材料制备科学与技术朱世富知识点总结
材料制备技术备复习总结
1、高温合成：在大容积里长时间保持数千度的高温，或通过脉冲技术产生极短时间的高温。
高温获得：最常用高温电阻炉。
2、低温：-150℃以下的温度。
低温的获得：常用气体绝热膨胀和相变制冷。
低温分离方法：①低温下的分级冷凝；②低温下的分级减压蒸发；③低温吸附分离；④低温分馏；⑤低温化学分离。
冷冻干燥法：属于低温合成，是合成金属氧化物、复合氧化物等精细陶瓷粉末的有效方法。
通常，把原料--可溶性盐，调制成所需浓度的水溶液，该水溶液经喷雾冷冻成微小液滴，经过加热使冰升华，得松散无水盐，煅烧，得到化合物陶瓷粉体。
3、高压合成：利用外加的高压力，是物质产生多型相转变或不同物质发生化合，从何得到新相、新化合物或新材料。
高压作为极端物理条件，能改变物质原子间距和原子壳层状态，常被用来作为原子间距调制、信息探针和替他特殊的应用手段。
4、化学转移反应进行方向：对于吸热反应，源区温度应大于沉积区温度，物质由源区向沉积区转移；放热反应，源区温度应小于沉积区温度，物质由源区向沉积区转移。
第二章1、先驱物法目的：解决高温固相反应法中产物的组成均匀性和反应物的传质扩散。
原理：通过准确的分子设计，合成出具体预期组分、结构和化学性质的先驱物，再在软环境下对先驱物进行处理，进而得到预期的材料。
关键：先驱物的分子设计与制备。
2、溶胶凝胶法定义:一种由金属有机化合物，金属无机化合物或他们的混合物经水解缩聚过程，逐渐胶化并进行相应的后处理，最终获得氧化物或其他化合物。
创新之处：能同时控制粉体的尺寸、形貌和表面结构，可用来制备单分散、无缺陷的粉体。
核心：溶胶凝胶法制备纳米材料是无粉加工路线。
特点：作为前驱体的纳米单元以连续的方式相互连接成很大的网状结构，从而可以不经过粉体阶段，直径形成纳米结构的氧化物骨架。
溶胶凝胶法过程：用所需的各液体化学品为原料，在液相下均匀混合，经水解、缩聚的化学反应，形成稳定的透明溶胶液体系。
溶胶经过陈化，胶粒间逐渐聚合，形成凝胶。
材料制备科学与技术
长结束时晶体与母液的分离。
⑨在熔融态时，助溶剂的比重应于结晶材料相近，否则上下浓度不易均一。
生长结束后去除熔剂的方法：有可以缓慢降温挥发除去，也可以用适当溶液溶解掉
习题：
1.单晶生长的方法如何分类？它们各自的特点及适用范围如何？ ①气相生长法：包含有大量变量使生长过程较难控制。通常仅适用于那些难以从液
简答题：（具体点）
1.气相生长法的分类 ①升华法：是将固体在高温区升华，蒸汽在温度梯度的作用下向低温区输运结晶的 一种生长晶体的方法。 ②蒸汽输运法：是在一定的环境（如真空）下，利用运载气体生长晶体的方法，通 常用卤族元素来帮助源的挥发和原料的输运，可以促进晶体的生长。 ③气相反应法：即利用气体之间的直接混合反应生成晶体的方法。 2.在气相系统中，通过可逆反应生长时，输运可以分为哪三个阶段？ ①在原料固体上的复相反应。 ②气体中挥发物的输运。 ③在晶体形成处的复相逆向反应。 3.气体输运过程因其内部压力不同而主要有哪三种可能的方式？
不断生长。
④凝胶法基本原理利用复分解反应、氧化还原反应来生长金属单晶。
5.对高压釜的要求应满足哪些条件？生长结束后去除熔剂的方法有哪些？ ①制作材料，要求在高温高压下有很高的强度，在温度为 200--1100℃范围内，能 耐压（2--100）*107Pa，耐腐蚀，化学稳定性好。
Kd Dw ②釜壁的厚度按理论公式计算： Dn
④熔盐生长法：优点在于可以借助高温溶剂，是溶质相在远低于其熔点的温度下进
