材料制备原理
晶体材料制备

晶体材料制备晶体材料制备是指通过一系列化学、物理、热学等方法,将物质由无序状态转变为有序排列的晶体结构,从而获得具有特定功能和性质的材料。
晶体材料的制备过程需要考虑多个方面的因素,如材料选择、晶体生长方法、晶体生长条件等。
本文将对晶体材料制备的基本原理和常见方法进行探讨。
一、晶体材料的选择晶体材料可以分为有机晶体材料和无机晶体材料两大类。
有机晶体材料包括有机分子晶体和有机高分子晶体,无机晶体材料包括无机溶液晶体和无机固体晶体。
在进行晶体材料制备时,需要根据具体应用需求选择不同的材料。
二、晶体生长方法晶体生长方法可以分为溶液法、气相法和熔融法等多种。
其中,溶液法是最常用的晶体生长方法之一。
1.溶液法:溶液法是通过在溶液中使溶质达到过饱和状态,然后通过温度变化、溶剂挥发等方法促使溶质从溶液中析出来形成晶体。
这是一种简单易行的晶体生长方法,适用于多种晶体材料的制备。
2.气相法:气相法是指将物质的气相逐渐降低温度,使其在固态下凝结成晶体。
常见的气相法包括气相输运法、凝结法和附加剂法等。
气相法适用于高熔点或易挥发物质的晶体制备。
3.熔融法:熔融法是通过将材料加热至熔点以上,使其熔化成液态,然后缓慢冷却使其形成晶体。
熔融法适用于高熔点材料的制备。
三、晶体生长条件晶体的生长受到温度、压力、溶液浓度、晶种种类等因素的影响。
在晶体材料制备过程中,需要控制这些因素以达到理想的晶体生长条件。
1.温度:温度是晶体生长的重要参数之一,过高或过低的温度都会影响晶体的生长速率和晶体质量。
通常需要通过试验确定最佳的生长温度。
2.压力:压力会影响晶体生长过程中的物质输运和晶体结构的稳定性。
在晶体的生长过程中,需要控制合适的压力以获得高质量的晶体。
3.溶液浓度:溶液浓度影响溶质在溶液中的过饱和度,从而影响晶体生长速率和晶体的形态、尺寸等。
通过调节溶液浓度,可以控制晶体的形貌和晶体生长速率。
四、晶体材料制备的应用领域晶体材料制备广泛应用于光电子器件、传感器、催化剂、生物医学等领域。
材料设计与制备的原理与方法分析

材料设计与制备的原理与方法分析材料设计与制备是现代材料科学领域的两大支柱,是材料科学的核心内容之一。
材料设计就是通过各种手段和方法以先进的知识、技术和理论为基础,采用定量的方法,结合材料科学、计算机科学等多学科知识,将新材料的性能优化和设计整个过程进行规划和管理。
而制备技术则是将设计好的材料的特性进行研究及生产过程中制备出所设计的材料。
材料设计与制备有着密不可分的关系。
材料的性质很大程度上取决于其制备的过程,而材料的设计中也应考虑到制备工艺中所遇到的问题。
本文将主要阐述材料设计与制备的原理与方法分析。
一、材料设计的原理1、结构与组份的作用原理材料的性质是由其微观结构的作用、组份的选择与含量、制备工艺及加工工艺、使用环境等多方面因素决定的。
材料设计的原理主要是找到合理的建模方法,建立材料的结构模型,然后根据材料的形态、组合、相互作用力等因素,通过计算机模拟来寻求最优化的材料设计方案。
2、量化计算的原理量化计算是材料设计的核心方法之一。
通过建立科学的计算方法来解决材料设计问题,可将多种影响因素和复杂的作用关系组合成数学或物理模型,在计算机上进行模拟计算,从而得到材料的相关性能参数。
材料的设计是一个复杂的动态过程,需要建立合适的计算模型和计算方法,才能快速、准确地推出各自材料的相关设计参数。
3、计算机仿真方法的原理计算机仿真是材料设计的核心技术之一。
计算机仿真方法是通过计算机对建立的材料模型进行仿真,并在这个过程中对模型进行修正和优化,以获得材料的最佳性能和提高材料的精度和可靠性,从而实现材料的设计和制备。
