无机材料合成与制备

化学转移应用：1.形成大而完美的单晶2.分离提纯物质3.合成新化合物

低温分离：1.分级冷凝2.分级减压蒸发3.吸附分离4.分馏5.化学分离

当两种化合物通过它们挥发性的差别进行分离不容易时使用。

高压下无机化合物变化：1.提高反应速率和产物转化率，降低合成温度，缩短合成时间 2.可以合成一些常压高温方法难于合成的化合物3.高压有增加物质的密度，对称性、配位数的作用，可以缩短键长4.非平衡相变中，高压可以使非晶体发生晶化5.晶体的能带结构在高压条件下发生改变6.容易获得单相物质

低热固相反应：扩散、反应、成核、长大

规律：1.潜伏期2.无化学平衡3.拓扑化学控制原理4.分步反应5.嵌入反应

应用：1.合成原子簇化合物2.合成新的配合物3.合成固配化合物

水热法：在T＞100°，P＞1mPa的环境下过饱和睡溶液中进行结晶的方法。

方法：金属盐、氧化物、氢氧化物的前驱体溶液在T＞100°，P＞1mPa的环境下过饱和形核，长大成晶体。

应用：1.合成晶体2.合成多孔材料3.合成其他方法得不到的材料

优点：1.生成低温固相单晶，高粘度材料2.生成高蒸生压，分解的材料3.晶体发育好，几何形状完美

过程：1.在高压釜中加入适量的原料到溶解区2.待溶解的原料溶解后，由于温差产生对流，原料向生成区扩散 3.高温的饱和溶液至籽晶区形成过饱和溶液而结晶 4.冷却析出部分溶质的溶液又流向下部5.循环

化学沉积：两种或两种以上的气态原材料导入到一个反应室内，然后他们相互之间发生化学反应，形成一种新的材料，沉积到基片表面上。

要求：1.原料必须是气体，或者在高温容易气化，拥有很高的纯度2.通过沉积反应易于生产所需要的材料沉积物，副反应产物一定是气体，主反应物一定是固体3.整个反应要易于控制步骤：1.进入气体，由于有浓度梯度，所以扩散边界层2.吸附在基片上3.接触后反应4.由于粒子找不到合适位置，解析5.抽离。生态物与反应物进入气流层，离开系统

微波：是一种频率在300mHz到3000GHz，即波长在0.1mm到1000mm范围内的电磁波

加热机理：极性分子会产生偶极矩，不过约为零。微波作用后，出现偶极矩极化，偶极矩不再为零。在外力电磁场的作用下，无论极性分子还是非极性分子，都会产生电子相对于原子核的移动和原子核之间的位移。对于非均相体系来说，外加电磁场对界面电荷产生界面极化。由于微波是交变电场，使极性分子不断改变方向，运动加剧，分子剧烈碰撞产生热，把电磁能转化为热能。

特点：1.加热快2.加热均匀3.节能高效4.易于控制5.清洁卫生6.安全无害

薄膜：厚度很小的二维材料

特性：1.熔点降低2.表面散射3.表面能级

晶体结构：单晶、多晶、非晶

微观结构：1.薄膜呈现柱状与空穴结构2.柱状垂直于基片表面生长3.层面界面明显

缺陷：空位、位错、杂质、晶界

附着力：范德华力、静电力、化学键合

内应力：拉应力、压应力

外延：薄膜可沿单晶基片的结晶轴方向呈单晶生长。（同质外延异质外延）

条件：1.吸附原子必须有高的迁移率2.基片与薄膜材料的结晶相容性3.要求基片干净、光滑、稳定

薄膜生长模式岛状生长：原子首先沉积在裸露的衬底表面，逐步形成小岛，衬底表面上的小岛可能同时增长，也可以部分分解成单个原子，同时可以在形成薄膜前在大范围内进行重新排列。

层状生长：以单层开始，然后进行第二层生长，生长薄膜的晶向基本上由第一层的晶向所决定

复合生长：是层状生长与岛状生长混合的生长模式。先层状生长，之后在一层或若干层之上再进行岛状生长

薄膜形核：自发形核：完全是在相变自由能的推动下进行；非自发形核：还有其他因素起到了作用

均匀形核：核心不依附于任何杂质自发形成，形核势垒很大，要过冷到很低的温度才有结晶；非均匀形核：核心依附于液相。

原子沉积过程：1.气相原子的沉积或吸附2.表面扩散3.体扩散

物理气相沉积：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，并通过低压气体过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的技术。类型：蒸发沉积溅射镀膜离子镀膜

