材料合成与制备
材料合成与制备新技术PPT课件
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2.溶胶－凝胶合成方法基本原理
1、醇盐的水解-缩聚反应
• 水解反应：M(OR)n + xH2O → M(OH)x(OR)n-x + xR-OH • 缩聚反应：(OR)n-1M-OH + HO-M(OR)n-1 → (OR)n-1M-O-M(OR)n-1 + H2O
金属无机盐
价格低廉、易产业化 受金属离子大小、电位性及配位数等多种因素影响
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4. 溶胶-凝胶工艺参数
水解度的影响
物质量比
水 解 度 R≥2 ， TEOS 水 解 反 应 使大部分的-OR基团脱离，产 生-OH基团，形成了部分水解 的带有-OH的硅烷，在这些部 分水解的硅烷之间容易反应 形成二聚体，这些二聚体不 再进行水解，而是发生交联 反应形成三维网络结构，从 而缩短了凝胶化时间.
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胶体稳定原理-DLVO理论 颗粒间的范德华力 双电层静电排斥能
粒子间总作用能
VT VAVR
➢ 溶胶是固体或大分子颗粒分散于液相的胶体体系，具有很大的界面 存在，界面原子的吉布斯自由能比内部原子高，粒子间便有相互聚结 从而降低表面能的趋势。
➢ 增加体系中粒子间结合所须克服的能垒可使之在动力学上稳定。增 加粒子间能垒通常有三个基本途径：(1)使胶粒带表面电荷；(2) 利用空 间位阻效应；(3)利用溶剂化效应。
匀性好、材料形状多样化、且可在较低的温度下进性合成并致密化等优点 。
可以用于制备各种光学透镜、功能陶瓷块、梯度折射率玻璃等 。
成本较高，生产周期长，故不适宜材料大规模的生产 。
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2.多孔材料
多孔材料是由形成材料本身基本构架的连续固相和形成孔隙的流体所组成。
功能高分子材料合成与制备
功能高分子材料合成与制备功能高分子材料是一类具有特殊性能和功能的高分子材料，广泛应用于各个领域，如电子、光电子、医学、环保等。
功能高分子材料的合成与制备是实现其特殊性能和功能的关键步骤。
本文将介绍功能高分子材料的合成与制备过程，并讨论其中的一些方法和策略。
首先，单体选择是功能高分子材料合成与制备过程的第一步。
单体是合成高分子材料的基本组成单位，其选择将直接影响最终产物的性能。
选择合适的单体可以通过改变单体的结构和官能团来调控最终产物的性能。
例如，可以选择具有不饱和键的单体来进行聚合反应，以实现材料的交联性能。
其次，聚合反应是功能高分子材料合成与制备过程的核心步骤。
聚合反应通过将单体分子连接成高分子链来实现材料的合成。
常见的聚合方式包括自由基聚合、环氧树脂聚合、酸碱聚合等。
在聚合反应过程中，需要控制聚合反应的温度、催化剂的选择和添加量、反应时间等参数，以获得所需的高分子材料。
最后，后处理是功能高分子材料合成与制备过程的最后一步。
后处理包括对合成材料进行精细化处理和改性，以达到特定的功能和性能。
后处理的方法包括物理处理、化学处理和表面修饰等。
例如，可以通过物理处理方法如拉伸、热处理等来改变材料的物理性能；通过化学处理方法如交联、功能化等来改变材料的化学性能；通过表面修饰方法如涂覆、改性等来改变材料的表面性质。
除了以上介绍的基本步骤，功能高分子材料的合成与制备还需要根据具体应用需求，采用一些特殊的合成方法和策略。
例如，可以利用自组装、模板法、多元反应等方法来实现特定结构或功能的高分子材料的合成与制备。