二、材料制备的原理1、物质结构控制的原理材料制备过程中,通过物质结构分布的控制可以改变材料的物理和化学性质,如分子组分、分配状态、各向异性等。
制造过程中科学地控制这些物质结构,对材料的性能和特性进行精细调控,可以获得满足各种应用要求的材料。
在实际制备过程中,可以通过粉末冶金、精密制造、薄膜制造、电化学等加工方法达到物质结构的调控。
plga纳米颗粒制备的原理

plga纳米颗粒制备的原理PLGA纳米颗粒是一种常用的纳米材料,它具有广泛的应用前景和研究价值。
PLGA是由聚乳酸(PLA)和聚乙二醇(PEG)共聚合而成的共聚物,具有生物相容性和可降解性。
制备PLGA纳米颗粒的原理如下:1. 溶剂溶解法:将PLGA溶解在有机溶剂中,如二甲基亚砜(DMSO)或氯仿。
然后,将药物或其他活性物质溶解在溶剂中。
接下来,将药物溶液缓慢滴加到搅拌的水相中,形成一个油滴。
由于PLGA在水中不溶,油滴会形成一个稳定的乳液。
随着搅拌的进行,有机溶剂会逐渐挥发,使PLGA凝聚成固体颗粒,并将药物包裹在内部。
2. 油包水乳化法:将PLGA溶解在有机溶剂中,如氯仿或甲醇。
然后,将药物或其他活性物质溶解在溶剂中。
接下来,将药物溶液加入到含有表面活性剂的水相中,形成一个油滴。
通过搅拌和超声处理,油滴会被分散在水相中,形成一个乳液。
随着有机溶剂的挥发,PLGA凝聚成固体颗粒,并将药物包裹在内部。
3. 沉积法:将PLGA溶解在有机溶剂中,如甲苯或二氯甲烷。
然后,将药物或其他活性物质溶解在溶剂中。
接下来,将药物溶液滴加到搅拌的水相中,同时加入表面活性剂。
由于PLGA在水中不溶,药物溶液会沉积在水相中,形成固体颗粒。
4. 胶体磨砂法:将PLGA溶解在有机溶剂中,如氯仿或二氯甲烷。
然后,将药物或其他活性物质溶解在溶剂中。
接下来,将药物溶液与研磨介质(如玻璃珠)一起放入磨砂机中,进行高速搅拌。
通过机械力和剪切力,药物和PLGA会被研磨成纳米颗粒。
PLGA纳米颗粒制备的关键是选择合适的溶剂、药物溶液浓度和搅拌条件。
溶剂的选择应考虑PLGA的溶解度和药物的溶解度。
较高的溶剂浓度和较强的搅拌条件有利于形成较小的纳米颗粒。
此外,添加表面活性剂可以提高纳米颗粒的稳定性。
PLGA纳米颗粒具有许多优点,如可控的颗粒大小、药物缓释效果好、生物相容性好等。
因此,它在药物传递、基因传递和疫苗传递等领域得到了广泛的应用。
水凝胶的制备原理

水凝胶的制备原理水凝胶是一种具有三维网状结构的高分子材料,其制备原理主要通过聚合反应实现。
水凝胶具有较强的吸水性能和保水性能,被广泛应用于医药、农业、环境保护等领域。
本文将详细介绍水凝胶的制备原理及其应用。
一、水凝胶的制备原理水凝胶的制备原理主要涉及两个关键步骤:单体聚合和交联反应。
1. 单体聚合单体聚合是水凝胶制备的第一步。
单体是指能够进行聚合反应形成高分子聚合物的物质。
常见的单体有丙烯酸、丙烯酰胺等。
单体在适当的反应条件下,如温度、催化剂等的作用下,发生聚合反应,形成线性高分子链。
2. 交联反应交联反应是水凝胶制备的关键步骤。
交联是指将线性高分子链通过化学键或物理结构连接在一起,形成三维网状结构。
交联可以增强水凝胶的稳定性和力学性能。
交联反应可以通过多种方法实现,如化学交联、物理交联等。
化学交联是指在单体聚合的同时引入交联剂,交联剂与单体发生反应,形成化学键连接。
常见的交联剂有甲醛、甲基丙烯酸酯等。
化学交联反应需要适当的温度和时间来控制交联程度。
物理交联是指通过物理相互作用力将线性高分子链连接在一起,形成物理结构。
常见的物理交联方法有冷冻干燥、热凝胶等。
物理交联反应相对简单,但其稳定性和力学性能较差。
二、水凝胶的应用水凝胶具有良好的吸水性能和保水性能,被广泛应用于各个领域。
