材料制备作业题答案.doc

1. 简述非晶材料的制备原理与方法。制备原理：方法：（1）通过蒸发、电解、溅射等方法使金属原子或离子凝聚或沉积而成；（2）由熔融合金通过急冷快速固化而形成粉末、丝、条带等；（3）利用激光、离子注入、喷镀、爆炸等方法使表面层结构无序化。2. 制备单晶熔体生长法的基本原理、生长过程、优缺点及分类根据熔区的特点，将熔体生长的方法分为两大类：正常凝固法： （1）在晶体开始生长的时候，全部材料均处于熔态(引入的籽晶除外)。 （2）在生长过程中，材料体系由晶体和熔体两部分所组成。区域熔化法： （1）固体材料中只有一小段区域处于熔态，材料体系由晶体、熔体和多晶原料三部分所组成。 （2）体系中存在着两个固液界面，一个界面上发生结晶过程，而另一个界面上发生多晶原料的熔化过程。3. 简述共喷射沉积法制备金属基复合材料的原理将基体金属熔炼后，在压力作用下通过喷咀送入雾化器，在高速惰性气体外流的作用下液态金属被分散为细小的液滴，形成“雾化锥”，同时通过一个或多个喷咀向“雾化锥”喷入增强颗粒，使之与金属液滴一齐在一基板上沉积并快速凝固形成颗粒增强金属基复合材料。4. 简述压电陶瓷的工艺流程压电陶瓷的主要工艺过程包括：配料，球磨，过滤、干燥，预烧，二次球磨，过滤、干燥，过筛，成型，排塑，烧结，精修，上电极，烧银，极化，测试。 （A、配料要准确； B、球磨要达到细度要求； C、预烧要使原料充分反应合成所需要的晶体结构，但预烧温度不能太高，否则会增加第二次球磨的难度。 D、成形之前要在粉体中加入粘结剂，便于成型。但在烧结之前要将这些粘结剂排除，否则会降低坯体的密度，因此在烧结之前要将坯体升温到800左右，这个过程称为排塑。 E、烧结要在适当的温度下进行，保持适当的烧结气氛。 F、上电极一般要将银电极升温烧结覆盖在陶瓷的表面上。 G、极化：可以在适当的温度下极化，极化电场不能太高，否则会使瓷片击穿，但也不宜过低，否则极化不能完全）。5. 简述功能高分子材料制备方法（1）通过功能型小分子材料的高分子化；（2）已有高分子材料的功能化和多功能材料的复合； （3）已有功能高分子材料的功能拓展。 6. 冷冻干燥法制备纳米材料的特点和步骤特点： （1）采用冷冻干燥法制备纳米粉体，具有粉体形状规则、硬团聚少、粒径小且均匀、化学纯度高、化学均匀性好、烧结温度低； （2）可制得高密度块体陶瓷； （3）具有可操作性，重复性好等优点。制备纳米粉体的工艺： （1）制取前驱体溶液或溶胶， （2）前驱体溶液或溶胶的冻结， （3）冻结物的冷冻干燥， （4）干燥物的热处理。7. 简述水热和溶剂热合成法的原理与特点（1）水热法原理：水热(hydrothermal)过程是指在高温、高压下在水、水溶液或蒸气等流体中所进行有关化学反应的总称。水热条件能加速离子反应和促进水解反应。特点：（1）在水热条件下能改变反应物反应性能，提高反应活性； （2）水热的低温(与传统固相反应比较)、等压、均相等条件，有利于生长具有平衡缺陷浓度低、规则取向、晶形完美的晶体材料； （3）易于生成特殊中间态以及特殊物相；（4）在水热较温和的条件下, 能使低熔点、高蒸汽压且不能在融体中生成的物质、高温分解相晶化或生成（5）水热条件下的环境气氛易于调节，有利于低价、中间价态与特殊价态化合物的生成，并能有效、均匀地进行掺杂（6）水热合成法具有能耗相对较低，原料便宜、实验条件易于调节等优点，除了可制得尺寸较大的单晶，还可制备薄膜、纤维，也可制备超微粒子和纳米材料等固体材料；(7)合成产物纯度高，粉末分散性好、无(少)团聚，同时产物的粒度、形状与大小可控也易于控制。 （8）水热合成在晶体生长方面有非常广泛的应用和重要发展, 除不断发展的直接法、籽晶法、导向剂法、模板剂法、络合剂法等外，在提高反应温度和压力，以及控制水热合成化学气氛的方法也在不断发展；(9)水热合成还逐渐渗透到特殊无机配合物和原子簇化合物等无机合成的领域；(10)在水热合成化学研究中新合成路线与方法的研究占有重要地位；(11)此外,水热反应在有机合成、环境污染处理等方面也有重要发展。(2)溶剂热合成法原理：溶剂热合成法是由水热法发展而来的材料制备方法。它采用非水溶剂，如NH3、C2H5OH、C6H6、THF和en等取代水热反应中的水。特点：(1) 避免了反应物、产物的水解和氧化这对于制备易水解、氧化的材料，尤其是非氧化物材料是十分有利的；(2) 在溶剂的近临界状态下，可实现一系列新的反应，并有可能得到以前常规条件下无法得到的亚稳相；(3) 相对温和反应条件有利于高温易分解相的形成，有利于纳米级微晶的形成；(4) 通过有机溶剂的溶剂化螯合效应等，可控制合成不同形貌的纳米晶，如一维纳米棒等。8. 制备金属纳米粉体等离子体法的原理采用RF(射频)等离子与DC直流等离子组合的混合方式来获得纳米粒子。由石