊洛沙姆4、单凝聚法制备明胶微囊时，降低温度的目的主要是A、囊芯物的分散B、凝聚C、聚合D、固化E、粘连5、单凝聚法制备微囊时，加入的硫酸钠水溶液或丙酮的作用是A、凝聚剂B、稳定剂C、阻滞剂D、增塑剂E、稀释剂6、制备微囊时，相分离法要求A、在液相中进行B、在气相中进行C、在固相中进行D、在液相和气相中进行E、以上都可以7、微囊的制备方法不包括A、凝聚法B、液中干燥法C、界面缩聚法D、改变温度法E、薄膜分散法8、可生物降解的合成高分子材料为A、聚乳酸B、阿拉伯胶C、聚乙烯醇D、甲基纤维素E、聚酰胺9、B型明胶的等电点为A、3.8～6.0B、7～9C、4.7～5.0D、5～7.4E、3～8.910、下列关于药物微囊化后特点的叙述中错误的是A、微囊化可提高药物的稳定性B、通过微囊制备技术可使液体药物固体化C、减少药物的配伍禁忌D、微囊化后可使药物起速释作用E、抗癌药物制成微囊可具有肝或肺的靶向性11、对囊材的要求不正确的叙述为A、无毒、无刺激性B、能与药物缩合有利于囊的稳定性C、能与药物配伍D、有适宜的黏度、渗透性、溶解性等E、有一定的强度及可塑性，能完全包裹囊芯物12、下列关于微囊的叙述错误的是A、制备微型胶囊的过程称微型包囊技术B、微囊由囊材和囊芯物构成C、囊芯物指被囊材包裹的药物和附加剂D、囊材是指用于包裹囊芯物所需的材料E、微囊的粒径大小分布在纳米级13、用明胶做囊材制备微囊时固化剂应选择A、冰B、酸C、碱D、乙醇E、甲醛14、可用于复凝聚法制备微囊的材料是A、阿拉伯胶-琼脂B、西黄蓍胶-阿拉伯胶C、阿拉伯胶-明胶D、西黄蓍胶-果胶E、阿拉伯胶-羧甲基纤维素钠15、属于化学法制备微囊的方法是A、单凝聚法B、复凝聚法C、溶剂-非溶剂法D、辐射交联法E、喷雾干燥法16、将β-胡萝卜素制成微囊的目的是A、防止其水解B、防止其氧化C、防止其挥发D、减少其对胃肠道的刺激性E、增加其溶解度17、微型胶囊的特点不包括A、可提高药物的稳定性B、可掩盖药物的不良臭味C、可使液态药物固态化D、能使药物迅速达到作用部位E、减少药物的配伍变化18、下列关于β-环糊精(β-CYD)包合物优点的不正确表述是A、增大药物的溶解度B、提高药物的稳定性C、使液态药物粉末化D、使药物具靶向性E、提高药物的生物利用度19、包合物是由主分子和客分子构成的A、溶剂化物B、分子囊C、共聚物D、低共熔物E、化合物20、关于包合物的错误表述是A、包合物是由主分子和客分子加合而成的分子囊B、包合过程是物理过程而不是化学过程C、药物被包合后，可提高稳定性D、包合物具有靶向作用E、包合物可提高药物的生物利用度21、下列关于包合物的叙述错误的为A、一种分子被包嵌于另一种分子的空穴结构内形成包合物B、包合过程是化学过程C、主分子具有较大的空穴结构D、客分子必须和主分子的空穴形状和大小相适应E、包合物为客分子被包嵌于主分子的空穴结构内形成的分子囊22、β-环糊精是由几个葡萄糖分子环合的A、5个B、6个C、7个D、8个E、9个23、β-环糊精与挥发油制成的固体粉末为A、共沉淀物B、低共熔混合物C、微囊D、物理混合物E、包合物24、固体分散体提高难溶性药物的溶出速率是因为A、载体溶解度大B、药物溶解度大C、药物进入载体后改变了剂型D、固体分散体溶解度大E、药物在载体中高度分散25、常用于制备固体分散体的水不溶性载体材料是A、ECB、PVPC、PEGD、右旋糖酐E、泊洛沙姆18826、固体分散物的特点不包括A、可延缓药物的水解和氧化B、可掩盖药物的不良气味和刺激性C、可提高药物的生物利用度D、采用水溶性载体材料可达到缓释作用E、可使液态药物固体化27、关于难溶性药物速释型固体分散体的叙述，错误的是A、载体材料为水溶性B、载体材料对药物有抑晶性C、载体材料提高了药物分子的再聚集性D、载体材料提高了药物的可润湿性E、载体材料保证了药物的高度分散性28、不能作固体分散体的材料是A、PEG类B、预胶化淀粉C、聚维酮D、甘露醇E、泊洛沙姆29、下列固体分散体中药物溶出速度的比较，哪一项是正确的A、分子态>无定