精细化工工艺学
第二章精细化工工艺学基础及技术开发ppt课件
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
（二）正交试验法
(参阅:侯化国,王玉民编.正交试验法[M].长春:吉林人民出版社.1985)
1.基本概念 正交试验法也叫正交试验设计法，它是用“正交表”来 安排和分析多因素试验的一种数理统计方法。这种方法 的优点是试验次数少，效果好，方法简单，使用方便， 效率高。
2.3 精细化工过程开发的一般规律
一个新的过程开发可分为三大阶段:
实验室研 究阶段
中间试 验阶段
工业化 阶段
提出新的技术路线、实验室 实验、测定数据、探索工艺 条件。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
单元反应
反应后处理
提纯、粉碎、干燥、 熔化、溶解、蒸发、 汽化、加热、冷却
蒸馏、精馏、吸收、 吸附、萃取、结晶、 冷凝、过滤、干燥
生产设备、生产流程
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
现在希望解决：(1)哪个因素起主要作用，哪个因素 是次要的?(2)各个因素中以哪个水平最好?(3)最优工 艺方案?
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
2．正交表
(1)定义 最简单的正交表是L4(23)
精细化工工艺学课件PPT课件
精细化工的发展历程与趋势
精细化工的发展历程
自20世纪50年代以来，随着科技的不断发展，精细化工逐渐成为一个独立的产业 。在过去的几十年中，精细化工经历了从传统化工向高科技产业的转变，不断涌 现出新的技术和产品。
萃取设备
利用物质在两种不混溶液体中的溶解度差异进行分离，有 混合澄清槽、萃取塔和离心萃取机等。特点包括高提取率 和低能耗。
设备的操作与维护
操作规程
遵循设备操作规程，确保安全、稳定 和高效运行。
日常维护
定期检查设备运行状况，清洁、润滑 和紧固部件，预防性维护可延长设备 使用寿命。
故障诊断
通过观察、听诊和触诊等方法诊断设 备故障，及时处理可避免生产中断。
精细化工的Байду номын сангаас类
根据应用领域和产品特点，精细化工可以分为多个子领域， 如医药中间体、农药中间体、功能材料、电子化学品等。
精细化工的特点与重要性
精细化工的特点
精细化工具有技术含量高、附加值高、产品种类多样、更新换代快等特点。同 时，精细化工对生产工艺和技术的要求非常高，需要不断进行技术创新和研发。
精细化工的重要性
，具有广泛的用途。
天然气化工原料
天然气是另一种重要的化工原 料，主要成分是甲烷，可用于
合成氨、甲醇等。
煤化工原料
煤是另一种化石燃料，通过煤 化工技术可以转化为各种化学
品，如甲醇、醋酸等。
农副产品化工原料
包括植物和动物资源，如淀粉 、葡萄糖、油脂、蛋白质等，
《精细化工工艺学》教学大纲
《精细化工工艺学》教学大纲一、课程说明1.课程的性质与内容本课程是一门精细化工技术专业课。
主要内容：简洁的有关精细化工工艺计算；各工艺的工艺流程设计技术，相关的环境污染及防治。
精细化工工艺专题主要含有表面活性剂；合成材料助剂；食品添加剂……等十大专题内容。
2.课程的任务和要求课程任务：为学生学习相关的精细化工专业技术学问和今后进行专业技术革新打好专业基础。
课程要求：使学生初步驾驭精细化工过程中的基础概念；简洁的工艺计算；精细化学品的生产原理、运用要求，设计原则及工艺原理流程。
3.教学中应留意的问题教学中应留意理论联系生产实际，突出应用，使学生尽量能够敏捷应用所学的学问。
本课程涉及面广，教学中要结合专业、工艺特点。
多举一些生活、应用中的实际事例结合相关的实物、教具和电化教学手段提高教学效果。
