(完整word版)材料合成与制备期末复习题

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材料合成与制备复习资料

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材料合成与制备复习资料1.升华法:将固体在高温区升华,蒸气在温度梯度的作用下向低温区输运结晶的一种生长晶体的方法。

(硫化物,卤化物,Cds,ZnS,CdI2,HgI2)2.在晶体生长过程中始终维持其过饱和度的途径有:(1)根据溶解度曲线,改变温度;(2)采取各种方法(如蒸发,电解等)减少溶剂,改变溶液成分;(3)通过化学反应来控制过饱和度。

化学反应的速度和晶体生长的速度差别很大,凝胶扩散使反应缓慢进行;(4)用亚稳相来控制过饱和度。

3.根据晶体的溶解度与温度的关系,溶液中生长晶体的方法:降温法,流动法(温差法),蒸发法,凝胶法。

4.降温法适用于溶解度和温度系数都较大的物质,并需要一定的为温度区间。

5.蒸发法生长晶体的基本原理是将溶剂不断蒸发减少,从而使溶液保持在过饱和状态,晶体便不断生长。

适用于溶解度较大而溶解度温度系数较小或为负值的物质。

6.晶体的水热生长法是一种在高温高压下的过饱和和水溶液中进行结晶的方法。

7.水热法的优点:(1)由于存在相变(α石英)可能形成玻璃体(由于高粘滞度而结晶很慢的那些硅酸盐);在熔点时,不稳定的结晶相可以用水热法生长;(2)可以用来生长在接近熔点时蒸汽压高的材料(ZnO)或要分解的材料(VO 2)等;(3)适用用要求比熔体生长的晶体有较高完美性的优质大晶体或在理想配比困难时,要更好的控制成分的材料生长;(4)生长出得晶体热应力小,宏观缺陷少,均匀性和纯度也较高。

8.水热法的缺点:(1)需要特殊的高压釜和安全保护措施;(2)需要适当大小的优质籽晶,虽然质量在以后的生长中能够得到改善;(3)整个生长过程不能观察,生长一定尺寸的晶体,时间较长。

9.正常凝固法的特点是在晶体开始生长时,全部材料处于熔融态(引入的籽晶除外)。

在生长过程中,材料体系有晶体和熔体两部分组成,并且是以晶体的长大和熔体的减少而告终。

10.正常凝固法:晶体提拉法,坩埚移动法,晶体泡生法,弧熔法。

11.提拉法改进技术:(1)晶体直径的自动控制技术—ADC技术—不仅使生长过程的控制实现了自动化,而且提高了晶体的质量和成品率;(2)液相封盖和高压单晶炉—LEC技术—生长那些具有较高蒸气压或高离解压的材料;(3)磁场提拉法—MCZ技术—在提拉法中加一磁场,可以使单晶中得氧含量和电阻率分布得到控制和趋于均匀(单晶硅的成功制取);(4)倒膜法—EFG技术—可以按照所需要的形状和尺寸来生长晶体,晶体的均匀性也得到了改善。

材料化学合成与制备复习题

材料化学合成与制备复习题

材料化学合成与制备复习题1.名词解释a.沉淀法: 液相沉淀法是向水溶液中投加某种化学物质,使它与水中的溶解物质发生化学反应,生成难溶于水的沉淀物。

b.直接沉淀法:在金属盐溶液中直接加入沉淀剂,在一定条件下生成沉淀析出,沉淀经洗涤、热分解等处理工艺后得到超细产物。

c.共沉淀法:在含有多种阳离子的溶液中加入沉淀剂,在各成分均一混合后,使金属离子完全沉淀,得到沉淀物再经热分解而制得微小粉体的方法。

d.均匀沉淀:一般沉淀过程是不平衡的,但如果控制溶液中沉淀剂的浓度,使之缓慢增加,则使溶液中的沉淀处于平衡状态,且沉淀能在整个溶液中均匀出现,这种方法称为均相沉淀。

e.水热法:水热法又称热液法,属液相化学法的范畴。

是指在密封的压力容器中,以水为溶剂,在高温高压的条件下进行的化学反应。

水热反应依据反应类型的不同可分为水热氧化、水热还原、水热沉淀、水热合成、水热水解、水热结晶等。

其中水热结晶用得最多。

f.均匀形核:均匀形核就是不在杂质或者器壁结晶,而是直接通过液体本身的相起伏产生临街晶核从而生长晶体的结晶过程。

g.非均匀形核:非均匀形核就是依靠液体中的固体杂质或器壁的表面能进行的结晶。

通常,非均匀晶核比均匀形核容易进行。

h.溶度积原则:即在一定条件下,在含有难溶盐MnNn(固体)的饱和溶液中,各种离子浓度的乘积为一常数,称为溶度积常数,记为LMnNn MmNn == mM n+ + nNm-溶度积常数 LMmNn=[Mn+]m•[Nm-]ni.软团聚:软团聚主要是由颗粒间的范德华力和库仑力所致,所以通过一些化学的作用或施加机械能的方式,就可以使其大部分消除.j.硬团聚:一般是指颗粒之间通过化学键力或氢键作用力等强作用力连接形成的团聚体。

k.水热;l.溶剂热:将水热法中的水换成有机溶剂或非水溶媒(例如:有机胺、醇、氨、四氯化碳或苯等),采用类似于水热法的原理,以制备在水溶液中无法长成,易氧化、易水解或对水敏感的材料。

材料合成与制备期末复习题

材料合成与制备期末复习题

材料合成与制备期末复习题第零章绪论1.材料合成:材料合成是指促使原子或分子构成材料的化学或物理过程;2.材料制备:材料制备是指研究如何控制原子与分子使其构成有用的材料,但材料制备还包括在更为宏观的尺度上控制材料的结构,使其具备所需的性能和使用效能。

3.材料合成与制备的最终目标是:制造高性能、高质量的新材料以满足各种构件、物品或仪器等物件的日益发展的需求。

4.材料合成与制备的发展方向:材料的高性能化、复合化、功能化、低维化、低成本化、绿色化;5.影响热力学过程自发进行方向的因素:(1)能量因素;(2)系统的混乱度因素; 6.隔离系统总是自发的向着熵值增加的方向进行。