形>微晶态B、无定形>微晶态>分子态C、分子态>微晶态>无定形D、微晶态>分子态>无定形E、微晶态>无定形>分子态30、不属于固体分散技术的方法是A、熔融法B、研磨法C、凝聚法D、溶剂-熔融法E、溶剂法31、下列叙述中错误的是A、药物与乙基纤维素形成固体分散体，药物的溶出加快B、在共沉淀物中，药物以无定形（非晶态）状态分散于载体材料中C、水溶性药物采用乙基纤维素为载体制备固体分散体，可使药物的溶出减慢D、固体分散体的载体有PEG类、PVP类、表面活性剂类、聚丙烯酸树脂类等E、药物采用疏水性载体材料时，制成的固体分散体有缓释作用32、下列叙述中错误的是A、熔融法是将药物与载体的熔融物在搅拌情况下慢慢冷却B、共沉淀物是由固体药物与载体以恰当比例而形成的非结晶性无定形物C、固体分散体的类型有简单低共熔混合物、固态溶液、共沉淀物D、常用的固体分散技术有熔融法、溶剂法、溶剂-熔融法、研磨法等E、固体药物以分子状态分散于载体中，称为固态溶液二、B1、A.聚酰胺B.苯乙烯C.巴西棕榈蜡D.PVPE.明胶<1> 、延缓微囊中药物释放的附加剂A、B、C、D、E、<2> 、释药速度快的微囊材料A、B、C、D、E、2、A.盐析固化法B.逆相蒸发法C.单凝聚法D.熔融法E.饱和水溶液法<1> 、制备微囊A、B、C、D、E、<2> 、制备固体分散体A、B、C、D、E、<3> 、制备环糊精包合物A、B、C、D、E、3、A.明胶B.乙基纤维素C.聚乳酸D.β-CYDE.枸橼酸<1> 、生物可降解性合成高分子囊材A、B、C、D、E、<2> 、水不溶性半合成高分子囊材A、B、C、D、E、4、A.单凝聚法B.复凝聚法C.溶剂-非溶剂法D.改变温度法E.液中干燥法<1> 、在高分子囊材(如明胶)溶液中加入凝聚剂，使囊材溶解度降低而凝聚并包裹药物成囊的方法A、B、C、D、E、<2> 、从乳浊液中除去分散相挥发性溶剂以制备微囊的方法A、B、C、D、E、5、A.界面缩聚法B.辐射交联法C.喷雾干燥法D.液中干燥法E.单凝聚法<1> 、在一种高分子囊材溶液中加入凝聚剂以降低囊材溶解度而凝聚成微囊的方法是A、B、C、D、E、<2> 、从乳浊液中除去分散相挥发性溶剂以制备微囊的方法是A、B、C、D、E、<3> 、通过在分散相与连续相的界面上发生单体的缩聚反应，生成微囊囊膜以制备微囊的方法是A、B、C、D、E、6、A.重结晶法B.熔融法C.注入法D.复凝聚法E.热分析法<1> 、制备环糊精包合物的方法A、B、C、D、E、<2> 、验证是否形成包合物的方法A、B、C、D、E、<3> 、制备固体分散体的方法A、B、C、D、E、<4> 、制备脂质体的方法A、B、C、D、E、7、A.羟丙基-B-环糊精B.乙基-B-环糊精C.聚乙二醇D.Ⅱ号丙烯酸树脂E.甘露醇<1> 、水溶性环糊精衍生物是A、B、C、D、E、<2> 、肠溶性固体分散体载体是A、B、C、D、E、8、A.山梨酸B.环糊精C.海藻酸钠D.聚乙二醇4000E.可可豆脂<1> 、水性凝胶基质A、B、C、D、E、<2> 、具有包合作用的材料A、B、C、D、E、<3> 、固体分散体载体材料A、B、C、D、E、9、A.PVPB. ECC.HPMCPD.MCCE.Eudragit RL<1> 、水溶性固体分散体载体材料A、B、C、D、E、<2> 、肠溶性固体分散体载体材料A、B、C、D、E、10、A.聚乙烯毗咯烷酮B.乙基纤维素C.β-环糊精D.磷脂和胆固醇E.聚乳酸<1> 、固体分散体的水溶性载体材料是A、B、C、D、E、<2> 、固体分散体的难溶性载体材料是A、B、C、D、E、<3> 、制备包合物常用的材料是A、B、C、D、E、<4> 、制备脂质体常用的材料是A、B、C、D、E、11、A.明胶B.聚酰胺C.脂质类D.聚维酮E.β-CYD<1> 、适用于熔融法制备固体分散物的载体材料是A、B、C、D、E、<2> 、适用于溶剂法制备固体分散物的载体材料是A、B、C、D、E、<3> 、目前国内最常用的包合材料是A、B、C、D、E、12、A.共沉淀法B.