新材料合成制備技術(shù)知識(shí)點(diǎn)DOC

1、第一部分無(wú)機(jī)合成的基礎(chǔ)知識(shí)知識(shí)點(diǎn)：溶劑的作用與分類 例如：根據(jù)溶劑分子中所含的化學(xué)基團(tuán)，溶劑可以分為水系溶劑和氨系溶劑根據(jù)溶劑親質(zhì)子性能的不同，可將溶劑分為堿性溶劑、酸性溶劑、兩性溶劑和質(zhì)子惰性溶劑。例如：丙酮屬于（）溶劑：A氨系溶劑B水系溶劑C酸性溶劑D無(wú)機(jī)溶進(jìn)行無(wú)機(jī)合成，選擇溶劑應(yīng)遵循的原則:(1)使反應(yīng)物在溶劑中充分溶解，形成均相溶液。反應(yīng)產(chǎn)物不能同溶劑作用使副反應(yīng)最少溶劑與產(chǎn)物易于分離溶劑的純度要高、粘度要小、揮發(fā)要低、易于回收、價(jià)廉、安全等（5）試劑的等級(jí)及危險(xiǎn)品的管理方法是使物質(zhì)我仰短時(shí)間移近火焰時(shí)，該物質(zhì)引起石火并躱續(xù)燃燒的溫度. 物質(zhì)不移近火焰時(shí)，"口能尊火燃饒的鮎度

2、.fun燃點(diǎn)曲超出著火點(diǎn)達(dá)口度a 閃山 即在液體農(nóng)血能產(chǎn)生址夠的蒸“q空飛形成對(duì)燃燒混合物的皿低溫度a農(nóng)此迅 義*可燃性液體在閃點(diǎn)嘆卜，如遇到很小的火星時(shí)它不會(huì)燃燒.liW點(diǎn)血高則愈不易燃燒0反 Z，閃點(diǎn)愈低愈易引起燃燒。b.著火點(diǎn)罠門燃心以上.W點(diǎn)在一41：以下，如優(yōu)油：閃點(diǎn)在一421C如酒耕、甲醇， 閃點(diǎn)3 2145C *如柴油，松節(jié)油，煤紬直液休試劑分為丄級(jí)：釵易燃液體試劑一級(jí)易燃液體試劑三級(jí)S燃液休試劑圃體試劑分為兩級(jí)：在常溫或遇水后就能口燃的物質(zhì)，如K、Na、黃磷等:股不fl燃，但遇火后就能迅速燃燒的物質(zhì)，如硫磺、紅磷、硝化級(jí)易燃風(fēng)體試劑二級(jí)S燃固體試劑纖維，膠卷尊.例如酒精屬于（）

3、A 一級(jí)易燃液體試劑 B二級(jí)易燃液體試劑 C三級(jí)易燃液體試劑 D四級(jí)易燃液 體試劑 真空的基本概念和獲得真空的方法iOTa-L 33X10Paj K33X10Ta-L 33X10 'Paj 1.33X10 Ta-b 33X10 'P巧 k33X10-Pa b 33X 10"Ta；根據(jù)爪強(qiáng)的大小町將貞空度劃分為: 粗貞茫 低貞空f(shuō)；百真空超高真空低于.33XlCr'Fa為極高貞空。低溫的獲得及測(cè)量2.10- r低溫源乩冰鹽其溶體話 將冰塊朮卩鹽弄細(xì)充分混育通常用冰臥將氏陳細(xì)），町以達(dá)劍比較低的 隘度0例如：3份冰+ 1份NaCK質(zhì)疑比）一20C3份冰+ 3份Ca

4、CI/質(zhì)雖比-40r2協(xié)冰+ 1濃份HNOj（頂戰(zhàn)上匕J m:b, I冰浴I冰的升華溫盛為一7& 30 用時(shí)常加 些惰性溶劑，如詢郵、氯仍零. 以便它的導(dǎo)熱件更好些.C.液氮 氮?dú)庖夯臏囟仁且?195. 8 C -亦科學(xué)實(shí)臉中經(jīng)常用到.& 液氯 268* 931 或 4. 2K,1000-3000 C J 40006000K； 4000r以上： 20000Ks 107% l(rWK$ l(r W%.高溫的獲得及測(cè)量 各種I帯溫電ffl爐 太陽(yáng)能聚焦?fàn)t 閃光放電燈®等;離子體電弧 激比 慮f核的分裂和聚變 間溫粒了第二部分溶膠-凝膠合成溶膠-凝膠法：用含高化學(xué)活性組分