7.论述反应速率的影响因素:(1)浓度对反应速率的影响:对于可逆反应,增加反应物浓度可以使平衡向产物方向移动,因此,提高反应物浓度是提高产率的一个办法,但如果反应物成本很高,将反应物之一在生成后立即分离出去或转移到另一相中去,也是提高反应产率的一个很好的办法。

对于有气相的反应,如果反应前后气体物质的反应计量数不等,则增加压力会有利于反应向气体计量数小的方向进行。

另外,对于多个反应同时进行的反应,则应按主反应的情况来控制反应物的配比;(2)温度对反应速率的影响:对于一个可逆反应,正反应吸热,则逆反应就放热;如果正反应放热,则逆反应就吸热,升高温度有利于反应向吸热方向进行,不利于放热反应;对于放热反应,用冷水浴或冰浴使其降温的办法有利于反应的进行,但影响反应速率。

实际生产中,要综合考虑单位实际内的产量和转化率同时进行;(3)溶剂等对反应速率的影响:溶剂在反应中的作用:一是提供反应的场所,二是发生溶剂化效应。

溶剂最重要的物理效应即溶剂化作用,化学效应主要有溶剂分子的催化作用和容积分子作为反应物或产物参与了化学反应。

若溶剂分子与反应物生成不稳定的溶剂化物,可使反应的活化能降低,加快反应速率;若生成稳定的溶剂化物,则使反应活化能升高,降低反应速率;若生成物与溶剂分子生成溶剂化物,不论它是否稳定,都会使反应速率加快。

合成考试题及答案

合成考试题及答案

合成考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 合成化学中,下列哪种反应不属于加成反应?A. 炔烃与氢气的加成B. 烯烃与卤素的加成C. 苯环与卤素的取代D. 烯烃与水的加成答案:C2. 在有机合成中,下列哪种催化剂常用于促进酯化反应?A. 硫酸B. 氢氧化钠C. 氧化铜D. 氯化铁答案:A3. 下列哪种化合物不是芳香化合物?A. 苯B. 吡啶C. 呋喃D. 环己烷答案:D4. 在合成化学中,下列哪种反应类型不属于消除反应?A. 醇的脱水反应B. 卤代烃的脱卤反应C. 酯的水解反应D. 环氧化合物的开环反应答案:C5. 下列哪种化合物是手性分子?A. 乙醇B. 丙醇C. 异丙醇D. 正丁醇答案:C6. 在有机合成中,下列哪种反应是还原反应?A. 氧化醇为醛B. 还原醛为醇C. 氧化醛为酸D. 还原羧酸为醇答案:B7. 下列哪种化合物是烯烃?A. 乙烯B. 乙炔C. 苯D. 环己烷答案:A8. 在有机合成中,下列哪种化合物是路易斯碱?A. BF3B. HClC. NH3D. H2O答案:C9. 下列哪种化合物是卤代烃?A. 氯仿B. 甲醇C. 乙醇D. 乙醚答案:A10. 在有机合成中,下列哪种反应是氧化反应?A. 醇的氧化为醛B. 醛的还原为醇C. 羧酸的还原为醛D. 烯烃的加成为醇答案:A二、多项选择题(每题3分,共15分)11. 下列哪些化合物属于羧酸?A. 乙酸B. 丙酸C. 甲酸D. 丙酮答案:A、B、C12. 在有机合成中,下列哪些催化剂可以用于促进酯化反应?A. 硫酸B. 氢氧化钠C. 氯化锌D. 氧化铝答案:A、C13. 下列哪些化合物属于芳香化合物?A. 苯B. 吡啶C. 呋喃D. 环己烷答案:A、B14. 下列哪些反应属于消除反应?A. 醇的脱水反应B. 卤代烃的脱卤反应C. 酯的水解反应D. 环氧化合物的开环反应答案:A、B、D15. 下列哪些化合物是手性分子?A. 乙醇B. 丙醇C. 异丙醇D. 正丁醇答案:C三、填空题(每题2分,共20分)16. 在有机合成中,____是最常见的保护基团之一,常用于保护羟基。

材料合成制备考试复习资料终极版

材料合成制备考试复习资料终极版

材料合成制备考试复习资料终极版work Information Technology Company.2020YEAR材料合成:指把各种原子、分子结合起来制成材料所采用的各种化学方法和物理方法,一般不含工程方面的问题。

材料制备:制备一词不仅包含了合成的基本内涵,而且包含了把比原子、分子更高一级聚集状态结合起来制成材料所采用的化学方法和物理方法。

(一是新的制备方法以及新的制备方法中的科学问题,二是各种制备方法中遇到的工程技术问题)材料加工:是指对原子、分子以及更高一级聚集状态进行控制而获得所需要的性能和形状尺寸(以性能为主)所采用的方法(以物理方法为主).材料的分类:用途:结构材料,功能材料。

物理结构:晶体材料、非晶态材料和纳米材料。

几何形态:三维二维一维零维材料。

发展:传统材料,新材料。

按属性分:以金属健结合的金属材料,以离子键和共价键为主要键合的无机非金属材料,以共价健为主要键合的高分子材料,将上述三种材料进行复合,以界面特征为主的复合材料,钢铁、陶瓷、塑料和玻璃钢分别为这四种材料的典型代表。

新材料特点:品种多式样多,更新换代快,性能要求越来越功能化、极限化复合化、精细化。

新材料主要发展趋势:1结构材料的复合化2信息材料的多功能集成化3低维材料迅速发展4非平衡态(非稳定)材料日益受到重视。

单晶体的基本性质:均匀性;各向异性;自限性;对称性;最小内能和最大稳定性。

晶体生长类型:固相-固相平衡的晶体生长,液相-固相平衡的晶体生长,气相-固相平衡的晶体生长。

晶体生长可以分为成核和长大两个阶段。

成核过程主要考虑热力学条件。

长大过程则主要考虑动力学条件。

在晶体生长过程中,新相核的发生和长大称为成核过程。

成核过程可分为均匀成核和非均匀成核。

过冷度——每一种物质都有自己的平衡结晶温度或者称为理论结晶温度,但是,在实际结晶过程中,实际结晶温度总是低于理论结晶温度的,这种现象称为过冷现象,两者的温度差值被称为过冷度,它是晶体生长的驱动力。