乳化-固化法C.溶剂-非溶剂法D.逆相蒸发法E.滴制法<1> 、制备固体分散体A、B、C、D、E、<2> 、制备软胶囊A、B、C、D、E、<3> 、制备微型胶囊A、B、C、D、E、三、X1、对囊材的要求正确的是A、无毒、无刺激性B、不影响药物的含量测定C、与药物无亲和性D、可生物降解E、有一定的强度及可塑性，包封率高2、药物微囊化的特点是A、使液体药物固体化，便于应用与存贮B、使药物浓集于靶区C、减少复方药物的配伍变化D、调节药物的释放速度E、提高药物的稳定性3、影响微囊中药物释放速度的因素包括A、囊壁的厚度B、微囊的粒径C、药物的性质D、微囊的载药量E、囊壁的物理化学性质4、微囊的特点有A、减少药物的配伍变化B、使液态药物固态化C、使药物与囊材形成分子胶囊D、掩盖药物的不良臭味E、提高药物的稳定性5、属于天然高分子微囊囊材的有A、乙基纤维素B、明胶C、阿拉伯胶D、聚乳酸E、壳聚糖6、添加哪些材料影响微囊中药物的释放A、硬脂酸B、蜂蜡C、十六醇D、明胶E、海藻酸钠7、微囊的质量评价包括A、囊形与粒径B、药物含量C、崩解时限D、载药量和包封率E、药物释放速率8、影响微囊中药物释放的因素有A、微囊的粒径B、囊壁的厚度C、药物的性质D、附加剂的性质E、溶出介质的离子强度9、微囊中药物的释放机制有A、囊壁的破裂与溶解B、囊壁的消化与降解C、扩散或沥滤D、囊壁两侧的渗透压差E、离子交换作用10、关于复凝聚法的叙述错误的是A、两种带相反电荷的高分子材料在溶液中凝聚成囊B、阿拉伯胶和明胶、海藻酸盐与壳聚糖适用于复凝聚法制备微囊C、不需要固化即可得到微囊D、适合于水溶性好的药物E、适合于难溶性的固态或液态药物11、下列哪几种为化学法制备微囊的方法A、单凝聚法B、改变温度法C、液中干燥法D、辐射交联法E、界面缩聚法12、下列哪几种为物理化学法制备微囊的方法A、复凝聚法B、液中干燥法C、空气悬浮法D、辐射交联法E、溶剂-非溶剂法13、属于半合成高分子囊材的是A、CMC-NaB、CAPC、PVAD、PLAE、MC14、属于天然高分子囊材的是A、壳聚糖B、羟丙甲纤维素C、明胶D、聚酰胺E、聚乳酸15、包合物的制备方法包括A、熔融法B、饱和水溶液法C、研磨法D、冷冻干燥法E、液中干燥法16、包合物的验证方法是A、透射电镜法B、顺磁共振法C、X-射线衍射法D、相溶解度法E、热分析法17、溶解性能优于β-环糊精的β-环糊精衍生物有A、甲基-β-环糊精B、羟丙基-β-环糊精C、葡萄糖基-β-环糊精D、乙基-β-环糊精E、羟乙基-β-环糊精18、包合物的制备方法有A、饱和水溶液法B、研磨法C、冷冻干燥法D、喷雾干燥法E、凝聚法19、适宜制成包合物的药物的条件是A、无机药物最适宜B、药物分子的原子数大于5C、熔点大于250℃D、相对分子质量在100～400之间E、水中的溶解度小于10g／L20、环糊精包合物在药剂学中常用于A、降低药物的刺激性与毒副作用B、防止挥发性成分的挥发C、调节药物的释放速度D、制备靶向制剂E、避免药物的首过效应21、将药物制成环糊精包合物后，在药剂学上的应用有A、可增加药物的稳定性B、可增加药物的溶解度C、可遮盖药物的苦臭味D、液体药物固体化E、促进挥发性药物的挥发22、药物在固体分散体中的分敖状态包括A、分子状态B、胶态C、分子胶囊D、微晶E、无定形23、固体分散体的制备方法包括A、溶剂法B、熔融法C、研磨法D、相分离-凝聚法E、重结晶法24、固体分散体中难溶性的载体材料包括A、有机酸类B、乙基纤维素C、聚丙烯酸树脂类D、聚维酮类E、脂质类25、固体分散物的载体材料对药物溶出的促进作用包括A、水溶性载体材料提高药物的可润湿性B、载体材料保证了药物的高度分散性C、载体材料对药物有抑晶性D、脂质类载体材料形成网状骨架结构E、疏水性载体材料的黏度26、固体分散体的水溶性载体材料是A、ECB、PVPC、PEGD、CAPE、胆固醇27、药物在固体分散体中的分散状态是A、胶态B、微晶C、分子态D、缔合体E、无定形28、PEG 6000可用作A、固体分散体载体B、滴丸剂基质C、增塑剂D、片剂润滑剂E、栓剂基质答案部分一、A1、【正确答案】B【答案解析】复凝聚法系使用两种在溶液中带相反电荷的高分子材料作为复合囊材，在一定条件下，两种囊材相互交联且与囊心物凝聚成囊的方法。