三、教学内容、要求及建议第一章绪论教学内容1.1精细化工的定义1.2精细化工的范畴和分类1.3精细化工的特点1.4精细化工的发展重点和动向教学要求：1.明确本课程的性质、任务和学习内容2.驾驭精细化学品、精细化工的概念，精细化工特点，精细化工范畴和分类教学建议：引言要激励学生学习好本课程，从精细化工的定义和特点入手，同时肯定要强调工艺原理流程的重要性，为后续课程章节进行铺垫。
其次章精细化工工艺学基础及技术开发教学内容：2.1精细化工的生产特性2.2精细化工工艺学基础2.3精细化工的技术开发教学要求：1.熟识精细化工工艺生产流程2.驾驭精细化工工艺学基础相关的计算及概念3.熟识配方设计原理4.了解精细化工技术开发与市场的关系第三章表面活性剂教学内容：3.1概述3.2阴离子表面活性剂3.3阳离子表面活性剂3.4两性离子表面活性剂3.5非离子表面活性剂教学要求 :1.熟识表面活性剂的有关概念；分类；性质2.驾驭柳酸酯盐型阴离子表面活性剂反应原理及雾化法连续硫酸化原理流程3.驾驭硫酸盐型阴离子表面活性剂（烷基苯环磺酸盐）生产工艺路途，磺化反应的基本规律，主要反应方程和反应等4．驾驭硫氯化法；水光磺氯化法等支取磺酸盐的工艺原理流程5.熟识 TO 反应器制取磺酸或硫酸化产物的相应设备和流程6.了解泵式发烟硫酸磺化工艺流程7.了解其他表面活性剂性能、制取原理教学建议：从本章节起先内容的好用性与生产实际的结合方面加强，教学一般按下列程序进行。
精细化工工艺学
三、转化率
反应掉的 A 量占通入反应器 A 量的百分数。 xA=反应掉原料 A 的量/通入原料 A 的量； 四、选择性转化为目的产物消耗的 A 量与反应掉 A 的总量之比。 S=转化为目的产物的 A 量 /反应掉的 A 量； 五、 收率生成目的产物消耗 A 的摩尔数与通入反应物 A 的摩尔数之比。 yp=转化为目的产物 的原料 A 量/通入的原料 A 量 转化率、选择性、收率之间的关系： 收率=转化率×选择性. 六、质量收率 yw= 所得目的产物的质量/通入某反应物的质量 ； 七、 单程转化率和总转化率对有循环物料的反应系统， 单程转化率指原料一次通过反应器时 的转化率；总转化率指原料经过整个系统的转化率。 2.3 化学反应器 一、间歇操作和连续操作 间歇操作是将反应物料一次加入反应器中， 经一定时间完成特定的反应后， 将产物从反 应器中取出。 连续操作是将各种反应物按一定比例和恒定的速度连续加入反应器中， 同时以恒定的速 度连续排出反应产物。
化：
2、脂肪酸中和：RCOOH+NaOH ——>
RCOONa+H2O 肥皂作为洗涤剂的特点：无毒、安全有效；缺点（1）在冷水中溶解度差，在酸性介质中会 生成不溶性的脂肪酸； （2）不耐硬水，在硬水中会形成不溶性的金属皂，如： RCOOCa 、 R CH 2 CH CH 2 R CH 2 CH CH 2 CH CO H O CH CH 2 CH CH O RCOOMg，它们无去污能力，且会沉积在衣服上使衣服变黄 . R CH 2 CH==C H 2 + CO CO CO CO CH CO O 二、多羧酸皂 OH OH
三、其它羧酸皂(1、松香皂 2、N-酰基氨基羧酸盐 3、聚醚羧酸盐) 3.2.2 硫酸酯盐型阴离子表面活性剂 高级醇及其它含 的化合物均可硫酸化生成硫酸酯盐。 含双键的烯烃也可硫酸化生成 H 2 S O -OH N aO H 4 R O S O 3H R OH R O S O 3N a 硫酸酯盐，经中和后得到各种硫酸酯盐型表面活性剂性剂概述; 一．表面活性 １．界面与表面的概念 界面：物质相与相的分界面。 在各相间存在：气-液、气-固、液-液、液-固和固-固 五种界面。* 表面：当组成界面的两相中有一相为气相时，称为表面。 ２．