【整理】材料合成与制备_复习资料(有答案)

名词解释1溶胶：具有液体特征的胶体体系，是指微小的固体颗粒悬浮分散在液相中，不停的进行布朗运动的体系。

2凝胶:具有固体特征的胶体体系，被分散的物质形成连续的网络骨架，骨架孔隙中充满液体或气体，凝胶中分散相含量极低。

3水热法：指在特制的密闭容反应器中，采用水溶液作为反应体系，通过将反应体系加热至临界温度，在反应体系中产生高压环境而进行无机合成与材料制备的一种方法。

4溶剂热法：在水热法的基础上发展起来的一种新型材料制备方法，将水热法中的水换成有机溶剂或非水溶媒，采用类似水热法的原理，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。

5阳极效应：指端电压急剧升高，电流则强烈下降，同时，电解质与电极之间呈现润湿不良现象，电极周围还出现细微火花放电的光圈。

6化学气相沉积：通过化学反应的方式，利用加热，等离子激励或光辐射等各种能源，在反应器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经过化学反应形成固态沉积物的技术。

7定向凝固：在凝固过程中采用强制手段，在凝固金属和凝固熔体中建立起特定方向的温度梯度，从而使熔体沿着与热流相反的方向凝固，获得具有特定取向柱状晶的技术。

8潜伏期：固体反应物间的扩散及产物成核过程构成固相反应特有的潜伏期。

9热压烧结：指在对置于限定形状的石墨模具中的松散粉末或对粉末压坯加热的同时对其施加单轴压力的烧结过程。

10自蔓延合成：是利用反应物之间高的化学反应热的自加热和自传导来合成材料的一种技术，当反应物一旦被引燃，变会自动向尚未反应的区域传播，直至反应完成。

也称燃烧合成。

11等离子体：指电离程度较高，电离电荷相反，数量相等的气体，通常是由电子，离子，原子或自由基等粒子构成的集合体。

1溶胶-凝胶法制备过程：采用具有高化学活性的含材料成分的液体化合物为前驱体(通常是金属有机醇盐或无机化合物)，在液相下将这些原料均匀混合，并进行一系列的水解，缩聚反应，通过抑制各种反应条件，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经过陈化，胶粒间缓慢聚合，形成了三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂。

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。

1.升华法：将固体在高温区升华，蒸气在温度梯度的作用下向低温区输运结晶的一种生长晶体的方法。

（硫化物，卤化物，Cds，ZnS，CdI2，HgI2）2.在晶体生长过程中始终维持其过饱和度的途径有：（1）根据溶解度曲线，改变温度；（2）采取各种方法（如蒸发，电解等）减少溶剂，改变溶液成分；（3）通过化学反应来控制过饱和度。

化学反应的速度和晶体生长的速度差别很大，凝胶扩散使反应缓慢进行；（4）用亚稳相来控制过饱和度。

3.根据晶体的溶解度与温度的关系，溶液中生长晶体的方法：降温法，流动法（温差法），蒸发法，凝胶法。

4.降温法适用于溶解度和温度系数都较大的物质，并需要一定的为温度区间。

5.蒸发法生长晶体的基本原理是将溶剂不断蒸发减少，从而使溶液保持在过饱和状态，晶体便不断生长。

适用于溶解度较大而溶解度温度系数较小或为负值的物质。

6.晶体的水热生长法是一种在高温高压下的过饱和和水溶液中进行结晶的方法。

7.水热法的优点：（1）由于存在相变（α石英）可能形成玻璃体（由于高粘滞度而结晶很慢的那些硅酸盐）；在熔点时，不稳定的结晶相可以用水热法生长；（2）可以用来生长在接近熔点时蒸汽压高的材料（ZnO）或要分解的材料（VO 2）等；（3）适用用要求比熔体生长的晶体有较高完美性的优质大晶体或在理想配比困难时，要更好的控制成分的材料生长；（4）生长出得晶体热应力小，宏观缺陷少，均匀性和纯度也较高。