材料制备技术复习题

材料制备技术复习题

材料制备技术复习题(应用化学2010级硕士研究生用)1.简述鲍林离子晶体结构的规则。

第一章62页①围绕每一阳离子,形成一个阴离子配位多面体,阴、阳离子的间距决定于它们的半径之和,而阳离子的配位数取决于它们的半径之比。

②静电价规则。

在一个稳定的晶体结构中,从所有相邻接的阳离子到达一个阴离子的静电键的总强度,等于阴离于的电价数。

对于一个规则的配位多面体面言,中心阳离子到达每一配位阴离子的静电键强度S,等于该阳离子的电荷数Z除以它的配位数n,即S=Z/n。

以萤石(CaF2)为例,Ca2+的配位数为8,则Ca —F键的静电强度为S=2/8=1/4。

F-的电荷数为1,因此,每一个F-是四个Ca—F配位立方体的公有角顶。

或者说F离子的配位数是4。

③在配位结构中,两个阴离子多面体以共棱,特别是共面方式存在时,结构的稳定性便降低。

对于电价高而配位数小的阳离子此效应更显著;当阴、阳离子的半径比接近于该配位多面体稳定的下限值时,此效应更为显著④在一个含有不同阳离子的晶体中,电价高而配位数小的那些阳离子,不趋向于相互共有配位多面体的要素。

2.解释类质同像并指出发生类质同像的必备条件。

类质同像是指在晶体结构中部分质点为其他质点所代换,晶格常数变化不大,晶体结构保持不变的现象。

如果相互代换的质点可以成任意的比例,称为完全的类质同像。

如果相互的代换只局限于一个有限的范围内,则称为不完全类质同像。

当相互代换的质点电价相同时称为等价类质同像,如果相互代换的质点电价不同,则称为异价类质同像,此时,必须有电价补偿,以维持电价的平衡①质点大小相近。

②电价总和平衡③相似的化学键性。

④热力学条件:除考虑决定类质同像的内因外,还要考虑外部条件的影响。

3.缺陷反应表示方法和缺陷反应方程式的基本原则(1)缺陷化学符号为了表示晶体中可能出现的不同类型的缺陷,有必要采用方便的、统一的整套符号来表示各种点缺陷。

目前采用得最广泛的表示法是克罗格—文克(Kroger-Vink)符号,它已成为国际上通用的符号。

有机合成期末考试题及答案

有机合成期末考试题及答案

有机合成期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 在有机合成中,下列哪个反应不是亲核取代反应?A. 羟醛反应B. 哈沃斯重排C. 威廉姆森合成D. 弗里德-克雷默斯反应答案:B2. 以下哪个化合物不是芳香族化合物?A. 苯B. 吡啶C. 呋喃D. 环己烯答案:D3. 以下哪个反应是消除反应?A. 卤代烃的水解B. 卤代烃的醇解C. 卤代烃的脱卤反应D. 卤代烃的酯化答案:C4. 以下哪个反应是碳碳双键的加成反应?A. 卤代烃的卤化B. 烯烃的卤化C. 烯烃的氢化D. 烯烃的氧化答案:C5. 在有机合成中,下列哪个反应不是还原反应?A. 格氏试剂的制备B. 醛的还原C. 酮的还原D. 酯的水解答案:D6. 以下哪个反应是氧化反应?A. 醇的氧化B. 醇的脱水C. 醇的酯化D. 醇的卤化答案:A7. 以下哪个化合物是手性分子?A. 乙醇B. 甲醇C. 2-丁醇D. 1-丁醇答案:D8. 在有机合成中,下列哪个反应是重排反应?A. 弗里德-克雷默斯反应B. 格氏试剂的制备C. 哈沃斯重排D. 羟醛反应答案:C9. 以下哪个反应是亲电加成反应?A. 烯烃的卤化B. 烯烃的氢化C. 烯烃的氧化D. 烯烃的卤代答案:A10. 在有机合成中,下列哪个反应是消除反应?A. 醇的脱水B. 醇的氧化C. 醇的酯化D. 醇的卤化答案:A二、填空题(每空2分,共20分)11. 在有机合成中,亲核取代反应的机理是_________。

答案:亲核试剂攻击底物的电负性中心,形成新的化学键。

12. 芳香族化合物的定义是含有_________的环状化合物。

答案:共轭π电子体系13. 格氏试剂是一种_________试剂。

答案:亲核14. 碳碳双键的加成反应通常涉及_________。

答案:π键的断裂和新σ键的形成15. 手性分子是指具有_________的分子。

答案:非超posable镜像异构体16. 重排反应通常涉及_________。

材料合成与制备试题

材料合成与制备试题

一.填空题:1.聚合物基复合材料的制备大致可以分为4个步骤答:增强物的铺放—确定材料形状—基体注入—基体固化。

2.均匀相成核和非均匀相成核答:在晶体生长过程中,新相核的发生和长大称为成核过程。

成核过程可分为均匀成核和非均匀成核。

所谓的均匀成核,是指在一个热力学体系内,各处的成核几率相等。

由于热力学体系的涨落现象,在某个瞬间,体系中某个局部区域偏离平衡态,出现密度涨落,这时,这个小局部区域中的原子或分子可能一时聚集起来成为新相的原子集团(称为胚芽)。

这些胚芽在另一个瞬间可能又解体成为原始态的原子或分子。

但某些满足一定条件的胚芽可能成为晶体生长的核心。

如果这时有相变驱动力的作用,这些胚芽可以发展成为新的相核,进而生长成为晶体。

晶核的形成存在一个临界半径,当晶核半径小于此半径时,晶核趋于消失,只有当其半径大于此半径时,晶核才稳定地长大。

所谓非均匀成核,是指体系在外来质点,容器壁或原有晶体表面上形成的核。

在此类体系中,成核几率在空间各点不同。

自然界中的雨雪冰雹等的形成都属于非均匀成核。

际上,在所有物质体系中都会发生非均匀成核。

有目的地利用体系的非均匀成核,可以达到特殊的效果和作用。

二.名词解释:非均匀成核:非均匀成核,是指体系在外来质点,容器壁或原有晶体表面上形成的核。

分子束外延法:实际上是改进型的三温度法。

当制备三元混晶半导体化合物薄膜时,在加一蒸发源,就形成了四温度法。

模压成型法:将复合材料片材或模塑料放入金属对模中,在温度和压力作用下,材料充满模腔,固化成型,脱模制得产品的方法。

闪蒸法:把合金做成粉末或微细颗粒,在高温加热器或坩锅蒸发源中,使一个一个的颗粒瞬间完全蒸发。

真空蒸镀:将待成膜的物质置于真空中进行蒸发或升华,使之在工件或基片表面析出的过程。

物理气相沉积:在真空条件下,用物理的方法,将材料汽化成原子、分子或使其电离成离子,并通过气相过程,在材料或工件表面沉积一层具有某些特殊性能的薄膜。

化学镀:通常称为无电源电镀,是利用还原剂从所镀物质的溶液中以化学还原作用,在镀件的固液两相界面上析出和沉积得到镀层的技术。

(完整word版)材料合成与制备考试题

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《材料合成与制备》期末测验试题1. 解释下列术语(每题5分)(1)金属基复合材料以金属或合金为基体,并以纤维、晶须、颗粒等为增强体的复合材料。