行生长。适用范围பைடு நூலகம்广泛，因为对于任何材料原则上说都等找到一种溶剂，但在实
际生长中要找到适合的溶剂却是熔盐法生长的一个既困难又很关键的问题。
⑤熔体生长法：具有生长快、晶体的纯度高、完整性好等优点。生长的高质量单晶
材料工程制备整理(第二部分)
1材料制备工程复习纲领第二部分1.1玻璃及加工工艺○玻璃的基本特性：（1）强度：玻璃的强度取决于其化学组成、杂质含量及分布、制品的形状、表面状态和性质、加工方法等。
玻璃是一种脆性材料，其强度一般用抗压，抗张强度等来表示。
玻璃的抗张强度较低，由于玻璃的脆性和玻璃表面的瑚裂纹所引起的。
玻璃的抗压强度约为抗张强度的14—15倍。
（2）硬度：玻璃的硬度较大，硬度仅次子金刚石、炭化硅等材料，它比一般金属硬，不能用普通刀和锯进行切割；玻璃的硬度值在莫氏硬度5—7之间，可根据玻璃的硬度选择磨料、磨具和加工方法，如雕刻、抛光、研磨和切割等。
（3）光学性质：玻璃是一种高度透明的物质，具有一定的光学常数、光谱特性，具有吸收或透过紫外线和红外线、感光、光变色、光储存和显示等重要光学性能。
通常光线透过愈多，玻璃质雪越好。
由干玻璃品种较多，各种玻璃的性能也有很大的差别，如有的铅玻璃具有防辐射的特性。
一般通过改变玻璃的成分及工艺条件，可使玻璃的性能有很大的变化。
（4）电学性能：常温下玻璃是电的不良导体。
温度升高时，玻璃的导电性迅速提高，熔融状态时则变为良导体。
（5）热性质：玻璃的导热性很差，一般经受不了温度的急剧变化。
制品越厚，承受温度急剧变化的能力越差。
（6）化学稳定性：玻璃的化学性质较稳定。
大多数工业用玻璃都能抵抗除氢氟酸以外酸的展蚀．玻璃耐碱腐蚀性较差。
玻璃长期在大气和雨水的侵蚀下，表面光泽会失去，变得陶暗．尤其是一些光学玻璃仪器易受周围介质（如潮湿空气）等作用，表面形成白色斑点或雾膜，破坏玻璃的透光性，所以在使用和保存中应加以注意。
○玻璃的工艺特性：玻璃的成型工艺视制品的种类而异，但其过程基本上可分为配料、熔化和成型三个阶段，一般采用连续性的工艺过程：○玻璃的主要原料：（1）SiO 2：石英砂（硅砂）、砂岩、石英岩等。
（2）B 2O 3：硼砂、硼酸和含硼的矿物。
（3）Al 2O 3：长石、高岭土（粘土）、瓷土、蜡石、氧化铝、氢氧化铝和含铝的矿渣和含长石的尾矿。
材料科学基本知识点
材料科学基础第零章材料概论该课程以金属材料、陶瓷材料、高分子材料及复合材料为对象，从材料的电子、原子尺度入手，介绍了材料科学理论及纳观、微观尺度组织、细观尺度断裂机制及宏观性能。
核心是介绍材料的成分、微观结构、制备工艺及性能之间的关系。
主要内容包括：材料的原子排列、晶体结构与缺陷、相结构和相图、晶体及非晶体的凝固、扩散与固态相变、塑性变形及强韧化、材料概论、复合材料及界面，并简要介绍材料科学理论新发展及高性能材料研究新成果。
材料是指：能够满足指定工作条件下使用要求的，就有一定形态和物理化学性状的物质。
按基本组成分为：金属、陶瓷、高分子、复合材料金属材料是由金属元素或以金属元素为主，通过冶炼方法制成的一类晶体材料，如Fe、Cu、Ni等。
原子之间的键合方式是金属键。
陶瓷材料是由非金属元素或金属元素与非金属元素组成的、经烧结或合成而制成的一类无机非金属材料。
它可以是晶体、非晶体或混合晶体。
原子之间的键合方式是离子键，共价键。
聚合物是用聚合工艺合成的、原子之间以共价键连接的、由长分子链组成的髙分子材料。
它主要是非晶体或晶体与非晶体的混合物。
原子的键合方式通常是共价键。
复合材料是由二种或二种以上不同的材料组成的、通过特殊加工工艺制成的一类面向应用的新材料。
