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1、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：
2、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T100，P1mPa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T100，P1mPa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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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.卬m1p m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
9、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
10、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。
11、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.抗渣侵蚀性好相变过程：气相f固相 过饱和度 液相f固相 熔体过冷形核机理：获得结晶驱动力，首先形成新相的核，体系内出现两相界面晶体的生长机制：1.完整光滑界面生长机制：在一个尚未生长完全的界面上找出最佳生长位 置2.非完整光滑界面生长机制：晶面上存在的螺旋位错可以作为晶体生长的源头，或者可以 对光滑晶面的生长起到催化作用3.其他位错生长机制助溶剂法：原理：将组成结晶物质的原料在高温下溶解于低熔点的助溶剂中，使之形成饱和 溶液，然后通过缓慢降温或在恒定温度下蒸发戎机等方法，使熔融液过饱和，从而使结晶物 质析出生长的方法特点：生长温度低
12、；设备简单；晶体生长周期长；晶体一般较小气液固技术制备晶须材料的原理：普通的气相生长是从气相直接析出固相，VLSi法与之有一 点不同，是从气相析出固相的过程是通过溶液作媒介的。非晶态特点：普遍存在；结构特征性能与时间有关（老化）；微观上结构及动力学不均匀； 原子尺度纳米效应局部特性；长程无序、短程有序；从热力学上看处于亚稳状态玻璃特性：1.各向同性2.介稳性3.熔融态转变为玻璃态是渐变的，可逆的，在一定温度范围 内完成，无固定熔点4.熔融态转变为玻璃态过程中，物理化学性质连续变化结构学说：1.微晶子学说：无论温度升高或者降低，硅酸盐玻璃在打到573C时，性质必然 发生反常变化，而573C正是石
13、英由a型向8型变的温度，认为玻璃是高度分散晶体的集合 体。要点：1.硅酸盐玻璃是由各种硅酸盐和二氧化硅等微晶体组成，玻璃中的金属离子和SiO4 离子团或更复杂的硅氧离子团以一定数量结合2.这些微晶体不是正常晶格构造的晶体，而是 原子有序排列的微区2.无规则网络学说：凡是成为玻璃态的物质与相应的晶体结构一样，也是一个我、三维空间 网络所构成，这种网络是离子多面体构筑起来的，晶体结构网咯是由多面体无数有规则的重 复而构成的，而玻璃种结构多面体的重复没有规律性非晶形成原理：1.非晶形成能力（理论上只要冷却速度足够快，所有合金都能形成非晶态合 金）2.热力学分析（合金组元数的增多使、增大，导致紧密的随
14、机程度增加）3.动力学分 析（抑制形核和结晶的条件是提高非晶形成能力的条件）4.键合条件（共价键、离子键电负 性大）5结构条件（组元之间具有较大原子尺寸差的合金有利于玻璃的形成）浮法成型玻璃特点：1.质量好表面平整度、透光率、处理质量均达到磨光玻璃的水平2.能生 产超薄和超厚的玻璃3.生产能力强，窑的熔化量大，玻璃牵引速度快。凝胶注模原理：陶瓷粉体溶于有机物的水溶液中，经球磨后形成高固相体积分散的悬浮体， 然后注入一定形状的模具中，通过有机的凝胶反应，进行原位网状聚合，粉体颗粒聚集在一 起以使单位溶液成为负载陶瓷粉体的低载体，通过交联作用使浆料形成聚合物的凝胶。通过 干燥去除凝胶部件的溶剂，同
15、时由于聚合物的横向连接，聚合物不会随溶剂迁移。工艺：将有机单位和交联剂溶于水溶剂或有机溶剂，配制或预混液，再将陶瓷粉体和分散剂 再将陶瓷粉体和分散剂加入预混液，球磨，真空除泡，制备出低粘度高固相体积分数的浓悬 浮液，然后在注模前依次加入引发剂和催化剂，充分搅拌均匀后，将浆料注入非多孔模具中， 在一定温度下引发有机单体聚合或三维网状聚合物凝胶，并将陶瓷颗粒原位粘结固话形式湿 坯，脱膜后干燥，得到高强度坯体，最后烧结，获得样品。特点：适用范围广，可制备单相材料和复合材料，水敏感性和不敏感性材料；可制备出复杂 形状的部体，同时该工艺制备出的生坯强度高，可以进行机械加工，有机物含量少，排除较 易；成型
16、坯体组分与密度均匀、缺陷少，烧结后坯体收缩很小，可实现成型过程的连续化和 机械化。影响因素：1.固体体积分数2.有机物比例及含量3.pH值及分散剂4.引发剂、催化剂用量5. 气泡消除6.固化直接凝固成型：原理：基于内部化学反应来调节陶瓷浆料的ph值以及增加电解质的浓度使 双电层的电位为零，以受控的醇催反应再次调节ph值，或改变浆料中的离子浓度，控制陶 瓷泥浆胶体的分散。凝聚状态，从而使高固相含量的浆料膜前反应缓慢进行，浆体保持低黏 度，注模后反应加快进行，浆料凝固，便其固化成型。工艺：首先制备出固相体积分数高达50vdl%以上，低黏度，分散性好，流动性好，以及静 电稳定的悬浮液。然后将浆料温度降到0到5，在悬浮液中加入延迟反应的生物酶或底物， 悬浮体注入模具后，升温至20到5
