材料合成与制备期末复习题.doc

材料合成期末复习总结第一章（选择题一道自己去看）第二章：（低温固相反应）1、固相反应(solidstatereaction）广义地讲，凡是有固相参与的化学反应都可称为固相反应。

例如：固体的热分解(thermaldecomposition)、氧化(oxidation)；固体与固体之间的化学反应；固体与液体(liquid)之间的化学反应等。

狭义地讲，固相反应常指固体与固体间发生化学反应生成新的固体产物的过程。

2、固相反应类型(classification)按温度分：1）低温固相反应，又叫室温固相反应。

反应在室温或接近室温的条件下进行，通常指≤100oC2）中温固相反应。

介于高温和低温固相反应之间，如水热合成法、前体合成法等。

3）高温固相反应。

反应温度高于600oC，传统的固相反应均指高温固相反应。

1）高热固相反应：反应温度高于600℃。

传统固相反应通常是指高温固相反应。

2）中热固相反应：由于一些只能在较低温度下稳定存在而在高温下分解的介稳化合物，在中热固相反应中可使产物保留反应物的结构特征，由此而发展起来的前体合成法、熔化合成法、水热合成法的研究特别活跃。

3)低热固相反应：反应温度降至室温或接近室温。

因而，低热固相反应又叫室温固相反应，指的是在室温或近室温（≤100℃）的条件下，固相化合物之间所进行的化学反应。

(以上两个基本一样，随便记一个）3、三步反应机理：phaserebuilding）phasetransformation）crystaldisintrationordetachement）4、低热固相反应过程特点：(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5、无化学平衡的判断：根据热力学知识，若反应发生微小变化，则引起反应体系吉布斯函数改变为若反应时在等温等压下进行的，则，从而的该反应的摩尔吉布斯函数改为简单的说就是通过公式看出吉布斯函数的值一直在变化不等于零，所以没有化学平衡。

材料化学合成与制备复习题1.名词解释a.沉淀法: 液相沉淀法是向水溶液中投加某种化学物质，使它与水中的溶解物质发生化学反应，生成难溶于水的沉淀物。

b.直接沉淀法:在金属盐溶液中直接加入沉淀剂，在一定条件下生成沉淀析出，沉淀经洗涤、热分解等处理工艺后得到超细产物。

c.共沉淀法:在含有多种阳离子的溶液中加入沉淀剂，在各成分均一混合后，使金属离子完全沉淀，得到沉淀物再经热分解而制得微小粉体的方法。

d.均匀沉淀:一般沉淀过程是不平衡的，但如果控制溶液中沉淀剂的浓度，使之缓慢增加，则使溶液中的沉淀处于平衡状态，且沉淀能在整个溶液中均匀出现，这种方法称为均相沉淀。

e.水热法:水热法又称热液法，属液相化学法的范畴。

是指在密封的压力容器中，以水为溶剂,在高温高压的条件下进行的化学反应。

水热反应依据反应类型的不同可分为水热氧化、水热还原、水热沉淀、水热合成、水热水解、水热结晶等。

其中水热结晶用得最多。

f.均匀形核:均匀形核就是不在杂质或者器壁结晶，而是直接通过液体本身的相起伏产生临街晶核从而生长晶体的结晶过程。

g.非均匀形核:非均匀形核就是依靠液体中的固体杂质或器壁的表面能进行的结晶。

通常，非均匀晶核比均匀形核容易进行。

h.溶度积原则:即在一定条件下，在含有难溶盐MnNn（固体）的饱和溶液中，各种离子浓度的乘积为一常数，称为溶度积常数，记为LMnNn MmNn == mM n+ + nNm-溶度积常数 LMmNn=[Mn+]m•[Nm-]ni.软团聚:软团聚主要是由颗粒间的范德华力和库仑力所致，所以通过一些化学的作用或施加机械能的方式，就可以使其大部分消除.j.硬团聚:一般是指颗粒之间通过化学键力或氢键作用力等强作用力连接形成的团聚体。

k.水热；l.溶剂热:将水热法中的水换成有机溶剂或非水溶媒（例如：有机胺、醇、氨、四氯化碳或苯等），采用类似于水热法的原理，以制备在水溶液中无法长成，易氧化、易水解或对水敏感的材料。