按所用的基体金属的不同,使用温度范围为350~1200℃。

(2)自蔓延高温合成自蔓延高温合成又称为燃烧合成技术,是利用反应物之间高的化学反应热的自加热和自传导作用来合成材料的一种技术,当反应物一旦被引燃,便会自动向尚未反应的区域传播,直至反应完全,是制备无机化合物高温材料的一种新方法。

(3)物理气相沉积物理气相沉积技术表示在真空条件下,采用物理方法,将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子,并通过低压气体(或等离子体)过程,在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。

(4)分子束外延分子束外延(MBE)是新发展起来的外延制膜方法,也是一种特殊的真空镀膜工艺。

外延是一种制备单晶薄膜的新技术,它是在适当的衬底与合适的条件下,沿衬底材料晶轴方向逐层生长薄膜的方法。

(5)化学气相沉积化学气相沉积(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。

与之相对的是物理气相沉积(PVD)。

化学气相沉积是一种制备材料的气相生长方法,它是把一种或几种含有构成薄膜元素的化合物、单质气体通入放置有基材的反应室,借助空间气相化学反应在基体表面上沉积固态薄膜的工艺技术。

2. 简要回答下列问题(每题5分)(1) 解释材料合成、制备及加工的定义、内涵和区别?材料合成是指通过一定的途径,从气态、液态或固态的各种不同原材料中得到化学上不同于原材料的新材料的过程。

材料加工则是指通过一定的工艺手段使现有材料在物理上或形状上处于和原材料不同的状态(但化学上完全相同)的过程。

比如从体块材料中获得薄膜材料,从非晶材料中得到晶态材料,通过铸、锻、焊成型等。

材料制备则包含了材料合成和材料加工的前部分内容(化学上不同于原材料的新材料以及材料物理状态、组合方式改变,但化学上保持不变),不涉及部件成型。

材料设计与制备复习题答案

材料设计与制备复习题答案

材料设计与制备复习题答案材料设计与制备是一门跨学科的课程,它涵盖了材料科学的基础理论、材料的合成方法、材料性能的表征以及材料在不同领域的应用。

以下是材料设计与制备复习题的答案:1. 材料科学基础理论- 材料科学是研究材料的组成、结构、性能以及它们之间关系的科学。

- 材料的基本类型包括金属、陶瓷、聚合物和复合材料。

2. 材料的合成方法- 合成方法包括熔融法、固相法、溶液法、气相沉积法等。

- 每种方法都有其特定的应用范围和优势。

3. 材料性能的表征- 材料性能包括力学性能、热性能、电性能、光学性能等。

- 常用的表征技术有X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)等。

4. 材料的应用领域- 材料在航空、航天、汽车、电子、生物医学等多个领域都有广泛的应用。

- 例如,高强度合金用于航空航天,生物可降解材料用于医疗植入物。

5. 材料设计与制备的发展趋势- 随着科技的发展,材料设计与制备正朝着多功能化、智能化、环境友好的方向发展。

- 纳米技术、3D打印技术等新兴技术为材料设计提供了新的可能性。

6. 材料的微观结构与宏观性能的关系- 材料的微观结构,如晶粒大小、相分布、缺陷等,对其宏观性能有重要影响。

- 通过控制材料的微观结构,可以优化其性能。

7. 环境因素对材料性能的影响- 温度、湿度、腐蚀性环境等都会影响材料的性能。

- 材料的耐久性和稳定性是设计时需要考虑的重要因素。

8. 材料的失效机制- 材料在使用过程中可能会因为疲劳、腐蚀、磨损等原因失效。

- 了解失效机制有助于提高材料的使用寿命和可靠性。

9. 材料的经济性与可持续性- 在材料设计与制备过程中,需要考虑成本效益和环境影响。

- 可再生材料和循环利用技术是实现材料可持续性的关键。

10. 案例分析- 通过分析特定材料的设计和制备过程,可以更好地理解材料科学的实际应用。

- 例如,碳纤维的制备过程、应用领域以及性能优化。

材料制备复习题

材料制备复习题

材料制备复习题复习题填空题1、材料和能源、信息⼀起成为现代科学技术的三⼤⽀柱之⼀。

2、材料分为⾦属材料、⾼分⼦材料、陶瓷材料和复合材料四⼤3、⾼分⼦材料分为塑料、橡胶、合成纤维和胶黏剂四⼤类4、⾦属材料可分为⿊⾊⾦属材料和有⾊⾦属材料两⼤类5、⼯业陶瓷材料可分为:普通陶瓷(或传统陶瓷);特种陶瓷(或新型陶瓷);⾦属陶瓷。

6、⾦属的冶⾦⼯艺可以分为⽕法冶⾦、湿法冶⾦、电冶⾦等。

7、炼铁的原料:铁矿⽯、熔剂和及燃料。

8、脉⽯的主要成分:SiO2、Al2O3、CaO、MgO等9、熔剂的主要作⽤:降低脉⽯熔点,⽣成熔渣;去硫10、燃料的主要作⽤:提供热量;还原剂;料柱⾻架;渗碳剂11、⾼炉炉渣⽣成反应式mSiO2+pAl2O3+nCaO=nCaO·pAl2O3·mSiO2主要成分;SiO2、Al2O3、CaO,及少量MnO、FeO、CaS等。