1. 医药领域水凝胶在医药领域有着重要的应用。
例如,水凝胶可以用作口腔粘膜贴剂,可以在口腔黏膜上形成保护性薄膜,具有缓解疼痛、促进伤口愈合等作用。
此外,水凝胶还可以用于制备人工角膜、人工关节等医疗器械。
2. 农业领域水凝胶在农业领域有着广泛的应用。
水凝胶可以增加土壤保水性能,提高土壤肥力,促进植物生长。
此外,水凝胶还可以用于植物保护剂的载体,提高植物保护剂的利用率和效果。
3. 环境保护领域水凝胶在环境保护领域有着重要的应用。
例如,水凝胶可以用于污水处理,吸附和分解有机污染物。
此外,水凝胶还可以用于土壤修复,吸附和稳定重金属离子,减少土壤污染。
正极材料制备原理

正极材料制备原理
正极材料是锂离子电池中的关键部分,其制备原理可以总结为以下几点:
1.选择合适的材料:正极材料应具备较高的放电容量和电化学
稳定性。
常用的材料包括钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、三元材料(LiNiCoMnO2)等。
2.原料处理:选取合适的原料进行处理,如粉末研磨、高温煅
烧等。
这些处理过程有助于提高材料的结晶度、颗粒尺寸和电化学性能。
3.添加导电剂:为了提高正极材料的导电性能和电化学反应速率,通常需要添加导电剂,如碳黑、导电碳等。
导电剂可以提高正极材料的电子传导性,加快电化学反应速率。
4.添加粘结剂:粘结剂可以将正极材料与电极支撑体牢固地粘
结在一起。
常用的粘结剂有聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸(PAA)等。
5.制备电极片:将处理后的正极材料、导电剂、粘结剂混合均
匀后,涂布在铝箔或铜箔等电极支撑体上,并在一定的温度和压力下进行压实,形成电极片。
6.涂覆电解液:制备好的电极片需要涂覆电解液,以提供离子
传输的通道。
常用的电解液包括含有锂盐和有机溶剂的液体。
7.组装电池:将正极材料涂覆的电极片与负极材料涂覆的电极片以及分隔膜相互叠压,并在合适的封装中组装成电池。
总之,正极材料的制备原理是通过选取合适的材料,进行原料处理和添加导电剂、粘结剂等辅助物质,制备电极片并涂覆电解液,最后组装成电池。
这样可以获得具有高能量密度、长循环寿命和良好安全性能的锂离子电池。
薄膜材料制备原理、技术及应用

薄膜材料制备原理、技术及应用薄膜材料是在基材上形成的一层薄膜状的材料,通常厚度在几纳米到几十微米之间。
它具有重量轻、柔韧性好、透明度高等特点,广泛应用于电子、光学、能源、医疗等领域。
薄膜材料制备的原理主要涉及物理蒸发、溅射、化学气相沉积等方法。
其中,物理蒸发是指将所需材料制成块状或颗粒状,利用高温或电子束加热,使材料从固态直接转变为蒸汽态,并在基材上沉积形成薄膜。
溅射是将材料制成靶材,用惰性气体或者稀释气体作为工作气体,在高电压的作用下进行放电,将靶材表面的原子或分子溅射到基材上形成薄膜。
化学气相沉积是指在一定条件下,将气态前体分子引入反应室,通过化学反应沉积到基材上,形成薄膜。
薄膜材料制备技术不仅包括上述原理所述的基本制备方法,还涉及到不同材料、薄膜厚度、表面质量等方面的特定要求。
例如,为了提高薄膜的品质和厚度均匀性,可采用多台蒸发源同时蒸发的方法,或者通过旋涂、喷涂等方法使得所需薄膜材料均匀地覆盖在基材上。
此外,为了实现特定功能,还可以通过控制制备条件、改变材料组成等手段来改变薄膜的特性。
薄膜材料具有多种应用领域。
在电子领域,薄膜材料可以用于制作集成电路的介质层、金属电极与基板之间的隔离层等。
在光学领域,薄膜材料可以用于制作光学滤波器、反射镜、透明导电膜等。
在能源领域,薄膜材料在太阳能电池、锂离子电池等器件中扮演重要角色。