此外，还可以采用纳米技术、生物技术等高科技手段来实现高分子材料的合成与制备。
综上所述，功能高分子材料的合成与制备是一项复杂而关键的工作。
通过选择合适的单体、合成高分子链、对产物进行后处理和改性，功能高分子材料可以具有特殊的性能和功能。
在实际应用中，还需要根据具体需求采用特殊的合成方法和策略来实现高分子材料的合成与制备。
稀土材料的合成与制备技术
稀土材料的合成与制备技术引言稀土材料是指由稀土元素构成的特殊材料，具有独特的光、电、磁、热等性质，广泛应用于光电子、信息技术、能源和环境等领域。
稀土材料的合成与制备技术是实现其应用的关键步骤，本文将介绍一些常见的稀土材料合成与制备技术。
磁性稀土材料的制备技术磁性稀土材料是一类具有磁性的稀土材料，广泛应用于磁记录、磁传感器和磁性材料等领域。
磁性稀土材料的制备技术主要包括溶胶-凝胶法、共沉淀法和高温反应法等。
1.溶胶-凝胶法：该方法是将稀土离子与适当的溶剂混合，形成溶胶，然后通过脱水和热处理使溶胶凝胶化成固体凝胶。
最后，固体凝胶经过煅烧处理得到磁性稀土材料。
这种方法具有制备工艺简单、成本低的优点，但材料的纯度和磁性能较低。
2.共沉淀法：该方法是将稀土盐溶液与其他金属盐溶液混合，通过调节pH值和温度，使金属离子同时沉淀，形成固体。
然后通过煅烧处理得到磁性稀土材料。
这种方法可以控制材料的成分和磁性能，但制备过程较为复杂。
3.高温反应法：该方法是将稀土氧化物与适当的金属氧化物混合，经过高温反应得到磁性稀土材料。
这种方法制备出的材料具有较高的磁性能和纯度，但制备过程需要高温条件，且成本较高。
光电性稀土材料的制备技术光电性稀土材料是一类具有光电子性质的稀土材料，广泛应用于光纤通信、液晶显示和激光材料等领域。
光电性稀土材料的制备技术主要包括溶剂热法、气相沉积法和激光熔融法等。
1.溶剂热法：该方法是将稀土离子与适当的溶剂混合，在高温高压条件下反应得到光电性稀土材料。
这种方法可以控制材料的形貌和尺寸，适用于制备纳米级稀土材料。
2.气相沉积法：该方法是在高温高压下使稀土气体与其他原料反应，形成稀土材料薄膜。
这种方法可以制备出具有较高结晶度和光电性能的稀土材料薄膜。
3.激光熔融法：该方法是利用激光束将稀土材料加热熔融，形成光电性稀土材料。
这种方法可以制备具有复杂结构和优良光电性能的稀土材料。
稀土催化剂的制备技术稀土催化剂是一类具有催化性能的稀土材料，广泛应用于化学反应、环境保护和能源领域。
材料制备与合成
1.材料科学与工程的科学方面偏重于研究材料的合成与制备，组成与结构，性能及其使用效能各组元本身及其相互间关系的规律。
工程方面则则着重于研究如何利用这些规律性的研究成果以新的或更有效的方式开发及生产出材料，提高材料的使用效能，以满足社会的需要。
2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特点1）复合材料是由两种或两种以上不同性能的材料组元通过宏观或微观复合形成的一种新型材料，组元之间存在着明显的界面；2）复合材料中各组元不但保持各自的固有特性，而且可最大限度发挥各种材料组元的特性，并赋予单一材料组元所不具备的优良特殊性能；3）复合材料具有可设计性。
可以根据使用条件要求进行设计和制造，以满足各种特殊用途，从而极大地提高工程结构的效能。
复合原则A. 优势（优良特性）互补原则B. 求异相容原则C. 性能（用途）先定原则D. 制备可能性、成本可行性原则4 组成-结构-性质-工艺过程之间的关系材料科学与工程的四个基本要素：合成与加工、组成与结构、性能、使用效能。
探索这四个要素之间的关，覆盖从基础学科到工程的全部内容。
四个要素之间的密切关系确定了材料科学与工程这一领域，确定了材料科学基础课程的教学线索。
