溶胶-凝胶法制备粉体教学课件

溶胶-凝胶法制备粉体溶胶-凝胶法制备粉体溶胶-凝胶法制备粉体第二章特种陶瓷粉体的物理性能及其制备26溶胶一凝胶技术的特点26.1优点1)制备高纯度高均质的化合物溶胶-凝胶法用液体作原料,在低粘度的的液体中混合,短时间内达到分子级的均一性.合成出比矿物纯度更高的化合物2)可在低温合成材料反应物在溶液中混合得十分均匀,当凝胶产生时,化合物在分子水平上得到很好得混合粒度小,比表面积大,提高了反应活性,在加热时,化学反应更易进行,温度较低scheelofmeterialsseieneeandengineering第二章特种陶瓷粉体的物理性能及其制备3)可以得到一些用传统方法无法获得的材料无机材料的制备高温处理,有机物在高温下都会分解,溶胶一凝胶法较低的反应温度将阻止相转变和分解的发生,得到有机一无机纳米复合材料能在纳米大小或分子水平进行复合,增添一些纳米材料的特性,特别是无机与有机界面的特性使其有更广泛的应用scheelofmeterialsseieneeandengineering当今，建设和谐社会已经成为我国社会主义发展的必然趋势.国家需要和谐，校园同样需要和谐，课堂教学就更需要和谐.《数学课程标准》指出：“义务教育阶段的数学课程，基本出发点是促进学生全面、持续、和谐地发展”.因此，创设和谐、愉悦的课堂教学，无疑是提高课堂教学效益的主要途径.一、去伪存真，实现民主和谐的课堂氛围教师只要积极创设“和谐”的情境，给学生提供一种轻松愉快的气氛，学生就会乐于学习、乐于创新，主动的去探索新知.1.建立和谐的师生关系师生关系是教学氛围中最重要的一个要素，建立具有时代特征的新型师生关系是一切教学工作顺利开展的必要前提.教师在要求学生尊重自己的同时，也必须尊重学生.尊重学生的人格，把学生当作与教师平等的人来对待，承认学生作为一个独立的人应有的权力.尊重学生的特点，承认每个学生都是一个独特的人，认可学生在认识方式、兴趣爱好等方面的特点.尊重学生的水平，把学生看作是处于发展过程中的人，在他们身上必然要表现出这样或那样的不成熟，这是学生成长过程中必然要经历的阶段或步骤.教师应该与学生在朋友的基础上，和谐发展，共同进步.2.建立和谐的生生关系学生是课堂的主体，长期的应试教育使得学生的学习以独立的个体学习为主，课堂氛围也就显得缺乏活力.优生口若悬河，而所谓的差生则“虚心聆听”，默默无言，这样就会导致学生之间缺乏沟通与交流，课堂教学呈现恶性循环.这时就需要体现出教师的钮带与传递作用.如，在教学“观察物体”时，需要学生动手摆物体、观察物体的机会比较多.每当学生摆放好图形或观察结束时，我都会适时的说上一句“邀请你的学生参观你的作品吧”，或是“把你眼中看到的图形试着说给学生听听吧”.这看似无心的一句话，却无形之中为内向腼腆的学生搭建了与学生交流沟通的平台.建立起和谐的生生关系，促进学生之间在学习上互相帮助、互相信赖.二、激发学习兴趣，生成和谐课堂兴趣是人们积极探究某种事物的认识倾向.这种认识倾向使人对有趣的事物积极地去探究，而不会感到学习是一种沉重的心理因素.1.学习兴趣与学习积极性学生对某些知识发生了兴趣就能表现出学习积极性.这种态度通常可以从学生的注意状态、情绪状态和意志状态三方面来对它进行考察.学习兴趣的产生很大程度上取决于一个具有幽默感的教师.事实证明：采用幽默的授课方式，可以使学生富有活力，唤起学习的积极性.例如，在教学“认识线段”时，其中有一个环节是在认识线段以后，要学生得出“两点间所有连线中线段最短”这一结论.为了调动学生的积极性，我为学生编演了一个童话故事《顽皮小猴回家记》，把枯燥、生硬的线段图巧妙地设计为小猴回家的三条路线.孩子们都主动的投入到对小猴的帮助中.不知不觉小猴找到了回家的最佳途径，一条数学理论也在孩子们的爱心中诞生了.2.学习兴趣与学习效果心理学研究表明，学习兴趣的水平对学习效果有着不同的影响.学习成绩优秀的学生和后进生所具有的学习兴趣有很大程度的不同.和谐的数学教学应该是智力因素与非智力因素同步发展的过程.在众多的非智力因素中，兴趣是学生接受教育的感情基础，是学生探求知识、促进思维发展的巨大动力.因此，兴趣这一非智力因素，在教学过程中的作用已日益引起人们的关注.可见培养良好的学习兴趣对于学生的学习是至关重要的.