12、炼铁的主要产品有:⽣铁、炉渣和⾼炉煤⽓13、我国炼钢温度⼀般在1200℃左右,只考虑元素与氧的亲和⼒,炼钢过程元素的氧化顺序:Si、Mn、C、P、Fe,炼钢过程元素的氧化顺序:Fe、 C、Si、Mn、P,原因是含量的影响14、炼钢过程中Si的最终去向是什么?产物是什么15、炼钢过程中S的最终去向是钢渣什么?产物是CaS什么16、铸造的凝固⽅式主要有:逐层凝固、糊状凝固和中间凝固17、铸件的收缩分为三类,液态收缩、凝固收缩和固态收缩。

18、板料冲压可以分为分离⼯序和变形⼯序两⼤类。

板料冲压的变形⼯序主要有变形和拉深19、根据⾦属的流动⽅向和凸模运动⽅向,挤压分为正挤、反挤、复合挤压和径向挤压20、焊接⽅法的种类很多,按焊接过程的特点可分为三⼤类:熔焊、压焊和钎焊21、焊条组成:焊芯和药⽪22、钢铁材料热处理是通过加热、保温和冷却⽅式借以改变合⾦的组织与性能的⼀种⼯艺⽅法23、粘⼟的主要化学成分为SiO2、A12O3和结晶⽔(H2O)。

24、钠长⽯(Ab) 的化学式是:Na[AlSi3O8]或Na2O·Al2O3·6SiO2钾长⽯(Or) 的化学式是:K[AlSi3O8]或K2O·Al2O3·6SiO225、烧结驱动⼒:粉体的表⾯能降低和系统⾃由能降低。

材料合成与制备_复习资料(有答案).doc

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第一章溶胶•凝胶法名词解释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:溶胶是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。

分散粒子是固体或者大分子颗粒,分散粒子的尺寸为lrnn-lOOnm,这些固体颗粒一般由10A3个-10A9 个原子组成。

3.凝胶(Gel):凝胶是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.多孔材料:是由形成材料本身基本构架的连续固相和形成孔隙的流体所组成。

填空题1.溶胶通常分为亲液型和憎液型型两类。

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.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。

6.溶胶的凝胶化过程包括脱水凝胶化和碱性凝胶化两类。

7.溶胶一凝胶制备材料工艺的机制大体可分为三种类型无机聚合物型、络合物型。

8.搅拌器的种类有电力搅拌器和磁力搅拌器。

9.溶胶凝胶法中固化处理分为干燥和热处理。

10.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。

简答题溶胶一凝胶制备陶瓷粉体材料的优点?制备工艺简单,无需昂贵的设备;对多元组分体系,溶胶-凝胶法可大大增加其化学均匀性;反应过程易控制, 可以调控凝胶的微观结构;材料可掺杂的范围较宽(包括掺杂量及种类),化学计量准确,易于改性;产物纯度高,烧结温度低等。

第二章水热溶剂热法名词解释1、水热法:是指在特制的密闭反应器(髙压釜)中,采用水溶液作为反应体系,通过将反应体系加热至临界温度(或接近临界温度),在反应体系中产生高压环境而进行无机合成与材料制备的一种有效方法。

合成学期末考试试题及答案

合成学期末考试试题及答案

合成学期末考试试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪项不是合成材料的特点?A. 可塑性B. 可降解性C. 可重复使用性D. 高强度2. 合成生物学中的“合成”指的是:A. 合成新的物质B. 合成新的生物体C. 合成新的基因序列D. 合成新的生态系统3. 下列哪个不是合成化学的常用方法?A. 聚合反应B. 催化反应C. 光合作用D. 取代反应二、填空题(每空2分,共20分)4. 合成材料的三大类包括_______、_______和_______。

5. 合成生物学的核心技术包括基因编辑、_______和_______。

6. 合成化学中的“合成”通常指的是_______的合成。

三、简答题(每题10分,共30分)7. 简述合成材料在现代工业中的应用。

8. 描述合成生物学在医学领域的潜在应用。

9. 解释合成化学中“绿色化学”的概念及其重要性。

四、论述题(每题15分,共30分)10. 论述合成材料对环境可能产生的积极和消极影响。

11. 讨论合成生物学在伦理和法律方面的挑战。

五、案例分析题(10分)12. 阅读以下案例,并分析合成学在解决该问题中的作用及可能面临的挑战。

案例:随着全球塑料污染问题的日益严重,合成学如何帮助开发可降解的塑料替代品?答案一、选择题1. 答案:C(可重复使用性)2. 答案:C(合成新的基因序列)3. 答案:C(光合作用)二、填空题4. 答案:塑料、橡胶、纤维5. 答案:基因合成、细胞工程6. 答案:化学化合物三、简答题7. 答案:合成材料在现代工业中应用广泛,如汽车制造、建筑业、电子产品等领域,它们提供了高强度、轻质、耐腐蚀等特性,有助于提高产品性能和降低成本。

8. 答案:合成生物学在医学领域有多种潜在应用,包括开发新药、设计用于疾病治疗的生物传感器、以及通过基因编辑技术治疗遗传性疾病等。

9. 答案:绿色化学是一种减少或消除有害物质生成的化学实践,它强调从源头上预防污染,提高原料的利用效率,减少废物的产生,对环境保护具有重要意义。

材料合成与制备考试题

材料合成与制备考试题
μA/cm2,与纯Al板的相当。采用锌板中间层,压头温度440℃,热压30s,压强15MP持续60s制备AZ31B/Zn/Al复合板,中间层与镁合金基体反应剧烈,而与铝基体无明显反应和扩散。
2.增强材料与基体湿润性太差是金属基复合材料制造的又一难点。绝大多数的金属基复合材料如碳/铝、碳/镁、碳化硅/铝、氧化铝/铜等,基体对增强材料浸润性太差,有时根本不发生浸润现象。
自蔓延高温合成(SHS),又称为燃烧合成技术,是利用反应物之间高的化学反应热的自加热和自传导作用来合成材料的一种技术,当反应物一旦被引燃,便会自动向尚未反应的区域传播,直至反应完全,是制备无机化合物高温材料的一种新方法。
反应的基本条件是SHS过程包含复杂的化学物理化学转变,要想获得满意的产品就必须明了整个反应机理以及各种因索对SHS过程的影响。如果将自蔓延的燃烧区描述为燃烧波的话,试样被点燃后,燃烧波以稳态传播时,燃烧波就在试样(或空间)建立起温度、转化率和热释放率分布图。
(3)物理气相沉积
物理气相沉积技术表示在真空条件下,采用物理方法,将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子,并通过低压气体(或)过程,在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。
(4)分子束外延
分子束外延(MBE)是新发展起来的外延制膜方法,也是一种特殊的真空镀膜工艺。是一种制备单晶薄膜的新技术,它是在适当的衬底与合适的条件下,沿衬底材料晶轴方向逐层生长薄膜的方法。
薄膜制备的物理方法主要包括真空蒸发、溅射、离子镀及离子助沉积技术。
(3)列出从熔体制备单晶、非晶的常用方法
从熔体中制备单晶的方法主要有焰熔法、提拉法和区域熔炼法。
非晶的制备方法包括:快速凝固、铜模铸造法、熔体水淬法、抑制形核法、粉末冶金技术、自蔓延反应合成法、定向凝固铸造法等。

