第九章膜1
膜分离过程
也称：膜过滤
在常规分离如，过滤、离心、萃取、结晶等难以奏 效以情况下，发展出的一类新型分离方法。 膜分离多用在：蛋白质、大分子、细胞、盐分等的 分离场合。 注：（1）如果目标是分离纯化某种蛋白，需先分离去 除其它杂质，仅留下少量杂蛋白和盐，才能用到膜； （2）膜的清洗要用到大量新鲜水。
注意点：
与滤布过滤不同，得不到“滤饼”， 而是“浓缩液”和“滤清液”
膜边界形成 “浓差极化”， 改变流速可消除 主体流向
最终成 滤饼， 可拆卸去除
主体流向
高压 低压
滤布 滤纸
高压
膜
低压
常规过滤/同向流
膜过滤/切线流
错流
一、膜的分类
膜的分类大体可按膜材料的化学组成、膜的物理形 态以及膜的制备方法划分。 （1）按化学组成 （2）按物理形态，分为对称膜、不对称膜和复合膜。 （3）按膜的形状，分为平板膜、卷式膜、管式膜、 毛细管膜、中空纤维膜。 常见的几种膜分离过程： 微滤、超滤、反渗透、纳滤等 主要根据截留物分子量的大小
第二节
膜分离理论基础
一、膜透过机理:
1、反渗透膜的透过机理和模型：
（1）氢键理论及结合水—空穴有序扩散模型 （2）优先吸附—毛细孔流理论 （3）溶解扩散理论
2、超滤膜和微滤膜的透过机理：
分离机理以物理因素为主，它对大分子溶质较易 截留的原因为： （1）在膜表面及微孔内的吸附（一次吸附） （2）在孔中的停留而被除去（阻塞） （3）在膜表面的机械截留（筛分）
二、膜性能表示法
微滤膜孔径较大，以微米μm表示
如，孔径 0.1、0.5μm等
超滤膜孔径太小，则以截留分子量表示 截留分子量1000-10万道尔顿
反渗透/RO 纳滤/NF 超滤/UF 微滤/MF
反渗透和纳滤在电子显微镜下也看不到 孔道，以截留小分子量表示 纳滤截留分子量200-1000小分子 反渗透截留分子量100左右的盐分
第一节
膜和膜分离过程的分类
以膜为分离介质，以施加外能或化学位差作推动力， 对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯或 浓缩的方法统称为膜分离方法。
膜分离/膜过滤的优点： 没有相变，可在常温下操作因而适合热敏性 物料的分离。 过程简单，易放大。 缺点： 1、存在“浓差极化”和“膜污染”，寿命有限， 选择性较低。 2、需要清洗，会产生低浓度废水
3、膜的保存法
防止微生物在膜面上的繁殖及破坏，防止膜的水 解、冻结及膜的收缩变形。
防止膜破坏的途径有：
（1）选择耐微生物侵蚀、用良好的抗水解的膜材 料制作膜。 （2）研制干湿可逆的分离膜及湿膜的脱水处理。 湿膜脱水剂主要成分甘油等多元醇、表面活性剂、杀 菌剂。
（3）湿膜的保存液（厂家提供）
现在发展：三层结构 活性层/过滤作用 支持层/机械强度 中间过渡层
不要理想化 多少有薄弱 环节
膜表面呈 亲水性质 排斥电荷
正常
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
架桥现象
最耐热
子量等。
反渗透膜
溶质（如盐分）分离率、溶剂透过流速 和流量衰减系数来表明使用性能。
溶质分离率又称截留率，对盐溶液也称
脱盐率
溶剂透过速度，对水溶液体系又称透水率或水通量。 膜流量衰减系数是指膜因压密和浓差极化而引起的膜 透过速度随时间而衰减的程度。
微孔滤膜
的分离能力一般用膜的平均孔径 和孔径分布曲线来表示。
高分子材料举例：
6种 18种 10种 9种 66种 53种 纤维素类高分子。 商品高分子，如尼龙等。 高分子混合物。 接枝共聚物 试验的聚合物 含氮杂环高分子物。
其中聚砜材料应用广泛，因耐热， 耐酸碱，不易变形。
2、无机材料和金属材料
无机材料 最多的是陶瓷材料，外涂活性层