课堂教学中，教师想尽一切办法充分调动学生的学习兴趣，也是营造和谐课堂的有效措施.三、合作学习，师生共建和谐课堂《数学课程标准》指出：“大力倡导动手实践、自主探索、合作交流的学习方式”.合作学习是通过学生的分工合作以共同达成学习目标的一种学习方式.通过小组间的合作和互动来相互传递和交流信息，激励学生的参与意识，从而实现课堂教学交际化.1.师生合作师生合作形式是指在教师创设的情景中，通过师生交流强化教师与学生之间的交往，提高运用交流的能力..该形式应用于课堂教学中，要求师生之间充分互动，从而使学生感受到教师的表扬和鼓励，促使学生在“心理安全”和“心理自由”的精神环境中愉快地学习，从而自觉自愿的参与到学习活动中来.因此，在课堂教学中，教师应主动以学生、朋友的身份参与到学生的操作、讨论、交流中去，与学生共同完成任务，“虚心”向孩子们“讨教”，共同营造一种和谐的学习氛围，让课堂教学效益在和谐中悄然生成.2.生生合作课堂上的生生合作形式主要以“小组活动”形式出现，学生在合作中不断地认识自我，明白自己在集体中的优势与不足，增强学习的兴趣，提高学习的能力.小组合作学习符合学生乐于交流的心理需求，营造了宽松、愉快、和谐的学习氛围，从而建立了良好的师生关系，使学生始终保持积极向上的乐观情绪和努力探索获得成功的强烈愿望.小组合作学习不仅能激发学生主动思维，学会自己发现问题，解决问题，而且能培养学生主动参与，与人合作，与人竞争，与人沟通的意识，是学生主动参与学习的有效途径.构建和谐课堂是一个长久、稳定的过程，只有在教学中不断的摸索、尝试、创新，才能逐步实现我们所追求的和谐课堂，才能让和谐成为课堂教学的“温床”，孕育行之有效的教学方法和手段.激励,是体育教师的一门教学艺术。加强这门教学艺术的修养,可以充分调动学生学习的积极性,把体育课上得生动、活泼、有实效。体育教学中常用的激励方式有以下几种:一、融通式激励学生是有感情需要的,从上第一堂体育课开始,他们就需要从教师那里得到尊重、友爱、温暖、情谊和教诲。当这种情感需要得到满足后,他们便会以更大的激情上好体育课。这种情感建立在师生情感交融的基础上。教师和学生之间的感情融通包括情感和信息两个方面,感情和信息融通了,可以增强师生之间的相互信任感和了解的程度。二、勉励式激励这是体育教师经常运用的教育手段之一。现代管理学研究的结果表明,以勉励的口气布置任务,可以充分利用人的自尊心和荣誊感,使其潜在的能力得到最大限度的发挥。生硬的命令,一开始就剥夺了学生的主动性和创造性,降低了他们的活动热情。如教师布置学生跳高:“你们必须给我跳过去,跳不过去的要受罚!”学生听了心里不舒服,带着顾虑练习,效果肯定不会好。如果换成勉励式布置:“同学们要大胆地练习,跳不过去没关系,我再继续辅导你们。”同学们听了不但乐意去练习,而且练习时没有心理负担,练习效果肯定比前者要好。三、参与式激励行为科学研究的结果表明,参与管理、参与决策,是人的一种自我实现的需要,是精神方面的一种自我实现的需要,是精神方面的一种高层次的需求。从这一原理出发,教师在备课过程中就要倾听学生的呼声,了解学生的要求,收集学生的建议,让学生献计献策,让学生参与备课。这样备出来的课,肯定是从实际出发,集思广益,教师教得自在,学生学得称心。四、期望式激励在体育教学中,表现特别好的学生,最大的期望莫过于得到教师恰如其分地评价和鼓励;有某些过失的学生,最害怕的莫过于受到教师的挖苦和冷遇。遇到上述情况,正确的做法应是:该表扬约,就实事求是地给予表扬,并提出新的期望,鼓励其向更高的目标迈进;有过失的,论过要适度,动之以情,晓之以理,激发其补缺改过的动机和行为。五、宽容式激励课堂上,师生之间产生矛盾是常有的现象。遇到这种情况,首先,教师要容人之短,不怀成见。教师的宽容是育人的前提,是妥善解决矛盾、融洽师生关系的基础。其次,教师对学生要热情教诲,以情感人。若采取“以牙还牙”的办法,必然激化矛盾,破坏师生关系,严重影响教学。六、影响式激励影响式激励主要表观在教师自身的模范作用上。课堂上,教师懒懒散散,学生就会有令不行,有禁不止;教师严于律己,要求学生做到的,自己首先做到,学生就会模仿老师,严格要求自己。教师的表率行为,具有很大的感召力,能对学生产生有力的感情激励作用。