材料合成与制备期末复习题第零章绪论1.材料合成:材料合成是指促使原子或分子构成材料的化学或物理过程;2.材料制备:材料制备是指研究如何控制原子与分子使其构成有用的材料，但材料制备还包括在更为宏观的尺度上控制材料的结构，使其具备所需的性能和使用效能。

3.材料合成与制备的最终目标是:制造高性能、高质量的新材料以满足各种构件、物品或仪器等物件的日益发展的需求。

4.材料合成与制备的发展方向:材料的高性能化、复合化、功能化、低维化、低成本化、绿色化;5.影响热力学过程自发进行方向的因素:(1)能量因素;(2)系统的混乱度因素; 6.隔离系统总是自发的向着熵值增加的方向进行。

7.论述反应速率的影响因素:(1)浓度对反应速率的影响:对于可逆反应，增加反应物浓度可以使平衡向产物方向移动，因此，提高反应物浓度是提高产率的一个办法，但如果反应物成本很高，将反应物之一在生成后立即分离出去或转移到另一相中去，也是提高反应产率的一个很好的办法。

对于有气相的反应，如果反应前后气体物质的反应计量数不等，则增加压力会有利于反应向气体计量数小的方向进行。

另外，对于多个反应同时进行的反应，则应按主反应的情况来控制反应物的配比;(2)温度对反应速率的影响:对于一个可逆反应，正反应吸热，则逆反应就放热;如果正反应放热，则逆反应就吸热，升高温度有利于反应向吸热方向进行，不利于放热反应;对于放热反应，用冷水浴或冰浴使其降温的办法有利于反应的进行，但影响反应速率。

实际生产中，要综合考虑单位实际内的产量和转化率同时进行;(3)溶剂等对反应速率的影响:溶剂在反应中的作用:一是提供反应的场所，二是发生溶剂化效应。

溶剂最重要的物理效应即溶剂化作用，化学效应主要有溶剂分子的催化作用和容积分子作为反应物或产物参与了化学反应。

若溶剂分子与反应物生成不稳定的溶剂化物，可使反应的活化能降低，加快反应速率;若生成稳定的溶剂化物，则使反应活化能升高，降低反应速率;若生成物与溶剂分子生成溶剂化物，不论它是否稳定，都会使反应速率加快。

材料合成制备考试复习资料终极版work Information Technology Company.2020YEAR材料合成：指把各种原子、分子结合起来制成材料所采用的各种化学方法和物理方法，一般不含工程方面的问题。

材料制备：制备一词不仅包含了合成的基本内涵，而且包含了把比原子、分子更高一级聚集状态结合起来制成材料所采用的化学方法和物理方法。

(一是新的制备方法以及新的制备方法中的科学问题，二是各种制备方法中遇到的工程技术问题)材料加工：是指对原子、分子以及更高一级聚集状态进行控制而获得所需要的性能和形状尺寸(以性能为主)所采用的方法(以物理方法为主).材料的分类：用途：结构材料，功能材料。

物理结构：晶体材料、非晶态材料和纳米材料。

几何形态：三维二维一维零维材料。

发展：传统材料，新材料。

按属性分：以金属健结合的金属材料，以离子键和共价键为主要键合的无机非金属材料，以共价健为主要键合的高分子材料，将上述三种材料进行复合，以界面特征为主的复合材料，钢铁、陶瓷、塑料和玻璃钢分别为这四种材料的典型代表。

新材料特点：品种多式样多，更新换代快，性能要求越来越功能化、极限化复合化、精细化。

新材料主要发展趋势：1结构材料的复合化2信息材料的多功能集成化3低维材料迅速发展4非平衡态(非稳定)材料日益受到重视。

单晶体的基本性质：均匀性；各向异性；自限性；对称性；最小内能和最大稳定性。

晶体生长类型：固相-固相平衡的晶体生长，液相-固相平衡的晶体生长，气相-固相平衡的晶体生长。

晶体生长可以分为成核和长大两个阶段。

成核过程主要考虑热力学条件。

长大过程则主要考虑动力学条件。

在晶体生长过程中，新相核的发生和长大称为成核过程。

成核过程可分为均匀成核和非均匀成核。

过冷度——每一种物质都有自己的平衡结晶温度或者称为理论结晶温度，但是，在实际结晶过程中，实际结晶温度总是低于理论结晶温度的，这种现象称为过冷现象，两者的温度差值被称为过冷度，它是晶体生长的驱动力。

