什么是金属玻璃PPT
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1. 什么是金属玻璃?分析金属玻璃的结构特点和性能特点。
答:将熔融的合金喷射到冷的铜板上,降温速度在一百 万摄氏度每秒以上,由于冷凝速度极高,液态合金来不及形 成结晶就凝固了,结果获得了如同玻璃一样的非晶态合金。 用X射线衍射法进行测试,发现这种急冷的合金与平常的金 属不同,它不是晶体而是玻璃体,故非晶态合金又称为金属 玻璃。
3. 什么是红外辐射材料?什么是透红外材料?它们各自有什 么特点?
答:理论上,在0K以上时,任何物体均可辐射红外线,故红外线是 一种热辐射,有时也叫热红外。但工程上,红外辐射材料只指能吸收热 物体辐射而发射大量红外线的材料。红外辐射材料的辐射特性决定于材 料的温度和发射率。而发射率是红外辐射材料的重要特征值,它是相对 于热平衡辐射体的概念。热平衡辐射体是指当一个物体向周围发射辐射 时,同时也吸收周围物体所发射的辐射能,当物体与外界进行能量交换 慢到使物体在任何短时间内仍保持确定温度时,该过程可以看作是平衡 的。 透红外材料指的是对红外线透过率高的材料。对透红外材料的要求, 首先是红外光谱透过率要高,透过的短波限要低,透过的频带要宽。透 过率定义与可见光透过率相同,一般透过率要求在50%以上,同时要求 透过率的频率范围要宽,透红外材料的透射短波限,对于纯晶体,决定 于其电子从价带跃迁到导带的吸收,即其禁带宽度。透射长波限决定于 其声子吸收,和其晶格结构及平均原子量有关。
5. 何为光电效应?主要有哪些光电效应?
答:物质由于受到光照而引发其某些电性质变化的这一现 象称为光电效应。光电效应主要有光电导效应、光生伏特效 应和光电子发射效应三种。前两种效应在物体内部发生,统 称为内光电效应,它一般发生于半导体中。光电子发射产生 于物体表面,又称外光电效应。它主要发生于金属中。
(4) 不稳定性,金属玻璃在热力学上是不稳定的,它有向 晶态转化的趋势。 (5) 卓越的硬度和机械度,拉丝后纤维化的非晶态铁钽硅 硼合金线材,拉伸强度高达400公斤每平方毫米,为钢琴丝的 1.4倍,为一般钢丝的10倍。 (6) 优越的磁学性能。
2.按照硅氧四面体在空间的组合情况,硅酸盐结构可以分成 哪几类? 答:按照硅氧四面体在空间的组合情况,硅酸盐结构可以 分成岛状硅酸盐、组群状硅酸盐、链状硅酸盐、层状硅酸盐 和架状硅酸盐。
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发光分类: 荧光是指在激发时发出的光,发光时间小于10-8s。 磷光是指在激发停止后发出的光,发光时间大于10-8s。 当时对发光持续时间很短的发光无法测量,才有这种说法。 现在瞬态光谱技术已经把测量的范围缩小到10-12s以下,最 快的脉冲光输出可短到8fs(1fs=10-15s)。所以,荧光、磷 光的时间界限已不清楚。 但发光总是延迟于激发的。
4. 什么是发光材料?它的发光机理是什么?发光特征有哪些?