材料合成制备与加工

材料合成制备与加工

材料合成制备与加工第一部分金属1、冶炼原理:氧化还原反应2、冶炼金属的方法:热分解法、热还原法、电解法、湿法冶金3、冶炼的一般规律:金属活动性顺序中,金属的位置越靠后,越容易被还原,金属的位置越靠前,越难被还原4、铁的分类:生铁、熟铁、粒铁、海绵铁、工业纯铁5、铁的冶炼方法:高炉炼铁、直接还原、海绵炼铁法、熔融还原6、高炉炼铁的设备主要有:高炉本体、腐蚀设备(供料和装料系统、染料系统、渣铁处理、送风系统、煤气储存系统)7、高炉炼铁中以CO为主要反应的方程式:3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2Fe3O4+CO=FeO+CO2FeO++CO=Fe+CO28、炼钢的基本任务:去除杂质(S、P、O、H、N和夹杂物)调整钢的成分调整钢液的温度9、钢的冶炼方法主要有:转炉炼钢法、电弧炉炼钢法、平炉炼钢法10、转炉炼钢法包括:贝氏炉炼钢、托马斯炼钢、碱性侧吹转炉炼钢、氧气顶吹转炉炼钢、氧气底吹转炉炼钢、顶底复合吹炼钢11、复吹转炉底吹气体的表现:A、强化熔池搅拌,均匀钢水成分、温度B、加速炉内反应,使渣—钢反应界面增大,元素间化学反应和传质过程更趋于平衡C、冷却保护供气原件,使供气原件寿命延长12、顶底复合吹炼的优点:(1)熔池搅拌的结果改变了原顶吹炼钢的钢水温度不均匀性(2)终点渣中氧化铁的含量比顶吹转炉要低(3)脱磷、脱硫效果比顶吹转炉好(4)钢中氧含量比顶吹转炉底(5)钢铁量、脱氧用铁合金和铝、氧气和石灰都比顶吹转炉消耗低(6)降低了钢种气体和有害夹杂物的含量,提高了钢的质量13、钢水脱氧的目的:氧含量脱除到钢种要求范围排除脱氧产物和减少钢中非金属夹杂数量改善非金属夹杂的分布和形状细化钢的晶粒14、炉外精炼:把转炉或电炉中初炼的钢水移到另一种容器中进行精炼的过程15、钢的浇铸可分为:模铸和连铸16、钢塑性加工方式按施力方式可以分为:锻造,挤压,拉拔,轧制,冲压,剪切,弯曲17、塑性成形的目的:改变形状和尺寸改善组织和性能18、织构:晶粒空间取向趋于一致的组织形态19、金属塑性变形的加工方法有:冷加工、热加工20、加工硬化:金属经过冷态下的塑性变形后,其强度硬度提高,而塑性韧性下降的现象。

材料合成与制备考试题答案

材料合成与制备考试题答案

一名词解释1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。

2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条件下,由于反应处于分子水平,反应性提高,因而水热反应可以替代某些高温固相反应。

又由于水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,因而可以创造出其它方法无法制备的新化合物和新材料。

它的优点:所的产物纯度高,分散性好、粒度易控制。

3化学气相沉积气相沉积:利用气态或蒸气态的物质在气相或气固界面上反应生成固态沉积物的一类技术1物理气相沉积(Physical Vapor Deposition ,简称PVD):物理气相沉积是通过蒸发,电离或溅射等过程,产生金属粒子并与反应气体反应形成化合物沉积在工件表面。

物理气象沉积方法有真空镀,真空溅射和离子镀三种,目前应用较广的是离子镀。

如真空蒸发法、溅射法、离子镀等“物理气相沉积” 通常指满足下面三个步骤的一类薄膜生长技术:A所生长的材料以物理的方式由固体转化为气体B生长材料的蒸汽经过一个低压区域到达衬底C蒸汽在衬底表明上凝结,形成薄膜2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。

(一种或数种反应气体在热、激光、等离子体等作用下发生化学反应析出超微粉的方法)。

4 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,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。

材料合成与制备方法 复习

材料合成与制备方法 复习
3.水热与溶剂热合成的生产设备为高压釜,有不锈钢外壳和聚四氟乙 烯内衬构成
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简答和论述
水热生长体系中的晶粒形成有哪三种机制?
“均匀溶液饱和析出”机制由于水热反应温度和体系压力的升高,溶 质在溶液中溶解度降低并达到饱和,以某种化合物结晶态形式从溶液 中析出。
“溶解-结晶”机制所谓“溶解”是指水热反应初期,前驱物微粒之间的团 聚和联接遭到破坏,从而使微粒自身在水热介质中溶解,以离子或离子团的 形式进入溶液,进而成核、结晶而形成晶粒。当水热介质中溶质的浓度高于 晶粒的成核所需要的过饱和度时,体系内发生晶粒的成核和生长,随着结晶 过程的进行,介质中用于结晶的物料浓度又变得低于前驱物的溶解度,这使 得前驱物的溶解继续进行。如此反复,只要反应时间足够长,前驱物将完全 溶解,生成相应的晶粒。 “原位结晶”机制当选用常温常压下不可溶的固体粉末,凝胶或沉淀为前驱 物时,如果前驱物和晶相的溶解度相差不是很大时,或者“溶解-结晶”的动 力学速度过慢,则前驱物可以经过脱去羟基(或脱水),原子原位重排而转 1变0 为结晶态。
什么是槽电压? 槽电压由下述各电压组成: 反抗电解质电阻所需的电压:电解质像普通的导体一样对电流 通过有一种阻力,反抗这种阻力所需的电压 = IR1 完成电解反应所需的电压:该电压用来克服电解过程中所产生 的原电池的电动势 = E可逆 电解过程的超电压,E不可逆 反抗输送电流金属导体的电阻和反抗接触电阻需要的电压 = IR2
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在一个基片上沉积多层薄膜时采用模块式CVD: 多个反应室,不同薄膜分别沉积,互不干扰;基片通过机械手在真 空下传递,不引入外界污染。
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简答和论述
什么是化学气相沉积? 通过化学反应的方式,利用加热、等离子激励或光辐射等各种能源, 在反应器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经化学 反应形成固态沉积物的技术。
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第零章绪论1.材料合成:材料合成是指促使原子或分子构成材料的化学或物理过程;2.材料制备:材料制备是指研究如何控制原子与分子使其构成有用的材料,但材料制备还包括在更为宏观的尺度上控制材料的结构,使其具备所需的性能和使用效能。