非晶态固体属于热力学的亚稳态
结果显示出它具有超过陶瓷的、独特的高硬度， 且断裂
2 强度与韧性金属相似。沿着这一研究方向，该处的研究
人员正在广泛探索可能用于军用飞机的纳米涂层。他们
4 还在寻求将创新技术转入应用的机遇
200nm
412
0011 中001科0 1院010物11理01所00极01 0端10条0 1件011物理实验室研究组最近成功研 制出具有超高强度和塑性的 CuZr 基金属玻璃材料。
该材料具有超高强度，断裂强度达 2265 MPa ，纯 Cu 的屈服强度约 100 MPa ，同时具有一般非晶材料 中不具备的加工硬化效应，尤其特别的是该材料具有
位于赖特帕特森空军基地的美国空军实验室材料与制造 0011 0处01的0 1科010学11家01及00工01程01师00 会101同1 大学的研究人员，在超韧纳米
复合材料涂层研究领域取得重大进展，这种涂层可提高 先进喷ຫໍສະໝຸດ 战斗机用发动机的性能，并改进耐久性。
通过缜密的研究、试验，该研究小组发现并阐明了一种
Darmstadt in Germany 以及 Wei Hua Wang of the
2 Chinese Academy of Sciences in Beijing的团队中，研
究人员将适量的铝原子加入铜合金中，得到了一种 非晶质材料。这种材料在压力下会变得更坚硬，且
4 比传统的钢更耐磨及抗腐蚀。
纳米复合材料涂层提高航空发动机性能
1 分的某些有序的特征，具有短程有序，并且
2 在热力学上出现亚稳性。人们把这样一类特
4 殊的物质状态统称为非晶态。
晶体 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 非晶
材料腐蚀与防护-第十一章-无机非金属材料的腐蚀
9.2 无机非金属材料的腐蚀
9.2.1 一般性机理特性
影响无机非金属材料耐蚀性的因素
1）材料的化学成分和矿物组成
* 硅酸盐材料成分中以酸性氧化物Si02为主，耐酸而不耐碱。 当Si02（尤其是无定型Si02)与碱液接触时发生如下反 应而受到腐蚀:
第十一章 无机非金属材料的腐蚀
9.1 概述
1）定义：无机非金属材料-----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、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。除有 机高分子材料和金属材料以外的固体材料。
无机非金属材料是20世纪40,随着现代科学技术的发 展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金属材料是 与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。
3）腐蚀介质
* 硅酸盐材料的腐蚀速度与酸的性质无关(除氢氛酸和高 温磷酸外), 而与酸的浓度有关。
* 酸的电离度越大, 对材料的破坏作用也越大。
* 酸的温度升高, 离解度增大, 其破坏作用也就增强。
* 酸的粘度会影响它们通过孔隙向材料内部扩散的速度, 其腐蚀作用也不同。
9.2.2 典型材料的耐蚀性
* 化学反应包括: a) 水解; b) 在酸、碱、盐水溶液中的腐蚀; c) 玻璃的风化;
除以上普遍性的腐蚀外， d) 由于相分离所导致的选择性腐蚀。
水解与腐蚀
* 含有碱金属或碱土金属离子R(Na+、Ca2+等)的硅酸盐玻璃 与水或酸性溶液接触时，不是“溶解”，而是发生了“水 解”，这时，所要破坏的是Si-O-R，而不是Si-O-Si。 这种反应起源: H+与玻璃中网络外阳离子(主要是碱 金属离子)的离子交换:
《固体物理教案》课件