表面张力：在两相(特别是气-液)界面上，处处存在着一种张力，它垂直与表面的边界， 指向液体方向并与表面相切。把作用于单位边界线上的这种力称为表面张力，用 g 表示， 单位是 N·m-1。 3.表面活性： 如果 a 物质能降低 b 物质的表面张力，通常可以说 a 物质(溶质)对 b 物质(溶 剂)有表面活性 二.表面活性剂 1.概念：加入溶剂中可使溶剂的表面张力大大降低并可明显改变体系的表面状态的物质。 2.表面活性剂的结构特征：结构特征：双亲媒性（两亲结构）—部分是由疏水亲油的碳氢链 组成的非极性基团， 另一部分为亲水疏油的极性基。 这两部分分别处于表面活性剂分子的两 端。为不对称的分子结构。 表面活性剂的基本性质： （1）表面定向：表面活性剂溶液较稀时，其分子在溶液表面形成定向排列。 （2）形成胶束：随表面活性剂浓度逐渐提高，溶液表面形成了单分子膜，溶液中开始形成 胶束。 （3）临界胶束浓度：指表面活性剂形成胶束的最低浓度。 （4）多功能性：具有发泡、消泡、乳化、润湿、去污等功能 表面活性剂分类：1、离子型表面活性剂（阴离子型：主要有四大类（羧酸盐型 、硫酸酯盐 型、磺酸盐型、磷酸酯盐型 ） ；阳离子型（胺盐型 季铵盐型） ；两性离子型（氨基酸型、 甜菜碱型 ） ）2、非离子型表面活性剂（聚氧乙烯型：RO（CH2CH2O）nH 多元醇型） 。 三、表面活性剂的物化性质
精细化工工艺学课件
1.7 精细化工工艺学的内涵
精细化工工艺学是指从初级原料、次级
原料到精细化工产品的加工方法和过程。
各个生产单元按照一定的目的要求，有
机地组合在一起，形成一个完整的生产工艺
过程，并用图形描绘出来，即工艺流程图。 其方法和过程可以采用化学反应，也可 采用复配技术，但这些方法和过程应该是技 术上可行的、工艺上先进的、经济上合理的、 环保上允许的。
主讲：刘秀奇
1.1 精细化工的定义
精细化工是生产精细化学品的工业。 精细化学品这个名词，沿用已久，原指产量小、纯度 高、价格贵的化工产品，如医药、染料、涂料等。但 是，这个含义还没有充分揭示精细化学品的本质。 欧美一些国家把产量小、按不同化学结构进行生产和 销售的化学物质，称为精细化学品(fine chemicals)； 把产量小、经过加工配制、具有专门功能或最终使用 性能的产品,称为专用化学品(specialty chemicals)。
1.7 精细化工工艺学的内涵
2、化学反应过程
鉴于精细化学品的特点，精细化学品的生产
方式是多种多样的。以合成为主的精细化学品生
产，需要明确采用何种合成路线，即选用什么原 料，经由哪几步单元反应来制备目的产物。 反应过程中涉及的问题： (1)操作方式（连续、间歇）
(2)能量供给、移出方式
(3)催化反应
2.2 增塑剂
并非每种塑料都要添加增塑剂，如聚丙烯和聚 乙烯，它们不用增塑剂就能制造出薄膜，另有些树 脂，如不添加增塑剂就不能制造出软质制品，如聚 氯乙烯和聚苯乙烯等。
2.2 增塑剂
二、增塑剂的分类
1 相溶性： 主增塑剂 辅助增塑剂 4 2 分子结构： 单体型 聚合型 功能： 适用型 专用型 5 化学结构： 酯类 环氧类 含氯类 作用方式： 内增塑剂 外增塑剂
精细化工工艺学习题及答案
精细化工工艺学习题及答案1. 精细化工工艺的定义是什么？精细化工工艺是指利用先进的化学过程技术和工艺手段，将原料转化为高附加值、高纯度和高质量的化学品的制造过程。
2. 精细化工的主要产品有哪些？精细化工的主要产品包括精细有机化合物、功能材料、医药化学品及其中间体、光学材料、电子材料、催化剂等。
3. 精细化工工艺的关键技术是哪些？精细化工工艺的关键技术包括分离纯化技术、化学反应工艺技术、催化反应技术、小批量生产技术、精密控制技术以及安全环保技术。
4. 精细化工工艺中，产品的纯度要求是什么？精细化工工艺中，产品的纯度要求非常高，一般需要达到高纯度、无杂质、无光、无声、无味、无臭等要求。