8.水热法的缺点：（1）需要特殊的高压釜和安全保护措施；（2）需要适当大小的优质籽晶，虽然质量在以后的生长中能够得到改善；（3）整个生长过程不能观察，生长一定尺寸的晶体，时间较长。

9.正常凝固法的特点是在晶体开始生长时，全部材料处于熔融态（引入的籽晶除外）。

在生长过程中，材料体系有晶体和熔体两部分组成，并且是以晶体的长大和熔体的减少而告终。

10.正常凝固法：晶体提拉法，坩埚移动法，晶体泡生法，弧熔法。

11.提拉法改进技术：（1）晶体直径的自动控制技术—ADC技术—不仅使生长过程的控制实现了自动化，而且提高了晶体的质量和成品率；（2）液相封盖和高压单晶炉—LEC技术—生长那些具有较高蒸气压或高离解压的材料；（3）磁场提拉法—MCZ技术—在提拉法中加一磁场，可以使单晶中得氧含量和电阻率分布得到控制和趋于均匀（单晶硅的成功制取）；（4）倒膜法—EFG技术—可以按照所需要的形状和尺寸来生长晶体，晶体的均匀性也得到了改善。

材料合成终极复习资料1~3章材料合成终极复习资料1.材料合成：促使原子或分子构成材料的化学和物理过程。

找寻崭新制备方法，以适度的数量和形态制备材料的技术问题；新材料的制备，尚无材料的新制备方法及新形态的制备。

材料制取：研究如何掌控原子与分子并使其形成有价值的材料，以及更为宏观的尺度上掌控材料的结构，并使其具备所需的性能和采用效能。

第一章2.溶胶－凝胶法：就是用饲喂化学活性组分的化合物并作前驱体，在液相下将这些原料光滑混合，并展开水解、酯化化学反应，在溶液中构成平衡的透明化溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢生成，构成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满著了丧失流动性的溶剂，构成凝胶。

凝胶经过潮湿、热处理切割制取出来分子乃至纳米亚结构的材料。

3.溶胶－凝胶法的优点：（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，那么就很难光滑定量地混入一些微量元素，同时实现分子水平上的光滑参杂。

（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）挑选最合适的条件可以制取各种新型材料。

4.溶胶－凝胶法的缺点：（1）目前所使用的原料价格比较昂贵，有些原料为有机物，对健康有害；（2）通常整个溶胶－凝胶过程所需时间较长，常需要几天或几周；（3）凝胶中存有大量微孔，在潮湿过程中又将可以逸出许多气体及有机物，并产生膨胀。

5.凝胶时间的定义：从反应开始到凝胶形成的时间。

影响水解、异构化速率的因素都会对凝胶时间产生影响。

6.避免凝胶干活胚脱落的方法（1）掌控潮湿速度；（2）进一步增强固相骨架强度：（3）增加毛细管力：（4）掌控潮湿的化学添加剂dcca的应用领域7.热处理的条件控制（a）升温速度（b）热处理温度（c）烧结时间（d）升温制度8.溶胶－凝胶制备生产工艺种类型：1）胶体型2）水解-异构化型3）化氢物型第二章1.溶剂热法优点1）在有机溶剂中展开的反应能有效地遏制产物的水解过程或水中氧的污染；2）非水溶剂的采用使得溶剂热法可选择原料范围大大扩大；3）由于有机溶剂的高沸点，在同样的条件下，它们可以达至比水热制备更高的气压，从而有助于产物的结晶；4）由于较低的反应温度，反应物中结构单元可以保留到产物中，且不受破坏，同时，有机溶剂官能团和反应物或产物作用，生成某些新型在催化和储能方面有潜在应用的材料；2.水热法就是所指在特制的密封反应器（高压釜）中，使用水溶液做为反应体系，通过对反应体系冷却、冷却(或耳稃蒸气甩），缔造一个相对高温、高压的反应环境，使通常容易水溶性或不水溶性的物质熔化，并且重结晶而展开无机制备与材料处置的一种有效率方法。