《固体物理教案》PPT课件第一章：引言1.1 固体物理的重要性介绍固体物理在科学技术领域中的应用，如半导体器件、磁性材料等。
强调固体物理对于现代科技发展的关键性作用。
1.2 固体物理的基本概念定义固体物理的研究对象和方法。
介绍晶体的基本特征和分类。
1.3 教案安排简介本教案的整体结构和内容安排。
第二章：晶体结构2.1 晶体的基本概念解释晶体的定义和特点。
强调晶体结构在固体物理中的核心地位。
2.2 晶体的点阵结构介绍点阵的基本概念和分类。
讲解点阵的周期性和空间群的概念。
2.3 晶体的空间结构介绍晶体的空间结构描述方法。
讲解晶体中原子的排列方式和空间群的对称性。
第三章：晶体物理性质3.1 晶体物理性质的基本概念介绍晶体物理性质的分类和特点。
强调晶体物理性质与晶体结构的关系。
3.2 晶体介电性质讲解晶体的介电性质及其与晶体结构的关系。
介绍介电材料的制备和应用。
3.3 晶体磁性质讲解晶体的磁性质及其与晶体结构的关系。
介绍磁材料的制备和应用。
第四章：固体能带理论4.1 能带理论的基本概念介绍能带理论的起源和发展。
强调能带理论在固体物理中的重要性。
4.2 紧束缚模型讲解紧束缚模型的基本原理和应用。
介绍紧束缚模型的数学表达式和计算方法。
4.3 平面紧束缚模型讲解平面紧束缚模型的基本原理和应用。
介绍平面紧束缚模型的数学表达式和计算方法。
第五章：半导体器件5.1 半导体器件的基本概念介绍半导体器件的定义和特点。
强调半导体器件在现代电子技术中的重要性。
5.2 半导体二极管讲解半导体二极管的工作原理和特性。
介绍半导体二极管的制备和应用。
5.3 半导体晶体管讲解半导体晶体管的工作原理和特性。
介绍半导体晶体管的制备和应用。
第六章：超导物理6.1 超导现象的基本概念介绍超导现象的发现和超导材料的特点。
强调超导物理在凝聚态物理中的重要性。
6.2 超导微观理论讲解超导微观理论的基本原理，如BCS理论。
介绍超导材料的制备和应用。
材料科学-第十一章 常用非金属材料简介
4．常用高分子材料 • • • • • 4.1塑料 4.2橡胶 合成纤维 胶粘剂 涂料
4.1工程塑料 • 塑料是以有机合成树脂为主要组成的高分子材料，它通常 可在加热、加压条件下塑制成型，故称为塑料。 • 塑料的组成 塑料是以有机合成树脂为基础，再加入添加剂所组成 的。 1.合成树脂 是由低分子化合物通过缩聚或加聚反应合 成的高分子化合物，如酚醛树脂、聚乙烯等，是塑料的主 要组成，也起粘接剂作用。 2.添加剂 为改善塑料的性能而加入的其它组成，主要 有： (1)填料或增强材料 填料在塑料中主要起增强作用。 (2)固化剂 可使树脂具有体型网状结构，成为较坚硬和 稳定的塑料制品。 (3)增塑剂 用以提高树脂可塑性和柔性的添加剂。 (4)稳定剂 用以防止受热、光等的作用使塑料过早老化。
• ④ 优良的高温强度和低的抗热震性 • 陶瓷的熔点高于金属，具有优于金属的高温强度。 • 陶瓷的熔点高于金属，具有优于金属的高温强度。大多数 金属在1000℃以上就丧失强度，而陶瓷在高温下不仅保持 高硬度，而且基本保持其室温下的强度，具有高的蠕变抗 力，同时抗氧化的性能好，广泛用作高温材料。 • 但陶瓷承受温度急剧变化的能力差（热震性差）当温度剧 烈变化时易裂。
3．分类 • (1) 普通陶瓷（传统陶瓷） 普通日用陶瓷 普通工业陶瓷 1).建筑卫生瓷 2).化学化工瓷 3).电工瓷 (2) 特种陶瓷 压电陶瓷 磁性陶瓷 电容器陶瓷 高温陶瓷 1).氧化物陶瓷 2).硼化物陶瓷 3).氮化物陶瓷 4).碳化物陶瓷
普通陶瓷的特点与应用
• 普通陶瓷的组分构成原料为粘土、石英和长石。其特点是 坚硬而脆性较大，绝缘性和耐蚀性极好；制造工艺简单、 成本低廉，用量大。 • 普通日用陶瓷作日用器皿和瓷器，良好光泽度、透明度， 热稳定性和机械强度较高。 • 普通工业陶瓷有炻器和精陶，有建筑卫生瓷（装饰板、卫 生间装置及器具等）、电工瓷（电器绝缘用瓷，也叫高压 陶瓷）、化学化工瓷（化工、制药、食品等工业及实验室 中的管道设备、耐蚀容器及实验器皿）等。