5材料制备和材料合成的区别合成主要指促使原子、分子结合而构成材料的化学与物理过程。
合成的研究既包括有关寻找新合成方法的科学问题，也包括以适用的数量和形态合成材料的技术问题；既包括新材料的合成，也应包括已有材料的新合成方法(如溶胶—凝胶法)及其新形态(如纤维、薄膜)的合成。
制备也研究如何控制原子与分子使之构成有用的材料，这一点是与合成相同的，但制备还包括在更为宏观的尺度上或以更大的规模控制材料的结构，使之具备所需的性能和使用效能，即包括材料的加工、处理、装配和制造。
简而言之合成与制备就是将原于、分子聚合起来并最终转变为有用产品的一系列连续过程6.电热体NI-CR FE-CR-AL此种发热体不能再还原气氛中使用，此外还应该尽量避免与碳，硫酸盐，水玻璃，石棉，以及有色金属及其氧化物接触，发热体不应急剧升降温，因他会使致密的氧化膜产生裂纹，以致脱落。
无机材料合成与制备课件
2. 将硅酸乙酯、乙醇和氨水按一定比例混合，搅拌均匀。
实验一：溶胶-凝胶法制备二氧化硅薄膜
3. 将混合液滴加到玻 璃基板上，放入烘箱 中加热至一定温度。
5. 观察和测试二氧化 硅薄膜的形貌和性能 。
4. 取出玻璃基板，用 去离子水冲洗，晾干 后进行热处理。
无机材料合成与制备课件
• 无机材料概述 • 无机材料合成方法 • 无机材料制备技术 • 无机材料合成与制备的研究进展 • 无机材料合成与制备的前景与挑战 • 无机材料合成与制备实验课程设计
01
无机材料概述
无机材料的定义与分类
无机材料定义
无机材料是指不含碳元素的化合物或 单质，主要由无机化合物组成的一类 材料。
实验二：化学气相沉积法制备氮化硅薄膜
01 实验步骤
02
1. 准备试剂和仪器，如硅烷、氨气、氢气、氮气、反
应腔等。
03
2. 将反应气体按一定比例通入反应腔中，加热至一定
温度。
实验二：化学气相沉积法制备氮化硅薄膜
3. 保持反应一定时间，使反应 物在基材表面沉积形成薄膜。
4. 停止反应，取出基材，进行 后处理。
5. 观察和测试氮化硅薄膜的形 貌和性能。
实验三：物理气相沉积法制备钛合金薄膜
实验目的
通过物理气相沉积法合成钛合金薄膜，了解 物理气相沉积法的合成过程和原理，掌握钛 合金薄膜的制备技术。
实验原理
物理气相沉积法是一种常用的材料合成方法 ，通过将金属蒸发或溅射成原子或分子，在 基材表面沉积形成薄膜。钛合金薄膜具有高 强度、耐腐蚀等特性，常用于航空、化工等 领域。
05
无机材料合成与制备的前景与挑战
新材料合成与制备
新材料合成与制备新材料合成与制备是一门涵盖多个学科知识的领域，包括化学、物理、材料科学等。
随着科学技术的进步，人们对新材料的需求越趋多样化，因此新材料合成与制备的研究变得尤为重要。
本文将介绍新材料合成与制备的基本原理、常用方法以及现代合成技术的发展。
新材料合成与制备的基本原理是利用化学反应或物理方法将原材料转化为所需材料。
新材料的合成可以通过化学合成、物理沉积以及生物合成等多种方法来实现。
化学合成是最常见的合成方法之一，通过原子间的化学键形成和断裂，从而得到所需的新材料。
物理沉积则是通过物理方法将原材料分解或聚集，形成新的材料。
生物合成则是利用生物体内的生物反应来制备材料。
化学合成是新材料合成与制备的重要方法之一、常见的化学合成方法包括溶液法、气相法以及固相法等。
溶液法是将原材料溶解在溶剂中，通过反应产生新的材料。
气相法是将气体或蒸汽转化为所需材料，常见的有化学气相沉积法和物理气相沉积法。
固相法则是将固态材料通过物理或化学方法转化为新材料。
除了化学合成，物理沉积也是新材料合成的重要方法之一、常见的物理沉积方法包括溅射法、激光沉积和离子束沉积等。
溅射法是将原材料蒸发或溅射到基底上，形成新的薄膜。