5、的化合物作前驅(qū)體， 在液相下將這些原料均 勻混合，并進(jìn)行水解/醇解、縮聚化學(xué)反應(yīng)，在溶液中形成穩(wěn)定的透明溶膠體系, 溶膠經(jīng)陳化膠粒間緩慢聚合，形成三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠，凝膠網(wǎng)絡(luò)間充滿了 失去流動(dòng)性的溶劑， 形成凝膠。 凝膠經(jīng)過(guò)干燥、 燒結(jié)固化制備出分子乃至納米亞結(jié)構(gòu)的材料。金屬醇鹽是介于無(wú)機(jī)化合物和有機(jī)化合物之間的金屬有機(jī)化合物的一部分， 可用 通式M(OR)n來(lái)表示。M是價(jià)態(tài)為n的金屬，R代表烷基。*金屬醇鹽可看作是醇 ROH 中羥基的 H 被金屬 M 置換而形成的一種誘導(dǎo)體*金屬氫氧化物M (OH) n中羥基的H被烷基R置換而成的一種誘導(dǎo)體。*金屬醇鹽具有很強(qiáng)的反應(yīng)活性，能與眾多試劑發(fā)生

6、化學(xué)反應(yīng)，尤其是含有羥基 的試劑。例如：關(guān)于溶膠 -凝膠合成法中常用的金屬醇鹽，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (D )A 金屬醇鹽可看作是醇 ROH 中羥基的 H 被金屬 M 置換而形成的一種誘導(dǎo)體B金屬醇鹽可看作是金屬氫氧化物 M(OH)n中羥基的H被烷基R置換而成的一 種誘導(dǎo)體。C 金屬醇鹽具有很強(qiáng)的反應(yīng)活性， 能與眾多試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)， 尤其是含有羥基 的試劑。D 異丙醇鋁不屬于金屬醇鹽 溶膠-凝膠合成法的應(yīng)用 溶膠一凝膠法作為低溫或溫和條件下合成無(wú)機(jī)化合物或無(wú)機(jī)材料的重要方法， 在軟化學(xué)合成中占有重要地位。在制備玻璃、陶瓷、薄膜、纖維、復(fù)合材料等方面 獲得重要應(yīng)用，更廣泛用于制備納米粒子。溶膠與凝

7、膠結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別： 溶膠(Sol)是具有液體特征的膠體體系，分散的粒子是固體或者大分子，粒子 自由運(yùn)動(dòng)，分散的粒子大小在11000nm之間，具有流動(dòng)性、無(wú)固定形狀。 凝膠(Gel)是具有固體特征的膠體體系，被分散的物質(zhì)形成連續(xù)的網(wǎng)狀骨架，骨 架空隙中充有液體或氣體，無(wú)流動(dòng)性，有固定形狀。溶膠-凝膠合成法的特點(diǎn)：1) 能與許多無(wú)機(jī)試劑及有機(jī)試劑兼容，通過(guò)各種反應(yīng)物溶液的混合，很容易獲得需要的均相多組分體系。 反應(yīng)過(guò)程及凝膠的微觀結(jié)構(gòu)都較易控制， 大大減少 了副反應(yīng)，從而提高了轉(zhuǎn)化率，即提高了生產(chǎn)效率。2) 對(duì)材料制備所需溫度可大幅降低，形成的凝膠均勻、穩(wěn)定、分散性好，從而能在較溫和條件下合成出陶

8、瓷、玻璃、納米復(fù)合材料等功能材料。3）由于溶膠的前驅(qū)體可以提純而且溶膠 -凝膠過(guò)程能在低溫下可控制地進(jìn)行，因此可制備高純或超純物質(zhì)。4）溶膠或凝膠的流變性質(zhì)有利于通過(guò)某些技術(shù)如噴射、旋涂、浸拉等加工成各種形狀，容易制備出粉末、薄膜、纖維、塊體等各種形狀的材料。5）制品的均勻性好，尤其是多組分制品，其均勻度可達(dá)到分子或原子尺度，產(chǎn)品純度高。6）與通常的燒結(jié)法相比，合成溫度較低。溶膠一凝膠法也存在某些問(wèn)題： 通常整個(gè)溶膠凝膠過(guò)程所需時(shí)間較長(zhǎng) （主要指陳化時(shí)間），常需要幾天或幾周； 另一方面凝膠中存在大量微孔， 在干燥過(guò)程中又將會(huì)逸出許多氣體及有機(jī)物， 并 產(chǎn)生收縮。第三部分 水熱及溶劑熱合成 水熱