答:发光是一种物体把吸收的能量,不经过热的阶段, 直接转换为特征辐射的现象。发光现象广泛存在于各种材料 中,因此,发光材料品种很多,按激发方式可分为:光致发 光材料、电致发光材料、阴极射线致发光材料、热致发光材 料、等离子发光材料。 发光材料的发光中心受激后,激发和发射过程发生在彼 此独立的、个别的发光中心内部的发光就叫做分立中心发光。 它是单分子过程,有自发发光和受迫发光两种情况。
7. 简单解释超导现象。介绍一下目前主要研究的超导材料。
答:1911年荷兰物理学家翁奈在研究水银低温电阻时首先 发现了超导现象。后来又陆续发现一些金属、合金和化合物 在低温时电阻也变为零,即具有超导现象。物质在超低温下, 失去电阻的性质称为超导电性;相应的具有这种性质的物质 就称为超导体。超导体在电阻消失前的状态称为常导状态; 电阻消失后的状态称为超导状态。
发光特征主要包括颜色特征、强度特征和持续时间特征。 发光材料的发光颜色彼此不同,有各自的特征。已有发 光材料的种类很多,它们发光的颜色也足可覆盖整个可见光 的范围。一个材料的发光光谱属于哪一类,既与基质有关, 又与杂质有关。随着基质的改变,发光的颜色也可改变。 发光强度随激发强度而变,通常我们用发光效率来表征 材料的发光本领。发光效率有三种表示方法: ① 量子效率指发光的量子数与激发源输入的量子数的比值; ② 能量效率是指发光的能量与激发源输入的能量的比值; ③ 光度效率指发光的光度与激发源输入的能量的比值。
非晶态金属材料内部原子作不规则排列,这样的结构特 征使它具有许多晶态材料所没有的性能。主要包括: (1) 原子排列长程无序导致金属玻璃的X射线衍射不会出现晶 态衍射线,也不存在亚微观(即微米数量级)的各向异性(如磁 畴结构等性质)。 (2) 短程有序,即金属原子的周围配位情况彼此相似,也和 晶态中原子的情况相近。 (3) 无晶界,晶态金属一般由微米量级的小晶粒组成,晶粒 间存在晶界。而从亚微观来看金属玻璃是均匀的固体,不存 在晶粒和晶界,这一特点大大提高了金属玻璃的力学性能和 电磁性能,使它具有很高的强度,例如抗拉强度、硬度、断 裂强度和弹性模量等都比晶态合金强得多。金属玻璃为非晶 态结构,显微组织均匀,不含晶界、位错等缺陷,使腐蚀金 属的液体“无缝可钻”,具有高度抗腐蚀性。
6. 半导体有几种分类方法,它们大致的分类结果是什么? 答:按成分可将半导体分为元素半导体和化合物半导体。 元素半导体又可分为本征半导体和杂质半导体。化合物半导 体又可分为合金、化合物、陶瓷和有机高分子四种半导体。 在此,我们顺便谈一下什么是本征半导体、杂质半导体。 半导体中价带上的电子借助于热、电、磁等方式激发到导 带叫做本征激发。本征半导体就是指满足本征激发的半导体。 利用杂质元素掺入纯元素中,把电子从杂质能级激发到导带 上或者把电子从价带激发到杂质能级上,从而在价带中产生 空穴的激发叫做非本征激发或杂质激发。满足这种激发的半 导体就称为杂质半导体。 按掺杂原子的价电子数半导体可分为施主型和受主型,前 者掺杂原子的价电子多于纯元素的价电子,后者正好相反。 还可按晶态把半导体分为结晶、微晶和非晶半导体。此外, 还有按能带结构和电子跃迁状态将半导体进行分类。
答:将熔融的合金喷射到冷的铜板上,降温速度在一百 万摄氏度每秒以上,由于冷凝速度极高,液态合金来不及形 成结晶就凝固了,结果获得了如同玻璃一样的非晶态合金。 用X射线衍射法进行测试,发现这种急冷的合金与平常的金 属不同,它不是晶体而是玻璃体,故非晶态合金又称为金属 玻璃。
3. 什么是红外辐射材料?什么是透红外材料?它们各自有什 么特点?
答:理论上,在0K以上时,任何物体均可辐射红外线,故红外线是 一种热辐射,有时也叫热红外。但工程上,红外辐射材料只指能吸收热 物体辐射而发射大量红外线的材料。红外辐射材料的辐射特性决定于材 料的温度和发射率。而发射率是红外辐射材料的重要特征值,它是相对 于热平衡辐射体的概念。热平衡辐射体是指当一个物体向周围发射辐射 时,同时也吸收周围物体所发射的辐射能,当物体与外界进行能量交换 慢到使物体在任何短时间内仍保持确定温度时,该过程可以看作是平衡 的。 透红外材料指的是对红外线透过率高的材料。对透红外材料的要求, 首先是红外光谱透过率要高,透过的短波限要低,透过的频带要宽。透 过率定义与可见光透过率相同,一般透过率要求在50%以上,同时要求 透过率的频率范围要宽,透红外材料的透射短波限,对于纯晶体,决定 于其电子从价带跃迁到导带的吸收,即其禁带宽度。透射长波限决定于 其声子吸收,和其晶格结构及平均原子量有关。
5. 何为光电效应?主要有哪些光电效应?
