《低温合成技术》PPT课件

《《低温合成技术》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、无机材料合成第三章低温合成技术1、低温的定义？低温的范围？2、低温现象？生活中低温的应用？3、材料在低温下会发生什么变化？4、为什么要获得低温？低温的应用？5、如何获得低温？6、如何测量低温？7、如何控制低温？8、低温在材料科学与工程中的应用？技术问题目的问题常识问题材料问题1、低温的定义？1）低温物理学：−150℃,123K以下的温度。2）低温是：低于液氮温度（77K）；低于液氦温度（4.2K）（超低温）3）制冷技术：120K以上，普冷；120~0.3K，深冷（又称低温）；0.3K以下，极低温。2、生活中低温的应用？低温现象？食品冷冻冷藏、舒适性空气调节

2、、医疗卫生、工业。随着温度的不断降低，物质发生着巨大的变化，出现了许多神奇的现象：锡块变成了锡粉；空气在-190℃时会变成浅蓝色液体；橡胶变得像玻璃一样脆；鸡蛋摔在地上会像皮球一样跳起来；“玻璃金鱼”复活。3、材料在低温下会发生什么变化？1）机械性能：低温脆化2）热学性质：固体比热容在某些温度下会突变3）电学性质：金属的导电性明显提高，而半导体的导电性则大大降低——低温超导（高温超导）4）磁学性质：在足够低的温度下，原则上所有顺磁物质均可表现出铁磁性或反铁磁性；非金属材料在低温下也能表现出磁性，但在温度超过一定限度时就会失去磁性。目前，临界温度最高的非金属

3、磁体在-230℃左右。4、为什么要获得低温？（1）大量气态、易挥发或对水、氧、热等敏感的无机化合物的合成及相关反应只能在低温条件下进行。（2）利用低温下材料的特性、低温现象。1）低温脆化——制药、液氮低温加工橡胶品2）低温超导——磁悬浮列车3）生物冷冻——“冷刀”、“生物冷冻”（3）气体的液化和分离：通过降温产生物态变化，可以使气体液化、混合气体分离。（4）超低温条件能促进化学反应的进行。第一节低温的获得一、低温的获得途径：1、相变制冷2、热电制冷3、气体绝热膨胀4、绝热去磁相变制冷相变过程中，由于物质分子的重新排列和分子热运动速度的改变，会吸收或放出热量

4、→潜热。固体液体气体吸收潜热放出潜热吸收潜热放出潜热吸收潜热放出潜热固体升华制冷液体气化制冷固体熔化制冷二、低温源1）水冷浴自来水冷却室温～12℃，流动的水；12℃～0℃，加入冰块冰—盐体系（最常用）(固体熔化制冷)适用温度：0～-25℃盐的种类NaClNH4ClKClZnCl2NaNO3NH4NO3盐的克数/100g冰332530515945冰点/℃-21.2-15.8-11.1-62-18.53-17.31、低温冷浴冰—酸体系一份浓硝酸+一份冰低温-37.5℃一份浓盐酸+两份冰低温-56℃一份浓盐酸+三份冰低温-43℃干冰(固体升华制冷)原理：干冰的升

5、华温度为-78.3℃，干冰的导热性不好液态空气（-193℃～186℃）(液体气化制冷)低沸点液体溶剂冷浴温度/℃溶剂冷浴温度/℃四氯化碳-23乙醇-72氯乙烷-60丙酮-78液体液NH3SO2液O2液N2沸点/℃-33.4-10.0-183.0-196.02）非水冷浴第二节低温的控制主要方法：1、使用恒温冷浴:原理：利用调节制冷剂的量来恒定温度。冷浴的温度会随环境温度变化！方法：要不断取走部分溶液，加入新的冰和(酸或盐)！2、使用低温恒温器（1）减压降温恒温器原理：改变液体上方蒸汽的压强改变温度。（2）连续流恒温器原理：利用调节制冷剂的流量来控制温度。液体

6、气化制冷控制温度：蒸汽液体制冷装置恒温加压液化低压汽化抽走加入降温吸附加热解吸制冷过程回收过程最简单的一种液体浴低温恒温器如图所示，它可以用于保持-70℃以下的温度。它的制冷是通过一根铜棒来进行的，铜棒作为冷源，它的一端同液氮接触，可借铜棒浸入液氮的深度来调节温度，目的是使冷浴温度比我们所要求的温度低5℃左右．另外有一个控制加热器的开关，经冷热调节可使温度保持在恒定温度.(正负0.1℃)第三节低温的测量常用测量温度计1、蒸汽压温度计（-200～600℃）：液体的蒸汽压随温度变化，通过测量蒸汽压知道其温度。2、低温热电偶（-200～2000℃）：与高温热电偶

7、不同处：1）丝径更细，满足低温下漏热少；2）焊接点要能承受低温，不脱离。3、低温电阻温度计（-258～900℃）制作电阻温度计时，应选用电阻比较大、性能稳定、物理及金属复制性能好的材料，最好选用电阻与温度间具有线性关系的材料。常用的有铂电阻温度计、锗电阻温度计、碳电阻温度计、铑铁电阻温度计等。4、红外辐射温度计（50～3200℃）非接触式，适用浴腐蚀性环境、运动物体的温度测量。但精确度低，因为低温辐射能量低，而且发射的常常是波长较长的红外线。第四节低温的应用实例1、低温下气体的分离2、低温化学中的低温合成：1）低温下稀有气体化合物的合成2）低温下挥发性化合

8、物的合成3）低温下的放电合成4）低温水解合成5）低温下光化学合成3