其原子间的键合方式是混合键。
材料选择：密度弹性模量:材料抵抗变形的能力强度:是指零件承受载荷后抵抗发生破坏的能力。
韧性：表征材料阻止裂纹扩展的能力功能成本结构(Structure)性质(Properties)加工(Processing)使用性能(Performance)在四要素中，基本的是结构和性能的关系，而“材料科学”这门课的主要任务就是研究材料的结构、性能及二者之间的关系。
宏观结构←显微镜下的结构←晶体结构←原子、电子结构重点讨论材料中原子的排列方式（晶体结构）和显微镜下的微观结构（显微组织）的关系。
以及有哪些主要因素能够影响和改变结构，实现控制结构和性能的目的。
材料工程基础复习要点及知识点整理（全）
材料⼯程基础复习要点及知识点整理（全）材料⼯程基础复习要点第⼀章粉体⼯程基础粉体：粉末质粒与质粒之间的间隙所构成的集合。
*粉末：最⼤线尺⼨介于0.1～500µm的质粒。
*粒度与粒径：表征粉体质粒空间尺度的物理量。
粉体颗粒的粒度及粒径的表征⽅法：1.⽹⽬值表⽰——（⽬数越⼤粒径越⼩）直接表征，如果粉末颗粒系统的粒径相等时可⽤单⼀粒度表⽰。
2.投影径——⽤显微镜测试，对于⾮球形颗粒测量其投影图的投影径。
①法莱特（Feret）径D F：与颗粒投影相切的两条平⾏线之间的距离②马丁（Martin）径D M：在⼀定⽅向上将颗粒投影⾯积分为两等份的直径③克伦贝恩（Krumbein）径D K：在⼀定⽅向上颗粒投影的最⼤尺度④投影⾯积相当径D H：与颗粒投影⾯积相等的圆的直径⑤投影周长相当径D C：与颗粒投影周长相等的圆的直径3.轴径——被测颗粒外接⽴⽅体的长L、宽B、⾼T。
①⼆轴径长L与宽B②三轴径长L与宽B及⾼T4.球当量径——把颗粒看做相当的球，并以其直径代表颗粒的有效径的表⽰⽅法。
（容易处理）*粉体的⼯艺特性：流动性、填充性、压缩性和成形性。
*粉体的基本物理特性：1.粉体的能量——具备较同质的块状固体材料⾼得多的能量。
2.分体颗粒间的作⽤⼒——⾼表⾯能，固相颗粒之间容易聚集（分⼦间引⼒、颗粒间异性静电引⼒、固相侨联⼒、附着⽔分的⽑细管⼒、磁性⼒、颗粒表⾯不平滑引起的机械咬合⼒）。
3.粉体颗粒的团聚。
第⼆章粉体加⼯与处理粉体制备⽅法：1.机械法——捣磨法、切磨法、涡旋磨法、球磨法、⽓流喷射粉碎法、⾼能球磨法。
①脆性⼤的材料：捣磨法、涡旋磨法、球磨法、⽓流喷射粉碎法、⾼能球磨法②塑性较⾼材料：切磨法、涡旋磨法、⽓流喷射粉碎法③超细粉与纳⽶粉：⽓流喷射粉碎法、⾼能球磨法2.物理化学法①物理法（雾化法、⽓化或蒸发-冷凝法）：只发⽣物理变化，不发⽣化学成分的变化，适于各类材料粉末的制备②物理-化学法：⽤于制备的⾦属粉末纯度⾼，粉末的粒度较细③还原法：可直接利⽤矿物或利⽤冶⾦⽣产的废料及其他廉价物料作原料，制的粉末的成本低④电解法：⼏乎可制备所有⾦属粉末、合⾦粉末，纯度⾼3.化学合成法——指由离⼦、原⼦、分⼦通过化学反应成核和长⼤、聚集来获得微细颗粒的⽅法①固相法：以固态物质为原始原料（热分解反应法、化合反应法、⽔热法等）②液相沉淀法：最常见的⽅法沉淀法（直接沉淀法、均匀沉淀法、共沉淀法）、溶胶-凝胶法影响颗粒粉碎的因素：易碎性、碰撞速度（碎料例⼦碰撞速度、粉碎介质碰撞速度）粉体的分级：把粉体材料按某种粒度⼤⼩或不同种类颗粒进⾏分选的操作。
材料制备知识点总结
材料制备知识点总结一，名词解释1，材料合成：把各种原子、分子结合起来制成材料所采用的各种化学方法和物理方法，一般不含工程方面的问题。