答:物质由于受到光照而引发其某些电性质变化的这一现 象称为光电效应。光电效应主要有光电导效应、光生伏特效 应和光电子发射效应三种。前两种效应在物体内部发生,统 称为内光电效应,它一般发生于半导体中。光电子发射产生 于物体表面,又称外光电效应。它主要发生于金属中。
(4) 不稳定性,金属玻璃在热力学上是不稳定的,它有向 晶态转化的趋势。 (5) 卓越的硬度和机械度,拉丝后纤维化的非晶态铁钽硅 硼合金线材,拉伸强度高达400公斤每平方毫米,为钢琴丝的 1.4倍,为一般钢丝的10倍。 (6) 优越的磁学性能。
2.按照硅氧四面体在空间的组合情况,硅酸盐结构可以分成 哪几类? 答:按照硅氧四面体在空间的组合情况,硅酸盐结构可以 分成岛状硅酸盐、组群状硅酸盐、链状硅酸盐、层状硅酸盐 和架状硅酸盐。
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发光分类: 荧光是指在激发时发出的光,发光时间小于10-8s。 磷光是指在激发停止后发出的光,发光时间大于10-8s。 当时对发光持续时间很短的发光无法测量,才有这种说法。 现在瞬态光谱技术已经把测量的范围缩小到10-12s以下,最 快的脉冲光输出可短到8fs(1fs=10-15s)。所以,荧光、磷 光的时间界限已不清楚。 但发光总是延迟于激发的。
4. 什么是发光材料?它的发光机理是什么?发光特征有哪些?
答:发光是一种物体把吸收的能量,不经过热的阶段, 直接转换为特征辐射的现象。发光现象广泛存在于各种材料 中,因此,发光材料品种很多,按激发方式可分为:光致发 光材料、电致发光材料、阴极射线致发光材料、热致发光材 料、等离子发光材料。 发光材料的发光中心受激后,激发和发射过程发生在彼 此独立的、个别的发光中心内部的发光就叫做分立中心发光。 它是单分子过程,有自发发光和受迫发光两种情况。
7. 简单解释超导现象。介绍一下目前主要研究的超导材料。
答:1911年荷兰物理学家翁奈在研究水银低温电阻时首先 发现了超导现象。后来又陆续发现一些金属、合金和化合物 在低温时电阻也变为零,即具有超导现象。物质在超低温下, 失去电阻的性质称为超导电性;相应的具有这种性质的物质 就称为超导体。超导体在电阻消失前的状态称为常导状态; 电阻消失后的状态称为超导状态。
发光特征主要包括颜色特征、强度特征和持续时间特征。 发光材料的发光颜色彼此不同,有各自的特征。已有发 光材料的种类很多,它们发光的颜色也足可覆盖整个可见光 的范围。一个材料的发光光谱属于哪一类,既与基质有关, 又与杂质有关。随着基质的改变,发光的颜色也可改变。 发光强度随激发强度而变,通常我们用发光效率来表征 材料的发光本领。发光效率有三种表示方法: ① 量子效率指发光的量子数与激发源输入的量子数的比值; ② 能量效率是指发光的能量与激发源输入的能量的比值; ③ 光度效率指发光的光度与激发源输入的能量的比值。
非晶态金属材料内部原子作不规则排列,这样的结构特 征使它具有许多晶态材料所没有的性能。主要包括: (1) 原子排列长程无序导致金属玻璃的X射线衍射不会出现晶 态衍射线,也不存在亚微观(即微米数量级)的各向异性(如磁 畴结构等性质)。 (2) 短程有序,即金属原子的周围配位情况彼此相似,也和 晶态中原子的情况相近。 (3) 无晶界,晶态金属一般由微米量级的小晶粒组成,晶粒 间存在晶界。而从亚微观来看金属玻璃是均匀的固体,不存 在晶粒和晶界,这一特点大大提高了金属玻璃的力学性能和 电磁性能,使它具有很高的强度,例如抗拉强度、硬度、断 裂强度和弹性模量等都比晶态合金强得多。金属玻璃为非晶 态结构,显微组织均匀,不含晶界、位错等缺陷,使腐蚀金 属的液体“无缝可钻”,具有高度抗腐蚀性。
6. 半导体有几种分类方法,它们大致的分类结果是什么? 答:按成分可将半导体分为元素半导体和化合物半导体。 元素半导体又可分为本征半导体和杂质半导体。化合物半导 体又可分为合金、化合物、陶瓷和有机高分子四种半导体。 在此,我们顺便谈一下什么是本征半导体、杂质半导体。 半导体中价带上的电子借助于热、电、磁等方式激发到导 带叫做本征激发。本征半导体就是指满足本征激发的半导体。 利用杂质元素掺入纯元素中,把电子从杂质能级激发到导带 上或者把电子从价带激发到杂质能级上,从而在价带中产生 空穴的激发叫做非本征激发或杂质激发。满足这种激发的半 导体就称为杂质半导体。 按掺杂原子的价电子数半导体可分为施主型和受主型,前 者掺杂原子的价电子多于纯元素的价电子,后者正好相反。 还可按晶态把半导体分为结晶、微晶和非晶半导体。此外, 还有按能带结构和电子跃迁状态将半导体进行分类。