第九章金属化作业

课时作业9 金属材料金属矿物的开发和利用一、选择题（每小题只有1个选项符合题意）1．《五金·铁》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内，低下数寸，筑一方塘，短墙抵之。

其铁流入塘内，数人执柳木排立墙上……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。

”以下说法不正确的是（）A．金属冶炼方法由金属活动性确定B．生铁比熟铁质地更硬，延展性稍差C．炒铁是为了提高铁水中的碳含量D.该法与近代往生铁水中吹空气炼钢异曲同工2．下列有关物质的描述及其应用均正确的是（）A.Al、Al2O3、Al（OH）3、NaAlO2均能和NaOH溶液发生反应B．Na2O2中含有O2，所以过氧化钠可为潜水艇舱供应氧气C．FeCl3具有氧化性，用FeCl3溶液刻蚀印刷铜电路板D．Na、Al、Cu可以分别用电解冶炼法、热还原法和热分解法得到3．试验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是（）A．将铜粉和硫粉混合匀称并加热以制取CuSB．向Cu与过量浓硫酸反应后的试管中加水以视察CuSO4溶液的颜色C．向CuSO4溶液中加入适量的NaOH，过滤洗涤并收集沉淀充分灼烧以制取CuOD．在淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热水解，再加入少量新制Cu（OH）2悬浊液并加热，产生红色沉淀4．工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列叙述正确的是（）A.按上述流程，试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸B．反应①过滤后所得沉淀为氧化铁C．图中全部的转化反应都不是氧化还原反应D．反应②的离子方程式为2AlO－2＋CO2＋3H2O===2Al（OH）3↓＋CO2－35．工业上，常用铜阳极泥（主要成分是Cu2Te，含少量的Ag、Au）回收碲，其工艺流程如下（已知TeO2微溶于水，易与浓强碱、浓强酸反应）：下列叙述错误的是（）A ．合理处理阳极泥有利于爱护环境和资源再利用B ．操作1、2、3均为过滤C ．可由滤渣2提取金属Ag 、AuD ．上述流程中用浓硝酸代替浓盐酸可提高碲的回收率6．镓（Ga ）与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。

第九章金属化与多层互连金属及金属性材料在集成电路技术中的应用被称为金属化。

按其在集成电路中的功能划分，金属材料可分为三大类：¾MOSFET栅电极材料：早期nMOS集成电路工艺中使用较多的是铝栅，目前CMOS集成电路工艺技术中最常用的是多晶硅栅。

¾互连材料：将芯片内的各独立元器件连接成具有一定功能的电路模块。

铝是广泛使用的互连金属材料，目前在ULSI中，铜互连金属材料得到了越来越广泛的运用。

¾接触材料：直接与半导体接触，并提供与外部相连的连接点。

铝是一种常用的接触材料，但目前应用较广泛的接触材料是硅化)等。

物，如铂硅(PtSi)和钴硅(CoSi2集成电路中使用的金属材料，除了常用的金属如Al，Cu，Pt，W 等以外，还包括重掺杂多晶硅、金属硅化物、金属合金等金属性材料。

9.1、集成电路对金属化材料特性的要求¾与n+，p+硅或多晶硅能够形成欧姆接触，接触电阻小；¾长时期在较高电流密度负荷下，抗电迁移性能要好；¾与绝缘体（如SiO）有良好的附着性；2¾耐腐蚀；¾易于淀积和刻蚀；¾易于键合，而且键合点能经受长期工作；¾多层互连要求层与层之间绝缘性好，不互相渗透和扩散。

9.1.1、晶格结构和外延生长特性的要求金属材料特性与其晶格结构有关，集成电路中金属薄膜：¾外延生长¾单晶膜具有最理想的特性。

采用外延生长可以消除缺陷，晶体结构好，提高金属薄膜的性能，降低电阻率和电迁移率，得到良好的金属/半导体接触或金属/绝缘体接触界面。

9.1.2、电学特性金属材料在集成电路中应用时，须考虑的电学性能主要包括电阻率、电阻率的温度系数(TCR)、功函数、与半导体接触的肖特基势垒高度。

对于接触材料和栅电极材料，其功函数、与半导体材料的肖特基势垒高度和接触电阻是非常重要的参数。

9.1.3，通过优化生长过程可以减小。

问答题氢对焊接质量的影响：主要是造成氢脆、白点、气孔、冷裂纹。

控制氢，以减轻氢对焊接质量的影响：1.限制焊接材料的含氢量，使用前烘干。

2.严格清理工件及焊丝，去除工件表面的锈、氧化皮、油污和吸附水分。

3.冶金处理（1）在药皮或焊剂中加入Sio2和CaF2去氢（2）适当增加焊接材料的氧化性（3）加碲、硒和稀土元素进行脱氢处理4.调整工艺参数和工艺过程5.脱氢处理。