金属材料，如钛合金： 熔融状态，拉丝、磨压成型
理想的分离是筛分，应尽量避免一次吸附和 阻塞的发生。
第三节
膜材料
膜材料包括有机高分子、无机材料、金属材料。用这些 材料和不同的制膜工艺可以制得不同性能的膜。
一、有机高分子 1、醋酸纤维素 和 芳香聚酰胺 膜材料的开发
目前工业应用的有机膜材料主要是醋酸纤维素和芳香聚 酰胺两类。它们是根据海水或苦咸水脱盐淡化要求，从已有 的商品高分子材料中，进行大量的对比筛选试验而制造的。
如无菌空气制备, 用 高分子膜或金属膜。 以0.5、0.3、0.1μm来表征
超滤膜
主要以截留分子量来表征膜对不 同分子量溶质的分离能力，通常由截留分子量 曲线来表示的。
三、膜分离的发展趋势
发展趋势： 用膜分离技术的工业生产能力不断增长 组件的大型化 膜分离和能量回收与利用相结合 用膜分离技术改革传统的生产工艺
2、膜的耐热性和机械强度
提高膜耐热性的意义在于： （1）改善膜的分离特性。 （2）对于医药食品等需要高温消毒的分离浓缩 过程，提高膜的耐温性，有利于膜的高温灭菌。 膜的耐热性不能仅仅给出温度一项指标，同时应 给出时间、环境、性能要求等条件。
机械强度：
膜的机械强度是高分子材料的力学性质的 体现，在压力作用下，膜发生压缩和剪切蠕变， 并表现为膜压密现象，结果导致膜透过速度的下 降。当压力消失后，再给膜施加相同压力，膜的 透过速度只能暂时回升，很快又出现下降。
0.0001
0.001
0. 01
0. 1
1
10
100
反渗透、超滤、微滤膜的孔径/μm
二、膜性能表示法/应用时要先了解膜的性能
膜的性能是指膜的物化稳定性和膜的分离 透过特性。
膜物化稳定性的主要影响因素有：膜材料、 两侧压力、温度范围、pH范围，对化学成份 抵抗性。 膜的分离透过特性，对反渗透膜、超滤膜 和微孔过滤膜有不同的表示方法/如孔径、截留分
血液透析
电耗大 膜易污染
还有陶瓷膜
6-7元/吨海水，反渗透 4-5元/吨水，南水北调
工业锅炉需要软水 过去，离交法，现在“反渗透法” 软水得率一般为70%
水在压力作用下， 先溶解于膜/氢键 吸附，继续在压力 的推动下，透过膜 到另一侧。 而无机离子因带 有电荷，难以溶解 进入膜中，因而 二者被分离。
二、膜材料的物化稳定性
膜的物化稳定性主要取决于构成膜的高分子材料。 物化稳定性：抗氧化性、抗水解性、耐热性和机械 强度。
1、膜的抗氧化和抗水解性能
膜的抗氧化和抗水解性能，既取决于被分离溶液的性 质，也取决于膜材料的化学结构。氧化、水解的最终结果， 使膜的色泽加深、发硬变脆，其化学结构和形态结构也受 破坏。
第九章气体分离膜
5. 从天然气中分离 He 6. 从烟道气中分离 SO 2 7. 从煤气中分离 H 2S或CO 2
4. 天然气脱湿 天然气的主要成分是甲烷，开采的井口天然气通常含有浓 度较高的水蒸汽。在高压低温下，天然气中的烃类和二氧化 碳可与水生成固体水合物，在天然气的输送中固体水合物容 易堵塞管道和阀门；此外，在水或水蒸汽存在下，天然气中 含有的硫化氢和二氧化碳等酸性气体还会对输送管道产生严 重腐蚀。 因此，在天然气输送之前，必须进行脱湿。 1998年，大连化物所用其研制的膜分离器在陕西长庆气 年 田进行了膜法天然气脱湿的工业试验，处理含CH4CH4等烃类 等烃类 94%、CO2 5.9%、H2S 0.04%、H2O饱和的天然气；经数 、 、 、 百小时连续运行试验表明，产品天然气露点(4.6MPa 压力下 ) (4.6MPa压力下 压力下) 为-13～-8-8℃，甲烷回收率 -13～ ℃ 甲烷回收率≥9898％。 ％。
二、气体分离膜的应用