3.材料合成与制备的最终目标是:制造高性能、高质量的新材料以满足各种构件、物品或仪器等物件的日益发展的需求。

4.材料合成与制备的发展方向:材料的高性能化、复合化、功能化、低维化、低成本化、绿色化;5.影响热力学过程自发进行方向的因素:(1)能量因素;(2)系统的混乱度因素;6.隔离系统总是自发的向着熵值增加的方向进行。

7.论述反应速率的影响因素:(1)浓度对反应速率的影响:对于可逆反应,增加反应物浓度可以使平衡向产物方向移动,因此,提高反应物浓度是提高产率的一个办法,但如果反应物成本很高,将反应物之一在生成后立即分离出去或转移到另一相中去,也是提高反应产率的一个很好的办法。

对于有气相的反应,如果反应前后气体物质的反应计量数不等,则增加压力会有利于反应向气体计量数小的方向进行。

另外,对于多个反应同时进行的反应,则应按主反应的情况来控制反应物的配比;(2)温度对反应速率的影响:对于一个可逆反应,正反应吸热,则逆反应就放热;如果正反应放热,则逆反应就吸热,升高温度有利于反应向吸热方向进行,不利于放热反应;对于放热反应,用冷水浴或冰浴使其降温的办法有利于反应的进行,但影响反应速率。

实际生产中,要综合考虑单位实际内的产量和转化率同时进行;(3)溶剂等对反应速率的影响:溶剂在反应中的作用:一是提供反应的场所,二是发生溶剂化效应。

溶剂最重要的物理效应即溶剂化作用,化学效应主要有溶剂分子的催化作用和容积分子作为反应物或产物参与了化学反应。

若溶剂分子与反应物生成不稳定的溶剂化物,可使反应的活化能降低,加快反应速率;若生成稳定的溶剂化物,则使反应活化能升高,降低反应速率;若生成物与溶剂分子生成溶剂化物,不论它是否稳定,都会使反应速率加快。

第一章溶胶-凝胶法1.溶胶(Sol)是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。

2.凝胶(Gel)是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。

3.溶胶-凝胶法:就是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,通过抑制各种化学反应条件,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。

4.粒子间的两个力:(1)颗粒间的范德华力;(2)双电层静电排斥能5.增加粒子间能垒通常有三个基本途径:(1)使胶粒带表面电荷;(2) 利用空间位阻效应;(3)利用溶剂化效应。

6.由溶胶制备凝胶的具体方法:(1)、使水、醇等分散介质挥发或冷却溶胶,使其形成过饱和液,而形成凝胶。

(2)、加入非溶剂,如在果胶水溶液中加入适量酒精后,即形成凝胶。

(3)、将适量的电解质加入胶粒亲水性较强的憎液型溶胶,即可形成凝胶。

(4)、利用化学反应产生不溶物,并控制反应条件可得凝胶。

7.溶胶—凝胶合成方法的适用范围:(1)块体材料(2)多孔材料(3)纤维材料(4)复合材料(5)超细粉体材料(6)薄膜及涂层材料8.溶胶-凝胶合成生产工艺种类9.溶胶-凝胶合成工艺设备:(1)有恒温加热的搅拌器;(2)真空干燥箱;(3)马弗炉10.溶胶-凝胶合成材料的基本过程:(1)溶液-溶胶化;(2)凝胶化-成型(3)固化处理11.在溶液-溶胶化阶段中,胶液的获得方法有三种:(1)超细粉和溶液机械混合形成胶液(2)金属无机化合物或金属醇盐水解(3)金属有机化合物水解12.凝胶质量好坏的影响因素:前驱体选择;反应配比;溶液pH值;反应温度;反应时间等。

(1)前驱体原料的选择:金属无机盐作为溶胶-凝胶合成反应的原料具有价格低廉的特殊优点,可以用作产业化生产的原材料;(2)水解度的影响;(3)催化剂的影响;(4)溶胶浓度的影响;(5)反应温度的影响;(6)络合剂的使用。

13.溶胶-凝胶法应用(1)—气凝胶;(2)—Al2O3耐热涂层;(3)溶胶凝胶-自蔓延制备生物玻璃粉体。

气凝胶:是由胶体粒子或高聚物分子相互聚结构成的纳米多孔网络固态非晶材料。

溶胶-凝胶自蔓延合成技术:是指有机盐凝胶或有机盐(燃料)与金属硝酸盐在加热过程中发生氧化还原反应,燃烧产生大量的气体,可自我维持并合成所需燃烧物的材料的合成工艺。

第二章水热与溶剂热合成1.水热法:是指在特制的密闭反应器(反应釜)中,采用水溶液作为反应体系,通过将反应体系加热至临界温度(或接近临界温度),在反应体系中产生高压环境而进行无机合成与材料制备的一种有效方法。

2.在水热条件下,水的作用:既可作为溶剂又可作为矿化剂,在液态或气态下还是传递压力的媒介。

水热合成技术最大的缺点是:反映周期长。

3.溶剂热法:实在水热法的基础上发展起来的一种新的材料制备方法,江水热法中的水换成有机溶剂或非水溶酶(如有机胺、醇、氨、四氯化碳或苯等),采用类似于水热法的原理,以制备在水溶液中无法长成、易氧化、易水解或对水敏感的材料,如Ⅲ~Ⅴ族半导体化合物、氮化物、硫族化合物、新型磷(砷)酸盐分子筛三维骨架结构等。

