材料合成与制备（黄焱球）材料合成与制备思考题1

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1、第一章思考题影响分子与固体表面相互吸附的因素有那些？在合成反应中常需要搅拌，为什么？边界层是怎么形成的？界面的稳定性对晶体的生长有何意义？完整光滑面、非完整光滑面、粗糙面及扩散面的生长各有何特点？影响因素有哪些?第二章思考题试比较溶液法、水热法、高温溶液法晶体生长的特点人工晶体主要有哪些生长方法？各方法有何特点？人工品体有哪些主要性质和用途？晶体的压电与铁电性质机一电换能器具有正压电效应的晶体具有将机械作用转变成电信号的能力，因此提供了对机械振动、压力、声波、旋转和扭曲的精确计算，在机电转换元件中有广泛的应用具有逆压电效应的晶

2、体可将电信号转变成机械作用可应用于：扬声器和超声发生器品体中光波的双折射(Birefringence)和旋光性，广泛应用于各种光学元件中，如光棱镜、光偏振器、旋光器等外场作用下的晶体光学性质：电光、声光、磁光效应晶体的非线性光学性质，可制备各种非线性光学元件。晶体的激光性质，应用于激光器的制备中。目前较成熟的有：红宝石激光器、色心激光器晶体的热释电性质，主要应用于热或红外线辐射探测器等第三章思考题粉体的合成方法主要有那些？各有何特点？湿化学合成法：通过液体介质合成；水热法：在水溶液体系中于一定温度条件下进行沉淀法：利用某些电荷

3、相反的离子在溶液中发生反应生成不溶于水的晶质的性质而进行合成的方法。粉体颗粒的粒径取决于核形成和成长的速率，沉淀物的溶解度越小，沉淀物的粒径也越小；而溶液的过饱和度越小，则沉淀物的粒径越大水解法：利用某些化合物可水解生成沉淀的性质来合成超细粉体的。体系仅由金属盐和水组成，只要利用高纯度的金属盐，就可以合成出高纯度的超细粉体。喷雾干燥法：将原料制成溶液或泥浆，然后用喷嘴喷成雾状，使原料微细化。这种雾状微粒在干燥器屮干燥，并用旋风吸尘器收集，而后进行高温(800〜1000°C)焙烧,可制成粒度vljim的粉体。很容易制成亚微米级的

4、微粉。超微粉体不仅粒径小，而且组成极均匀。喷雾水解法喷雾焙烧法冷冻干燥法:适应于合成活性髙、反应性强的微粉。其特点是可制备出成分复杂的微粉，且干燥时颗粒产生大量孔洞，有利于锻烧时产生的气体的排出，粉碎性也好，容易微细化。溶胶一凝胶法：选择可溶性金属无机盐或有机盐，以有机溶剂溶解，加入适量催化剂和稳定剂，在一定温度条件下形成均一稳定的溶胶。这种溶胶在一定条件下转化成凝胶。再经一定温度处理，使其有机物及某些无机物分解，形成氧化物纳米粉体。优点：制备温度低,纯度高，粒径分布均匀，能制得化学活性大、单组分或多组分的化合物。固相合成法：

5、原料及产物均为固相；合成完成后不需要进行气一固或液一固分离等粉体收集处理。固相反应法：高温下多种组分在固相状态下反应。是把金属盐或金属氧化物按配方充分混合，研磨后进行锻烧，直接得到超微粉或再研磨得到超微粉。固相热分解法制备超微粉比较简单，但生成的粉末易团聚，需要进行二次粉碎。在此工艺屮可能有大量废气排出，必须注意处理。高温固相化学反应法利用混合氧化物在高温下发生化学反应来制备复合氧化物纳米粉体.本法需通过机械粉磨获得粉料，因此粉料不可能很细，利用高效搅拌磨可制得颗粒直径为1〜0.5卩口的粉料，粉磨容易引入杂质，此法适合大批量合

6、成，并且所用的反应物容易获得，价格不太高，因此适合大量生产制造机械化学法：通过机械碾磨作用促进组分反应。是在室温下对反应物直接进行研磨，合成屮间化合物，再对化合物进行适当处理得到最终产物。该法不用溶剂，可以合成在溶液中不能合成的物质。该法属于机械力作用下的低温固相化学反应合成，具有高选择性，高产率，低成本，工艺流程简单，产品性能优良，对环境污染小等优点，并且减少了由于高温固相反应所引起的诸如产物不纯、粒子团聚、回收困难等不足。熔盐法：在熔点较低的盐类的熔融状态下反应。参与合成的反应物在熔融态盐中有一定的溶解度，有利于各反应组分

7、实现原子尺度的混合。组分在液相介质中有更快的扩散速度，有利于品体的生长。这两种效应能使合成反应在较短的时间内和较低的温度下完成。由于反应体系为液相，合成产物各组分配比准确，成分均匀，无偏析。在反应过程中，熔融盐贯穿在生成的粉体颗粒之间，阻止了颗粒之间的相互连接，使合成的粉体的分散性很好。经溶解洗涤后的产物儿乎没有团聚现象存在。在熔盐小反应以及随后的清洗，有利于杂质的清除，形成纯度较高的反应产物。第四章思考题晶须的生长机制？晶须的主要性能与用途？VLS机制：V代表提供的气体原料；L为液体触媒；S为固体晶须。性能与用途：晶须具有完

8、整的晶体结构，其密度、强度都接近完整品体理论值，并具有理想的弹性模量和特殊的物理性能。晶须的延伸率与玻璃纤维相当，而拉仲模量与硼纤维相当，兼具这两种纤维的最佳性能。大多数晶须强度与直径有关。晶须直径小于10pm时，其强度急剧增加，而与所釆用的制备技术无关。品须具有保持高温强度