2，材料制备：制备不仅包含了合成的基本内涵，而且包含了把比原子、分子更高一级聚集状态结合起来制成材料所采用的化学方法和物理方法。
3，材料加工：是指对原子、分子以及更高一级聚集状态进行控制而获得所需要的性能和形状尺寸(以性能为主)所采用的方法(以物理方法为主).4，材料的分类：（1）用途：结构材料，功能材料。
（2）物理结构：晶体材料、非晶态材料和纳米材料。
（3）几何形态：三维二维一维零维材料。
（4）发展：传统材料，新材料。
（5）化学键：以金属健结合的金属材料，以离子键和共价键为主要键合的无机非金属材料，以共价健为主要键合的高分子材料，将上述材料复合，以界面特征为主的复合材料，钢铁、陶瓷、塑料和玻璃钢分别为这四种材料的典型代表。
5，新材料特点：品种多、式样多，更新换代快，性能要求越来越功能化、极限化、复合化、精细化。
6，新材料主要发展趋势：（1）结构材料的复合化（2）信息材料的多功能集成化（3）低维材料迅速发展（4）非平衡态(非稳定)材料日益受到重视。
7，单晶体的基本性质：（1）均匀性（2）各向异性（3）自限性（4）对称性（5）最小内能和最大稳定性。
7，晶体生长类型：晶体生长有固相-固相平衡，液相-固相平衡，气相-固相平衡。
晶体生长分为成核和长大两阶段。
成核主要考虑热力学条件。
长大主要考虑动力学条件。
新相核的发生和长大称为成核过程。
成核过程分为均匀成核和非均匀成核。
8，过冷度：每种物质都有平衡结晶温度或称为理论结晶温度。
在实际结晶中，实际结晶温度总低于理论结晶温度，称为过冷现象。
两者温度差值被称为过冷度，它是晶体生长的驱动力。
冷却速度↑，过冷度↑，晶体生长速度↑冷却速度↓，过冷度↓，晶体生长速度↓。
9，定向凝固：凝固过程中采用强制手段，在凝固金属和凝固熔体中建立特定方向的温度梯度，使熔体沿与热流相反的方向凝固，获得具有特定取向柱状晶的技术。
材料制备方法考点总结
材料制备方法考点总结材料制备方法重点整理第1章单晶材料的制备1.单晶材料的四种制备方法①气相法生长单晶vapor phase ②溶液法生长单晶aqueous phase③熔体法生长单晶melt ④熔盐法生长单晶molten flux2. 气相法生长单晶①升华Sublimation- Condensation：将固体沿着温度梯度通过，晶体在管子的冷端从气相中生长的方法。
【常压升华（约1atm)：As、P、CdS 减压升华（<1atm): ZnS、CdI2、HgI2】②蒸气运输法Vapor transport growth：在一定的环境相下，利用载气来帮助源的挥发和输运，从而促进晶体生长的方法。
（常用载气：卤素W+3Cl2→WCl6）③气相反应法Vapor reaction growth：各反应物直接进行气相反应从而生成晶体的方法。
例：GaCl3+AsCl3+H2→3GaAs + 6HCl3. 溶液法生长单晶①溶液蒸发法：通过溶剂挥发的手段促进晶体析出②溶液降温法：在较高温度下制备出饱和溶液，利用溶解度随着温度下降而降低的原理，促进晶体析出③水热法：在高温高压下的过饱和水溶液中生长单晶的方法。
主要装置为：高压釜。
例子：水晶，刚玉，方解石，氧化锌以及一系列的硅酸盐，钨酸盐和石榴石等。
④温差水热法：高压釜内部因上下部分的温差产生对流，将高温的饱和溶液带至籽晶区形成过饱和溶液而结晶。
冷却析出部分溶质的溶液又流向高温区，溶解原料。
循环往复至单晶生长完成。
（图见右）4. 熔体法生长单晶①提拉法Czochralski method（会画示意图）提拉法是将构成晶体的原料放在坩埚中加热熔化，在熔体表面接籽晶提拉熔体，在受控条件下，使籽晶和熔体在交界面上不断进行原子或分子的重新排列，随降温逐渐凝固而生长出单晶体。
