材料合成与制备方法(金属篇) 复习总结
初中化学知识点归纳金属的制备与提取
初中化学知识点归纳金属的制备与提取初中化学知识点归纳：金属的制备与提取金属是自然界中常见的一类物质，它们具有良好的导电性、导热性、延展性和可塑性等特点，被广泛应用于工业生产和日常生活中。
在化学学习过程中，我们需要了解金属的制备与提取方法，以便更好地理解金属的性质和应用。
本文将对初中化学中与金属制备与提取相关的知识点进行归纳总结。
一、金属的制备方法1. 热还原法：金属的制备常采用热还原法，即将金属的化合物加热，使其发生化学反应，从中得到金属。
例如，通过高温加热氧化铁(Fe2O3)与还原剂（如煤炭）反应，可以制备金属铁：2 Fe2O3 + 3 C →4 Fe + 3 CO22. 电解法：某些金属的离子或化合物可以通过电解来得到。
例如，可以通过电解氯化钠溶液来制备金属钠：2 NaCl(l) → 2 Na(l) + Cl2(g)3. 化学法：有些金属可以通过化学反应得到。
例如，可以通过新月状金属镁与水反应，制备金属氢氧化镁：2 Mg(l) + 2 H2O(l) → 2 Mg(OH)2(s) + H2(g)二、金属的提取方法1. 熔融法：常用于提取高活性金属，即将金属的氧化物或硫化物与金属或碳一起加热至高温，使其发生还原反应。
例如，可以通过熔融法提取铝，将铝矾土与石碳反应：Al2O3 + 3 C → 2 Al + 3 CO2. 热还原法：将金属的氧化物与还原剂一起加热，分解氧化物生成金属。
例如，可以通过热还原法提取锌，将氧化锌与石碳反应：ZnO + C → Zn + CO3. 溶液法：通过溶液中的化学反应提取金属。
例如，可以通过溶液法提取铜，将硫化铜与稀硝酸反应：Cu2S + 4 HNO3 → 2 Cu(NO3)2 +2 NO2↑ + S↓ + 2 H2O三、金属的防腐方法金属容易被氧气、水和腐蚀性物质氧化和腐蚀，因此需要采取一些措施来防止金属的腐蚀。
1. 电镀：通过在金属表面镀一层防腐层（如镀铬、镀锌等），使得金属表面不易与空气和水接触。
金属制作知识点总结大全
金属制作知识点总结大全序言金属制作是一项古老而又重要的手工艺术，涵盖了金属加工、铸造、锻造、热处理等多个领域。
金属制作在现代工业中发挥着至关重要的作用，广泛应用于汽车、航空航天、建筑、机械制造等各个行业。
本文将对金属制作的相关知识点进行总结和介绍，希望能够为对此感兴趣的读者提供一些参考和帮助。
一、金属的基本性质1. 金属的种类金属是一类具有良好导电性、导热性和延展性的材料，常见的金属主要有铁、铝、铜、镁、钛、锌、镍等。
不同的金属具有不同的特性和用途，例如铁和钢具有较强的强度和韧性，广泛用于机械制造；铝具有较轻的质量和良好的耐腐蚀性，常用于航空航天和汽车制造等领域。
2. 金属的晶体结构金属的晶体结构是由金属原子通过离子键或金属键相连接而成的。
金属的晶体结构具有六边形密堆、面心立方、体心立方等多种类型，这些不同类型的晶体结构决定了金属的性质和用途。
3. 金属的物理性质金属具有良好的导电性和导热性，这是由于金属中电子的自由迁移而形成的；金属的延展性和韧性也很好，可以通过锻造、拉伸等方式加工成各种形状。
4. 金属的化学性质金属在化学反应中容易失去电子并形成阳离子，因此具有良好的还原性，常用于电解、炼金、还原等化学反应中。
同时，金属也具有较好的耐腐蚀性，例如铝和锌具有较好的耐蚀性，可用于制作耐腐蚀的设备和结构。