在医疗领域,薄膜材料可以用于制作人工器官、医用伽马射线屏蔽材料等。
此外,薄膜材料还应用于防腐蚀涂料、食品包装、气体分离等领域。
虽然薄膜材料制备技术已经相对成熟,但是其制备过程中仍然存在一些挑战。
例如,薄膜厚度均匀性、结晶性能、粘附性能等方面的要求十分严格,制备过程中需要控制温度、压力、物质流动等多个参数的影响,以确保薄膜的质量。
此外,部分薄膜材料的制备成本相对较高,制约了其在大规模应用中的推广。
总的来说,薄膜材料制备原理、技术及其应用具有重要的实际意义。
通过不断改进制备技术,提高薄膜材料的制备效率和质量,将有助于推动薄膜材料在各个领域的更广泛应用。
新材料的制备原理
新材料的制备原理随着科技的不断进步,新材料的研发和应用越来越受到人们的关注。
新材料的出现不仅推动了各个领域的发展,而且为社会和经济的可持续发展做出了贡献。
在新材料的制备过程中,原理是关键所在。
本文将从新材料的制备原理入手,为大家介绍新材料的制备过程。
1. 新材料的制备原理新材料的制备原理与传统材料的不同之处在于,新材料制备过程中不仅需要特殊的材料配方,还需要关注制备工艺和条件等多个方面。
新材料的制备原理可以分为以下几个方面:1.1 物理原理物理原理是新材料制备过程中最基本的原理之一。
物理原理主要包括分子聚集态形成原理、物理场作用原理等。
分子聚集态形成原理是指分子在空间中会聚集成一定的状态,这种状态可以影响物质的性能和结构。
物理场作用原理是指利用物理场如电场、磁场、声场等对材料进行加工或制备过程中的过程,如超声波、电磁辐射等。
1.2 化学原理化学原理是新材料制备过程中最重要的原理之一。
化学原理主要包括化学反应、离子交换、溶解、氧化还原等。
化学反应是指通过反应生成新物质的过程。
离子交换是指利用吸附剂对离子进行选择性吸附、交换。
在溶解过程中,原材料溶解到溶液中的过程也是一种化学过程。
氧化还原是指将一个物质氧化或还原成另一种物质的反应,常见的氧化还原反应有金属的腐蚀等。
1.3 细胞学原理细胞学原理是指从生物体中提取材料制备新材料的技术过程。
在这个过程中,细胞体积很小,但是细胞内的材料分布非常丰富,具有深厚的基础研究价值。
细胞学原理的一些应用有生物医学应用、生物材料应用等。
2. 新材料制备过程新材料制备过程主要涉及到物理、化学、机械等方面的过程。
材料制备前需要进行物理、化学和结构分析等前处理工作,对工艺条件和生产环境进行优化,在加工和成型过程中,需要注意选择适当的加工方法和工艺,以保证新材料的质量和性能。
2.1 先进的物理加工技术先进的物理加工技术是新材料制备过程中必不可少的环节。
利用超声波、激光等物理加工技术可以制备出具有微纳尺度结构的复合材料等特殊材料,从而实现对材料的特定性能调控。
纳米材料制备原理
纳米材料制备原理
纳米材料制备原理是指利用不同的制备方法和工艺,将常规材料通过控制尺寸和形貌,使其在纳米尺度上具有特定的物理、化学和生物学性质。
纳米材料的制备方法通常可以分为两大类:自下而上法和自上而下法。
自下而上法是通过原子、分子或离子的组合来制备纳米材料。
其中最常见的方法是化学合成法,包括溶胶-凝胶法、水热法、溶液法等。
在这些方法中,通过精确控制反应条件和加入特定的表面活性剂、模板剂等,使反应物自发地在尺寸为纳米级的凝胶或溶液中形成纳米颗粒、纳米线或纳米片等特殊形态的物质。
自上而下法是通过从宏观物质中剥离纳米结构,制备纳米材料。
例如,机械力学方法包括球磨、高能球磨等,通过多次的粉碎和研磨,将宏观材料逐渐减小到纳米级别。
还有其他方法如电子束刻蚀、离子激发、激光消融等,通过使用高能粒子或光束对宏观材料进行直接作用,使其在表面或体内发生局部熔化或蒸发,从而形成纳米结构。