真空蒸镀的方式：电阻加热蒸发电子束蒸发高频加热激光加热

化学镀特点：1工艺简单，适用范围广，不需要电源，2镀层与基体的结合强度好3成品率高，成本低，溶液可循环使用，副反应少4无毒，环保5投资少

溶液镀膜法：在溶液中利用化学反应或电化学反应在基片表面沉积薄膜的技术

方法：化学反应沉积阳极氧化电镀溶胶凝胶

电镀原理：阳极失去电子，溶解；阴极得到电子，沉淀

优点：常温下进行，膜层细致，无针孔，平整，不粗糙，厚度易控制，设备不复杂

缺点：影响因素多，只能在金属上镀膜

表征：厚度的测量，形貌和结构的表征，成分分析

厚度：几何厚度、光学厚度、质量厚度方法：光学法、机械法、电学法

显微结构的表征

结构表征方法：X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、低能电子衍射

成分成分分析方法：X射线能量色散谱、俄歇电子能谱、X射线光电子能谱

新型陶瓷与传统区别及特点

区别：1.原材料不同2.化学组成不同3.品种不同4.制备工艺不同5.用途不同

特点；1.陶瓷的结合键一般为离子键和共价键2.显微组织的不均匀性和复杂性。新型陶瓷材料一般经过原料粉碎配制，成型和烧结等过程，其显微组织是由晶体相，玻璃相和气相组成，而各种相的相对量变化很大，分布不均匀，但陶瓷材料一旦烧结成型，不能用冷热加工工艺改变由显微组织和结构。

粉体要求：高纯、超微细、0.1μm~1μm

制备方法：机械法（滚筒、搅拌、行星）、化学合成法

粉碎定义：一种大块物变成小块的物料并产生新表面的过程。

目的：增加反应速率，有利于物料的均匀混合，便于原料颗粒内的成分进行分离，提高物料的工艺性能，便于输送和储存

球星球磨机原理：当筒体旋转时，带动研磨体旋转，靠离心力和摩擦力的作用，将磨球带到一定高度当离心力小于其自身重量时，研磨体下落，冲击下部研体及筒壁，而介于其间的粉体受到冲击和研磨。

特点：1.进料粒度在980纳米左右，出料粒度小于74纳米2.球磨灌转速快，球磨效率高，具有公转和自传3.结构紧凑，操作方便，噪音低，无污染

液相法：直接沉淀、均匀沉淀、共沉淀法

陶瓷粉体成型前预处理过程：1.原料煅烧（去除原料的杂质，去除化学结合和物理附水、气分、有机物）2.原料的混合（干混、湿混）3.制粒（普通，压块，喷雾制粒法）4.塑化（物料中加入塑化剂，使物料具有可塑性的过程）

成型：注浆成型、压制成型、塑性成型

干压影响：1.气体2.坯体水分3.加压次数对层裂4.压制时间

烧结：热压、反应、等离子

热压烧结定义：针对高温下在粉料中可能发生的某种化学反应过程，因势利导，加以利用的一种热压烧结的方法。

特点：成型压力小，烧结温度不大，烧结时间短，得到晶粒细小，致密度高和机械，电学性能良好的产品，无需添加烧结助剂和成型助剂，可生产高纯度的陶瓷产品。

反应烧结定义：通过多孔坯体同气相或液相发生化学反应，使坯体质量增加，孔隙减小，并烧结成为具有一定温度和尺寸精度的成品的工艺。

特点：质量增加，可以制造尺寸精确的制品，迁移过程发生在长距离范围内，反应速度取决于传质和传热过程，液相反应烧结工艺在形式上同粉末冶金中的熔浸法类似。

氧化物非氧化物的特点：1与碳结合材料比较，它们具有优越得多的常温和高温抗折温度。

2.较强的抗氧化性

3.与氧化物比较，它们具有较好的抗热震性

4.抗渣侵蚀性好