材料制备原理与技术-教学大纲

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1、《材料制备原理与技术》教学大纲《材料制备原理与技术》是研究无机非金属材料的合成与制备、组成与结构、性能、使用效能之间的关系与规律的科学。本课程由陶瓷工艺原理、晶体生长技术和气相沉积技术三部分组成。第一部分陶瓷工艺原理第一章晶体结构以及晶体结构缺陷化学键的种类，和电负性的关系；14种布拉菲点阵，晶向指数，晶面指数，密堆方式，四面体间隙和八面体间隙，基本AB结构，钙钛矿结构，硅酸盐晶体结构类型。点缺陷的种类和表示方法，Schottky缺陷，Frenkel缺陷，定比化合物，非定比化合物，布氏矢量，位错的种类，晶界。第二章熔融态和玻璃态掌握熔体的结构与性质，特别是性质部分。玻璃性质，玻璃

2、结构，并了解其内在规律性。重点为玻璃结构，特别是玻璃结构学说，玻璃通性及晶体性质的区别。晶体、非晶体和玻璃，玻璃转变温度，晶子模型，不规则网络模型，网络形成体，网络改变体，网络中间体。第三章相平衡（相图）热力学基本定律，自由能、成份和相平衡，单元相图，二元相图基本类型，三元相图的杠杆定律、成份三角形、连线法则、切线法则等基本规则和原理。要求会应用、分析、计算相图。第四章扩散扩散定律和简单解，离子型晶体的主要扩散机理，扩散系数，扩散系数和温度的关系。要求掌握扩散方程，扩散机理和扩散系数，无机固体材料中的扩散，了解影响扩散的因素如温度，杂质等等，固体中扩散，影响扩散的因素。第五章固相

3、反应固相反应分类，固相反应热力学，杨德尔方程，金斯特林格方程，温度、颗粒度、矿化剂、压力对固相反应的影响。综合掌握固相反应的类型及反应原理，固相反应的动力学方程，影响的固相反应因素。第六章烧结3烧结的定义，烧结过程的推动力，固相烧结传质机理，烧结应力模型，晶粒生长与二次再结晶，影响烧结的因素，常见烧结方法。掌握液相、固相烧结原理，影响烧结的因素。重点为液、固相烧结机理、模型，影响烧结的因素。第二部分晶体生长技术第一讲：导论及晶体生长热力学第二讲：晶体生长动力学晶体生长界面微观结构，晶体生长界面原子的沉积方式，晶体生长速率，晶体的平衡形貌，实际晶体生长形态的影响因素。第三讲：熔体生

4、长籽晶提拉法（Czochralski法），坩埚下降法（Bridgman法），泡生法，焰熔法，区域熔融法（区熔法）。第四讲：溶液生长溶液的性质，溶液生长驱动力，生长速度，溶液生长方法，溶剂的选择，对流效应。第五讲：气相生长气相生长概念与原理，气相生长的主要方法，控制参数，气相生长的界面原子过程。第六讲：II-VI族化合物单晶生长原理与技术第三部分气相沉积技术第一讲：蒸发技术物质的热蒸发，蒸发源（电阻蒸发源，电子束蒸发源，电弧加热蒸发源，激光加热蒸发源），分子束外延技术（MBE）。第二讲：溅射技术辉光放电与等离子体，溅射现象，溅射方法（直流溅射，射频溅射，反应溅射，磁控溅射）。第三讲

5、：离子镀气体放电等离子体离子镀，空心阴极放电离子镀（HCD，HollowCathodeDeposition）。第四讲：化学气相沉积（CVD）CVD的一般原理，CVD基本技术（开管气流法，封管法），低压CVD，等离子体增强CVD（PCVD），CVD的发展。3主要参考书目第一部分陶瓷工艺原理1、樊先平，无机非金属材料科学基础，浙江大学出版社2、周玉，陶瓷材料学（第一版），哈尔滨工业大学出版社3、周玉，陶瓷材料学（第二版），科学出版社4、陆佩文，无机材料科学基础（硅酸盐物理化学）重排本，武汉理工大学出版社5、陆佩文，硅酸盐物理化学，东南大学出版社6、叶瑞伦，无机材料物理化学，北京：中国

6、建筑工业出版社，1984。7、浙江大学，武汉建材学院，上海化工学院，华南工学院，硅酸盐物理化学，北京：中国建筑工业出版社，19808、南京化工学院，陶瓷物理化学，北京：中国建筑工业出版社，1981第二部分晶体生长技术1、闵乃本，晶体生长的物理基础，上海：上海科学技术出版社，19822、张克从，晶体生长科学与技术，北京：科学出版社，19973、朱世富，材料制备科学与技术，北京：高等教育出版社，2006第三部分气相沉积技术1、杨树人，外延生长技术，北京：国防工业出版社，19923