二、金属加工技术1. 金属切削加工金属切削加工是一种通过旋转刀具对金属进行切削的加工方法，包括铣削、车削、钻削等多种方式。
切削加工可以获得较高精度和表面质量的零件，广泛应用于机械制造和模具制造等领域。
2. 金属成形加工金属成形加工是一种通过压力将金属材料压制或拉伸成所需形状的加工方法，包括锻造、冲压、拉伸等多种方式。
成形加工可以获得各种复杂形状的零件，并且可以提高金属的强度和韧性。
3. 金属焊接技术金属焊接技术是一种通过熔化金属并将其连接成一体的加工方法，包括电弧焊、气体保护焊、激光焊等多种方式。
焊接技术可以将不同的金属材料连接在一起，形成复合结构和零件。
材料合成与制备复习资料
1.升华法：将固体在高温区升华，蒸气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。
（硫化物，卤化物，Cds，ZnS，CdI2，HgI2）2.在晶体生长过程中始终维持其过饱和度的途径有：（1）根据溶解度曲线，改变温度；（2）采取各种方法（如蒸发，电解等）减少溶剂，改变溶液成分；（3）通过化学反应来控制过饱和度。
化学反应的速度和晶体生长的速度差别很大，凝胶扩散使反应缓慢进行；（4）用亚稳相来控制过饱和度。
3.根据晶体的溶解度与温度的关系，溶液中生长晶体的方法：降温法，流动法（温差法），蒸发法，凝胶法。
4.降温法适用于溶解度和温度系数都较大的物质，并需要一定的为温度区间。
5.蒸发法生长晶体的基本原理是将溶剂不断蒸发减少，从而使溶液保持在过饱和状态，晶体便不断生长。
适用于溶解度较大而溶解度温度系数较小或为负值的物质。
6.晶体的水热生长法是一种在高温高压下的过饱和和水溶液中进行结晶的方法。
7.水热法的优点：（1）由于存在相变（α石英）可能形成玻璃体（由于高粘滞度而结晶很慢的那些硅酸盐）；在熔点时，不稳定的结晶相可以用水热法生长；（2）可以用来生长在接近熔点时蒸汽压高的材料（ZnO）或要分解的材料（VO 2）等；（3）适用用要求比熔体生长的晶体有较高完美性的优质大晶体或在理想配比困难时，要更好的控制成分的材料生长；（4）生长出得晶体热应力小，宏观缺陷少，均匀性和纯度也较高。
8.水热法的缺点：（1）需要特殊的高压釜和安全保护措施；（2）需要适当大小的优质籽晶，虽然质量在以后的生长中能够得到改善；（3）整个生长过程不能观察，生长一定尺寸的晶体，时间较长。
9.正常凝固法的特点是在晶体开始生长时，全部材料处于熔融态（引入的籽晶除外）。
在生长过程中，材料体系有晶体和熔体两部分组成，并且是以晶体的长大和熔体的减少而告终。
10.正常凝固法：晶体提拉法，坩埚移动法，晶体泡生法，弧熔法。
11.提拉法改进技术：（1）晶体直径的自动控制技术—ADC技术—不仅使生长过程的控制实现了自动化，而且提高了晶体的质量和成品率；（2）液相封盖和高压单晶炉—LEC技术—生长那些具有较高蒸气压或高离解压的材料；（3）磁场提拉法—MCZ技术—在提拉法中加一磁场，可以使单晶中得氧含量和电阻率分布得到控制和趋于均匀（单晶硅的成功制取）；（4）倒膜法—EFG技术—可以按照所需要的形状和尺寸来生长晶体，晶体的均匀性也得到了改善。
化学金属材料知识点
化学金属材料知识点化学金属材料是指通过化学方法制备得到的金属材料，具有特殊的化学性质和结构特征。
本文将从化学金属材料的制备方法、性质和应用三个方面进行介绍。
一、化学金属材料的制备方法化学金属材料的制备方法主要包括溶液法、电沉积法和化学气相沉积法等。