此外,还有一些特殊的纳米材料制备方法,例如原位合成法、相变法和生物合成法等。
原位合成法通过在特定条件下使材料在原位形成,例如通过气相沉积法生长碳纳米管;相变法则利用物质在相变过程中形成纳米结构,例如通过物理气相沉积法制备纳米颗粒;生物合成法则利用微生物或生物分子介导的合成方法来制备纳米材料,例如利用细菌合成金属纳米颗粒。
总的来说,纳米材料的制备原理是通过合理选择合成方法和调控制备条件,实现从宏观到纳米尺度的材料结构和性能的转变。
这些制备原理的应用使得纳米材料在材料科学、信息技术、生物医学、能源等领域具有广泛的应用前景。
天丝制备原理和优点
天丝制备原理和优点天丝是一种由人造纤维材料制成的纤维,其制备原理是使用特殊的制备工艺将天然纤维中的天然高分子物质提取出来,并通过化学反应和物理处理将其转化为纤维状物质。
天丝制备的过程主要分为以下几个步骤:提取原料、溶解原料、纺丝成纤维、拉伸、定型和整理。
首先,天丝的制备开始于对植物纤维或动物纤维中的天然高分子物质的提取。
植物纤维通常通过煮沸等方式将纤维素从纤维中提取出来,而动物纤维则通过酸处理等方式将天然高分子物质提取出来。
其次,提取出的天然高分子物质与溶剂进行混合,并在适当的温度和压力条件下进行溶解反应。
这个过程中,溶剂的选择对纤维的性能和性质有着重要的影响。
然后,溶解后的物质通过纺丝设备进行纺丝成纤维。
纺丝过程中,需要控制纺丝温度、纺丝速度和纺丝压力等参数,以保证纤维的均匀性和强度。
接下来,纺丝成纤维需要经过拉伸的过程来提高其强度和韧性。
拉伸过程中,纤维被拉伸并定向排列,使其分子链更加紧密,从而使纤维的性能得到改善。
拉伸后,纤维需要通过定型和整理的处理来稳定其形状和性能。
定型过程中,纤维通过高温固化或加热熨烫等方式使其形成最终的形状和尺寸。
整理过程中,纤维经过剪切、水洗、漂白等处理,去除杂质并改善纤维的手感和外观。
天丝制备的优点有以下几个方面:1.可调性:天丝的制备过程中,可以通过调整不同的参数来获得不同性能的纤维。
可以通过改变溶剂的种类和浓度、调节拉伸的程度等来控制纤维的强度、耐磨性、光泽度等属性,满足不同需求。
2.高强度:天丝的制备过程中,纤维在拉伸过程中会形成定向排列的结构,使纤维的分子链更加紧密,从而提高了纤维的强度和韧性。
3.良好的耐磨性:由于天丝的结构比较致密,纤维表面没有突出的纺织毛羽,所以具有良好的耐磨性,不易磨损和起球。
4.良好的柔软性和手感:由于天丝的纤维比较细,具有较高的柔软性和手感,使其适用于制作舒适的衣物和家居用品。
5.吸湿性和透气性:天丝的纤维结构具有微孔结构,因此具有良好的吸湿性和透气性,可以让皮肤保持干燥舒适。
材料制备的原理与技术
材料制备的原理与技术
材料制备的原理与技术涉及到材料的选择、合成和加工过程。
以下是常见的材料制备原理和技术:
1. 合成原理:材料的合成原理主要包括化学反应、物理化学方法和生物合成等。
化学反应通常是指通过化学反应来合成材料,如溶液法、气相法和固相法等。
物理化学方法主要包括高温熔炼、物理气相沉积、溅射和蒸发等。
生物合成是指利用生物体内部或外部的生物体系和生物单元来制备材料,如生物矿化和生物胶体等。
2. 材料选择:材料选择是根据所需材料的功能和性能要求来选择合适的原材料。
选择原材料时需要考虑材料的物理、化学和力学性质,以及制备过程中可能出现的问题和限制,如材料的可用性、稳定性和成本等。
3. 加工技术:加工技术是将原材料转变为最终制品的过程。
常见的加工技术包括烧结、热处理、注塑、挤压、抽拉、铸造和焊接等。
加工技术的选择取决于所需制品的形状、尺寸、特性和生产效率等因素。
4. 表征和分析:制备完成后,对材料进行表征和分析是评估材料性能和结构的关键步骤。