4.与水热法相比,溶剂热法具有以下优点:(1)在有机溶剂中进行的反应能够有效地抑制产物的氧化过程或水中氧的污染;(2)非水溶剂的采用使得溶剂热法可选择原料的范围大大扩大,比如氟化物,氮化物,硫化合物等均可作为溶剂热反应的原材料;同时,非水溶剂在亚临界或超临界状态下独特的物理化学性质极大地扩大了所能制备的目标产物的范围;(3)由于有机溶剂的低沸点,在同样的条件下,它们可以达到比水热合成更高的气压,从而有利于产物的结晶;(4)由于较低的反应温度,反应物中结构单元可以保留到产物中,且不受破坏,同时,有机溶剂官能团和反应物或产物作用,生成某些新型在催化和储能方面有潜在应用的材料;(5)非水溶剂的种类繁多,其本身的一些特性,如极性与非极性、配位络合作用、热稳定性等,为我们从反应热力学和动力学的角度去认识化学反应的实质与晶体生长的特性,提供了研究线索。

5.水热法基本原理:水热法常用氧化物或者氢氧化物或凝胶体作为前驱物,以一定的填充比进入高压釜,它们在加热过程中溶解度随温度升高而增大,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最后可溶的前驱体或中间产物与最终产物之间的溶解度差,即反应向吉布斯焓减小的方向进行。

但严格的说,水热技术中几种重要的反应机理并不完全相同,即并非都可用这种“溶解-结晶”机理来解释,水热反应的微观机理是急需解决的问题。

同时,反应过程中的有关矿化剂的作用,中间产物对产物的影响等也不十分清楚。

水热生长体系中的晶粒形成可分为三种类型:•“均匀溶液饱和析出”机制由于水热反应温度和体系压力的升高,溶质在溶液中溶解度降低并达到饱和,以某种化合物结晶态形式从溶液中析出。

当采用金属盐溶液为前驱物,随着水热反应温度和体系压力的增大,溶质(金属阳离子的水合物)通过水解和缩聚反应,生成相应的配位聚集体(可以是单聚体,也可以是多聚体)当其浓度达到过饱和时就开始析出晶核,最终长大成晶粒。

•“溶解-结晶”机制当选用的前驱体是在常温常压下不可溶的固体粉末、凝胶或沉淀时,在水热条件下,所谓“溶解”是指水热反应初期,前驱物微粒之间的团聚和联接遭到破坏,从而使微粒自身在水热介质中溶解,以离子或离子团的形式进入溶液,进而成核、结晶而形成晶粒;“结晶”是指当水热介质中溶质的浓度高于晶粒的成核所需要的过饱和度时,体系内发生晶粒的成核和生长,随着结晶过程的进行,介质中用于结晶的物料浓度又变得低于前驱物的溶解度,这使得前驱物的溶解继续进行。

如此反复,只要反应时间足够长,前驱物将完全溶解,生成相应的晶粒。

•“原位结晶”机制当选用常温常压下不可溶的固体粉末,凝胶或沉淀为前驱物时,如果前驱物和晶相的溶解度相差不是很大时,或者“溶解-结晶”的动力学速度过慢,则前驱物可以经过脱去羟基(或脱水),原子原位重排而转变为结晶态。

晶体生长习性的研究就是对“晶体结构-晶体生长条件-晶体生长形态-晶体缺陷”这四者关系的研究。

将水热条件下纳米晶粒的形成过程可分为三个阶段:•生长基元与晶核的形成•生长基元在固-液生长界面上的吸附与运动•生长基元在界面上的结晶或脱附成核理论晶核的生长在结晶过程中起起决定性作用。

晶体生长理论:从微观角度看,晶体生长过程可以看做一个基元过程。

基元过程包括以下主要步骤:(1)基元的形成。

(2)基元在生长界面的吸附。

(3)基元在界面的运动。

(4)基元在界面上的结晶或脱附。

6.溶剂热基本原理水热与溶剂热合成化学有如下特点:(1)在水热与溶剂热条件下,反应物性能的改变,活性的提高,使其不但可以降低反应温度,而且可以代替部分固相反应和完成一些其他制备方法难以进行的反应,如合成低熔点化合物、有较高蒸气压而不能在融体中生成的物质和高温分解相等;(2)在水热与溶剂热法条件下,存在着溶液的快速对流与溶质的有效扩散,且多数反应物能溶于水或非水溶媒,使反应在液相或气相的快速对流中进行,溶液、(相对)低温、等压环境有利于生长极少缺陷、热应力小、完美的晶体,并能均匀地进行掺杂以及易于控制产物晶体的粒度;(3)由于水热与溶剂热合成始终在密闭高压釜中进行,可通过控制反应气氛(溶液组分、温度、压力、可化剂、pH等)而形成合适的氧化还原环境,使其能合成、开发出一系列介稳结构、特种凝聚态与聚集态的新物质;(4)水热与溶剂热合成的密闭条件有利于进行那些对人体健康有害的有毒反应,尽可能减少环境污染;(5)水热与溶剂热合成体系一般处于非理想非平衡状态,因此,应该用非平衡热力学研究合成化学问题;(6)水热与溶剂热合成的可操作性和可调变性,将使其成为衔接合成化学和合成材料的物理性质之间的桥梁。

7.水热与溶剂热合成方法的适用范围•(1)微孔材料(2)制备超细(纳米)粉末(3)制备薄膜•(4)低温生长单晶(5)合成新材料、新结构和亚稳相第三章电解合成1.电解合成的特点:优点:(1)在电解中调节电极电位,能提供高电子转移的功能,这种功能可以使之达到一般化学试剂所不具备的氧化还原能力,同时可改变电极反应速度;(2)控制电极电位和选择适当的电极、溶剂等方法,使反应按人们所希望的方向进行,故反应选择性高,副反应较少,可制备出许多特定价态的化合物,这是任何其它方法不能比拟的;(3)电化学反应所用的氧化剂或还原剂是靠电极上失电子或得电子来完成的,在反应体系中除原料和生成物外通常不含其他反应试剂。

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