提拉法的生长工艺首先将待生长的晶体的原料放在耐高温的坩埚中加热熔化，调整炉内温度场，使熔体上部处于过冷状态；然后在籽晶杆上安放一粒籽晶，让籽晶接触熔体表面，待籽晶表面稍熔后，提拉并转动籽晶杆，使熔体处于过冷状态而结晶于籽晶上，在不断提拉和旋转过程中，生长出圆柱状晶体。
材料专业考研知识点总结
材料专业考研知识点总结一、材料科学基础知识1. 材料的结构与性能材料的结构与性能是材料科学基础知识中的重要内容，包括晶体结构、非晶体结构、晶体缺陷、晶体生长、固溶体、晶体取向和晶体生长等。
材料的结构与性能直接影响着材料的力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能和光学性能等。
2. 材料的工艺与制备材料的工艺与制备是材料科学基础知识中的另一个重要内容。
包括材料加工技术、材料成形工艺、材料表面处理工艺、材料热处理工艺、材料连接工艺等。
材料的工艺与制备直接决定了材料的结构和性能，对材料的性能起着至关重要的作用。
3. 材料性能测试与分析材料性能测试与分析是材料科学基础知识中的另一个重要内容。
包括材料性能测试方法、材料性能测试仪器、材料性能测试标准、材料性能测试结果分析以及材料性能测试结果的评价等。
材料性能测试与分析对材料的选择、设计和应用起着重要的指导作用。
4. 材料科学基础理论材料科学基础理论是材料科学基础知识中的核心内容，包括材料的微观结构与宏观性能的关系、材料的相变规律、材料的热力学、材料的动力学以及材料的物理学、化学学和力学学等。
材料科学基础理论对材料的研究、开发和应用起着重要的理论支撑与指导作用。
二、材料工程专业知识点1. 材料结构与性能材料结构与性能包括晶体结构、非晶体结构、晶体缺陷、晶体生长、固溶体、晶体取向、晶体生长以及材料性能的测试、分析和评价等。
材料结构与性能是材料工程专业知识点中的核心内容，对材料的应用性能起着至关重要的作用。
2. 材料工艺与制备材料工艺与制备包括材料加工技术、材料成形工艺、材料表面处理工艺、材料热处理工艺、材料连接工艺等。
材料工艺与制备是材料工程专业知识点中的另一个重要内容，对材料的结构和性能具有重要的影响。
3. 材料应用与设计材料应用与设计包括材料选择、材料设计、材料应用技术、材料选择原则、材料的优化设计以及材料的工程应用等。
材料应用与设计是材料工程专业知识点中的另一个重要内容，对材料的工程应用具有重要的指导作用。
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材料制备科学与技术朱世富知识点总结
1、晶格：空间点阵可以看成在三个坐标方向上无数平行坐标轴的平面彼此相交所形成的格点的集合体，这些集合体是一些网络，称为品格。
2、晶胞：空间点阵可分成无数等同的平行六面体，每个平行六面。
体称为晶胞。
3、熔盐生长方法（助熔剂法或高温溶液法，简称熔盐法）：是在高温下从熔融盐溶剂中生长晶体的方法。
4、蒸发沉积（蒸镀）：对镀膜材料加热使其气化沉积在基体或工件表面并形成薄膜或涂层的工艺过程。
5、溅射沉积（溅射）：用高能粒子轰击靶材，使靶材中的原子溅射出来，沉积在基底表面形成薄膜的方法。
6、离子镀：在镀膜的同时，采用带能离子轰击基片表面和膜层的镀膜技术。
7、外延：在单晶衬底上生长同类单晶体（同质外延），或者生长具有共格或半共格异类单晶体抑制外延的技术。
