功能材料复习资料

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1、功能材料1、名词解释（nx3结构材料：结构材料, 又称工程材料, 是指具有抵抗外场作用而保持自己的形状、结构 不变的优良力学性能（强度和韧性等），用于结构目的的材料.（1-52）载流子：电流载体，称载流子。电子流失导致共价键上留下的空位（空穴引）被视为载 流子。金属中为电子，半导体中有两种载流子即电子和空穴。在电场作用下能作定向运动的 带电粒子。如半导体中的自由电子与空穴，导体中的自由电子，电解液中的正、负离子，放 电气体中的离子等。（百度）泰曼温度：固态反应开始温度远低于反应物的熔点或系统的低共熔温度，通常相当于一 种反应物开始呈现显著扩散作用的温度，此温度称为泰曼温度或烧结温度.（2-22

2、）热电效应：温度差转换为电势差的现象，又称Seebeck（赛贝克）效应.（4-32）共晶：共晶是指在相对较低的温度下共晶焊料发生共晶物熔合的现象，共晶合金 直接从固态变到液态， 而不经过塑性阶段， 是一个液态同时生成两个固态的平衡反应。 其熔化温度称共晶温度。（百度）纳米材料：纳米材料是指由特征尺寸小于lOOnm （O.lTOOnm）的纳米颗粒构成的具有小 尺寸效应的零维、一维、二维、三维材料总称（5-11）表面效应：球形颗粒表面积与直径平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表 面积（表面积/体积）与直径成反比。随着颗粒直径变小，比表面积将会显著增大，说明表 面原子所占的百分数将会显著地

3、增加。（5-30）智能材料：智能材料是模仿生命系统，能感知环境变化并能实时地改变自身的一种或多 种性能参数，作出所期望的、能与变化后的环境相适应的复合材料或材料的复合。（5-41）复合材料：复合材料是由两种或两种以上化学性质或组织结构不同的材料组合而成。复 合材料是多相材料，主要包括基体相和增强相。基体相是一种连续相材料，它把改善性能的 增强相材料固结成一体，并起传递应力的作用；增强相起承受应力（结构复合材料）和显示 功能（功能复合材料）的作用。复合材料既能保持原组成材料的重要特色，又通过复合效应 使各组分的性能互相补充，获得原组分不具备的许多优良性能。（1-49）复合材料是由两种 或多种性质

4、不同的材料通过物理和化学复合，组成具有两个或两个以上相态结构的材料。该 类材料不仅性能优于组成中的任意一个单独的材料，而且还可具有单组分所不具有的独特性 能。复合材料按用途主要可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。（6-52）功能材料：功能材料是具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学和生物 学功能及其相互转化的功能，被用于非结构目的的高技术材料。（1-53）热释电性：当一些晶体受热时，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷。 这种由于热变化而产生的电极化现象称为热释电效应。通常，晶体自发极化所产生的 束缚电荷被空气中附集在晶体外表面的自由电子所中和，其自发极化电矩不能显示出来

5、。当温度变化时，晶体结构中的正、负电荷重心产生相对位移，晶体自发极化值就 会发生变化，在晶体表面就会产生电荷耗尽。由于温度的变化，热释电晶体和压电陶瓷 等会出现结构上的电荷中心相对位移，使它们的自发极化强度发牛变化，从而在它们的两端 产生异号的束缚电荷，这种现象称为热释电效应。（百度）能带：在形成分子时，原子轨道构成具有分立能级的分子轨道。晶体是由大量的原子有 序堆积而成的。由原子轨道所构成的分子轨道的数量非常之大，以至于可以将所形成的分子 轨道的能级看成是准连续的，即形成了能带。固体材料的能带结构由多条能带组成，能 带分为传导带（简称导带）、价电带（简称价带）和禁带等，导带和价带间的空隙称

6、为能隙。（百度）传导带（简称导带） 、价电带（简称价带） 和禁带等可参考课件 （3-5）材料优值：某种半导体对某种应用的适合程度，称为材料的器件适性优值，如频率、功率、温度等。（3-62）压电效应：材料中机械应力（或形变）与电压相互转换的现象。正压电效应机械能转换 为电能；逆压电效应电能转换为机械能。（4-16）化学镀：指在没有外电流通过的情况下，利用化学方法使溶液中的金属离子还原为金属， 并沉积在基体表面，形成镀层的一种表面加工方法。被镀件浸入镀液中，化学还原剂在溶液 中提供电子使子使金属离子还原沉积在镀件表面。（8-71）材料设计：通过理论与计算预测新材料组分、性能，“定做”特定性能的材料

7、。基础： 凝聚态物理和量子化学等基础学科。工具：材料数据库，计算机。新学科，新思路。（8-4）电镀：电镀是一种用电化学方法在镀件表面上沉积所需形态的金属覆层工艺。电镀是指 在直流电的作用下，电解液中的金属离子还原，并沉积到零件表面形成有一定性能的金属镀 层的过程。电镀原理：是指在含有欲镀金属的盐类溶液中，以被镀基体金属为阴极，通过电 解作用，使镀液中欲镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来，形成镀层的一种表面加工方 法。（8-65）固溶体：溶质原子溶入金属溶剂的晶格中所组成的合金相称为固溶体，两组元在液态下 互溶，固态也相互溶解，且形成均匀一致的物质。根据溶质原子在溶剂晶体结构中的位置， 固溶体