9、法（Hydrothermal Synthesis）,是指在特制的密閉反應(yīng)器（高壓釜）中，采用水溶液作為反應(yīng)體系，通過(guò)對(duì)反應(yīng)體系加熱、加壓 （或自生蒸氣壓），創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)高溫、高壓的反應(yīng)環(huán)境， 使得通常難溶或不溶的物質(zhì)溶解， 并且重結(jié)晶而進(jìn)行無(wú)機(jī)合成與材料處理的一種有效方法。水熱反應(yīng)依據(jù)反應(yīng)類型的不同可分為水熱氧化、水熱還原、水熱沉淀、水熱合成、水熱水解、水熱結(jié)晶等。其中水熱結(jié)晶用得最多。例如 水熱反應(yīng)依據(jù)反應(yīng)類型的不同可分為（A 水熱氧化、水熱還原 B 水熱沉淀、水熱合成C 水熱水解、水熱結(jié)晶D 脫水反應(yīng)、水解反應(yīng)300 oC 以? 低溫水熱：100 oC以下；中溫水熱：100-200 cC

10、;高溫水熱:溶劑熱法（Solvothermal SynthesiS，是在水熱法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新的材料制備方法， 將水熱法中的水換成有機(jī)溶劑或非水溶媒 （例如：有機(jī)胺、醇、氨、 四氯化碳或苯等），采用類似于水熱法的原理，以制備在水溶液中無(wú)法長(zhǎng)成，易 氧化、易水解或?qū)λ舾械牟牧?，?III-V 族半導(dǎo)體化合物、氮化物、硫族化合 物、新型磷（砷）酸鹽分子篩三維骨架結(jié)構(gòu)等。國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室常用于無(wú)機(jī)合成的簡(jiǎn)易水熱反應(yīng)釜，釜體和釜蓋用不銹鋼制造，反應(yīng)釜體積較?。?00 mL）也可直接在釜體和釜蓋設(shè)計(jì)絲扣，直接相連，以達(dá)到較好的密封性能。內(nèi)襯材料是聚四氟乙烯。采用外加熱方式，以烘箱或馬弗爐為加熱源。由

11、于使用聚四氟乙烯，使用溫度應(yīng)低于聚四氟乙烯的軟化溫度（250 r）。釜內(nèi)壓力由加熱介質(zhì)產(chǎn)生，可通過(guò)裝添度在一定范圍控制，室溫開(kāi)釜水熱與溶劑熱合成的一般工藝:水熱反應(yīng)根據(jù)反應(yīng)溫度可分為低溫水熱、中溫水熱和高溫水熱。常用的溶劑熱合成的溶劑有 醇類，N,N-二甲基甲酰胺，四氫呋喃，乙腈 和乙 二胺等。對(duì)于水熱合成，反應(yīng)溫度在300度以上的屬于高溫水熱。 例如對(duì)于水熱和溶劑熱合成，下列說(shuō)法正確的是（A C）A水熱與溶劑熱合成主要以液相反應(yīng)為特點(diǎn)B水熱與溶劑熱合成主要以界面擴(kuò)散為特點(diǎn)C在溶劑熱條件下，有機(jī)溶劑是傳遞壓力的介質(zhì)，同時(shí)起到礦化劑的作用。D實(shí)驗(yàn)室常用的以聚四氟乙烯為內(nèi)襯材料的水熱反應(yīng)斧，其使用

12、溫度應(yīng)低于500度。水熱合成中水的作用: 在水熱合成中水的作用可歸納如下： 作為化學(xué)組分起化學(xué)反應(yīng)；作為反應(yīng)和重排 促進(jìn)劑；起溶劑作用；起低熔點(diǎn)物質(zhì)作用；起壓力傳遞介質(zhì)作用；提高物質(zhì)溶解 度作用。第四部分 化學(xué)氣相沉積化學(xué)氣相沉積是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)的方式， 利用加熱、等離子激勵(lì)或光輻射等各種能 源，在反應(yīng)器內(nèi)使氣態(tài)或蒸汽狀態(tài)的化學(xué)物質(zhì)在氣相或氣固界面上經(jīng)化學(xué)反應(yīng)形 成固態(tài)沉積物的技術(shù)。CVD 設(shè)備的心臟，在于其用以進(jìn)行反應(yīng)沉積的 “反應(yīng)器”。 CVD 反應(yīng)器的種類， 依其不同的應(yīng)用與設(shè)計(jì)難以盡數(shù)。 以CVD的操作壓力來(lái)區(qū)分，CVD基本上可以 分為常壓與低壓兩種。若以反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)來(lái)分類，則可以分為水