常用的表征和分析技术包括X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜和拉曼光谱等。
总之,材料制备的原理与技术是通过合适的合成和加工方法将原材料转变为所需材料,以满足特定功能和性能要求。
同时,表征和分析技术的应用可以评估材料的质量和性能。
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1.溶胶: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。
2.凝胶: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。
3.溶胶-凝胶法: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,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,形成凝胶。
4.水热法:在特制的密闭反应器中,采用水溶液作为反应体系,通过对反应体系加热、加压,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方法。
5.溶剂热法:将水热法中的水换成有机溶剂或非水溶媒,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。
6.化学气相沉积: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。
7.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。
8.放电等离子体烧结:利用脉冲电流产生的脉冲能,放电脉冲压力和焦耳热产生的瞬时高温场实现致密化的快速烧结技术。
9.自蔓延高温合成:利用反应物之间高的化学反应热的自加热和自传导做用来合成材料的技术。
10.等离子体:电离程度较高、电离电荷相反、数量相等的气体。
11.物质的四态:宇宙中物质存在的四种状态,包括固、液、气、等离子体态。
12.SPS烧结:利用体加热和表面活化,实现材料的超快速致密化烧结。
13.烧结:多孔状陶瓷坯体在高温条件下,表面积减小、孔隙率降低、机械性能提高的致密化过程。
14.固相烧结和液相烧结:在烧结温度下,粉末坯体在固态情况下达到致密化过程;粉末坯体在烧结过程中有液相存在的烧结过程。
15.烧成温度:陶瓷坯体烧成时获得最优性质时的相应温度。
16.热压烧结:在烧结过程中同时对坯料施加压力,加速了致密化的过程。
17.等静压烧结:将粉末压坯装入高压容器中,使粉料经受高温和均衡压力的作用,被烧结成致密件。
18.微波烧结:利用微波具有的特殊波段与材料的基本细微结构耦合而产生热量,材料在电磁场中的介质损耗使材料整体加热至烧结温度而实现致密化。
19.SHS烧结:将粉末或压坯在真空或一定气氛中直接点燃,不加外载,凭自身反应放热进行烧结和致密化。
20.搅拌器的种类有电力搅拌器和磁力搅拌器。
21.溶胶凝胶法中固化处理分为干燥和热处理。
22.自蔓延高温合成,或称燃烧合成。
23.SHS技术而临的最大问题是合成过程难以控制。
24.常用的SHS致密化技术有液相致密化技术、SHS粉末烧结致密化技术、SHS结合压力致密化技术。
25.用SPS来制备高密度、细晶粒陶瓷不仅降低了烧结温度和提高了致密度,更主要是极大地缩短了烧结时间。
26. PSZ,ZTA,TZP,SPS,PTC?PSZ代表部分稳定氧化锆;ZTA代表氧化锆增韧氧化铝;TZP代表四方氧化锆多晶体;SPS代表放电等离子烧结法;PTC代表正温度系数热敏电阻。
27.在材料科学领域,实验室和工业上最广泛采用气体放电获得等离子体的方法。