一．填空题：1.聚合物基复合材料的制备大致可以分为4个步骤答：增强物的铺放—确定材料形状—基体注入—基体固化。

2.均匀相成核和非均匀相成核答：在晶体生长过程中，新相核的发生和长大称为成核过程。

成核过程可分为均匀成核和非均匀成核。

所谓的均匀成核，是指在一个热力学体系内，各处的成核几率相等。

由于热力学体系的涨落现象，在某个瞬间，体系中某个局部区域偏离平衡态，出现密度涨落，这时，这个小局部区域中的原子或分子可能一时聚集起来成为新相的原子集团（称为胚芽）。

这些胚芽在另一个瞬间可能又解体成为原始态的原子或分子。

但某些满足一定条件的胚芽可能成为晶体生长的核心。

如果这时有相变驱动力的作用，这些胚芽可以发展成为新的相核，进而生长成为晶体。

晶核的形成存在一个临界半径，当晶核半径小于此半径时，晶核趋于消失，只有当其半径大于此半径时，晶核才稳定地长大。

所谓非均匀成核，是指体系在外来质点，容器壁或原有晶体表面上形成的核。

在此类体系中，成核几率在空间各点不同。

自然界中的雨雪冰雹等的形成都属于非均匀成核。

际上，在所有物质体系中都会发生非均匀成核。

有目的地利用体系的非均匀成核，可以达到特殊的效果和作用。

二．名词解释：非均匀成核：非均匀成核，是指体系在外来质点，容器壁或原有晶体表面上形成的核。

分子束外延法：实际上是改进型的三温度法。

当制备三元混晶半导体化合物薄膜时，在加一蒸发源，就形成了四温度法。

模压成型法：将复合材料片材或模塑料放入金属对模中，在温度和压力作用下，材料充满模腔，固化成型，脱模制得产品的方法。

闪蒸法：把合金做成粉末或微细颗粒，在高温加热器或坩锅蒸发源中，使一个一个的颗粒瞬间完全蒸发。

真空蒸镀：将待成膜的物质置于真空中进行蒸发或升华，使之在工件或基片表面析出的过程。

物理气相沉积：在真空条件下，用物理的方法，将材料汽化成原子、分子或使其电离成离子，并通过气相过程，在材料或工件表面沉积一层具有某些特殊性能的薄膜。

化学镀：通常称为无电源电镀，是利用还原剂从所镀物质的溶液中以化学还原作用，在镀件的固液两相界面上析出和沉积得到镀层的技术。

《材料合成与制备》期末测验试题1. 解释下列术语（每题5分）（1）金属基复合材料以金属或合金为基体，并以纤维、晶须、颗粒等为增强体的复合材料。

按所用的基体金属的不同，使用温度范围为350～1200℃。

（2）自蔓延高温合成自蔓延高温合成又称为燃烧合成技术，是利用反应物之间高的化学反应热的自加热和自传导作用来合成材料的一种技术，当反应物一旦被引燃，便会自动向尚未反应的区域传播，直至反应完全，是制备无机化合物高温材料的一种新方法。

（3）物理气相沉积物理气相沉积技术表示在真空条件下，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（或等离子体）过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。

（4）分子束外延分子束外延（MBE）是新发展起来的外延制膜方法，也是一种特殊的真空镀膜工艺。

外延是一种制备单晶薄膜的新技术，它是在适当的衬底与合适的条件下，沿衬底材料晶轴方向逐层生长薄膜的方法。

（5）化学气相沉积化学气相沉积（简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。

它本质上属于原子范畴的气态传质过程。

与之相对的是物理气相沉积（PVD）。

化学气相沉积是一种制备材料的气相生长方法，它是把一种或几种含有构成薄膜元素的化合物、单质气体通入放置有基材的反应室，借助空间气相化学反应在基体表面上沉积固态薄膜的工艺技术。

2. 简要回答下列问题（每题5分）(1) 解释材料合成、制备及加工的定义、内涵和区别？材料合成是指通过一定的途径，从气态、液态或固态的各种不同原材料中得到化学上不同于原材料的新材料的过程。