13、平式、直立式、 直桶式、管狀式烘盤式及連續(xù)式等。 若以反應(yīng)器器壁的溫度控制來(lái)評(píng)斷， 也可以 分為熱壁式（hot wall）與冷壁式（cold wall）兩種。若考慮CVD的能量來(lái)源及所使用的反應(yīng)氣體種類，我們也可以將 CVD 反應(yīng)器進(jìn)一步劃分為等離子增強(qiáng)CVD(plasma enhanced CVD ， 或 PECVD) ， TEOS-CVD ， 及 有 機(jī) 金 屬CVD（metal-organic CVD， MOCVD） 等。 冷壁 CVD 和熱壁 CVD 裝置的特點(diǎn)： 熱壁式 CVD 裝置的的特點(diǎn)是使用外置的加熱器將整個(gè)反應(yīng)室加熱至較高的溫 度。顯然，這時(shí)薄膜的沉積位置除了襯底上以外，還有

14、所有被加熱到高溫、且接 觸反應(yīng)氣體的所有部分。冷壁式 CVD 裝置的特點(diǎn)是它們使用感應(yīng)加熱方式對(duì)有一定導(dǎo)電性的樣品臺(tái)進(jìn) 行加熱，而反應(yīng)室壁則由導(dǎo)電性差的材料制成， 且由冷卻系統(tǒng)冷卻至低溫。 冷壁 式裝置可減少 CVD 產(chǎn)物在容器壁上的沉積。金屬有機(jī)化合物（organic metals, MO）指的是有機(jī)基團(tuán)與金屬元素結(jié)合而形成的化合物，如三甲基鋁（TMAI ）、三甲基傢（TMGa）、二乙基鋅（DEZn ）等MOCVD 裝置與一般 CVD 裝置的區(qū)別僅在于前者使用的是有機(jī)金屬化合物作 為反應(yīng)物 使用有機(jī)金屬化合物的優(yōu)點(diǎn)在于這類化合物在較低的溫度下即呈氣態(tài)存在， 避免 了 Al 、Ga、Zn 等液

15、態(tài)金屬蒸發(fā)過(guò)程的復(fù)雜性，因而其對(duì)工藝的敏感性小，重復(fù) 性好 化學(xué)氣相沉積的五個(gè)主要的步驟（a）反應(yīng)物擴(kuò)散通過(guò)界面邊界層；（b）反應(yīng)物吸附在基片的表面；（C）吸附物之間或者吸附物與氣態(tài)物質(zhì)之間的化學(xué)沉積反應(yīng)發(fā)生；（d）吸附物從基體解吸；（e）氣體從系統(tǒng)中排出第五部分 自蔓延高溫合成（ SHS）自蔓延高溫合成： 自蔓延高溫合成（Self-Propagating High Temperature Synthesis-SHS）也稱燃燒合成，是一種利用化學(xué)反應(yīng)自身放熱使反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行， 最終合成所需材料或制品的 新技術(shù)。任何化學(xué)物質(zhì)的燃燒只要其結(jié)果是形成了有實(shí)際用途的凝聚態(tài)的產(chǎn)品或 材料，都可被稱為SHS

16、過(guò)程。在SHS過(guò)程中，參與反應(yīng)的物質(zhì)可處于固態(tài)、液 態(tài)或氣態(tài)，但最終產(chǎn)物一般是固態(tài)。絕熱燃燒溫度Tad,是指絕熱條件下燃燒所能達(dá)到的最高溫度，即反應(yīng)放出的熱 量全部用來(lái)加熱生成產(chǎn)物。絕熱燃燒溫度是描述 SHS 反應(yīng)特征的最重要的熱力 學(xué)參量。它不僅可以作為判斷反應(yīng)能否自我維持的定性判據(jù)， 并且還可以對(duì)燃燒 反應(yīng)產(chǎn)物的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)并且可為反應(yīng)體系的成分設(shè)計(jì)提供依據(jù)。根據(jù) Merzhanov 等人提出的經(jīng)驗(yàn)判據(jù)， 絕熱燃燒溫度大于 1800K 時(shí)，自蔓延燃 燒反應(yīng)才能進(jìn)行。SHS 一般有如下特點(diǎn)：由于燃燒溫度高，對(duì)雜質(zhì)有自凈化作用，因此產(chǎn)品純度高 燃波波傳播速度快，生產(chǎn)率高 無(wú)須供能，節(jié)約能源 可