第四章-非晶态固体
二、非晶态金属
➢ 高的硬度和韧性，优异的耐腐蚀性，低 损耗非晶磁性材料。主要非晶态金属和合 金的结构模型。
➢ 非晶态合金统称“金属玻璃”。以极高 的速度使熔融状态的合金冷却，凝固后的 合金呈玻璃态，呈长程无序状态。
三、玻璃
玻璃的结构：由硅酸盐矿物、氧化物等经加热、 熔 融、冷却成的 一种无定形固态。
为了表示硅酸盐玻璃的网络结构特征和便于比较玻璃的性质， 引入玻璃的四个结构参数。
Z = 每个多面体中氧离子平均总数
(硅酸盐和磷酸盐玻璃中为4，硼酸盐玻璃中为3)
R＝ 玻璃中氧离子总数与网络形成离子总数之比
X＝ 每个多面体中非桥氧离子平均数
Y＝ 每个多面体中中桥氧离子平均数
参数间的关系：
X Y Z
➢ 转变温度范围微观过程：是一个结构重排过 程。结构灵敏的性能都出现明显的连续反常 变化，与晶体熔融时的性质突变有本质的不 同。
熔融态与玻璃态转变时，物理、化学性质随温度变化的连续性
性
质
Tg
Tf 温度
第一类性质：玻璃的电导、比容、粘度等
第二类性质：玻璃的热容、膨胀系数、密度、折射率等
第三类性质：玻璃的导热系数和弹性系数等，在Tg~Tf转 变范围内有极大值的变化。
2、碱金属和碱土金属硅酸盐玻璃
➢出现非桥氧离子，二元中，当加人RO、 R2O直到SiO2:RO(或R2O)=1:1以前，结构 中硅氧网络依然存在，还能形成玻璃。加 RO，R2O到RO(R2O):SiO2=2:1以后，网络 被破坏越甚，加入越多，玻璃的核化晶化 速率也越快，形成玻璃就越困难。
2、玻璃的结构参数
硼酸盐玻璃
➢ B2O3是硼酸盐玻璃中的主要玻璃形成体。B平 均与三个氧配位，B2O3构成[BO3]3-三角体结构，BO-B键角120o，是平面三角形，形成层状结构，B －O间距为0.137nm，在同一层内B－O很强，而层 与层之间由分子键相连，层与层之间结合力弱，所 以B2O3玻璃的一些性能比SiO2玻璃要差。
第10讲非晶态固体的热学性质
第十讲：非晶态固体的热学性质非晶态固体的结构非晶态固体原子排列不具有周期性，因此不具有长程序，但是非晶态固体中原子的排列也不是杂乱无章的，仍然保留有原子排列的短程序。
图1-36 (a ) 表示理想晶体原子排列的规则网格，(b ) 表示非晶态原子排列的无规网格。
晶体硅具有金刚石结构，每个硅原子与周围4个硅原子形成正四面体结构。
近邻原子之间的距离（称为键长）和连线之间的夹角（称为键角）都是相同的。
非晶硅中每个硅原子周围也是有4个近邻原子，形成四面体结构，只是键长和键角的数值有一定的无规起伏。
非晶硅的结构就是由这些四面体单元构成的无规网络。
所谓短程序包含：（1）近邻原子的数目和种类；（2）近邻原子之间的距离（键长）；（3）近邻原子配置的几何方位（键角）。
非晶硅结构基本上保留了晶体硅的短程序。
要确定非晶态材料的结构还需要知道原子连结中的拓扑规律，例如各种原子环的概率分布。
衍射图案晶体单胞的几何结构因子为1j si s j j f f e•−∆==∑ k r∆k = k ’−k 为散射波矢，r j 为单胞中原子的位置矢量，对单胞中所有s 个原子求和。
在非晶态情况下修改为()m i m mS f e •−∆∆=∑ k r k f m 为原子的原子形状因子。
对整个非晶态固体中所有原子求和。
对∆k 散射波矢的散射强度为()cos m n mn i iKr m n m n m n m nI S S f f ef f e α•∆−∗===∑∑∑∑ k r r K 是∆k 的幅值，r mn 是r m −r n 的幅值，α是∆k 和r m −r n 之间的夹角。
在非晶态固体中，r m −r n 可以取所有的方向，在遍布球的相因子的平均值为()1cos cos 1sin 12cos 4mn mn iKr iKr mn mnKr e d e Kr ααπαπ−==∫ 我们得到散射强度的德拜结果sin /m n mn mn m nI f f Kr Kr =∑∑单原子非晶材料对于单原子非晶材料，f m = f n = f ，分出m ＝n 项，对N 个原子的样品有()2'1sin /mn mn m I Nf Kr Kr =+∑求和遍及除m ＝n 的所有的原子。