• 1. 从合成氨尾气中回收氢 氢的回收率为95%--98.5% 可使合成氨产量增加5% 。 • 2. 富氧气的制造 利用富氧膜对氧和氮的渗透性的不同，富集氧气。 如：二甲基硅氧烷-碳酸酯共聚物分离系数 aij= 2.3 可得到 35%的富氧 • 3. 水果保鲜 收获后的水果仍有呼吸作用，吸入氧气，释放CO2。使果 品逐渐劣化以至腐烂。降低环境的氧气含量，提高CO2浓度 是水果保鲜的有效方法。 • 采用聚二甲基硅氧烷膜，使氧气和CO2 进行交换，以使 保鲜桶周围的空气组成为： O2=3% CO2=5% N2=92% 达到保鲜效果
第九章 气体膜分离
一、概述 气体膜分离过程是一种以压力差为驱动 力的分离过程。在膜两侧混合气体各组分 分压差的驱动下，不同气体分子透过膜的 速率不同，渗透速率快的气体在渗透侧富 集，而渗透速率慢的气体则在原料侧富集
固体发光讲义 - 第九章 有机物的电致发光
第九章 有机薄膜电致发光9-1 有机分子的光致发光9-1-1 有机分子的能级有机物的一种最主要的组分是碳氢化合物。
那些碳原子间具有双键或三键的有机物，即所谓未饱和碳氢化合物， 通常都有较强的光致发光(PL)。
这些有机分子都有π键,它的激发态和发光关系密切。
具有双键的分子，如芳香族碳氢化合物(即苯系化合物，包括各种染料)，多烯类(polyenes)，核酸(nucleic acid)，氨基酸(amino-acid)等等以及某些高分子。
它们的π键在发光中占有重要的地位。
原子组成分子时，s 电子互相形成σ 键，p 电子则形成π键。
分子在基态时，电子都成键。
不论是σ 键或π键，都有自旋相反的两个成键电子，其总自旋为零(S=0) 。
因此成为单态，通常记为S 0（图9-1）。
当一个电子被激发，如其自旋不变，即仍有总自旋S = 0，激发态亦为单态，以S S S 12,,3…等表示不同的单态。
如果自旋反转了，两个电子的自旋平行，则总自旋为S = 1，那就成了三重态：T T T 12,,3…（有人也把T 态叫做三线态。
实际上，T 态是简并的，即三个态的能量相等，因而一般表现为一条线。
只有在一定条件下，T 态才会分裂，从而在光谱上出现两条线或三条线。
所以还是称为三重态比较合适）。
根据自旋选择定则，单态和三重态之间的跃迁是禁戒的。
通常，三重态能级低于相应的单态，即S 1高于T 1，S 2高于T 2，……等等。
当然这不是严格的，有时也可能有S 1既高于T 1又高于T 2的情况。
通常激发光多半是紫外或近紫外，能量不会太大。
因此，一般最高都只激发到。
2S 图9-1 π电子能级和发光过程图9-1 给出π电子的激发和跃迁示意图。
发光多半都是从S 1跃 迁回到基态。
S 2能级的发光是少有的事，因为其能量通过无辐射多声子跃迁而转移到S 1的几率极大，约为1012/秒的数量级，这一无辐射过程化学家通常称之为内转换 (Internal conversion)。
第09章 生物膜
（二）脂酰甘油是甘油的脂肪酸酯
脂肪酸的羧基与甘油的羟基缩合、脱水形成 酯，即为脂酰甘油。
1. 脂酰甘油种类 单脂酰甘油 二脂酰甘油 三脂酰甘油（甘油三酯）
分子式
三脂酰甘油
Q0235301.mov
2. 脂酰甘油的物理和化学性质 (1)溶解度 不溶于水 (2)熔点
与脂肪酸组成有关。 （脂酰甘油俗称油脂）
蜡（浮游生物代谢燃料、皮毛保护） 2. 结构脂类(structural lipid) 3. 活性脂类(active lipid)
维生素A、D、E、K 类固醇：激素
脂肪酸
Q0272301.mov
第二节 生物膜的化学组成与结构
细胞的膜系统
任何细胞都以一层6-10nm的薄膜将其内含物与 环 境 分 开 , 这 层 膜 叫 细 胞 膜 ( 质 膜 plasma membrane).