1. 溶液法：溶液法是通过溶液中金属离子的还原反应来制备金属材料。
常见的方法包括溶液浸渍法、沉积法和水热法等。
其中，溶液浸渍法是将金属离子溶液浸渍到基体材料中，然后经过热处理得到金属材料。
沉积法是利用金属离子在基体表面沉积成薄膜或涂层，常用于制备薄膜材料。
水热法是将金属盐溶液在高温高压条件下进行反应，生成纳米金属材料。
2. 电沉积法：电沉积法是利用电化学原理将金属离子在电极上还原成金属材料。
该方法具有操作简单、反应速度快、成本低等优点。
常用的电沉积方法有电化学沉积法、电刷镀法和电解沉积法等。
其中，电化学沉积法是通过在电解液中施加电流，使金属离子在电极上沉积成金属材料。
电刷镀法是利用电刷将金属离子刷到基体表面，形成金属涂层。
电解沉积法是通过在电解槽中施加电流，使金属离子在阳极上氧化，然后在阴极上还原成金属材料。
3. 化学气相沉积法：化学气相沉积法是通过将金属有机化合物或金属气体在高温条件下分解反应，生成金属材料。
常用的方法有热分解法、化学气相沉积法和物理气相沉积法等。
其中，热分解法是将金属有机化合物在高温下分解，生成金属颗粒。
化学气相沉积法是将金属有机化合物或金属气体与还原剂在高温条件下反应，生成金属材料。
物理气相沉积法是将金属气体在高温条件下通过蒸发和凝结的方式形成金属薄膜或涂层。
二、化学金属材料的性质化学金属材料具有许多特殊的性质。
1. 导电性：化学金属材料具有良好的导电性能，可以用于制备导电材料和电子元器件。
2. 热稳定性：化学金属材料具有较高的熔点和热稳定性，可以耐受高温环境。
3. 化学稳定性：化学金属材料对酸、碱和盐等化学物质具有良好的稳定性。
现代金属材料的制备与成型技术
现代金属材料的制备与成型技术一、金属材料的制备技术：1.熔炼法：熔炼法是制备金属材料最常用的方法之一、它通过将金属原料加热至熔化状态，然后通过冷却凝固形成所需形状的材料。
熔炼法可分为电熔法、真空熔炼法、坩埚熔炼法等。
2.粉末冶金法：粉末冶金是一种将金属粉末通过成形与烧结来制备金属材料的方法。
该方法不需要熔化金属，可直接使用金属粉末，在高压下成型成所需形状，然后通过烧结得到金属材料。
3.化学法：化学法是一种利用化学反应来制备金属材料的方法。
常见的化学法包括电解法、沉积法和溶液法等。
这些方法通过将溶解金属离子的溶液与适当的反应剂反应，使金属离子还原成金属固体。
4.气相沉积法：气相沉积法是一种利用高温高压条件下，使金属原料气化后沉积在衬底上的方法。
这种方法可以制备薄膜、纤维等金属材料。
二、金属材料的成型技术：1.锻造成型：锻造是一种将金属材料加热至一定温度后施以一定的力使金属发生塑性变形，从而得到所需形状的方法。
锻造可分为自由锻造、模锻造和挤压锻造等。
2.压力成型：压力成型是一种利用压力来使金属材料发生塑性变形，从而得到所需形状的方法。
常见的压力成型包括挤压、拉伸、连续模锻等。
3.粉末冶金成型：粉末冶金成型技术是指利用金属粉末进行成型的方法。
通过将金属粉末与适当的粘结剂混合，然后在高压下成形。
最后通过烧结将金属粉末与粘结剂固化在一起，得到所需形状的金属成品。
4.焊接与连接：焊接是一种将两个或多个金属材料通过加热、溶解或者高压连接在一起的方法。
常见的焊接方法有电弧焊接、气焊、激光焊接等。
除了焊接外，还有螺纹连接、铆接和胶粘连接等方法。
三、现代金属材料的设备与工具：1.熔炉：熔炉是用于将金属原料熔化的设备，它可以提供高温条件，使金属原料达到熔点，进行熔炼制备。