5. 精细化工工艺中，如何选择合适的反应器？在精细化工工艺中，选择合适的反应器主要考虑反应物之间的化学性质、反应条件、反应过程和产品的纯度等因素，常用的反应器有搅拌桶反应器、半管式反应器、固定床反应器、搅拌槽反应器等。
6. 精细化工工艺中，如何实现分离纯化？在精细化工工艺中，分离纯化是非常关键的步骤，一般采用结晶、蒸馏、萃取、吸附、膜分离等技术，根据需要可组合多种技术进行分离纯化。
7. 精细化工工艺中，如何实现控制质量？在精细化工工艺中，控制质量是至关重要的，采用现代计算机控制和数据采集技术，可以对反应和分离过程进行精密控制和实时监测，从而实现控制质量的目的。
8. 精细化工工艺中，如何实现安全环保？在精细化工工艺中，安全环保是必须要重视的问题，采用现代的安全管理技术可以有效地保障生产运行安全，减少环境污染，保护生态环境。
例如采用自动化系统和监测设备进行实时监测、添加催化剂和反应物时要注意控制温度和压力、对废水和废气进行处理等。
《精细化工工艺学》课件
应急处理与事故预防
应急预案
制定针对不同类型事故的应急预案，确保在 紧急情况下能够迅速、有效地应对。
事故预防措施
通过技术改进、安全培训和定期检查等手段 ，预防事故的发生。
CHAPTER
06
精细化工新产品开发与技术进 展
新产品开发的过程与策略
市场需求调研
通过市场调查和数据分析，了解消费者需求和行 业趋势，为新产品开发提供方向。
化和自动化。
国内外精细化工行业的比较与借鉴
国际精细化工行业的发展现状与趋势
01
了解国际精细化工行业的最新发展动态和趋势，包括新产品开
发、技术进步和市场拓展等。
国内精细化工行业的现状与挑战
02
分析国内精细化工行业的发展现状和存在的问题，探讨行业发
展的机遇和挑战。
国内外精细化工行业的比较与借鉴
03
通过比较国内外精细化工行业的差异和特点，借鉴国际先进经
煤
煤是另一种重要的化石燃料，通过不同的 处理方法可以得到酚类、吡啶类等含氧化 合物。
产品的种类与应用
表面活性剂
如肥皂、洗涤剂、化妆品等， 用于清洁、美容、工业等领域 。
药物与农药
如抗生素、杀虫剂等，用于医 疗、农业等领域。
高分子材料
如合成纤维、合成橡胶等，广 泛应用于纺织、交通、建筑等 领域。
香料与染料
04
绿色化学技术
利用绿色化学原理和技术，减 少或消除对人类健康和环境的 负面影响，实现可持续发展。
生物技术
利用生物工程和酶催化等技术 ，开发高效、环保的化工生产
工艺。
纳米技术
利用纳米材料和纳米技术，提 高产品的性能和附加值，拓展
精细化学品的应用领域。
精细化工工艺学第四版课后(宋启煌)总结
精细化工工艺学第四版课后(宋启煌)总结摘要：一、精细化工工艺学概述二、精细化工产品的特点与分类三、精细化工工艺的基本原理四、精细化工生产工艺流程与设备五、精细化工安全与环保六、发展趋势与前景正文：一、精细化工工艺学概述精细化工工艺学是一门研究精细化工产品生产过程的科学。
精细化工产品具有高附加值、特殊功能和广泛应用的特点。
在学习精细化工工艺学时，我们需要了解精细化工的发展历程、研究领域、应用范围等基本知识。
二、精细化工产品的特点与分类1.特点：精细化工产品具有以下特点：高效、专用、多功能、环保、高附加值。
2.分类：根据产品性质和用途，精细化工产品可分为以下几类：（1）化学品：如表面活性剂、黏合剂、涂料等；（2）功能材料：如电子材料、光学材料、纳米材料等；（3）医药与生物化工产品：如药物、保健品、生物制品等；（4）食品添加剂：如防腐剂、抗氧化剂、增稠剂等；（5）农业化学品：如农药、肥料、饲料添加剂等；（6）其他精细化工产品：如化妆品、洗涤剂、香料等。
三、精细化工工艺的基本原理精细化工工艺学的基本原理包括化学反应动力学、化学平衡、传递过程、单元操作等。