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、单选题1、在自然界中，铁多以氧化物的形式存在。

工业生产中以下铁矿石中哪种铁含量最高。

A.赤铁矿石B.褐铁矿石C.菱铁矿石D.磁铁矿石正确答案：D2、钢铁冶金中主要氧化物的稳定性由强到弱的顺序是A.CaO>Al2O3>MgO>SiO2B.SiO2>CaO>MgO>Al2O3C.CaO>MgO>Al2O3>SiO2D.MgO>Al2O3>CaO>SiO2正确答案：C3、熔渣是指主要由各种（）熔合而成的熔体A.碳化物B.硫化物C.氧化物D.氮化物正确答案：C4、冶金熔体有几种类型A.3种B.4种C.1种D.2种正确答案：B5、钢的可加工性能优于生铁，主要是因为（）A.钢的熔点高B.钢纯净度高C.钢的硬度高D.钢含碳量高正确答案：B6、铁水脱硫的主要脱硫剂是（）A.Al+CaOB.Mn+SiO2C.MgO+CaD.Mg＋CaO正确答案：D7、转炉炼钢前期熔池温度低，有利于( )反应A.脱碳B.脱氧C.脱硫D.脱磷正确答案：D8、炼钢过程直接氧化是指 ( )A.杂质组元被炉渣氧化B.炉渣被氧气氧化C.铁液中杂质组元与氧气作用被氧化D.CO被氧化为CO2正确答案：C9、转炉炼钢铁水的物理热约占总热量的（）B.30%C.70%D.10%正确答案：C10、氧气转炉炼钢过程铁液升温所需热源主要来自（）A.加入的发热材料B.电弧加热C.炉渣成渣热D.铁液中杂质组元氧化反应的热效应正确答案：D11、氧气炼钢炉渣中以下铁氧化物哪种最稳定（）A.Fe2O3B.Fe3O4C.FeOD.FeCO3正确答案：C12、降低炉渣氧化铁含量有利于（）反应A.脱磷B.脱硅C.脱碳D.脱硫正确答案：D13、以下脱氧元素中，哪一个（）脱氧能力最强？A.SiB.AlD.Mn正确答案：B14、钢中内生类非金属夹杂物主要来自（）A.连铸结晶器保护渣卷入B.炼钢炉内炉渣卷入C.脱氧反应产物D.炉衬材料混入正确答案：C15、超高功率电炉的功率级别为( )A.400KW/t以上B.300KW/t以上C.500KW/t以上D.200KW/t以上正确答案：C16、电炉炉壁氧燃枪的主要作用为( )A.脱磷B.脱气C.助熔D.升温正确答案：C17、常规RH精炼炉具有( )A.脱磷B.脱硅C.脱锰D.脱碳正确答案：C18、VD炉具有（）功能A.升温B.脱硅C.脱氧D.脱磷正确答案：C19、AOD精炼炉主要用于冶炼（）A.管线钢B.不锈钢C.轴承钢D.合金结构钢正确答案：B20、脱氧反应包括化学反应、脱氧产物形核、脱氧产物长大和( )四个阶段A.脱氧产物分解B.脱氧产物上浮去除C.脱氧产物被氧化D.脱氧产物聚集正确答案：B21、氧气炼钢过程脱碳反应生成的CO气体有利于（）A.增加炉渣的氧化铁含量B.增加钢水中[N]、[H]等元素含量C.增加炉渣的碳酸亚铁含量D.搅动熔池和均匀钢水的成分和温度正确答案：D22、钢水精炼脱硫的有利条件是（）A.降低钢中氮含量B.提高氧化铁含量C.提高温度D.降低温度正确答案：B23、铝的晶体结构为（）A.体心正方B.密排六方C.面心立方D.体心立方正确答案：C24、铜火法精炼的主要原料是（）A.冰铜B.紫铜C.粗铜D.青铜正确答案：A25、黄铜其主要成份是（）合金A.铜铝B.铜镍C.铜锌D.铜锡正确答案：C26、铜火法精炼中，下列中难除去的杂质为（）A.Ni、As、PbB.Ni、As、SbC.Fe、Zn、PbD.Ag、Au、Bi正确答案：D27、电解铝熔盐中冰晶石-氧化铝溶液为（）键型结构A.金属键B.分子键C.共价键D.离子键正确答案：D28、下列精炼剂在铝合金精炼过程容易造成空气污染的是（）A.六氯乙烷B.石墨粉C.硝酸钠D.硝酸钾正确答案：A29、铝熔炼过程中以下加热介质容易增加铝熔液的含气量A.焦炭加热B.感应加热C.电阻加热D.天然气加热正确答案：D30、铝熔盐电解过程中阴极产物为（）A.金属铝B.氧化铝C.氟化钠D.二氧化碳正确答案：A二、判断题31、中国在商周时期的青铜冶炼技术达到世界最高水平。