2.成型机床：成型机床是用于金属材料成型的机床设备，如锻压机、冲床、拉伸机等。
它们通过施加力或者压力，使金属发生塑性变形，得到所需形状。
3.烧结炉：烧结炉是用于粉末冶金制备的设备，它可以将金属粉末在高温条件下烧结成一体。
金属材料成型加工复习资料(名词解释、简答、论述)
塑性变形包括晶内变形和晶间变形。
通过各种位错运动而实现的晶内一部分相对于另一部分的剪切运动就是晶内变形，常温下有滑移和孪生，当T>0.5TR时，可能出现晶间变形，高温时扩散机理起重要作用。
孪生。
孪生后结构没有变化，取向发生了变化，滑移取向不变，一般孪生比滑移困难，所以形变时首先发生滑移，当切变应力升高到一定数值时才发生孪生，密排六方金属由于滑移系统少，可能开始就形成孪晶。
扩散对变形的作用：一方面它对剪切塑性变形机理可以有很大影响，另一方面扩散可以独立产生塑性流动。
扩散变形机理包括：扩散-位错机理；溶质原子定向溶解机理；定向空位流机理。
扩散-位错机理：扩散对刃位错的攀移和螺位错的割阶运动产生影响；扩散对溶质气团对位错运动的限制作用随温度的变化而不同。
溶质原子定向溶解机理：晶体没有受力作用时，溶质原子在晶体中的分布是随机的，无序的，如碳原子在α-Fe,加上弹性应力σ（低于屈服应力的载荷）时，碳原子通过扩散优先聚集在受拉棱边，在晶体点阵的不同方向上产生了溶解碳原子能力的差别，称之为定向溶解，是可逆过程。
定向空位机理则是由扩散引起的不可逆的塑性流动机理。
屈服强度是指金属抵抗塑性变形的抗力，定量来说是指金属发生塑性变形时的临界应力。
金属的实际屈服强度由开动位错源所需的应力和位错在运动过程中遇到的各种阻力。
实际晶体的切屈服强度=开动位错源所必须克服的阻力+点阵阻力+位错应力场对运动位错的阻力+位错切割穿过其滑移面的位错林所引起的阻力+割阶运动所引起的阻力。
面心立方金属单晶体的应力-应变曲线。
1.硬化系数θ较小，一般认为在此阶段只有一个滑移系统起作用，强化作用不大，称位易滑移阶段。
2.硬化系数θ最大且大体上是常数，对于各种面心立方金属具有相同的数量级，故称为线性硬化阶段。
3.硬化系数θ随变形量的增加而逐渐减小，故称为抛物线强化阶段。
面心立方金属形变单晶体的表面现象。
1.除了照明特别好（暗场），用光学显微镜一般看不到滑移线。
材料合成与制备方法(金属篇) 复习总结
材料合成与制备方法（金属篇）第一章单晶材料的制备1.单晶体经常表现出电、磁、光、热等方面的优异性能，广泛用于现在工业的诸多领域。
2.固—固生长法即是结晶生长法。
其主要优点是，能在较低的温度下生长；生长晶体的形状是预先固定的。
缺点是难以控制成核以形成大晶粒。
3.结晶通常是放热过程的证明：对任何过程有△G=△H-T△S,在平衡态时△G=0，即△H=T△S。
这里△H是热焓的变化，△S是熵变，T是绝对温度。
由于在晶体生长过程中，产物的有序度要比反应物的有序度要高，所以△S<0，△H<0，故结晶通常是放热过程。
4.应变是自发过程，而退火是非自发过程的证明：对于未应变到应变过程，有△E1-2=W-q,这里W是应变给予材料的功，q是释放的热，且W>q。
△H1-2=△E1-2+△（pv），由于△（pv）很小，近似得△H1-2=△E1-2。
而△G1-2=△H1-2-T△S=W-q-T△S，在低温下T△S可忽略，故△G1-2=W-q>0。
因此使结晶产生应变不是一个自发过程，而退火是自发过程。