材料加工则是指通过一定的工艺手段使现有材料在物理上或形状上处于和原材料不同的状态(但化学上完全相同)的过程。

比如从体块材料中获得薄膜材料，从非晶材料中得到晶态材料，通过铸、锻、焊成型等。

材料制备则包含了材料合成和材料加工的前部分内容（化学上不同于原材料的新材料以及材料物理状态、组合方式改变，但化学上保持不变），不涉及部件成型。

2013年材料化学期末考试试卷及答案1、材料按化学组成与结构一般可分为金属材料、无机非金属材料、聚合物材料和复合材料四大类;2、材料化学是材料的结构、性能、制备和应用的化学;3、材料的结构一般可分为微观结构、介观结构和宏观结构三个层次来研究;4、元素的原子之间通过化学键相结合,不同元素由于电子结构不同结合的强弱也不同;其中离子键、共价键和金属键较强；范德华键为较弱的物理键；氢键归于次价键;5、范德华力有三种来源分别是取向力、诱导力和色散力;6、晶体包括有金属晶体、离子晶体、原子晶体和分子晶体;7、硅酸盐的基本结构单元为 SiO4 四面体,其结构类型为岛装、环状、链状、层状与架状等;8、晶体的缺陷按几何维度可划分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷 ;其中点缺陷又可分为热缺陷和杂质缺陷;9、力对材料的作用方式为拉伸、压缩、弯曲和剪切等；而力学性能表征为强度、韧性和硬度等;10、材料的电性能是材料被施加电场时所产生的响应行为 ;主要包括导电性、介电性、铁电性和压电性等;11、晶体生长技术包括有融体生长法和溶液生长法；其中融体生长法主要有提拉法、坩埚下降法、区融法和焰融法;12、气相沉积法分为物理沉积法和化学沉积法；化学沉积法按反应的能源可分为热能化学气相沉积、等离子增强化学气相沉积与光化学沉积 ;13、金属通常可分为黑色金属和有色金属；黑色金属是指铁、铬、锰金属与它们的合金;14、铁碳合金的形态包括有奥氏体、马氏体、铁素体、渗碳体、与珠光体等;15、无机非金属材料一般为某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫化物和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐组成;16、玻璃按主要成分可分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃；氧化物玻璃包括石英玻璃、硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、氟钙玻璃；非氧化物玻璃主要有硫系玻璃和卤化物玻璃;17、半导体可分为元素半导体、化合物半导体和固溶体半导体；按价电子数可分为 n-型和 p-型 ;18、聚合物通常是由许多简单的结构单元通过共价键重复连接而成;合成聚合物的化合物称为单体 ,一种这样化合物聚合形成的成为均聚物 ,两种以上称共聚物 ;19、聚合的实施方法可分为本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合;20、具有导电性的聚合物主要有：共轭体系的聚合物、电荷转移络合物、金属有机螯合物和高分子电解质;21、复合材料按基体可分为聚合物基复合材料、金属基复合材料和无机非金属复合材料;22、纳米材料的独特效应包括小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子效应;二、名词解释共 10小题,每题 