东北师范大学 9-9 非晶态固体的结构和应用
非晶态固体结构可用三种模型来描述：无规密堆 积模型、连续无规网络模型和无规线团模型。 1. 无规密堆积模型 右图是描述非晶态金属结 构的最满意的模型。这种模 型可代表无规密堆积模型。
2. 连续无规网络模型 左图是以共价键结合的非 晶态固体在二维空间的模型 示意图。 2
3. 无规线团模型
右图是以有机高分子 为基础的非晶态固体的 结构模型。 二、非晶态固体的应用 非晶态固体与人们的生活密有切联系，如玻璃制成 的光导纤维、富Te和Ge-Te半导体玻璃以及软磁非晶 态合金（铁磁玻璃）等。有机玻璃、各种塑料和合成
在非晶态固体中原子位置的空间分布并不是无规则的而是存在一种局域关联性因此在非晶态固体中存在着极为明显的短程有序性
§9-9 非晶态固体的结构和应用
*一、非晶态固体的微观结构 组成晶体的粒子在宏观尺度上规则排列的周期性， 就称为长程有序性。非晶态固体与晶态固体相比， 结构上的最本质的差别是不存在长程有序性。 在非晶态固体中，原子位置的空间分布并不是无 规则的，而是存在一种局域关联性，因此，在非晶 态固体中存在着极为明显的短程有序性。所谓短程 有序性，就是在原子周围小区域内原子排列的规则 性，一般是用在任一特定原子的最近邻的原子数(即 配位数)来表示。 1
纤维、碳纤维等也都是非晶态有机聚合物的应用。成
为现代建筑、交通、通信工具等重要的结构材料。
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0 ：组元出于自由原子态的吸收系数
0 ：凝聚态物质中不考虑周围原子散射作用时的吸收系数
0 0 (1 s )
s为 修 正 项
定 义EXAFS谱 函 数 ： (k) (k) 0 0
在 单 电 子 、 单 次 散 射 近似 下 ， 对K吸 收(1S电 离 吸 收 ） 和L2S 吸 收 谱 ：
sinθ λ
气体、熔体、玻璃体和方石英的XRD图
(二)XRD结果: ① 熔体和玻璃的 结构相似 ② 结构中存在着 近程有序区
图3—8方石英与石英玻璃的X衍射图线
11.1.2 非晶态固体的制备
核心: 物质在冷却过程中如何避免转变为晶体而形成非晶体
常见方法: 液相急冷法, 气相沉积法
液相急冷法:将熔化的金属液体喷向正在高速转动的一对轧辊 表面,该表面保持冷却状态(室温或以下).液态金属由于急冷而 形成非晶态薄膜. 2000~10000转/分钟 1ms内下降~1000K 1~2km/分钟抛离转子成为连续的薄带
任 J一(r原)dr子 4为r原2点(r)，dr 定义表：示 在r r dr球壳 内的 平均 原子 数
J (r)为 原 子 的 径 向 分 布 函 数，(r)为r处 球 面 上 的 平 均 原 子 密度
理 想 晶 体 ： Jc (r ) Zi (r) (r ri )
i
Zi , ri : 第i层 近 邻 的 配 位 数 和 相 应的 距 离
e2k2 2j：j层 的Dedye Waller因 子
2 j
:
j层 原 子 偏 离 平 均 位 置 的方 均
j (k) : 相 移 因 子 谱函数是一系列正玄函数的叠加
由
于有
限
，
而
高
层
的
2很
j
大
前
一
、
两
层
的
贡
献
为
主要
付氏变换：
(r)
1
kmax
k n (k )e i 2krdk
2 kmin
Fcc : r1 D, Z1 12; r2 2D, Z2 6; r3 3D, Z3 24
原子热运动及零点运动－>峰展宽
J
晶体
任何非晶结构模型，首先要符合RDF
RDF可以从衍射实验结果通过富氏变换 而得到
非晶 r
入 射 光E， 波 长＝ hc ;
E
入 射 粒 子E, 波 长＝ h
2m E
第十一章 缺失周期性(无序)的固体