（在退火过程中提高温度只是为了提高速度）5.再结晶驱动力：经过=塑性变形后，材料承受了大量的应变，因而储存大量的应变能。
在产生应变时，发生的自由能变化近似等于做功减去释放的热量。
该热量通常就是应变退火再结晶的主要推动力。
应变退火再结晶推动力可以由下式给出：△=W-q+G S+△G0。
这里W是产生应变或加工时所做的功，q是作为热而释放的能量，G S是晶粒的表面自由能，△G0是试样中不同晶粒取向之间的自由能差。
6.晶粒长大的过程是：形核—焊接—并吞。
其推动力是储存在晶粒间界的过剩自由能的减少，因此晶界间的运动起着缩短晶界的作用，晶界能可以看做晶界之间的一种界面张力，而晶粒的并吞使这种张力减小。
7.若有一个晶粒很细微的强烈的织构包含着几个取向稍微不同的较大的晶体，则有利于二次再结晶。
再结晶的驱动力是由应变消除的大小差异和欲生长晶体的取向差异共同提供的。
材料制备与合成复习资料
一化学热力学1.定义:化学热力学是将“热力学”运用于化学领域而产生的一门研究化学反应过程中能量变化的科热力学——是研究能量相互转换规律的科学。
研究的主要内容（1）化学反应能否发生，若发生，其能量如何变化；（2）化学反应的方向、限度及转化率。
特点1）只能解决化学反应能否发生，反应进行的方向、限度及反应过程中能量的变化问题；（2）不能解决反应机理，反应速度问题。
2.化学反应方向的判断（自发过程、热力学判据）自发过程定义：在一定条件下不需要外力作用或人为干预而能自动进行的过程。
特征：（1）自发过程具有不可逆性，即它们只能朝某一确定的方向进行。
（2）过程有一定的限度——平衡状态。
（3）有一定的物理量判断变化的方向和限度。
影响热力学自发过程自发进行方向的因素：（1）热量（2）系统混乱度任何自发过程都倾向于：（1）取得最低的能量（焓效应）；（2）取得最大的混乱度（熵效应）。
熵判据：Q/T=△S——可逆过程，系统处于平衡状态；Q/T<△S——不可逆过程，系统为自发过程；Q/T>△S——非自发过程。
亥姆霍兹函数判据：在定温、定容且W′＝0时，只能自发地向A 减小的方向进行, 直到ΔAT,V＝0 时,系统达到平衡。
吉布斯函数判据：定温,定压且W′＝0时,过程只能向吉布斯函数G减小的方向进行,直到ΔGT,p＝0时,系统达到平衡。
的反应相耦合，组成一个可以自发进行的反应，称作耦合反应常用的反应很多，可以进行适当的耦合反应，例如：（1）铜不溶于稀硫酸，但如充足供给氧气，则反应可以进行。
（2）配合物的生成往往也能促进反应的进行。
（3）H+与OH-的水合，也常常作为耦合反应的对象。
（4）难溶盐的溶解。
（4）反应条件的控制与选择（吕·查得里原理）如果改变平衡系统的条件之一（浓度、压力和温度），平衡就向能减弱这种改变的方向移动。
1、浓度对化学平衡的影响对于溶液中的化学反应：①当反应物浓度增大或产物浓度减小时，平衡向正向移动。
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材料合成与制备方法（金属篇）第一章单晶材料的制备1.单晶体经常表现出电、磁、光、热等方面的优异性能，广泛用于现在工业的诸多领域。
2.固—固生长法即是结晶生长法。
其主要优点是，能在较低的温度下生长；生长晶体的形状是预先固定的。
缺点是难以控制成核以形成大晶粒。
3.结晶通常是放热过程的证明：对任何过程有△G=△H-T△S,在平衡态时△G=0，即△H=T△S。