熔渣可分为几类？1，氧化物型熔渣，TiO2-CaO-SiO2,渣系氧化性强。

2，盐-氧化物型熔渣，CaO-CaF2-SiO2,熔渣的氧化性较小。

3，盐型熔渣，CaF2-NaF，该类渣氧化性最小。

影响过度系数的因素：1，合金元素的物理化学性质。

2，合金元素的含量。

3，合金元素的粒度。

4，药皮或焊剂的成分。

5熔渣碱度。

6，药皮或焊剂的相对数量及焊接工艺。

摩擦对塑性成型过程的影响：在某些情况下，摩擦对塑性成形会起到有益的作用，可以利用摩擦阻力来控制金属的流动方向。

但在通常情况下，摩擦对塑性成形是十分有害的：1，由于工件在接触面上的质点受到摩擦阻力的作用而流动困难，从而导致工件塑性变形不均匀，产生附加应力，当附加拉应力的数值超过材料的强度极限时，可能会造成开裂，另外，还会造成变形物体形状的歪扭，形成残余应力。

2，为了塑性成形所需的能量和成形力，需用大吨位设备来完成塑性成形过程。

3，加剧模具的磨损，降低了模具的使用寿命。

4，使工件脱模困难，影响了制件的表面质量。

影响摩擦因数的主要因素：1,金属的种类和化学成分。

2，工、模具的表面状态。

3，接触面的单位压力。

4，变形温度。

影响缩松和缩孔的主要因素：1，化学成分。

2，孕育的影响。

3，铸型条件。

4，铸件模数。

5，铸型种类。

缩松和缩孔的防止方法：1，铁液的化学成分。

2，铸型条件。

3，铸造工艺（1）顺序凝固和同时凝固原则（2）合理的浇注工艺设计（3）加压补缩。

熔渣分子理论的要点：1，液态熔渣由自由氧化物及其复合物的分子组成。

《金属》作业设计方案第一课时1. 选题背景本次作业设计是针对初中生物学科《金属》单元的学习内容，通过设计多样化的作业，帮助学生深入理解金属在我们日常生活中的应用和重要性。

2. 教学目的- 了解金属的定义和分类- 掌握金属的性质和特点- 了解金属的提纯和应用- 能够描述金属材料的特点和用途3. 教学内容本次作业设计主要涵盖以下内容：- 金属的基本性质- 金属的分类- 金属的提纯方法- 金属在日常生活中的应用4. 设计方案本作业设计主要包括以下几个环节：4.1 金属性质实验通过实验的方式，让学生亲自感受金属的一些基本性质，比如导电性、导热性等，并让他们观察不同金属在这些性质上的差异。

实验材料：各种金属丝、导热杯等实验步骤：让学生分组进行实验，记录实验数据，最后进行实验报告撰写。

4.2 金属分类讨论让学生在小组内讨论金属的分类标准，并结合生活实例进行分类讨论，加深对金属分类的理解。

讨论内容：金属元素的分类、金属合金的定义及分类等讨论形式：小组讨论、PPT展示4.3 金属提纯作业设计一份金属提纯的作业，让学生了解金属提纯的方法和过程，并进行简单的提纯实践。

作业内容：金属提纯方法介绍、提纯实验步骤设计作业形式：书面作业、小组合作实验4.4 金属应用调查要求学生进行金属在日常生活中的应用调查，了解金属在不同领域的应用情况，并结合调查结果展开讨论。

调查内容：金属在建筑、交通工具、日用品等领域的应用情况调查形式：口头调查、调查报告撰写5. 教学评价针对以上设计的作业，可以通过以下方式进行评价：- 实验报告评分：根据实验数据及实验报告的完整度和准确性进行评分- 讨论表现评价：评价学生在讨论中的表现和贡献- 作业质量评估：综合评价学生在作业中的表现和完成度6. 教学反思通过本次作业设计，学生可以更加深入地了解金属的相关知识，提高他们的学习兴趣和学习效果。

同时，通过设计多样化的作业形式，可以更好地调动学生的参与和学习积极性。