3. 饱和与不饱和脂肪酸有不同构象
烃链30度刚性弯曲
4. 脂肪酸的活化反应 脂酰CoA是脂肪酸的活化形式。
5. 不饱和脂肪酸过氧化作用
自由基(radical): 具有未成对电子的原子或原子团. 如: 羟自由基( • OH )
过氧化作用对机体的损伤: 不饱和脂肪酸的减少影响膜的流动性. 引起蛋白质分子的聚合.
第九章 脂类与生物膜 （lipid and biological membrane）
脂类定义
是一类低溶于水而高 溶于非极性溶剂的生 物有机分子。
脂类种类： 1. 单纯脂（脂肪酸+醇类） 2. 复合脂（脂肪酸+醇类+非脂成分） 3. 衍生脂类
萜类、固醇类、维生素A、D、E、K
第一节 生物体内的脂类 一、脂酰甘油类（acyl glycerols ）
第九章 内膜系统与蛋白质分选和膜运输
第九章内膜系统与蛋白质分选和膜运输教学目的1、掌握信号肽假说和蛋白质转运的机制。
2、掌握高尔基体参与细胞分泌活动的作用。
3、掌握细胞内蛋白质的分选。
教学内容本章从以下6个方面讨论了细胞质质基质与内膜系统:1．细胞质膜系统及其研究方法2．内质网3．高尔基复合体4．溶酶体5．细胞的分泌与内吞作用6．小泡运输的分子机理计划学时及安排本章计划6学时。
教学重点和难点真核细胞在进化上一个显著特点就是形成了发达的细胞质膜系统，将细胞内环境分割成许多功能不同的区室。
内膜系统是指内质网、高尔基体、溶酶体和液泡(包括内体和分泌泡)等四类膜结合细胞器，因为它们的膜是相互流动的，处于动态平衡，在功能上也是相互协同的，其中包括膜运输系统。
本章是细胞生物学的重点章，包括六个方面的内容，其中内质网及信号肽假说、小泡运输的分子机理是本章的关键内容。
1．内质网是内膜系统中的重要膜结合细胞器，主要分清光面内质网和粗面内质网在功能上的差异。
对于粗面内质网，重点是信号肽假说和蛋白质转运的机制。
2．高尔基复合体是内膜系统中参与蛋白质加工与分选的细胞器，要求了解和掌握高尔基体参与细胞分泌活动的作用，即将内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类与包装，然后分门别类地运送到细胞的特定部位或分泌到细胞外。
理解高尔基体在细胞内物质运输中所起的交通枢纽作用。
3．关于溶酶体，要求掌握溶酶体膜的稳定性、溶酶体的类型及特点、溶酶体的功能、溶酶体的生物发生。
4．细胞内蛋白质的分选是本章的核心内容之一，重点学习和掌握运输小泡的类型和分选信号、披网格蛋白小泡形成的机理、COP-被膜小泡形成的机理、小泡的定向运输、停靠和融合机理。
通过本章的学习要充分了解细胞内部结构的动态关系，蛋白质合成和分选的机制和“流水”作业的模式，从中获得启发。
教学方法讲授、讨论教学过程9．内膜系统与蛋白质分选和膜运输9.1 细胞质膜系统及其研究方法9.1.1 膜结合细胞器与内膜系统■ 膜结合细胞器的种类和功能● 膜结合细胞器种类与数量(表)● 膜结合细胞器的功能（表）● 膜结合细胞器在细胞内的分布（图）■ 内膜系统的动态性质内膜系统的最大特点是动态性质(图),这就使内膜系统的结构处于一个动态平衡。
第九章-金属表面转化膜技术
钢铁高温氧化时，可能会形成一些红色沉淀物附在氧化 膜表面，成为红色挂灰，或称“红霜”，这是钢铁氧化过 程中常见的故障，应尽量避免，关键是要严格控制氢氧化 钠的浓度和工艺温度，使其不能过高。
磷化后处理
钢铁件磷化后应根据工件用途进行后处理，以提高磷化膜 的防护能力。一般情况下，磷化后应对磷化膜进行填充和 封闭处理。
磷化膜填充处理工艺规范