了解这些原理有助于我们更好地掌握精细化工生产过程中的关键环节。
四、精细化工生产工艺流程与设备1.工艺流程：精细化工生产工艺流程包括原料准备、反应过程、分离与纯化、产品成型等环节。
2.设备：根据生产工艺要求，选择合适的设备，如反应釜、离心机、过滤器、蒸发器、干燥器等。
五、精细化工安全与环保1.安全：在精细化工生产过程中，要重视安全生产，加强防火、防爆、防毒等措施。
2.环保：精细化工生产过程中要严格遵守环保法规，减少废水、废气、废渣等污染物的排放。
六、发展趋势与前景1.绿色化：发展绿色化学，实现原料、过程和产品的绿色化；2.高端化：提高产品技术含量，满足高档次市场需求；3.一体化：产业链整合，提高资源利用效率；4.技术创新：加强产学研合作，推动技术创新；5.国际化：加强国际合作，扩大国际市场份额。
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§1－2 精细化工产品的特性 一、研发特性 1、知识高度密集 高知识密集度＋低资本密集度＝经济效益
项 目 行 业 机械加工 化工 知识 密集度 100 248 资本 密集度 化学工业的0.3~0.5 化肥工业的0.2~0.3
医药
340
石化工业的0.1
2、研发难度大
因功能性、安全性要求以及市场竞
1、投资效率高（但成功率低）； 2、利润率高（20％以上）。
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§1－3 精细化工在国民经济中的地位
1、农业 ——农药、兽药、饲料添加剂、微 肥、生长调节剂等； 2、生物技术 ——30％的精细化工产品由生 物化学技术生产； 3、信息技术——分子电路、电子化学品等； 4、能源技术——太阳能储存等； 5、航天技术——C纤维、胶粘剂等。
二、生产特性
1、综合流程和多功能装置 特点：因流程长、产量小、变化大，故以 多功能、综合化为主调； 设计方案多采用以反应和单元操作 相组合的理念来设计生产装置。如，日本的 “万能锅”等柔性装置。 2、制剂加工技术 提高产品的应用性能。
3、采用复配技术 即配方技术。可提高产品的功能 性，降低成本，增加品种。该技术 是关键技术，也是专利保护对象。 4、商品标准化技术 如GB、QB等。
§1－5 本课程性质和基本内容
性质：专业课； 内容：精细化工概况、技术范畴、重 要系列产品、合成原理、生产工艺、 性能应用、发展趋势。
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思考题：
1、精细化学品的研发特性？ 2、根据本课程知识范畴，结合就业意 向，谈谈你应具备何种素质？
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2
无机精细化学品与材料
二、精细化工在国民经济中的 地位：
1、精细化率：精细化工产值／化学工业产值。 2、地位：精细化率大小是衡量一个国家化工发 达程度的标志之一。 日本：57～62％； 德国：56～60％； 美国：53～55％； 中国：15％／80年，27.8％／91年，32％95年， 目前为54％以上 （注：石化工业标志为乙烯产量。）
四、商业特性
1、市场从属性： ［市场、技术、原料］
［流程、设备、控制、
检测、环保、标准）化等］
信息（调研） 场
决策 研发 生产
市
［ 配方、工艺、设备、检测、安全评价等］
2、垄断性和排它性 专利权、技术秘密。如可口可乐配 方。 3、应用技术和技术服务。 二者是商品质量的补充。
四、经济特性
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二、非晶化技术