1分,共计10分23、置换型固溶体：由溶质原子替代一部分溶剂原子而占据着溶剂晶格某些结点位置所组成的固溶体;24、填隙型固溶体：溶质质点进入晶体中的间隙位置所形成的固溶体;25、介电性：在电场作用下,材料表现出的对静电能的储蓄和损耗的性质;26、居里温度：高于此温度铁电性消失;27、相图：用几何的方式来描述处于平衡状态下物质的成分、相和外界条件相互关系的示意图;28、合金：由两种或以上的金属非金属经过熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质;29、阳离子聚合反应：以碳阳离子为反应活性中心进行的离子型聚合反应;30、阴离子聚合反应：以阴离子为反应活性中心进行的离子型聚合反应;31、复合材料：两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料;32、纳米材料：微观结构至少在一维方向上受纳米尺度调制的各种固体超细材料,或由它们作为基本单元构成的材料三、判断题共10 小题,每题1 分,共计10分33、材料化学的特点是跨学科性和多样性;×34、在周期表中同周期从左到右电正性逐渐减小,同族由下到上逐渐减小;√35、在周期表中同周期从左到右原子半径逐渐减小,同族由下到上逐渐增大;×36、氢键的作用力强弱介于化学键与范德华力之间;√37、范德华键不具有方向性和饱和性,而离子键即有方向性又有饱和性;×38、一般晶体都有规则的几何外形和固定的熔点;√39、对于具有缺陷的晶体是不完美的,一般在制备材料上要避免;×40、以二氧化硅为主体的材料在酸性条件下是稳定存在的;√41、热性能与材料中原子的震动相关,一般表现为热传导、热膨胀和热辐射;×42、衡量材料介电性能的指标为介电损耗,其值越小绝缘性能越好;×43、含有П共轭基团的材料一般为无色透明材料;×44、金属由于对所有光波吸收后又释放,所以呈现金属光泽;√45、埃灵罕姆图中位于ΔG-T上方的氧化物可以使下方的元素氧化;√46、固态反应中颗粒尺寸越小、比表面积越大、反应速度越快;√47、在热力学上,非晶态是一种稳定的状态;×48、在铁碳合金中马氏体塑性最好而奥氏体硬度最高;×49、淬火处理可以减低合金的脆性提高韧性和切削性能;×50、水泥的标号越高硬化后的强度也越高;√51、目前产量最高用途最广泛的玻璃是有机玻璃;×52、玻璃钢和钢化玻璃是同一种物质;×53、陶瓷材料与玻璃材料的区别是：玻璃透明而陶瓷不透明;×54、塑料材料的玻璃化转变温度一般要比橡胶材料要高;√55、PVC一般有悬浮聚合与乳液聚合两种产品,其中悬浮聚合分子量分布窄×56、应用最广泛的复合材料是聚合物基复合材料;√57、金属的纳米颗粒对可见光具有较好的反光性,所有都有金属光泽;×58、纳米颗粒一般需要采用一定保护措施来防止团聚;√四、简答题共2小题,每题 3 分,共计 6分59、晶体与非晶体的区别有哪些答：晶体：原子或原子团、离子或分子在空按一定规律呈周期性地排列构成长程有序非晶体：原子、分子或离子无规则地堆积在一起所形成长程无序短程有序;非晶态所属的状态属于热力学亚稳态,所以非晶态固体总有向晶态转化的趋势,即非晶态固体在一定温度下会自发地结晶,转化到稳定性更高的晶体状态;60、形成腐蚀电池必备的条件是什么答：第一、要有电位差存在；第二、两极处于电解质溶液中；第三、不同电位的两部分金属之间要有导线连接或接触;61、简述热力学第一、二、三定律答：热力学第一定律就是能量守恒定律,在一个封闭系统里,所有种类的能量,形式可以转化,但既不能凭空产生,也不会凭空消失;热力学第二定律就是判断自发过程进行的方向和限度的定律,它有不同的表述方法：热量不可能自发地从低温物体传到高温物体；热量不可能从低温物体传到高温物体而不引起其他变化；不可能从单一热源取出热量使之全部转化为功而不发生其他变化;热力学第三定律指出绝对零度是不可能达到的;62、化学气相沉积法的优缺点有那些答：优点：1不存在沉积视线阴影,可以对复杂的三维工件进行沉积镀膜;2 