【精品】材料化学复习

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1、材料化孑复习要点第一章材料的分类：按组成和结构特点分：金属材料，无机非金属材料，高分子材料复合材料；按使用性能分:StructuralMaterials主要利用材料的力学性能FunctionalMaterials主要利用材料的物理和化学性能按用途分：导电材料、绝缘材料、生物医用材料、航空航天材料、能源材料、电子信息材料、感光材料等等材料化学的特点：跨学科性：既是化学学科的一个次级学科，乂是材料科学的一个分支。新材料的发展，往往源于其它科学技术领域的需求，这导致材料化学与物理学、生物学、药物学等众多学科紧密相连。材料合成与加工技术的发展不断地对諸如生物技术、信息技术、纳米技术等

2、新兴技术领域产牛巨大影响。通过分子设计和特立的工艺，可以使材料具备各种特殊性质或功能，如高强度、特殊的光性能和电性能等，这些材料在现代技术中起着关键作用。实践性1•材料化学是理论与实践相结合的产物，这是它与固体化学的主要区别所在。2•材料通过实验室的研究工作而得到深入的了解，从而指导材料的发展和合理使用。3.高性能、高质量及低成本的材料只有通过工艺的不断改进才能实现。4..材料变为器件或产品要解决一系列工程技术问题，这都需要理论和实践的结合，一方血用理论指导实践，另-•方面通过大量实践使理论得到进一步发展。材料化学的主要内容＞材料化学是关于材料的结构、性能、制备和应用的化学＞

3、结构材料的结构是指组成原子、分子在不同层次上彼此结合的形式、状态和空间分布，包括原子与电子结构、分子结构、晶体结构，相结构、晶粒结构、衣面与晶界结构、缺陷结构等;在尺度上则包括纳米以下、纳米、微米、毫米及更宏观的结构层次。所有这些层次都影响产品的最终行为。第二章各种结合键主要特点比较离子键井价钵范徳华氢键作用力来源原子得.失电子后形成负.正离子'正负离子间的库仑引力相邻原子价电子各处于相反的自旋状态，原子核间的库仑引力皇叟書誌蕩潺勇？子分子强弱最強较强最弱形成晶体的特点无方向性键.高配位数、高熔点、高强度、高硬度.低膨胀系数.塑性较差.固态不导电.熔令离于导电有毎向性键.低配

4、位数.高熔点.高强度.高硬度.低膨胀系数.塑性较差.在熔态也不谿向豔鴻构離注鷺好的导热、导电性无方向性键：骞祐密堆.高熔第三章，略第五章材料的制备5.1晶体生长技术5.1.1熔体生长法将欲生长晶体的原料熔化，然后让熔体达到一定的过冷而形成单晶提拉法土甘览卜降法区熔法焰熔法液相外延法关注各种方法的原理、特点5.1.1.1提拉法•可以在短时间内生长大而无错位品体•牛长速度快，单晶质量好•适介于大尺寸完美晶体的批量生产控制品体品质的主要因索：一、固液界面的温度梯度二、生长速率三、晶转速率四、熔体的流体效应。5.1.1.2堆埸下降法装冇熔体的玮關缓慢通过具冇一定温度梯度的温场，开始时

5、整个物料熔融，当屮烟下降通过熔点时，熔体结晶，随堆圳的移动，固液界面不断沿堆圳平移，至熔体全部结晶。5.1.1.3区熔法>狭窄的加热体在多晶原料棒上移动，在加热体所处区域，原料变成熔体，该熔休在加热器移开灰因温度下降而形成单晶。>随着加热体的移动，整个原料棒经历受热熔融到冷却结晶的过程，最后形成单晶棒。>有时也会固定加热器而移动原料棒。5.1.1.4焰熔法■能生长出很大的晶休（长达lm）■适用于制备高熔点的氧化物■缺点是生长的晶体内应力很大5.1.1.5液相外延法・料舟屮装有待沉积的熔体，移动料舟经过单晶衬底时，缓慢冷却在衬底表面成核,外延生长为单晶薄膜。•在料舟中装入不同成

6、分的熔体，可以逐层外延不同成分的单晶薄膜。料舟液相外延法优点：生长设备比较简单；生长速率快；外延材料纯度比较高；掺杂剂选择范围较广泛；外延层的位错密度通常比它赖以生长的衬底要低；成分和厚度都可以比较精确的控制，重复性好；操作安全。缺点：当外延层与衬底的晶格失配大于1%时生长困难；rh于牛长速率较快，难得到纳米厚度的外延材料；外延层的表向形貌一般不如气相外延的好。5.1.2溶液生长法•主要原理：使溶液达到过饱和的状态而结晶。•过饱和途径：利用品体的溶解度随改变温度的特性，升高或降低温度而达到过饱和；采用蒸发等办法移去溶剂，使溶液浓度增高。•介质：水、熔盐（制备无机晶体）丙酗、乙

7、醇等冇机溶剂（制备冇机晶体•水溶液法原理：通过控制合适的降温速度，使溶液处于亚稳态并维持适宜的过饱和度，从而结品。制备单晶的关键：消除微晶及精确控温•水热法在高压釜中，通过对反应体系加热加斥（或自生蒸汽压），创造一个相对高温、高压的反应环境，使通常难溶或不溶的物质溶解而达到过饱和、进而析出晶体•优点：粉体晶粒发育完整；•粒径很小且分布均匀；•团聚程度很轻；•易得到合适的化学计录物和晶粒形态；•可以使用较便宜的原料；•省去了高温锻烧和球磨，从而避免了杂质和结构缺陷等。5.1.2.3高温溶液生长法（熔盐法）