激光沉积则是利用激光加热、蒸发原材料，使其沉积在基底上。
离子束沉积则是利用离子束轰击原材料，在基底上形成薄膜。
生物合成是一种新兴的合成方法，它利用生物体内的酶或细胞等生物性材料来合成新材料。
生物合成具有高效、环境友好等特点，被广泛应用于制备新材料。
例如，利用微生物合成聚合物材料、纤维素材料等。
随着现代科学技术的发展，新材料合成与制备也得到了许多创新。
现代合成技术包括纳米材料合成、薄膜制备、二维材料制备等。
纳米材料合成是将材料分解至纳米级别，以获得其特殊性质。
薄膜制备是将材料制备成薄膜的形式，广泛应用于电子器件、光学器件等领域。
二维材料制备是利用现代技术制备出尺寸仅有几个原子层的材料，例如石墨烯。
综上所述，新材料合成与制备是一门包含多个学科知识的领域，其基本原理是通过化学反应和物理方法将原材料转化为所需材料。
合成与制备实验介绍
合成与制备实验介绍简介合成与制备实验是化学实验的一大类，它旨在帮助学生掌握化学材料的制备过程。
此类实验通常涉及使用基本的实验技术和化学方法，如滴定、萃取、结晶、蒸馏和纯化等。
这些实验技能对于学习化学和深入研究其他学科如材料科学、生命科学、环境科学等都至关重要。
本文将介绍合成与制备实验的基本要素和步骤。
实验工具和器材合成与制备实验需要使用一些特定的实验工具和器材。
以下是一些基本的实验工具和器材，以及它们的用途：1. 热板热板是一种加热设备，用于控制实验溶液的温度。
它通常是由电热线圈或电热石构成的平板，可以在不同的温度下提供恒定的加热。
2. 滴定管滴定管是一种量取和逐滴分配液体的设备。
滴定管的使用可以精确地添加试剂到反应中，并确定反应的终点。
3. 磁力搅拌器磁力搅拌器是一种设备，可以通过电子磁场产生旋转磁力，使溶液旋转并均匀混合。
这个设备可以帮助使反应混合均匀，增加反应速率。
4. 称量器称量器是用于测量实验物品的重量的设备。
称量器能够确定试剂添加的正确量，对于实验结果的准确性至关重要。
5. 玻璃仪器玻璃仪器是合成与制备实验中最常见的工具之一。
示例包括烧杯、比色皿、移液管、试管、漏斗等。
在合成过程中，这些器材存储溶剂，反应溶液和纯化单元，以及其他重要步骤都需要使用这些器材。
6. 过滤器和纯化单元过滤器和纯化单元是用于将溶液分离和纯化的设备。
通常，这些器材用于从混合物中分离出化合物，提高化合物纯度。
实验步骤实验步骤需要严格按照化学实验的标准程序完成，以保证实验结果的正确性和可靠性。
下面是一个合成与制备实验的基本步骤：1. 预计算和计量在进入实验室之前，需要确定需要哪些材料和多少材料。
计量精确度非常重要，因为计量不准确可能导致失败的合成试验。
在开始合成之前，需要编写实验计划，并记录每项反应的质量和体积。
2. 合成溶液通过溶解、反应和混合化学品，制备所需的化学混合物。
这通常包括使用量化试剂重量或体积，将试剂加入烧杯或另一种适当的容器中，用适当的催化剂或溶剂混合。
材料合成与制备PPT教案
不一定为理论配比，应通过实验确定。
例如：用三氯化硼和氨反应沉积氮化硼膜：
BCl3(气）+NH3→BN(固）+3HCl(气） 理论上， BCl3与NH3的流量比应等于1； 实际中，在1200℃的温度下，当NH3/BCl3＜2时， 沉积速率很低；而NH3/BCl3＞4时，反应生成物又 会出现NH4Cl一类的中间产物。
应变能释放出现刃位错
The strained film said: “We are all tired enough, please give us a break!”
Oh, it is more comfortable now, although a few of our colleagues are still suffering the pressure.