28.粉体的各种制备方法有机械粉碎法、固相法、液相法、气相法。
29.溶胶凝胶法的使用范围?块体材料;多孔材料的制备;纤维材料的制备;复合材料的制备;超细粉体材料的制备;薄膜和涂层材料的制备。
30.溶胶-凝胶法制备块体材料的优点?纯度高;材料成分易控制;成分多元化;均匀性好;材料形状多样化;较低的温度下进性合成并致密化。
31.溶胶凝胶制备陶瓷粉体材料的优点?制备工艺简单、无需昂贵的设备;对多元组分体系,可大大增加其化学均匀性;反应过程易控制,可以调控凝胶的微观结构;材料可掺杂的范围较宽,化学计量准确,易于改性;产物纯度高,烧结温度低。
32.水热生长体系中的晶粒形成的三种基本类型?均匀溶液饱和析出机制;广泛应用“溶解-结晶”机制;原位结晶机制。
33.简述水热与溶剂热合成存在的问题?无法观察晶体生长和材料合成的过程;温压控制严格、成本高;安全性差,加热时密闭反应釜中流体体积膨胀,能够产生极大的压强;该反应的反应机理还有待分析。
34.与水热法相比,溶剂热法具有怎样的特点?抑制产物的氧化过程或水中氧的污染;可选择的原料的范围大;扩大了所能制备的目标产物的范围;可以达到比水热合成更高的气压,有利于产物的结晶;反应物中的结构单元可以保留到产物中,且不受破坏;有机溶剂的官能团和反应物或产物作用,生成某些新型的在催化和储能方面有潜在应用的材料;非水溶剂的种类繁多。
35.请画出水热与溶剂热合成的一般工艺流程图?选择反应物和反应介质;确定物料配方;优化配料顺序;装釜、封釜;确定反应温度、压力、时间等实验条件;冷却、开釜;液、固分离;物相分析。
36.简述影响水热与溶剂热反应的因素?温度;压强;pH值酸碱度;反应时间;杂质水热反应。
37.化学气相沉积方法沉积的固体形态?在固体表面上生成薄膜、晶须和晶粒;在气体中生成粒子。
38.影响化学气相沉积制备材料质量的几个主要因素?反应混合物的供应;沉积温度;衬底材料;系统内总压和气体总流速;反应系统装置的因素;源材料的纯度。
39.同其它常规工艺方法相比,SHS技术具有的优点是什么?节省时间,能源利用充分;设备、工艺简单;产品纯度高,反应转化率接近100%;不仅能生产粉末,如果同时施加压力,还可以得到高密度的燃烧产品;产量高;扩大生产规模简单,能够生产新产品;容易烧结;可以制造某些非化学计量比的产品、中间产物以及亚稳定相等。
40.电离气体成为等离子体的条件?当电离度大到一定程度,使带电粒子密度达到所产生的空间电荷足以限制其自身运动,这样的“电离气体”才算转变成等离子体。
否则,体系中虽有少数粒子电离,仍不过是互不相关的各部分的简单加和,而不具备作为物质的第四态的典型性和特征,仍属于气态。
41.比较干压与等静压成型方法的特点?干压成型将粉料加少量结合剂,然后将造粒后的粉料置于钢模中,在压力机上加压形成一定形状的坯体。
优点:工艺简单,操作方便,周期短,效率高,便于实行自动化生产;其成型的坯体密度大,尺寸精确,收缩小,机械强度高等。
缺点:对大型坯体生产有困难,模具磨损大、加工复杂、成本高;加压只能上下加压,压力分布不均,致密度不均,收缩不均,会产生开裂、分层等现象。
等静压成型利用液体介质不可压缩性和均匀传递压力性的一种成型方法。
可以成型以一般方法不能生产的形状复杂、大件及细而长的制品,而且成型质量高。
可以不增加操作难度而比较方便地提高成型压力,而且压力作用效果比其他干压法好。
由于坯体各向受压力均匀,其密度高而且均匀,烧成收缩小,因而不易变形。
模具制作方便、寿命长、成本较低。
可以少用或不用粘接剂。
但此设备价格昂贵。
42.何谓粉体的粒度和粒度分布?颗粒在空间范围所占大小的线性尺寸,这是所有颗粒的平均大小。
各种不同大小颗粒所占的百分比;分为频率分布和累积分布。