材料属热力学亚稳态； 金属及合金、半导体、电介质、离子导 体、高聚物、氧化物玻璃等多种物类； 材料具有高韧性，高耐腐蚀性，低磁致 伸缩，低磁致损耗，高电阻，超导性， 耐放射性等。 工艺技术： （1）合金：速冷 （2）半导体： 非晶态硅技术等。
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§1－4 精细化工产品发展趋势和重点
一、趋势 1、精细化率迅速增长 54～55％。 2、新品种迅速增长 应用领域的拓宽促使品种迅速增长。 3、高新技术促进精细化工产品的发展 采用信息技术、生物技术、新材料技术、 新能源技术。
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二、重点 1、掌握先进技术，优先发展关键技术。 软件：催化、生物、分离、超细、复配技术等。 硬件：综合流程、多功能多用途装置、控制、检测 技术仪器设备 2、以技术开发为基础，创新产品。 发展方向：功能高分子材料、电子材料、精细陶瓷、 超细材料、生化制品等。 (我国“十五”“863”计划中明确提出了发展特种功 能 材料及技术的战略 ) 3、培养高素质精细化工专业人才。 2018/10/5 16
争等，产品研发难度大，成功率低， 研发费用高、周期长。 如：农药10～12年，费用2.31亿美 元。
3、技术和产品更新快
如： 电子工业要求高纯度、高性能化 学品和材料； 环境问题要求高转化率、高选择 性的催化剂； 生命安全要求新的医药等。
4、质量要求高
纯度高。如电子化学品4～6个9； 稳定、寿命长、安全。如农药； 功能性强。 功能性强是产品质量的重要标志之 一，如农药、医药、化妆品等。
三、超细化工艺技术
1、粒径 2、性能 “表面效应”和“体积效应”。 熔点低，化学性质活泼，磁性强， 热传导好，对电磁波异常吸收等。 3、制备 机械法、物理－化学法（气相法、 液相法、固相法）。
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四、表面改性化技术
1、无机改性 2、有机改性 3、复合改性。
五、薄膜化技术
思考题： 1、画出冷冻干燥法工艺流程并指出其关键环节。 2、表面改性的目的？有哪几类？ 3、有机改性剂的作用原理？
三、精细化学品分类
各国的分类情况差别很大，随着科技的 发展，其分类越来越细。如日本1984年 版《精细化工年鉴》共分为35类，1985 年又分为51类。主要有：医药、农药、 合成染料、表面活性剂等。 我国对精细化工品分为11类，1986年5月 10日《中国化工报》公布：
1.农药 2.染料 3.涂料（包括油漆和油墨） 4.颜料 5.试剂和高纯物 6.信息用化学品 7.食品和饲料添加剂 8.粘合剂 9.催化剂和各种助剂 10.化工系统生产的化学原料药和日用化学品 11.功能高分子材料
§1 概述
一、定义 精细化工产品定义：又称精细化学品。 对基础化学品进行深加工而制得的有一 定（或特定）用途的、小批量生产的系 列化学品。 精细化工产品的特点：产品门类多、牌 号多、商品性强、投资少、利润大、更 新换代快、技术密集、竞争性强。 精细化工定义： 精细化学工业的简称，是生产精细化工 产品工业的总称。
§2－1 概述 一、分类与研究范畴 二、国民经济中的地位 三、发展趋势 1、立足资源，向精细化、专业化发展； 2、大力发展与信息、生命科学和材料科 学相关的产品； 3、注意开发新工艺技术以及型产品功能。
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§ 2－ 2
精细化工艺技术
一、单晶化技术 通过改变晶态，赋予材料光、电、 热、磁、声、力学性能等。 如焰熔法（激光红宝石）、引上法、 导膜法（片状蓝宝石、硅等）、梯度 法（蓝宝石单晶）。