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。

一化学热力学1.定义:化学热力学是将“热力学”运用于化学领域而产生的一门研究化学反应过程中能量变化的科热力学——是研究能量相互转换规律的科学。

研究的主要内容（1）化学反应能否发生，若发生，其能量如何变化；（2）化学反应的方向、限度及转化率。

特点1）只能解决化学反应能否发生，反应进行的方向、限度及反应过程中能量的变化问题；（2）不能解决反应机理，反应速度问题。

2.化学反应方向的判断（自发过程、热力学判据）自发过程定义：在一定条件下不需要外力作用或人为干预而能自动进行的过程。

特征：（1）自发过程具有不可逆性，即它们只能朝某一确定的方向进行。

（2）过程有一定的限度——平衡状态。

（3）有一定的物理量判断变化的方向和限度。

影响热力学自发过程自发进行方向的因素：（1）热量（2）系统混乱度任何自发过程都倾向于：（1）取得最低的能量（焓效应）；（2）取得最大的混乱度（熵效应）。

熵判据：Q/T=△S——可逆过程，系统处于平衡状态；Q/T<△S——不可逆过程，系统为自发过程；Q/T>△S——非自发过程。

亥姆霍兹函数判据：在定温、定容且W′＝0时，只能自发地向A 减小的方向进行, 直到ΔAT,V＝0 时,系统达到平衡。

吉布斯函数判据：定温,定压且W′＝0时,过程只能向吉布斯函数G减小的方向进行,直到ΔGT,p＝0时,系统达到平衡。

的反应相耦合，组成一个可以自发进行的反应，称作耦合反应常用的反应很多，可以进行适当的耦合反应，例如：（1）铜不溶于稀硫酸，但如充足供给氧气，则反应可以进行。

（2）配合物的生成往往也能促进反应的进行。

（3）H+与OH-的水合，也常常作为耦合反应的对象。

（4）难溶盐的溶解。

（4）反应条件的控制与选择（吕·查得里原理）如果改变平衡系统的条件之一（浓度、压力和温度），平衡就向能减弱这种改变的方向移动。

1、浓度对化学平衡的影响对于溶液中的化学反应：①当反应物浓度增大或产物浓度减小时，平衡向正向移动。

《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。

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。

第一章溶胶•凝胶法名词解释1.胶体（Colloid）:胶体是一种分散相粒径很小的分散体系，分散相粒子的质量可以忽略不计，粒子之间的相互作用主要是短程作用力。

2.溶胶：溶胶是具有液体特征的胶体体系，是指微小的固体颗粒悬浮分散在液相中，不停地进行布朗运动的体系。

分散粒子是固体或者大分子颗粒，分散粒子的尺寸为lrnn-lOOnm,这些固体颗粒一般由10A3个-10A9 个原子组成。

3.凝胶（Gel）:凝胶是具有固体特征的胶体体系，被分散的物质形成连续的网络骨架，骨架孔隙中充满液体或气体，凝胶中分散相含量很低，一般为1%，3%。

4.多孔材料：是由形成材料本身基本构架的连续固相和形成孔隙的流体所组成。

填空题1.溶胶通常分为亲液型和憎液型型两类。

2.材料制备方法主要有物理方法和化学方法。

3.化学方法制备材料的优点是可以从分子尺度控制材料的合成。

4.由于界面原子的自由能比内部原子高，因此溶胶是热力学不稳定体系,若无其它条件限制，胶粒倾向于自发凝聚，达到低比表面状态。

5.溶胶稳定机制中增加粒子间能垒通常用的三个基本途径是使胶粒带表面电荷、利用空间位阻效应、利用溶剂化效应。

6.溶胶的凝胶化过程包括脱水凝胶化和碱性凝胶化两类。

7.溶胶一凝胶制备材料工艺的机制大体可分为三种类型无机聚合物型、络合物型。