3.2 薄膜的形成机理
薄膜的生长过程分为以下三种类型：
(1) 核生长型 (2) 层生长型 (3) 层核生长型
(1) 核生长型
特点：到达衬底上的沉积原子首先凝聚成核，后 续飞来的沉积原子不断聚集在核附近，使核在三 维方向上不断长大而最终形成薄膜。
这种类型的生长一般在衬底晶格和沉积膜晶 格不相匹配（非共格）时出现，大部分的薄膜的 形成过程属于这种类型。
要考虑的因素：
➢ 蒸发源材料的熔点和蒸气压 ➢ 蒸发源材料与薄膜材料的反应性 ➢ 蒸发源材料与薄膜材料间的润湿性
电阻加热蒸发源的形状 螺旋丝状：可以从各个方向发射蒸气
箔舟状：可蒸发不浸润蒸发源的材料，效率较高，但只能 向上蒸发。
电子束加热法
棒状薄膜材料 钽板
钽板 钨丝
钨丝
棒状料
薄
膜
基座（铜制）
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作业习题：一、名词解释1. 胶体(Colloid)：胶体是一种分散相粒径很小的分散体系，分散相粒子的重量可以忽略不计，粒子之间的相互作用主要是短程作用力。
2. 溶胶：是具有液体特征的胶体体系，是指微小的固体颗粒悬浮分散在液相中，不停地进行布朗运动的体系。
分散粒子是固体或者大分子颗粒，分散粒子的尺寸在1~100nm之间，这些固体颗粒一般由103~109个原子组成。
3. 凝胶(Gel)：凝胶是具有固体特征的胶体体系，被分散的物质形成连续的网络骨架，骨架孔隙中充满液体或气体，凝胶中分散相含量很低，一般在1%~3%之间。
4. 溶胶－凝胶法(Sol-gel)：是采用具有高化学活性的含材料成分的液体化合物为前驱体（通常是金属有机醇盐或无机化合物），在液相下将这些原料均匀混合，并进行一系列的水解、缩聚化学反应，通过抑制各种反应条件，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经过陈化，胶粒间缓慢聚合，形成了三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成了凝胶。
凝胶再经过低温干燥，脱去其间溶剂而成为一种多孔空间结构的干凝胶或气凝胶，最后，经过烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。
5. 多孔材料：是由形成材料本身基本构架的连续固相和形成孔隙的流体所组成。
6. 水解度R：是水和金属醇盐物质的量比，即溶胶－凝胶反应过程中加水的量的多少。
二、填空题1.溶胶通常分为亲液型和憎液型两类。
2. 材料制备方法主要有物理方法和化学方法。
3. 化学方法制备材料的优点是可以从分子尺度控制材料的合成。
4. 由于界面原子的自由能比内部原子高，因此溶胶是热力学不稳定体系，若无其它条件限制，胶粒倾向于自发凝聚，达到低比表面状态。
5. 溶胶稳定机制为胶体稳定的DLVO理论。
6. 计算颗粒间范德华力通常用的两种模型为平板粒子模型、球型粒子模型。
7. 溶胶稳定机制中增加粒子间能垒通常用的三个基本途径是使胶粒带表面电荷、利用空间位阻效应、利用溶剂化效应。
8. 溶胶的凝胶化过程包括脱水凝胶化和碱性凝胶化两类。
9. 溶胶－凝胶制备材料工艺的机制大体可分为三种类型传统胶体型、无机聚合物型、络合物型。
10. 搅拌器的种类有电力搅拌器和磁力搅拌器。
11. 溶胶凝胶法中固化处理分为干燥和热处理。
12. 对于金属无机盐的水溶液，前驱体的水解行为还会受到金属离子半径的大小、电负性和配位数等多种因素的影响。
课后习题一、名词解释1、水热法：是指在特制的密闭反应器（高压釜）中，采用水溶液作为反应体系，通过对反应体系加热、加压(或自生蒸气压），创造一个相对高温、高压的反应环境，使得通常难溶或不溶的物质溶解，并且重结晶而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。