溶液组成/（g/L） 与工艺条件
配方1
重铬酸酐钾 碳酸钠 铬酸酐 肥皂
温度 / ℃ 时间 / Min
30～50 2～4
80～95 5～15
配方2 60～100
涂装底层
作为涂装底层的化学膜要求膜层致密、质地均匀、薄厚适 宜、晶粒细小。
塑性加工
金属材料表面形成磷酸盐膜后再进行塑性加工，例如进行 钢管、钢丝等冷拉伸，是磷酸盐膜层最新的应用领域之一。 采用这种方法对钢材进行拉拔时可以减小拉拔力，延长拉 拔模具寿命，减少拉拔次数。该法在挤出工艺、深拉延工 艺等各种冷加工方面均有广泛的应用。
磷酸三钠
20～30
重铬酸酐 钾
25～35
温度 /℃ 130～137 130～137 135～145
时间 /min
15
60～90
60～90
备注
氧化速度 铁含量较高， 通用氧化
快，
有利于提高 液
膜致密， 氧化膜性能
但光亮
性差
双槽法
第一槽 第二槽
550～650 750～850 100～150 150～200
2. 钢铁的磷化处理
钢铁磷化膜主要用于耐蚀防护、油漆涂装的底层和冷变形 加工时的润滑层，膜厚度一般在5～20μm。
第九版眼科学-PPT课件-第9章-巩膜病
眼科学（第9版）
概述
（一）巩膜的解剖
➢ 位于眼球壁的最外层，质地坚韧、呈乳白色 ➢ 巩膜外侧由Tenon囊和球结膜覆盖，内侧为脉络膜上腔 ➢ 巩膜由外向内由表层巩膜、巩膜基质层和棕黑色层三层构成
（二）巩膜的生理特点
➢ 表层巩膜富含小血管，为基质层提供营养 ➢ 基质层由胶原纤维、弹性纤维致密交错排列而成，缺乏血管 ➢ 巩膜代谢缓慢、组织修复能力差，病程易迁延反复
• 急性发病，一般不影响视力 • 灼热感或轻微疼痛，可伴有眼睑神经血管性水肿 • 巩膜表层和球结膜呈扇形局限性或弥漫性充血水肿 • 偶尔可出现瞳孔缩小和暂时性近视 • 病程1至数天，可多次反复发作，复发部位不固定
结节性表层巩膜炎
眼科学（第9版）
5.诊断
➢ 根据临床表现即可诊断表层巩膜炎
6.鉴别诊断
眼科学（第9版）
（三）巩膜常见病变
1. 巩膜炎症 最为常见
➢ 根据受累部位分为两类 • 表层巩膜炎：发生于血管相对较多的巩膜表层 • 巩膜炎：发生于巩膜基质层ห้องสมุดไป่ตู้
➢ 病程长，易反复发作，可致巩膜变薄、变性，巩膜葡萄肿 ➢ 巩膜炎常可累及临近组织，致角膜炎、葡萄膜炎等
2. 巩膜变性
➢ 主要发生于巩膜本身，常见的有巩膜葡萄膜肿等
➢ 体征 • 视力可轻度下降，眼压可增高 • 紫色巩膜血管走行紊乱，不可推动 • 可并发葡萄膜炎、角膜炎、白内障及青光眼
➢ 分类 • 结节性：一个象限或整个前部巩膜弥漫性充血，预后好 • 弥漫性：紫红色结节样隆起，质硬、压痛，不能推动 • 坏死性：巩膜外层血管闭塞性脉管炎致巩膜坏死变薄，预后差
眼科学（第9版）
第九章
巩膜病
作者 : 杜利平
单位 : 重庆医科大学附属第一医院
第九章 结膜炎、沙眼、口腔溃疡、手脚癣、失眠等非处方药
结膜炎非处方药— 结膜炎非处方药—西药
氯霉素滴眼剂
【适应症】 可用于沙眼、结 膜炎、角膜炎等。 【药理作用】广谱抗生素， 作用机制是抑制细菌的蛋白 质合成，对多数芏兰阴性和 某些革兰阳性菌，以及沙眼 衣原体和立克次体等有效。 【不良反应 1.偶见眼睛疼 不良反应】 不良反应 痛、视力改变、持续性发红 或刺激感。2.口腔苦味。3. 偶见儿童使用后出现再生不 良性障碍性贫血。
痤疮非处方药— 痤疮非处方药—西药
复方硫磺洗剂
适应症：痤疮、脂溢性皮炎、酒渣鼻等。 硫磺洗剂里面有硫磺、硫酸锌、水杨酸， 主要是软化角质，把毛囊口扩张开，皮脂 分泌、排泄出去。杀菌脱皮，能够尽快把 痤疮粉刺消退。