8.搅拌器的种类有电力搅拌器和磁力搅拌器。

9.溶胶凝胶法中固化处理分为干燥和热处理。

10.对于金属无机盐的水溶液，前驱体的水解行为还会受到金属离子半径的大小、电负性和配位数等多种因素的影响。

简答题溶胶一凝胶制备陶瓷粉体材料的优点？制备工艺简单，无需昂贵的设备；对多元组分体系，溶胶-凝胶法可大大增加其化学均匀性；反应过程易控制, 可以调控凝胶的微观结构；材料可掺杂的范围较宽（包括掺杂量及种类），化学计量准确，易于改性；产物纯度高，烧结温度低等。

第二章水热溶剂热法名词解释1、水热法：是指在特制的密闭反应器（髙压釜）中，采用水溶液作为反应体系，通过将反应体系加热至临界温度（或接近临界温度），在反应体系中产生高压环境而进行无机合成与材料制备的一种有效方法。

第七章合成高分子材料综合复习资料及参考答案(总4页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第七章合成高分子材料一、选择题1、下列＿＿属于热塑性塑料。

①聚乙烯塑料②酚醛塑料③聚苯乙烯塑料④有机硅塑料A ①②B ①③C ③④D ②③2、填充料在塑料中的主要作用是。

A、提高强度 B 降低树脂含量 C 提高耐热性 D A＋B＋C3、按热性能分，以下哪项属于热塑性树脂。

A 聚氯乙烯 B 聚丙稀C 聚酯D A＋B二、是非判断题1、由单体自备聚合物的基本方法有加聚反应和缩聚反应。

2、热塑性树脂与热固性树脂相比具有强度大，粘结力强，变形小等特点，可用于结构材料。

3、聚合物的老化主要是由于高分子发生裂解这一类不可逆的化学反应造成的。

4、塑料和橡胶的最高使用温度称为玻璃化温度。

三、填空题1、根据分子的排列不同，聚合物可分为＿＿聚合物，＿＿聚合物和＿＿聚合物。

2、塑料的主要组成包括合成树脂，＿＿，＿＿和＿＿等。

四、名词解释1、热塑性树脂2、热固性树脂五、问答题1、某装修公司要承包一间歌舞厅的内外装修，欲采用塑料地板，妥否2、在粘结结构材料或修补建筑结构（如混凝土、混凝土结构）时，一般宜选用哪类合成树脂胶粘剂为什么3、现在建筑工程上倾向于使用塑料管代替镀锌管，请比较塑料管与镀锌管的优缺点。

4、选用何种地板会有较好的隔音效果5、某建筑工程需要给铝合金门窗的玻璃密封，现有三种密封膏（单组分硅酮密封膏，双组分聚氨酯密封膏，双组分聚硫橡胶建筑密封膏），请问选那一种较好原因何在6、试根据你在日常生活中所见所闻，写出5种建筑塑料制品的名称。

7、与传统建筑材料相比较，塑料有哪些优缺点8、某高风压地区的高层建筑有两种窗可选择A. 塑钢窗B. 铝合金窗9、热塑性树脂与热固性树脂中哪类宜作结构材料，哪类宜作防水卷材、密封材料？10、某住宅使用Ⅰ型硬质聚氯乙稀（UPVC）塑料管作热水管。

使用一段时间后，管道变形漏水，请分析原因。

物质的制备与合成(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题包括12小题,每小题5分,共60分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.摩尔盐的组成可用(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O表示,下列关于该物质的叙述不正确的是( )A.它是由(NH4)2SO4与FeSO4组成的混合物B.它是一种纯净物C.它是一种复盐D.它是一种结晶水合物答案A解析摩尔盐即(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O,是有固定组成的纯净物,属于复盐,也属于一种结晶水合物。

