无机材料合成与制备.doc

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1、化学转移应用：1.形成大而完美的单晶2.分离提纯物质3.合成新化合物低温分离：1.分级冷凝2.分级减压蒸发3.吸附分离4.分馏5.化学分离当两种化合物通过它们挥发性的差别进行分离不容易时使用。高压下无机化合物变化：1.提高反应速率和产物转化率，降低合成温度，缩短合成时间2.可以合成一些常压高温方法难于合成的化合物3.高压有增加物质的密度，对称性、配位数的作用，可以缩短键长4.非平衡相变中，高压可以使非晶体发生晶化5.晶体的能带结构在高压条件下发生改变6.容易获得单相物质低热固相反应：扩散、反应、成核、

2、长大规律：1.潜伏期2.无化学平衡3.拓扑化学控制原理4.分步反应5.嵌入反应应用：1.合成原子簇化合物2.合成新的配合物3.合成固配化合物水热法：在T＞100°，P＞1mPa的环境下过饱和睡溶液中进行结晶的方法。方法：金属盐、氧化物、氢氧化物的前驱体溶液在T＞100°，P＞1mPa的环境下过饱和形核，长大成晶体。应用：1.合成晶体2.合成多孔材料3.合成其他方法得不到的材料优点：1.生成低温固相单晶，高粘度材料2.生成高蒸生压，分解的材料3.晶体发育好，几何形状完美过程：1.在高压釜中加入适量的原料

3、到溶解区2.待溶解的原料溶解后，由于温差产生对流，原料向生成区扩散3.高温的饱和溶液至籽晶区形成过饱和溶液而结晶4.冷却析出部分溶质的溶液又流向下部5.循环化学沉积：两种或两种以上的气态原材料导入到一个反应室内，然后他们相互之间发生化学反应，形成一种新的材料，沉积到基片表面上。要求：1.原料必须是气体，或者在高温容易气化，拥有很高的纯度2.通过沉积反应易于生产所需要的材料沉积物，副反应产物一定是气体，主反应物一定是固体3.整个反应要易于控制步骤：1.进入气体，由于有浓度梯度，所以扩散边界层2.吸附在基

4、片上3.接触后反应4.由于粒子找不到合适位置，解析5.抽离。生态物与反应物进入气流层，离开系统微波：是一种频率在300mHz到3000GHz，即波长在0.1mm到1000mm范围内的电磁波加热机理：极性分子会产生偶极矩，不过约为零。微波作用后，出现偶极矩极化，偶极矩不再为零。在外力电磁场的作用下，无论极性分子还是非极性分子，都会产生电子相对于原子核的移动和原子核之间的位移。对于非均相体系来说，外加电磁场对界面电荷产生界面极化。由于微波是交变电场，使极性分子不断改变方向，运动加剧，分子剧烈碰撞产生热，把

5、电磁能转化为热能。特点：1.加热快2.加热均匀3.节能高效4.易于控制5.清洁卫生6.安全无害薄膜：厚度很小的二维材料特性：1.熔点降低2.表面散射3.表面能级晶体结构：单晶、多晶、非晶微观结构：1.薄膜呈现柱状与空穴结构2.柱状垂直于基片表面生长3.层面界面明显缺陷：空位、位错、杂质、晶界附着力：范德华力、静电力、化学键合内应力：拉应力、压应力外延：薄膜可沿单晶基片的结晶轴方向呈单晶生长。（同质外延异质外延）条件：1.吸附原子必须有高的迁移率2.基片与薄膜材料的结晶相容性3.要求基片干净、光滑、稳定

6、薄膜生长模式岛状生长：原子首先沉积在裸露的衬底表面，逐步形成小岛，衬底表面上的小岛可能同时增长，也可以部分分解成单个原子，同时可以在形成薄膜前在大范围内进行重新排列。层状生长：以单层开始，然后进行第二层生长，生长薄膜的晶向基本上由第一层的晶向所决定复合生长：是层状生长与岛状生长混合的生长模式。先层状生长，之后在一层或若干层之上再进行岛状生长薄膜形核：自发形核：完全是在相变自由能的推动下进行；非自发形核：还有其他因素起到了作用均匀形核：核心不依附于任何杂质自发形成，形核势垒很大，要过冷到很低的温度才有结

7、晶；非均匀形核：核心依附于液相。原子沉积过程：1.气相原子的沉积或吸附2.表面扩散3.体扩散物理气相沉积：在真空条件下，采用物理方法，将材料源（固体或液体）表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的技术。类型：蒸发沉积溅射镀膜离子镀膜真空蒸镀的方式：电阻加热蒸发电子束蒸发高频加热激光加热化学镀特点：1工艺简单，适用范围广，不需要电源，2镀层与基体的结合强度好3成品率高，成本低，溶液可循环使用，副反应少4无毒，环保5投资少溶液镀膜法：在溶液中利用化学反

8、应或电化学反应在基片表面沉积薄膜的技术方法：化学反应沉积阳极氧化电镀溶胶凝胶电镀原理：阳极失去电子，溶解；阴极得到电子，沉淀优点：常温下进行，膜层细致，无针孔，平整，不粗糙，厚度易控制，设备不复杂缺点：影响因素多，只能在金属上镀膜表征：厚度的测量，形貌和结构的表征，成分分析厚度：几何厚度、光学厚度、质量厚度方法：光学法、机械法、电学法显微结构的表征结构表征方法：X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、低能电子衍射成分成分分析方法：X射线能量色散谱、俄