第二章特种陶瓷粉体的物理性能及其制备26溶胶一凝胶技术的特点26.1优点1)制备高纯度高均质的化合物溶胶-凝胶法用液体作原料,在低粘度的的液体中混合,短时间内达到分子级的均一性.合成出比矿物纯度更高的化合物2)可在低温合成材料反应物在溶液中混合得十分均匀,当凝胶产生时,化合物在分子水平上得到很好得混合粒度小,比表面积大,提高了反应活性,在加热时,化学反应更易进行,温度较低scheelofmeterialsseieneeandengineering第二章特种陶瓷粉体的物理性能及其制备3)可以得到一些用传统方法无法获得的材料无机材料的制备高温处理,有机物在高温下都会分解,溶胶一凝胶法较低的反应温度将阻止相转变和分解的发生,得到有机一无机纳米复合材料能在纳米大小或分子水平进行复合,增添一些纳米材料的特性,特别是无机与有机界面的特性使其有更广泛的应用scheelofmeterialsseieneeandengineering第二章特种陶瓷粉体的物理性能及其制备4)可以调控凝胶的微观结构通过调节前驱体、溶剂、水量、反应条件、后处理条件等等.可以得到一定微观结构和不同性质的凝胶5)工艺简单,操作方便溶胶-凝胶法没有很多严重的缺陷.最主要的缺点就便在胶凝阶段和凝胶干燥时发生巨大的收缩以及出现羟基和有机物的残留物scheelofmeterialsseieneeandengineering第二章特种陶瓷粉体的物理性能及其制备2.6.2缺点1)低温可节能,必要的起始物成本的提高,抵消了低温带来的节能效益,特别是复杂的长时间的热处理过程要比短时间的熔化与澄清来讲更加耗费能量2)通常要获得没有絮凝的均匀溶胶,对于含有许多金属离了的体系来讲,也是一件困难的事情3)如何维持粘度始终保持在成型所要求的粘度下是十分重要的,而事实上在凝胶点处粘度迅速增加是溶胶固有的一个特性4)对制备玻璃陶瓷材料溶胶凝胶方法不能扩大玻璃的形成范围,反而多少有些限制。残留OH-族导致大量干凝胶的界面从而使成核加速,对析晶加速起到重要的作用。scheelofmeterialsseieneeandengineering第二章特种陶瓷粉体的物理性能及其制备263.溶胶一凝胶法原料及合成1溶胶一凝胶法原料化合物1)金属化合物目的:为了最终获得氧化物(1)金属有机化合物种类:a)金属醇盐(溶胶凝胶法最合适的原料如Si(OC2H、POOC2H5)3b)金属乙酰丙酮盐(代替金属醇盐)如Zn(COCH2COCH32c)金属有机酸盐(代替金属醇盐)tpZn(CH3COO)2Ba(HCOO)scheelofmeterialsseieneeandengineering第二章特种陶瓷粉体的物理性能及其制备(2)金属无机化合物a)硝酸盐如Y(NO3)3H2Ob)氧氯化物如ZrOC2AOClc)氯化物如TiCl4(3)氧化物微粉如烟气粉(气溶胶粉体)、纳米粉体scheelofmeterialsseieneeandengineering第二章特种陶瓷粉体的物理性能及其制备2)水目的:加水的目的是为分解反应用3)溶剂目的:调制均匀溶液例如:甲醇、乙醇、丙醇、丁醇〔溶胶-凝胶主要的溶剂)乙二醇、环氧乙烷、三乙醇胺、二甲苯等(溶解金属化合物乙二酸草酸、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧杂环乙烷等(获得特殊效果如防止凝胶开裂)scheelofmeterialsseieneeandengineering第二章特种陶瓷粉体的物理性能及其制备4)酸目的:催化作用例如:盐酸、硫酸、硝酸、醋酸(处理后会挥发)5)其它添加剂目的:用量少而起到明显的整体效果例如:少量的乙酰丙酮可以控制水解速率,防止溶胶过快凝胶化而缩短使用时间少量的分散剂可以使氧化物微粉分散均匀少量聚乙烯醇可以有效控制干燥开裂scheelofmeterialsseieneeandengineering第二章特种陶瓷粉体的物理性能及其制备2溶胶一凝胶法金属醇盐的种类族金属醇盐实例IALiNaLiOCH3(固体)NaOH3(固体)IBCuCu(OCH3)2(固体)IaCaSrBaCa(OCH3)2(固体)Sr(OC2H2(固体)ⅡBZm(OC2H5)2(固体)ⅢaBAlGaB(OCH3)3(液体)AI(OC3H7