2.下列关于制备硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]的叙述不正确的是( )A.其操作过程可分为:①铁屑的净化,②硫酸亚铁的制取,③硫酸亚铁铵晶体的制备三个步骤B.在铁屑和稀硫酸反应(加热)的过程中应适当补充水,使溶液体积基本保持不变C.在蒸发皿中蒸发浓缩(NH4)2SO4和FeSO4混合液时,将溶液全部蒸干D.在硫酸亚铁铵晶体析出后,抽滤,并用少量酒精洗去晶体表面附着的水分答案C解析在蒸发皿中蒸发浓缩溶液时,只需小火加热至溶液表面出现晶膜为止,不能将溶液全部蒸干,否则会使硫酸亚铁铵晶体失去结晶水。

3.某研究性学习小组为了检验硫酸亚铁铵晶体中含有N、Fe2+、S-和H2O,设计了如下实验步骤:①取少量晶体放在试管内,用酒精灯加热,试管口有液体产生说明晶体中含有水;②将加热后剩余的晶体溶解于水,加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,说明晶体中含有S-;③滤去白色沉淀,向滤液中加入过量的浓氢氧化钠溶液,加热,有能使红色石蕊试纸变蓝的气体产生,说明晶体中含有N;④向步骤③的剩余液体中加入KSCN溶液,无明显变化,再加入少量氯水,溶液变血红色,说明晶体中含有亚铁离子。

其中不能达到实验目的的是( )A.①③④B.①④C.③④D.④答案D解析因为在步骤③中加入了过量浓NaOH溶液,Fe2+与OH-反应生成Fe(OH)2沉淀,故步骤④叙述不正确,也不能达到实验目的。

一名词解释1共沉淀法沉淀法通常是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合，在混合液中加人适当的沉淀剂制备前驱体沉淀物,再将沉淀物进行干燥或锻烧，从而制得相应的粉体颗粒。

共沉淀法是指在溶液中含有两种或多种阳离子，它们以均相存在于溶液中，加入沉淀剂，经沉淀反应后，可得到各种成分的均一的沉淀，它是制备含有两种或两种以上金属元素的复合氧化物超细粉体的重要方法。

2水热合成法水热与溶剂热合成：在一定温度(100～1000℃)和压力(1～100MPa)条件下，利用水溶液中物质化学反应所进行的合成。

在亚临界和超临界水热条件下,由于反应处于分子水平,反应性提高,因而水热反应可以替代某些高温固相反应。

又由于水热反应的均相成核及非均相成核机理与固相反应的扩散机制不同,因而可以创造出其它方法无法制备的新化合物和新材料。

它的优点：所的产物纯度高，分散性好、粒度易控制。

3化学气相沉积气相沉积：利用气态或蒸气态的物质在气相或气固界面上反应生成固态沉积物的一类技术1物理气相沉积(Physical Vapor Deposition ，简称PVD)：物理气相沉积是通过蒸发，电离或溅射等过程，产生金属粒子并与反应气体反应形成化合物沉积在工件表面。

物理气象沉积方法有真空镀，真空溅射和离子镀三种，目前应用较广的是离子镀。

如真空蒸发法、溅射法、离子镀等“物理气相沉积” 通常指满足下面三个步骤的一类薄膜生长技术:A所生长的材料以物理的方式由固体转化为气体B生长材料的蒸汽经过一个低压区域到达衬底C蒸汽在衬底表明上凝结，形成薄膜2化学气相沉积(Chemical vapor deposition，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。

（一种或数种反应气体在热、激光、等离子体等作用下发生化学反应析出超微粉的方法）。

4 Ostwald RipeningOstwald ripening是一种材料生长的机理，简单点说就是材料从分子阶段开始，首先形成一定尺寸的晶核，然后所有的分子都依附于晶核生长，这个阶段不会再形成新的晶核了，只是晶核生长的越来越大，就是“从液态转变为固态的过程首先要成核，然后生长，这个过程叫晶粒的成核长大。