具有高的沉积速度,并可获得厚的涂层有时厚度可达厘米级；3大于%之高密度镀层,有良好的真空密封性；4沉积的涂层对底材具有良好的附着性；5可在相当低的温度下镀上高熔点材料镀层；6可控制晶粒大小与微结构7CVD设备通常比PVD简单、经济;缺点：1反应需要挥发性化合物,不适用于一般可电镀的金属,因其缺少适合的反应物,如：锡、锌、金；2需可形成稳定固体化合物的化学反应,如：硼化物、氮化物及硅化物等；3因有剧毒物质的释放,腐蚀性的废气及沉积反应需适当控制,需要封闭系统；4某些反应物价格昂贵；5反应物的使用率低,反应常受到沉积反应平衡常数的限制;63、溶胶-凝胶法的优缺点有哪些答：优点：1由于溶胶－凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中而形成低粘度的溶液,因此,就可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性,在形成凝胶时,反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合;2由于经过溶液反应步骤,那么就很容易均匀定量地掺入一些微量元素,实现分子水平上的均匀掺杂；3与固相反应相比,化学反应将容易进行,而且仅需要较低的合成温度,一般认为溶胶一凝胶体系中组分的扩散在纳米范围内,而固相反应时组分扩散是在微米范围内,因此反应容易进行,温度较低;4选择合适的条件可以制备各种新型材料;缺点：1原料价格比较昂贵；2通常整个溶胶－凝胶过程所需时间较长,常需要几天或儿几周;3凝胶中存在大量微孔,在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物,并产生收缩;64、简述陶与瓷的区别答：陶器的吸水性一般大于3％而瓷器一般不大于3％；陶器不透光而瓷器透光；陶器胎体未玻化或玻化程度差、断面粗糙而瓷器玻化程度高、结构致密、细腻,断面呈石状或贝壳状；陶器敲击声沉浊而瓷器清脆;65、聚合物分子量有何特点,其四种平均分子量有何关系答：聚合物的分子量有两个特点,一是分子量大；二是分子量的多分散性；数均分子量小于重均分子量小于粘均分子量小于Z均分子量;66、简述自蔓延高温合成法的原理答：它是许多金属和非金属难熔化合物在燃烧合成时依靠自身放热,来合成材料的技术;某些物质在合成时自身可以放热并利用此热量可以使合成反应继续下去的现象;67、复合材料按基体材料可分几类按增强纤维种类又可分为几类答：聚合物基复合材料、金属基复合材料和无机非金属复合材料;玻璃纤维复合材料；碳纤维复合材料；有机纤维芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、聚烯烃纤维等复合材料；金属纤维如钨丝、不锈钢丝等复合材料；陶瓷纤维如氧化铝纤维、碳化硅纤维等复合材料;68、为什么要对纳米颗粒材料表面进行改性有哪些改性方法答：纳米体易于团聚的原因：表面效应、布朗运动、范德华力和氢键；因此克服团聚的途径：对纳米粒子进行表面改性;改性方法有：物理改性；化学改性;五、论述题;共2小题,共计 8分69、分别简述材料与化学的研究范畴及材料化学的主要研究内容答：材料是具有使其能够用于机械、结构、设备和产品性质的物质;这种物质具有一定的性能Performance或功能function;一般可以重复使用;可用的物质即材料;化学：物质的组成、结构和性质以及物质相互转换的研究;材料注重宏观方面,化学注重原子分子水平的相互作用;主要研究内容包括：1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、表面与晶界结构、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;2性能性能是材料在一定的条件下对外部作用的反应的定量表述;3制备材料的合成与制备就是将原子、分子聚合起来并最终转变为有用产品的一系列连续过程;合成与制备是提高材料质量、降低生产成本和提高经济效益的关键,也是开发新材料、新器件的中心环节;70、聚乙烯与聚四氟乙烯的结构有什么区别为什么聚四氟乙烯的耐老化性能优异,被称为塑料王答：C-H与C-F性质不同,结构不同;71、列举三种你所知道的复合材料简述其制造方法答：省略。