盐酸林可霉素
功能主治：林可胺类抗生素，可 功能主治 抑制细菌细胞的蛋白质合成过程 中肽链的延长，从而影响细菌细 胞蛋白质的合成，抑制细菌的生 长。对革兰阳性细菌有较高的抗 菌活性，对阴性菌作用较小。局 部应用于皮肤化脓性感染，如疖、 痈、蜂窝组织炎等。 不良反应和注意：局部外用对皮 不良反应和注意 肤有轻度烧灼感，或有瘙痒、红 斑、脱屑等反应。局部应用后也 能使细菌产生交叉抗药性。
制霉菌素软膏
【适应证】有广谱抗真菌作用，是膜渗透性增强剂。念珠菌最敏 感，曲菌、毛发癣菌、隐球菌、表皮癣菌和小孢子菌亦敏感。对 球孢子菌、组织胞浆菌也有抗菌活性，对滴虫也有抑制作用。其 作用机理是与真菌细胞膜上的特异甾醇相结合，导致原生质膜破 坏，通透性改变，以致重要的细胞内容物外漏而死亡，从而杀灭 真菌。由于细菌原生质膜上不含甾醇，故对细菌无效；对肠道正 常菌丛也无作用。 主要用于真菌感染的皮肤、黏膜的真菌感染。 【不良反应】局部外用有轻微刺激。
人教版高中物理选修3-3教学案：第九章 第1、2节 固体、液体含答案
第1、2节固体__液体1.沿各个方向的物理性质不同的现象叫各向异性，沿各个方向的物理性质都一样，叫各向同性，单晶体是各向异性的，多晶体、非晶体是各向同性的。
2．液体的微观结构：分子之间距离很小，分子间作用力比固体分子间作用力小。
3．表面张力：由于液体表面层分子间比较稀疏，分子间的作用力表现为相互吸引力，使液体表面绷紧。
4．一种液体润湿并附着在固体表面上的现象叫浸润；一种液体不会润湿某种固体，不会附着在固体表面上的现象叫不浸润。
一、晶体和非晶体1．固体分类固体可分为晶体、非晶体两类。
2．晶体与非晶体的比较宏观外形物理性质晶体单晶体有天然规则的形状(1)有确定的熔点(2)导热、导电、光学性质表现为各向异性(1)有确定的熔点多晶体没有确定的形状(2)导热、导电、光学性质表现为各向同性(1)没有确定的熔点非晶体没有确定的形状(2)导电、导热、光学性质表现为各向同性3．晶体的微观结构(1)规则性：单晶体的原子(分子、离子)都是按照各自的规则排列，具有空间上的周期性。
(2)变化或转化：在不同条件下，同种物质的微粒按照不同规则在空间排列，可以生成不同的晶体，例如石墨和金刚石。
有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃。
二、液体的微观结构及表面张力1．液体的微观结构(1)分子距离：液体分子之间的距离比气体分子间距小得多，比固体分子之间距离略大。
(2)流动性：液体没有固定的形状，而且液体能够流动。
(3)分子力：液体分子间的作用力比固体分子间的作用力要小。
2．液体的表面张力(1)表面层：液体与气体接触的表面形成的薄层。
(2)表面张力：使液体的表面绷紧的力或说促使液体表面收缩的力。
三、浸润和不浸润现象及毛细现象1．浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象。
2．不浸润：一种液体不会润湿某种固体不会附着在固体表面上的现象。
3．毛细现象：浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象。
第9章-集成电路设计与制造讲义
第9章-集成电路设计与制造讲义第九章表⾯钝化§9.1 概述⼀、钝化膜及介质膜的重要性和作⽤1、改善半导体器件和集成电路参数2、增强器件的稳定性和可靠性⼆次钝化可强化器件的密封性，屏蔽外界杂质、离⼦电荷、⽔汽等对器件的有害影响。