8、同质外延：外延层与衬底具有相同或近似的化学组成，但两者中摻杂剂或糁杂浓度不同的外延。
9、异质外延：外延层和衬底不是同种材料的外延，
10、溅射镀膜：用动能为几十电子伏的粒子束照射沉积材料表面，使表面原子获得入射粒子所带的一部分能量并脱离靶体后，在一定条件下沉积在基片上，这种镀膜方法称为溅射镀膜。
11、化学气相沉积(CVD):在一个加热的基片或物体表面上，通过一个或几种气态元素或化合物产生的化学反应，而形成不挥发的固态膜层或材料过程称为化学气相沉积。
12、化学溶液镀膜法：指在溶液中利用化学反应或电化学原理在基体材料表面上沉积成膜的一种技术。
13、化学镀：利用还原剂从所镀物质的溶液中以化学还原作用，在镀件的固液两相界面上析出和沉积得到镀层的技术。
14、阳极氧化法：铝、钽、钛、铌、钒等阀型金属，在相应的电解液中作阳极，用石墨或金属本身作阴极，加上合适的直流电压时，会在这些金属的表面上形成硬而稳定的氧化膜，这个过程称为阳极氧化，此法制膜称为阳极氧化法。
15、液相外延(LP):指含溶质的溶液（或熔体）借助过冷而使溶质在衬底上以薄膜形式进行外延生长的方法。
作业题如下：
晶体缺陷：实际晶体中原子规则排列遭到破坏而偏离理想结构的区域。
可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类。
点缺陷：是最简单的晶体缺陷，它是在结点上或邻近的微观区域内偏离晶体结构的正常排列的一种缺陷。
缺陷形成能：它的数值可以直接反应特定缺陷形成的难易程度，材料合成环境对于缺陷形成的影响，以及复合缺陷体系的稳定性等等。
位错能（或位错的应变能）：晶体中位错的存在会引起点阵畸变，导致能量增高，这种增加的能量称为位错的应变能，包括位错的核心能量和弹性应变能量。
柯氏气团：金属内部存在的大量位错线，在刃型位错线附近经常会吸附大量的异类溶质原子（大小不同吸附的位置有差别），形成所谓的“柯氏气团”。
位错反应：就是位错的合并与分解，即晶体中不同柏氏矢量的位错线合并为一条位错或一条位错线分解成两条或多条柏氏矢量不同的位错线。
过冷度：通常的熔体生长系统中，其中温度T略低于熔点Tm,亦即具有一定的过冷度。
界面能位垒：在表面能作用下，界面面积有缩小的趋势，便产生了附加压力，称界面能位垒均匀成核：
在亚稳相系统中空间各点出现稳定相的几率都是相同的，称为均匀成核
非均匀成核：在亚稳相系统中稳定相优先出现在系统中的某些局部，称为非均匀成核自发形核：靠液态金属自身形成晶核核心的形核方式非自发形核：靠液相中某些外来难熔质点或固体表面作为晶核核心的形
核方式成核率：单位时间，单位体积内能够发展成为晶体的晶核数，并以I表示平衡分配系数：指在固液两相体系达平衡状态时，溶质在两相
中的浓度的比值。
平衡凝固：在接近平衡凝固温度的低过冷度下进行的凝固过程。
成分过冷：凝固时由于溶质再分配造成固液界面前沿溶质浓度变化，引起理论凝固温度的改变而在液固界面前液相内形成的过冷。
成分偏析：是由于凝固或固态相变而导致的合金中化学成分的不均匀分布宏观偏析：指金属铸锭（铸件）中各宏观区域化学成分不均匀的现象。
胞状偏析：在小的成分过冷度条件下晶体以胞状生长时胞壁富含了较多的杂质。
树枝状偏析：合金以树枝状凝固时，枝晶干中心部位与枝晶间的溶质浓度明显不同的成分不均匀现象
居里乌尔夫定律：有热力学可知，在恒温恒压下，一定体积的晶体与溶液或熔体处于平衡态时，它所具有的形态应使其总的表面能降至最小奇异面：表面能级图上能量曲面上出现极小值的点所对应的晶面称为奇异面邻位面：取向在奇异面附近的晶面非奇异面：其他取向的品面界面相变熵。