这里△H是热焓的变化，△S是熵变，T是绝对温度。
由于在晶体生长过程中，产物的有序度要比反应物的有序度要高，所以△S<0，△H<0，故结晶通常是放热过程。
4.应变是自发过程，而退火是非自发过程的证明：对于未应变到应变过程，有△E1-2=W-q,这里W是应变给予材料的功，q是释放的热，且W>q。
△H1-2=△E1-2+△（pv），由于△（pv）很小，近似得△H1-2=△E1-2。
而△G1-2=△H1-2-T△S=W-q-T△S，在低温下T△S可忽略，故△G1-2=W-q>0。
因此使结晶产生应变不是一个自发过程，而退火是自发过程。
（在退火过程中提高温度只是为了提高速度）5.再结晶驱动力：经过=塑性变形后，材料承受了大量的应变，因而储存大量的应变能。
在产生应变时，发生的自由能变化近似等于做功减去释放的热量。
该热量通常就是应变退火再结晶的主要推动力。
应变退火再结晶推动力可以由下式给出：△=W-q+G S+△G0。
这里W是产生应变或加工时所做的功，q是作为热而释放的能量，G S是晶粒的表面自由能，△G0是试样中不同晶粒取向之间的自由能差。
6.晶粒长大的过程是：形核—焊接—并吞。
其推动力是储存在晶粒间界的过剩自由能的减少，因此晶界间的运动起着缩短晶界的作用，晶界能可以看做晶界之间的一种界面张力，而晶粒的并吞使这种张力减小。
7.若有一个晶粒很细微的强烈的织构包含着几个取向稍微不同的较大的晶体，则有利于二次再结晶。
再结晶的驱动力是由应变消除的大小差异和欲生长晶体的取向差异共同提供的。
8.在应变退火中，通常在一系列试样上改变应变量，以便找到退火期间引起一个或多个晶粒生长所必须的最佳应变量或临界应变。
一般而言，1%~10%的应变足够满足要求，相应的临界应变控制精度不高于0.25%.9.均匀形核：形成临界晶核时，液、固相之间的自由能差能供给所需要的表面能的三分之二，另三分之一则需由液体中的能量起伏提供。
△G*=1/3A**σ。
10.非均匀形核：为了有效降低形核位垒加速形核，通常引进促进剂。
在存有形核促进剂的亚稳系统，系统空间各点形核的概率也不均等，在促进剂上将优先形核，这也是所谓的非均匀形核。
（1）平衬底球冠核的形成及形核率：可以看出f（m）的大小完全取决于衬底，流体与晶体间的界面能的大小，或者说决定于三相间的接触角θ。
主要有以下规律：①θ=0，f（m）=0，△G*=0，表明不需要形核，在衬底上流体可以立即变为晶体②θ=180，f（m）=1，此时衬底上非均匀形核的形成能与均匀形核的形成能完全相等。
由此可知，在生长系统中具有不同接触角的衬底在形核过程中所起的作用不同，可根据实际需要来选择衬底。
平衬底上有表面凹陷的影响：在衬底上形成胚团时，将一部分衬底与流体的界面转变为衬底与流晶体的界面。
衬底上的表面凹陷能有效增加晶体与衬底间的界面面积，因此能有效地降低胚团的形成能，使得胚团在过热条件下或不饱和条件下得到稳定。
11.Walff定理：在恒温恒压下，一定体积的晶体（体自由能恒定的晶体）处于平衡态时，其总界面自由能为最小，也就是说，趋于平衡态时，晶体将调整自己的形状以使本身的总界面能降至最小。
液体总界面能最小就是其界面面积最小，故液体的平衡形状只能是球状，而对于晶体，其所显露的面尽可能是界面能较低的晶面。
12.等温面（直拉法生长）：在某确定的时刻，炉膛内全部空间中，每一点都有确定的温度，而不同的点上温度可能不同，这种温度的空间分布称为温场。