2、溶剂热法：将水热法中的水换成有机溶剂或非水溶媒（例如：有机胺、醇、氨、四氯化碳或苯等），采用类似于水热法的原理，以制备在水溶液中无法长成，易氧化、易水解或对水敏感的材料。
3、超临界流体：是指温度及压力都处于临界温度和临界压力之上的流体。
在超临界状态下，物质有近于液体的溶解特性以及气体的传递特性：粘度约为普通液体的0.1～0.01；扩散系数约为普通液体的10～100倍；密度比常压气体大102～103倍。
4、超临界水：是指温度和压力分别高于其临界温度（647K）和临界压力（22.1MPa），而密度高于其临界密度（0.32g/cm3）的水。
5、微波水热合成：微波加热是一种内加热，具有加热速度快,加热均匀无温度梯度，无滞后效应等特点。
微波对化学反应作用是非常复杂的；但有一个方面是反应物分子吸收了微波能量，提高了分子运动速度，致使分子运动杂乱无章，导致熵的增加，降低了反应活化能。
二、填空1、在溶剂热条件下，溶剂的物理化学性质如密度、介电常数、粘度、分散作用等相互影响，与通常条件下相差很大。
相应的，它不但使反应物(通常是固体)的溶解、分散过程及化学反应活性大为增强，使得反应能够在较低的温度下发生；而且由于体系化学环境的特殊性，可能形成以前在常规条件下无法得到的亚稳相。
2、超临界流体的密度、溶剂化能力、粘度、介电常数、扩散系数等物理化学性质随温度和压力的变化一十分敏感，即在不改变化学组成的情况下，其性质可由压力来连续调节。
3、在一般情况下，水是极性溶剂，可以很好的溶解包括盐在内的大多数电解质，对气体和大多数有机物则微溶或不溶，水的密度几乎不随压力改变。
4、微波水热的显著特点是可以将反应时间大大降低，反应温度也有所下降，从而在水热过程中能以更低的温度和更短的时间进行晶核的形成和生长，反应温度和时间的降低,限制了产物微晶粒的进一步长大，有利于制备超细粉体材料。
5、物质的介电常数越大，吸收微波的能力越强,在相同时间内的升温越大。
在微波场中，能量在体系内部直接转化，水和醇类都有过热的现象出现。
6、水热法是在百余年前由地质学家模拟地层下的水热条件研究某些矿物和岩石的形成原因，在实验室内进行仿地水热合成时产生的。
7、水热法常用氧化物或者氢氧化物或凝胶体作为前驱物，以一定的填充比进入高压釜，它们在加热过程中溶解度随温度升高而增大，最终导致溶液过饱和，并逐步形成更稳定的新相。
反应过程的驱动力是最后可溶的前驱体或中间产物与最终产物之间的溶解度差，即反应向Gibbs 焓减小的方向进行。
3、晶粒粒度是衡量粉体性能的一项重要指标，其大小的改变直接影响粉体的特性。
尤其是粉体的晶粒度减小到纳米级时，粉体的特性产生较大的变化。
因此降低粉体的晶粒粒度对制备纳米粉体和纳米陶瓷具有十分重要的意义。
8、影响水热反应的因素有温度、压力、保温时间及溶液组分、pH 值、有无矿化剂和矿化剂种类。
所有这些因素都将影响最终产物的大小、形貌、物相等性质。
水热反应温度是化学反应和晶体生长的重要影响因素，它决定反应速率常数的大小。
9、溶剂的选择更是至关重要的，溶剂种类繁多，反应溶剂的溶剂化性质的最主要参数为溶剂极性，其定义为所有与溶剂-溶质相互作用有关的分子性质的总和（如：库仑力、诱导力、色散力、氢键、和电荷迁移力等）。
课后习题一．名词解释1.等离子体增强的反应沉积：在低真空条件下，利用直流电压（DC）、交流电压（AC）、射频（RF）、微波（MW）或电子回旋共振（ECR）等方法实现气体辉光放电在沉积反应器中产生等离子体。
2. 边界层：所谓边界层，就是流体及物体表面因流速、浓度、温度差距所形成的中间过渡范围。
3．扩散：从热力学的角度来看，为了使系统内的分子分布最大的随机化，从而使系统的自由能下降，高浓度断的气体分子将向低浓度端移动，以便平衡两处的浓度差据，这个现象便称为“扩散”。
4.APCVD：所谓的APCVD，顾名思义，就是在压力接近常压下进行CVD反应的一种沉积方式。