3、提⾼器件的封装成品率钝化层为划⽚、装架、键合等后道⼯艺处理提供表⾯的机械保护。
4、其它作⽤钝化膜及介质膜还可兼作表⾯及多层布线的绝缘层。
⼆、对钝化膜及介质膜性质的⼀般要求1、电⽓性能要求（1）好的绝缘性能。
介电强度应⼤于5MV/cm；（2）⼩的介电常数。
除了作MOS电容等电容介质外，介电常数愈⼩，容性负载则愈⼩。
（3）能渗透氢。
器件制作过程中，硅表⾯易产⽣界⾯态，经H退⽕处理可消除。
2（4）离⼦可控。
在做栅介质时，希望能对正电荷或负电荷进⾏有效控制，以便（5）良好的抗辐射。
防⽌或尽量减⼩辐射后氧化物电荷或表⾯能态的产⽣，提⾼器件的稳定性和抗⼲扰能⼒。
2、材料-物理要求（1）低的内应⼒。
⾼的张应⼒会使薄膜产⽣裂纹，⾼的压应⼒使硅衬底翘曲变形。
（2）⾼度的结构完整性。
针孔缺陷或⼩丘⽣长会有造成漏电、短路、断路、给光刻造成困难等技术问题。
（3）良好的粘附性。
对Si、⾦属等均有良好的粘附性。
3、⼯艺-化学性质（1）有良好的淀积性质，有均匀的膜厚和台阶覆盖性能，适于批量⽣产。
（2）便于图形制作。
能与光刻，特别是细线光刻相容；应有良好的腐蚀特性，包括能进⾏各向异性腐蚀，与衬底有良好的选择性。
（3）可靠性好。
包括可控的化学组分，⾼的纯度，良好的抗湿性，不对⾦属产⽣腐蚀等。
三、钝化膜及介质膜的种类钝化膜及介质膜可分为⽆机玻璃及有机⾼分⼦两⼤类，如表9.1。
§9.2 Si-SiO2系统⼀、SiO2膜在半导体器件中的主要⽤途膜⽤作选择扩散掩膜1、SiO2对磷、硼、砷等杂质较强的掩蔽能⼒，在硅上的⼆氧化硅层上刻蚀出选利⽤SiO2择扩散区窗⼝，则在窗⼝区可以向硅中扩散杂质，形成PN结。
物理化学第九章--表面现象
p0
A
ps
p0 − ps
ps
p0
附加压力总是指向曲面的球心
A
溶液
9.2.2 Laplace 公式 在毛细管内充满液体，管端有的球状液滴半径为 ′与之平衡。 在毛细管内充满液体，管端有的球状液滴半径为R′与之平衡。 液滴所受总压为: 液滴所受总压为 对活塞稍加压力: 对活塞稍加压力 液滴体积增加dV 液滴体积增加 相应表面积增加dA 相应表面积增加 s 克服附加压力p 克服附加压力 s所做的功等于可 逆增加表面积的Gibbs自由能 自由能 逆增加表面积的
边长10 → 边长 -2m→10-9m，比表面增长了一千万倍。 ，比表面增长了一千万倍。 高度分散的物质系统具有巨大的表面积， 高度分散的物质系统具有巨大的表面积，往往产生明显 的界面效应，因此必须充分考虑界面性质对系统的影响。 的界面效应，因此必须充分考虑界面性质对系统的影响。
9.1.2 表面自由能 表面功 δWf,R= γdAS ( )T,P,nB δWf,R= (dG)T,P,R
溶液的过饱和现象— 溶液的过饱和现象
亚 稳 状 态
液体的过冷现象— 液体的过冷现象
毛细凝聚
9.4 溶液的表面吸附
9.4.1 表面活性物质与非表面活性物质 (1) 非表面活性物质 无机盐和不挥发的酸、 无机盐和不挥发的酸、碱 (2) 表面活性物质 碳链较短的脂肪酸、 碳链较短的脂肪酸、醇、 胺等有机化合物。 酮、醛、胺等有机化合物。 (3) 表面活性剂 碳氢链中含有8个碳以上的 碳氢链中含有 个碳以上的 有机酸的各种盐 转折处的极小值 转折处的极小值 : 杂质的影响
p↑，气体分子易被液面吸附 ↑ 气体分子易被液面吸附; 一般p↑ 液体的 一般 ↑,液体的γ↓，因为 p↑，气体在液体中的溶解度增加。 ↑ 气体在液体中的溶解度增加。