若炉内的温场不随时间而变化，这样的温场称为稳态温场，若将温场中温度相同的空间各点联结起来，就形成了一个空间曲面，称为等温面。
13.控制晶粒直径（直拉生长法）：(1)控制加热功率（2）调节热损耗Q S（3）利用帕耳帖效应：利用气流控制晶体的直径的帕耳帖效应是热电偶的温差电效应相反的效应（4）控制提拉速率：在加热功率和热损耗不变的条件下，拉速越快则直径越小。
14.晶体旋转对直径的影响（直拉生长法）：晶体旋转能搅拌熔体，有利于熔体中溶质混合均匀，同时增加了熔体中温场相对于晶体的对称性，即使在不对称的温场中也能生出几何形状对称的晶体，晶体旋转还改变熔体中的温场，因而可以通过晶体旋转来控制固—液界面的形状。
15.定向凝固法生长晶体的基本思想：B—S方法的构思是在一个温度梯度场内生长结晶，在单一固-液界面上成核。
待结晶的材料通常放在一个圆柱形的干国内，使坩埚下降通过一个温度梯度，或使加热器沿坩埚上升。
加热炉一般设计为近似线性温度梯度结构，即炉内有一段温度梯度。
16.定向凝固法还常用于生长低熔点的非金属。
为了制备优质的CaF2，需防止CaO生成，所以原料要干燥，为了避免表面氧化，通常使用HF处理CaCl2，反应式为：CaCl2+2HF--CaF2+2HCl17.单晶高温合金一般采用定向凝固制备，有两种方法：一种为选晶法（自生籽晶法），另一种为籽晶法。
原理是具有狭窄截面的选晶器只允许一个晶粒长出它的顶部，然后这个晶体长满整个铸型腔，从而得到整体只有一个晶粒的单晶部件。
18.用提拉法生长晶体的一般原则：提拉法的要求之一就是平衡提拉速度和加热条件，从而实现正常生长，在籽晶体附近沿坩埚相似的热梯度和垂直于生长界面的热梯度在确定晶体的形状和完整性方面是有重要意义的。
为了保证均匀的外延生长，对于蒸汽压低的气体，可以用He、Ar、H2、N2等保护气氛。
提拉时，还要设计适当的冷却速度，避免冷却太快而引起晶体应变。
19.气相生长的方法和原理：（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运输结晶的一种生长晶体的方法。
（2）蒸汽运输法：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运输，可以促进晶体的生长。
（3）气相反应法：是利用气体之间的直接混合反应生成晶体的方法。
第二章非晶态材料的制备1.非晶态的概念：一般认为，组成物质的原子、分子的空间排列不呈周期性和平移对称性，晶态的长程有序收到破坏，只有由于原子间的相互关联作用，使其在小于几个原子间距的小区间内仍然保持形貌和组分的某些特征而具有短程有序，这样一类物质状态统称为非晶态。
2.非晶态的特性：（1）只存在于小区间内短程有序，在近邻和次近邻原子间的键合具有一定的规律性，而没有任何长程有序。
（2）它的衍射花样是由较宽的晕和弥散的环组成，没有表征晶态的任何斑点和条纹，用电镜看不到晶粒、晶界、晶格缺陷等形成的衍射反差。
（3）当温度连续升高时，在某个很窄的温区内，会明显发生结构相变，是一种亚稳态的结构。
3.非晶固体的形成条件：（1）晶核形成的热力学势垒要大，液体中不存在成核杂质（2）结晶的动力学势垒要大，物质在T m或液相温度处的年度要大（3）在粘度与温度关系相似的条件下，T m或液相温度要低（4）原子要实现较大的重新分配，达到共晶点附近的组成。
4.化学键特性是决定物质结构的最主要因素之一。