8、可分为置换固溶体和间隙固溶体。（1-22）微晶玻璃：通过玻璃热处理来控制晶体的生长而获得的一种多晶材料。（2-69）玻璃化温度：:高聚物由高弹态转变为玻璃态的温度，指无定型聚合物（包括结晶 型聚合物中的非结晶部分）由玻璃态向高弹态或者由后者向前者的转变温度，是无定 型聚合物大分子链段自由运动的最低温度，通常用Tg表示。没有很固定的数值，往往随着测定的方法和条件而改变。高聚物的一种重要的工艺指标。在此温度以上，高 聚物表现出弹性；在此温度以下，高聚物表现出脆性，在用作塑料、橡胶、合成纤维 等时必须加以考虑。如聚氯乙烯的玻璃化温度是80 C。但是，他不是制品工作温度的上限。比如，橡胶的工作温度必须

9、在玻璃化温度以上，否则就失去高弹性。 （百度）准晶材料：准晶材料是指准周期性晶体材料的简称，准晶仍然是晶体，准晶中的原子分 布有严格的位置序，但位置序无周期性，即没有周期性平移对称关系，在准晶材料中存在不 符合传统晶体学的五次、八次、十二次对称轴准晶从结构角度看是一种新的物质形态，但实 际上它们仅在特定的金属合金中形成，是成分范围较窄的金属间化合物。（1-65）SOI:绝缘衬底上直接生长Si层，记为SOI （绝缘硅）。（3-65）FGM:功能梯度材料，组分、结构、性能随空间连续变化的一种高性能材料（如骨头、竹 子等）。（6-57）MBE:分子束外延生长法，其原理是在超高真空下精确控制原材料的中

10、性分子流并将 其射入被加热的基片上进行外延生长属于一种蒸镀，超高真空;主要用于III-V族半导体生 长: GaAs, InP, ZnSe, Si, Ge, XSi, 。（8-32）SEM:扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope简称SEM）， SEM是利用聚焦电子 束在样品表面扫描时激发的某种物理信号来调制一个同步扫描的显象管在相应位置的亮度 而成象的显微镜，是形貌分析的重要手段。（8-80）XRD:（8-75） xrd即X-ray diffraction的缩写，X射线衍射，通过对材料进行X射线衍 射，分析其衍射图谱，获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形

11、态等信息的研究手 段。（百度）CTE: CTE匹配：为了降低封装应力，确保器件精度和灵敏度，基板玻璃应与PDP器件材 料 CTE 匹配。（1-34）LTCC:低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramic LTCC ）是将低温烧结 陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密 导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形，并将多个被动组件（如低容值电容、电 阻、滤波器、阻抗转换器、耦合器等）埋入多层陶瓷基板中，然后叠压在一起，内外 电极可分别使用银、铜、金等金属，在 900 C下烧结，制成三维空间互不干扰的高密 度电路，也可制成内置无源元

12、件的三维电路基板，在其表面可以贴装 IC 和有源器件， 制成无源 /有源集成的功能模块，可进一步将电路小型化与高密度化，特别适合用于 高频通讯用组件。（百度）Solgel: Sol-gel （溶胶一凝胶）法，利用胶体分散性能。（2-17）热解制备超细粉末 液相合成法的一种方法，其原理是将金属氧化物或氢氧化物的浓溶液变为凝胶，再将凝胶干 燥后进行煅烧，制取氧化物超微细粉。（8-14）CVD: 化学气相沉积，采用一种或数种物质的气体，以某种方式激活后，在衬底发生化 学反应，并淀积出所需固体薄膜的生长技术。其英文原名为“Chemical VapourDeposition” , 简称为 “ CVD”（

13、8-34）2、 简答题什么是材料科学？ 材料科学是一门以实体材料为研究对象，以固体物理、热力学、动力学、量 子力学、冶金、化工为理论基础的交叉型应用基础学科。主要运用电子显微镜、X-射线衍射、热谱、电子离子探针等各种精密仪器和技术，探讨材料的组成、 结构、工艺和使用过程与其机械、物理、化学性能之间的规律的一门基础应用 学科。是研究材料共性和特性的一门学科。（1-16）功能材料特点是什么？功能分为哪几种？（1-58） 功能材料特点：1）多学科交叉，知识密集2）品种多，规模小，形态多样化3）制备技 术多样化，更新换代快4）以器件形式为最终产品5）功能与应用统一6）高技术、高风险、 高收益根据材料组

14、成分类：1）金属功能材料2）无机非金属功能材料3）功能玻璃、功能陶瓷 非晶态材料等4）有机功能材料5）复合功能材料按材料功能分类1）电学功能材料2）磁学功能材料3）光学功能材料4）声学功能材料5） 热学功能材料6）生化功能材料7）力学功能材料8）其他功能材料按材料应用特性分类：1）信息材料2）电子材料3）电工材料4）能源材料5）航空航天 材料6）生物医用材料半导体的基本特征1）电阻率特性 2）导电特性：载流子导电 3）光电特性：对光照、掺杂特性敏感4）负 电阻率温度特性：电阻率随温度上升而指数式下降5）整流特性：单向导电 6）其它：结合 力以共价键为主，晶体结构为正四面体（3-4）化合物半导体1 ）种类多, 600 多种2）物理特性研究有待加强3）常用的为III-V, II-VI, IV-VI族化合物4）一般为宽带隙、直接带隙化合物半导体5）工作温度高6）光电转换效率高7）电子迁移率高，适合做高频，高速器件3、论述题 1x20论述你对功能材料的认识