§11.1 位置无序系统 的结构 §11.2 无序系统的电子态 §11.3 无序系统的直流电导 §11.4 无序系统的光学性质 §11.5 无序系统的应用
§11.1 位置无序系统的结构
问题的引出：
晶体（理想）的特点—— 晶体（实际）的特点——
整 体
【举例 】
有
序
熔体与玻璃的特点—？ 与晶体有什么不同？
振 荡 频 率 吸 收 原 子 近 邻 距 离rj的 信 息
径 向 结 构 函 数( RSF )
N=1,2 或3
振 荡 振 幅 配 位 数N， 原 子 类 型 及 分 布
径向分布函数可以描述固体中原子排列的有序程度。
图3—5径向分布函数示意图 （a）周期为 a 的二维正方排列；（b）径向分布函数图
对于完全无序分布的气态原子来说，应该是常量，因此 径向分布函数应该是一条无起伏的二次曲线。
图3—6 非晶态硒的径向分布函数
图3—7 非晶态SiO2的径向分布函数
11.1.4 扩展X射线吸收精细结构谱 (EXAFS)
气相沉积法: 材料作为蒸发源, 使其原子或分子形成蒸汽流,在 真空中撞击冷底板, 淬火成非晶态结构
溅射法, 真空蒸发沉积法,电解和化学沉积法,及辉光放电分解 法
新方法： 激光加热法: 材料表面(10nm)非晶化(109~1015K/s) 离子注入法: 金属或非金属元素的离子
11.1.3 非晶态固体结构的描述与检测 原子的径向分布函数（RDF）:描述原子分布状态 设非晶态固体由一种原子构成，且具有统计平均性，以
X射线吸收：各种元素的吸收系数随X射线波长(能量)的变化
I I'
I
C3
D4
a E3
b E4
Victoreen公 式
精细结构
吸收边 E
E增加，吸收系数减少。每种元素在某些特定能量处出现 吸收系数突变－>吸收边 EXAFS是指在吸收边高能侧一定的能量间隔内，出现吸收系数随 X射线能量增大而振荡变化的现象。振荡可延伸到高于吸收边 103eV处包含结构信息 (1929发现，70年代建立和完善）
(k)
j
N
j Fj (k ) krj2
e 2rje / 2k2
2 j
sin(2krj
2
j (k ))
j : 配 位 层 序 号 rj : 第j层 半 径 N j : 配 位 数
Fj (k) : 第j层 内 每 个 原 子 的 背 散 射振 幅
k 2 e
e2rj / : 非 弹 性 散 射 引 起 的 衰 减因 子 ，为 光 电 子 的 平 均 自 由 程
11.1.1 无序系统
1.无序 体系的性质不再能以长程有序的理想晶体作为零级
近似，无序作为微扰来解释的情形。
2.无序的类型 （1)成分无序 （2)位置无序 （3)拓扑无序
(a)晶态
(b)成分无序
©位置无序
(d)拓扑无序
图3—1结晶态、玻璃态与过冷液态之间的关系
能 量
熔体
ΔGa ΔGv
晶体
从热力学和动力学角度分析熔体与晶体
2d sin n
k 2 k 4 sin
d
i(k) : 散 射 相 干 函 数 ， 反 映 弹性 散 射 粒 子 按 动 量 的 强度 分 布
J (r)
4r 2 0
2r
0
k[i(k )
1] s in(kr )dk
0 样 品 中 单 位 体 积 的 平 均原 子 密 度
单色X射线、电子束、中子束
h
h
凝聚态物质：由于吸收原子周围存在其他原子，它所射出的
光电子被近邻原子散射，形成背散射波。出射波与背散射波
在吸收原子处发生干涉。
只有同种原子的散射波才能与出射波发生干涉。
出射和背散射波的相位差随光电子的德布洛意波长(依赖于X
射线能量)变化而发生变化->原子末态波函数振荡变化
：凝聚态物质中某组元的X射线吸收系数
➢a). 理想晶体的能量在
内部是均一的，只是接 位
近表面时有所增加；
能
➢b). 玻璃体的位能高于 晶体；
➢c). 无定形物质能量断
面分布很不规则。
表面
气相冷凝获得的无定形物质
熔体 玻璃 真实晶体 理想晶体
内部
固体的能量曲线
强度 I
3. 玻璃的XRD分析及结果
（一）XRD分析:
气体 熔体
玻璃 晶体