化学键表示原子间的作用力。
化学键的类型有：离子键、共价键、金属键、范德瓦尔斯键和氢键等。
5.当物质的组成和结构都相似时，键强将决定结晶的难易程度。
解离能是使某一化学键断裂所需要的能量；平均键能是指分子中所有化学键的平均键能之和，即化合物的生成热；力常数是指化学键对其键长变化的阻力。
力常数大，相应的解离能一般也较大。
随原子量增大，其原子电负性和化学键力常数下降，导致玻璃化倾向渐减。
6.非晶态的形成与稳定性理论：金属玻璃的形成与稳定性问题是研究者们十分关注的问题。
影响非晶态稳定性的因素也很多。
（1）动力学因素：实验发现金属玻璃的年度随着温度下降而积聚上升，特别是添加Cu 时，可使T m进一步下降，因而这些合金极易形成金属玻璃，增加动力学过程的稳定性。
关于粘度—温度关系一共有两种模型。
（2）合金化反应：在典型的金属玻璃合金中，至少由一种过渡金属和贵金属与一种类金属元素构成。
它们的组成通常位于低共熔点附近，并且在低共熔点处，其液相比晶体相更稳定，加之温度较低，因此容易形成稳定的金属玻璃。
通常杂质的存在将显著地增强金属玻璃的形成与稳定。
杂质的作用有三种：①气体杂质与元素的原子之间的强相互作用②杂质的加入将降低熔化温度，使过冷度减小③大小不同的原子造成结晶的动力学障碍。
（3）尺寸效应:大的原子尺寸差显著地增加了金属玻璃的形成能力及其稳定性。
（4）位形熵：位形熵是讨论金属玻璃形成与稳定性的最佳参量。
综上所述，相应的作用有限序列应该是：组元原子势垒—尺寸差效应—过冷度或冷却效率。
7.非晶态材料的结构模型：(1)微晶模型：该模型认为非晶态材料是由“晶粒”非常细小的微晶粒所组成。
根据这一模型，非晶态结构和多晶体结构相似，只是“晶粒”尺寸只有1nm或者几十纳米，即相当于几个到几十个原子间距。
微晶模型认为微晶内的短程序和晶态相同，但是各个微晶的取向是散乱分布的，因此造成长程无序。
这个模型简单明了，常用来表示金属玻璃结构。
（2）拓补无序模型：该模型认为非晶态结构的主要特征是排列的混乱度和随机性。
该模型强调结构的无序性，把短程有序看作是无规则堆积时附带产生的结果。
该模型有多种堆积形式，其中主要有无序密堆硬球模型和随机网络模型。
8.非晶态材料的制备原理：一般非晶态存成存在气态、液态和固态三者之间的相互转变。
要获得非晶，最根本的条件就是要有足够快的冷却速率，并冷却到材料的再结晶温度以下。
要得到大块非晶，即在较低的冷却速率下也能制得非晶材料，就要设法降低熔体的临界冷却速率，使之容易获得非晶相。
通常降低熔点可以使合金成分处于共晶点附近。
由热力学知识可知，要降低熔点，就要减小焓变或者提高熵变。
而增加合金中的组元数可以有效提高熵变，降低熔点，也就是说，多元合金比二元合金更容易形成非晶态。
9.非晶态材料的制备方法、（1）粉末冶金法：是一种制备非晶态材料的早期方法。
首先用液相急冷获得非晶粉末或将液相粉末法获得的非晶带破碎成粉末，然后利用粉末冶金方法将粉末压制或粘结成型，如压制烧结、爆炸成型、热挤压、粉末轧制等。
粘结成型时，由于粘结剂的加入使大块非晶材料的致密度下降，而且粘结后的性能在很大程度上取决于粘结剂的性质。
（2）气相直接凝聚法：由气相直接凝聚成非晶态固体。
采用的技术措施有：溅射、真空蒸发沉积、电解和化学沉积法和辉光放电法。
（3）液体急冷法：如果将液体金属以大于10的五次方摄氏度每秒的冷速急冷，使液体金属中比较紊乱的原子排列保留到固体，就可获得液态金属。