5. LPCVD：低压CVD的设计就是将反应气体在反应器内进行沉积反应时的操作能力，降低到大约100Torr(1Torr=133.332Pa)一下的一种CVD反应。
利用在低压下进行反应的特点，以LPCVD法来沉积的薄膜，将具备较佳的阶梯覆盖能力。
6．PECVD：在低真空的条件下，利用硅烷气体、氮气（或氨气）和氧化亚氮，通过射频电场而产生辉光放电形成等离子体，以增强化学反应，从而降低沉积温度，在辉光放电的低温等离子体内，“电子气”的温度约比普通气体分子的平均温度高10～100倍，即当反应气体接近环境温度时，电子的能量足以使气体分子键断裂并导致化学活性粒子（活化分子、离子、原子等基团）的产生，使本来需要在高温下进行的化学反应由于反应气体的电激活而在相当低的温度下即可进行，也就是反应气体的化学键在低温下就可以被打开。
所产生的活化分子、原子集团之间的相互反应最终沉积生成薄膜。
人们把这种过程称之为等离子增强的化学气相沉积PCVD或PECVD，称为等离子体化学气相沉积，或等离子体化学蒸汽沉积。
二．填空1以化学工程的角度来看，任何流体的传递或输送现象，都会涉及到动量的传递、动量的传递及质量的传递的传递现象。
2基本上，CVD工艺并不希望反应气体以湍流的形式流动，因为湍流会扬起反应室内的微粒或微尘，使沉积薄膜的品质受到影响。
因此大多数的CVD设计都倾向于使气体在反应室里的流动以层流来进行，使反应的稳定性提高。
3 APCVD的操作压力接近1atm(101325Pa)，按照气体分子的平均自由径来推断，此时的气体分子间碰撞频率很高，是属于均匀成核的“气相反应”很容易发生，而产生微粒。
因此在工业界APCVD的使用，大都集中在对微粒的忍受能力较大的工艺上，例如钝化保护处理。
4在MOCVD过程中，金属有机源（MO源）可以在热解或光解作用下，在较低温度沉积出相应的各种无机材料，5激光化学气相沉积膜生成的特点由总压力、流速、喷嘴角度、形状尺寸、表面温度、激光参数及决定，因而能够调整这些参数来精确控制激光化学气相沉积处理的结果。
三．选择1下面选项（ D ）不是常压单晶外延和多晶薄膜沉积装置A卧室反应器 B立式反应器 C桶式反应器 D模块式反应器2以热壁LPCVD进行沉积的材料主要有，错误选项（C）A多晶硅 B二氧化硅 C单晶硅 D氮化硅等3等离子体增强CVD装置通过等离子增强使CVD技术的沉积温度下降几百度，甚至有时可以在室温的衬底上得到CVD薄膜。
（C）不是（PECVD）装置。
A电感式 B扩散电容C竖式反应式 D圆平板电容式4制造集成电路的硅片上往往需要沉积多层薄膜，利用（A）的沉积反应可以拼装组合，分别在不同的反应室中沉积不同的薄膜。
A模块式 B履带式 C桶罐式 D热壁LPCVD5气相法生成超微粒子包括气相下的均匀成核和长大，均匀成核必须有高的（B），成分蒸发冷凝时的过饱和比是实际的蒸气压P和在此温度下的平衡蒸气压P0之比P/P0，而通过气体成分的化学反应析出固体时的过饱和比RS与析出反应的平衡常数K成正比例。
A扩散速度 B 饱和度 C 反应温度 D 反应气体浓度课后习题一、名词解释1. 化学气相沉积: 化学气相沉积乃是通过化学反应的方式，利用加热、等离子激励或光辐射等各种能源，在反应器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经化学反应形成固态沉积物的技术。
简单来说就是：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。
2. 物理气相沉积: 以物理机制来进行薄膜沉积而不涉及化学反应的制程技术，所谓物理机制是物质的相变化现象，如蒸镀(Evaporation)，蒸镀源由固态转化为气态溅镀（Sputtering），蒸镀源则由气态转化为电浆态。
3. 氧化还原反应沉积: 一些元素的氢化物有机烷基化合物常常是气态的或者是易于挥发的液体或固体，便于使用在CVD技术中。
如果同时通入氧气，在反应器中发生氧化反应时就沉积出相应于该元素的氧化物薄膜。