43.简述等离子体与气体的差异?气体通常是不导电的,等离子体则是一种导电流体而又在整体上保持电中性。
组成粒子间的作用力不同,气体分子间不存在静电磁力,而等离子体中的带电粒子之间存在库仑力,并由此导致带电粒子群的种种特有的集体运动。
作为一个带电粒子系,等离子体的运动行为受到电磁场的影响和约束。
44.粒度测定分析的常见方法有哪些?显微镜法,筛分法,沉降法,激光法,X射线法,表面积法。
45.影响球磨机粉碎效率的主要因素有哪些?球磨机的转速;研磨体的比重、大小及形状;球磨方式;球磨方式有湿法和干法两种。
;料、球、水的比例;装料方式;球磨机直径;球磨机内衬的材质。
46.什么是一次颗粒?二次颗粒?粉体颗粒中没有堆积、絮联等结构的最小单元。
发生了一定程度团聚的颗粒。
47.颗粒团聚原因有哪几种?分子间的范德华引力;颗粒间的静电引力;吸附水分的毛细管力;颗粒间的磁引力;颗粒表面不平滑引起的机械纠缠力。
48.特种陶瓷的成形方法有哪些?注浆成型;热压铸成型;挤压成型;轧膜成型;干压成型;等静压成型;带式成型法。
49简述热压铸成型的优缺点?优点设备简单、操作灵活方便、劳动强度低、生产效率高、模具磨损小、使用寿命长等优点,适合形状较复杂,精度要求较高的中小型产品的生产。
缺点是工序较复杂、能耗较大、工期较长、烧后制品的致密度偏低,不宜制作壁薄大而长的产品。
50.制造Al2O3陶瓷的原料Al2O3粉为什么要预烧?预烧Al2O3粉质量如何检验?O,提高使γ-Al2O3全部转变为α-Al2O3,减少烧成收缩。
排除Al2O3原料中的Na2原料的纯度。
染色法。
由于α-Al2O3结构致密不会吸附染料,而γ-Al2O3是多孔的球体结构,吸附能力强,因此可以通过吸附染料的多少来判断转化的程度。
通常所用的染料有茜素、亚甲基蓝等。
未转化完全的Al2O3颜色深,转化完全的Al2O3则染色浅。
光学显微镜法。
根据α-Al2O3和γ-Al2O3具有不同的折射率来判断转化情况,一般采用折射率为1.730的二碘甲烷作为测定折射率用油。
在偏光显微镜下,如果测得折射率大于1.730的则属于α-Al2O3,相反,小于1.730则属于γ-Al2O3。
密度法。
对于α-Al2O3和γ-Al2O3而言,α-Al2O3密度大,接近理论密度;而γ-Al2O3密度小。
可以根据预烧后Al2O3的密度来估算α-Al2O3所占的数量,从而判断预烧质量的好坏。
51.烧结方法有哪些?低温烧结;热压烧结;气氛烧结;微波烧结;电场烧结;超高压烧结;活化烧结;活化热压烧结等。
52.微波烧结有哪些特点?整体加热;选择性加热;降低烧结温度;改善材料性能;控制性和无污染。
53.银离子的抗菌机理?接触反应说:微量的银离子进入菌体内部,破坏了微生物细胞的呼吸系统及传输系统,引起酶的破坏,从而达到抗菌作用。
催化反应说:在光的作用下,由于银离子的催化作用,将氧气或水中的溶解氧变成了活性氧,这种活性氧具有抗菌作用。
54.氧化铝有哪些结晶型态?α-Al2O3,属三方晶系,单位晶胞是一个尖的菱面体;β-Al2O3,Al2O3含量很高的多铝酸盐矿物的总称;γ-Al2O3,是氧化铝的一种低温型态,等轴晶系(a=0.791 nm),尖晶石型结构,晶体结构中氧原子呈立方密堆积,铝原子填充在间隙中。
55.简述氧化铝原料的制备工艺?烧结、溶出、脱硅、分解和煅烧。
56.与氧化物陶瓷比较,非氧化物陶瓷有何特点?非氧化物在自然界中很少存在,需要人工来合成原料,然后再按陶瓷工艺来做成陶瓷制品;在原料的合成和陶瓷烧结时,易生成氧化物,因此必须在保护性气体中进行;氧化物原子间的化学键主要是离子键,而非氧化物一般是键性很强的共价键,因此,非氧化物陶瓷一般比氧化物难熔和难烧结。