材料设计与制备复习题答案材料设计与制备是一门跨学科的课程，它涵盖了材料科学的基础理论、材料的合成方法、材料性能的表征以及材料在不同领域的应用。

以下是材料设计与制备复习题的答案：1. 材料科学基础理论- 材料科学是研究材料的组成、结构、性能以及它们之间关系的科学。

- 材料的基本类型包括金属、陶瓷、聚合物和复合材料。

2. 材料的合成方法- 合成方法包括熔融法、固相法、溶液法、气相沉积法等。

- 每种方法都有其特定的应用范围和优势。

3. 材料性能的表征- 材料性能包括力学性能、热性能、电性能、光学性能等。

- 常用的表征技术有X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)等。

4. 材料的应用领域- 材料在航空、航天、汽车、电子、生物医学等多个领域都有广泛的应用。

- 例如，高强度合金用于航空航天，生物可降解材料用于医疗植入物。

5. 材料设计与制备的发展趋势- 随着科技的发展，材料设计与制备正朝着多功能化、智能化、环境友好的方向发展。

- 纳米技术、3D打印技术等新兴技术为材料设计提供了新的可能性。

6. 材料的微观结构与宏观性能的关系- 材料的微观结构，如晶粒大小、相分布、缺陷等，对其宏观性能有重要影响。

- 通过控制材料的微观结构，可以优化其性能。

7. 环境因素对材料性能的影响- 温度、湿度、腐蚀性环境等都会影响材料的性能。

- 材料的耐久性和稳定性是设计时需要考虑的重要因素。

8. 材料的失效机制- 材料在使用过程中可能会因为疲劳、腐蚀、磨损等原因失效。

- 了解失效机制有助于提高材料的使用寿命和可靠性。

9. 材料的经济性与可持续性- 在材料设计与制备过程中，需要考虑成本效益和环境影响。

- 可再生材料和循环利用技术是实现材料可持续性的关键。

10. 案例分析- 通过分析特定材料的设计和制备过程，可以更好地理解材料科学的实际应用。

- 例如，碳纤维的制备过程、应用领域以及性能优化。

一、判断题（对填“T”，错填“F”）1. 高温超导体是指能在室温以上温度工作的超导材料。

（）2. 制备多元金属氧化物粉体的甘氨酸法比柠檬酸盐燃烧法的化学反应更加剧烈。

（）3. 火焰辅助的超声喷雾热解工艺（FAUSP）也是制备细粉的方法，需要人工点火。

（）4. 陶瓷粉体的二次粒子尺寸总是大于一次粒子尺寸。

（）5. 溶胶-凝胶法制备气凝胶，必须在真空条件下进行。

（）6. 透明有机玻璃可以用甲基丙烯酸甲酯为原料通过沉淀聚合反应制备。

（）7. 利用乙酰丙酮配位高价金属的醇盐，可以提高醇盐的水解能力。

（）8. 微波CVD就是利用微波加热衬底的化学气相沉积（）9. 静电喷雾沉积（ESD）技术可以被用来生长致密的外延薄膜（）10.人们可以通过原子操纵技术来大量制备超晶格材料（）11.高分子聚合反应是一个熵增过程（）12.Schetman获得诺贝尔主要原因是他发现了宏观材料可以有10次对称轴（）13.溶胶-凝胶法制备气凝胶，必须在真空条件下（）14.透明有机玻璃可以用甲基丙烯酸甲酯为原料通过沉淀聚合反应制备（）15.利用乙酰丙酮配位高价金属醇盐，可以提高醇盐的水解能力（）16.MOF就是金属氟氧化物的简称（）17.乳液聚合的乳化剂通常是表面活性剂（）18.使用模板试剂（硬模板，软模板，牺牲模板）是制备无机空心球的必要条件（）19科学理论是无可争辩的（）20.制备多元金属氧化物粉体的柠檬酸盐燃烧法需要人工点火引发反应（）21.人们可以通过原子操纵技术来精细控制反应（）22.高分子聚合反应是吸热反应（）23.对于面心立方（fcc）晶体，因为晶体形状以立方体能量最低，所以最易生长出立方形状的单晶体（）24.透明有机玻璃可以用甲基丙烯酸甲酯为原料通过均相聚合反应制备（）25.利用螯合剂配位高价金属的醇盐，可以提高醇盐的反应活性（）26.固相反应常用来制备陶瓷块材，但是不能用来制备陶瓷粉体（）27.高分子聚合反应总是放热的（）28.微弧氧化技术主要被用来制备金属氧化物纳米粉体（）29.制备薄膜材料的溅射技术属于物理制备工艺（）30.悬浮聚合法的悬浮剂通常都是表面活性剂（）31.伟大的科学理论都是复杂而奥妙无穷的（）32.制备多元金属氧化物粉体的甘氨酸法本质上是一种放热氧化还原反应，其中甘氨酸是氧化剂，硝酸盐是还原剂（）33.超声喷雾沉积法制备薄膜工艺中，产生的雾滴是带有电荷的（）34.人们可以通过原子操纵技术来精确发动基元反应（）35.高分子聚合反应总是熵增加的化学反应（）36.金属玻璃是透明的金属材料（）37.电沉积法制备泡沫镍工艺流程中采用了无电镀步骤来生长外延镍薄膜（）38.利用乙酰丙酮配位高价金属的醇盐，可以降低醇盐的水解能力（）39.制备薄膜材料的真空蒸发技术属于物理制备工艺（）40.采用急冷工艺是制备金属玻璃的关键（）41.L-B膜技术可以用来制备金属氧化物纳米棒阵列（）42.控制纳米金属粒子的取向生长时，包覆剂不能是简单的阴离子（如Br-）（）43.生长螺旋碳纳米管时，使用含铁催化剂是必要条件（）44.量子点粒径越大，其发射的荧光波长越短。