17、獲得有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的材料（例如陶瓷內(nèi)襯鋼管） 工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低點(diǎn)火電極燃燒方向己反應(yīng)區(qū)燃燒區(qū)預(yù)熱區(qū)SHS反應(yīng)過(guò)程示意圖未反應(yīng)區(qū)SHS的技術(shù)歸為六類:SHS粉末：TiC、MoSi2、SiC、SiN、鐵氧體.SHS燒結(jié)：Ti-Ni、Ti-Co、Ni-AI、Fe-AI 金屬間化合物SHS致密化：TiC-AI 2O3陶瓷刀具SHS冶金：鋁熱劑SHS焊接：鋁熱劑焊接鋼軌SHS涂層：陶瓷內(nèi)襯鋼管、Fe-AI、鋼結(jié)硬質(zhì)合金涂層。采用離心式自蔓延高溫合成法制備陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的原理及過(guò)程:采用自蔓延高溫合成制備陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的反應(yīng)原理是：Fe2O3+2AI 2Fe+Al2O3+836KJ/mol; 3Fe3

18、O4+8AI 9Fe+4Al2O3+3265KJ/mol反應(yīng)物粉料經(jīng)混合、烘干、點(diǎn)火燃燒后，合成反應(yīng)就從點(diǎn)火處自發(fā)地蔓延開(kāi)去。反應(yīng)一開(kāi)始就形成了反應(yīng)燃燒波，產(chǎn)生大量的熱量，使反應(yīng)系溫度達(dá)2000（C以上。在燃燒波前面有預(yù)熱區(qū)，在燃燒波后面有合成區(qū)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)波 迅速前移，高溫合成區(qū)和預(yù)熱區(qū)也迅速前移， 生成物區(qū)不斷擴(kuò)大，反應(yīng)物區(qū)不斷 縮小，直至反應(yīng)結(jié)束。離心式自蔓延高溫合成制備陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的過(guò)程: 將Fe2O3 （或Fe3O4）和鋁粉按一定比例均勻混合裝入鋼管后，固定在離心機(jī)上, 待離心機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到一定值后將反應(yīng)物點(diǎn)燃，便發(fā)生燃燒反應(yīng)。放熱反應(yīng)的燃燒溫 度達(dá)2450K，使生成物AI

19、2O3和Fe瞬時(shí)熔化。在離心力的作用下，密度較小的A|2O3分布于鋼管內(nèi)表面，密度較大的鐵分布在陶瓷層和鋼管之間，并將兩者結(jié)合起來(lái)，最終形成具有 3 層結(jié)構(gòu)的陶瓷復(fù)合鋼管。采用離心式自蔓延高溫合成法制備陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管，離心力的作用是什么？ 離心力的作用主要表現(xiàn)在：1）有利于 Fe 和 Al2O3 分層。在離心力作用下，產(chǎn)物的密度差別越大，越容 易分層；離心力越大，分層越徹底。但離心力過(guò)大，會(huì)影響陶瓷層與鐵層之間的 結(jié)合強(qiáng)度。2）有利于提高陶瓷的致密度。在燃燒過(guò)程中，由于反應(yīng)物中水分、低熔點(diǎn)雜質(zhì)的揮發(fā)，產(chǎn)生大量氣體，對(duì)陶瓷層的性能影響極大。一定離心力的存在，有利 于液相產(chǎn)物和氣相產(chǎn)物的分離，加

20、快氣體的逸出，提高陶瓷層的致密度。下圖是采用重力分離式自蔓延高溫合成制備陶瓷內(nèi)襯復(fù)合鋼管的示意圖，簡(jiǎn)要充分混合并烘干后敘述該方法制備陶瓷內(nèi)襯鋼管的原理及過(guò)程。由于該燃燒反應(yīng)的溫將粒度一定的三氧化二鐵粉和鋁粉按一定比例配制成鋁熱劑，置于鋼管內(nèi)， 點(diǎn)燃鋼管上部的反應(yīng)物料使其發(fā)生燃燒反應(yīng)。并在鋼管未反應(yīng)物料度達(dá)2000 OC以上，使生成物Al 2O3和Fe處于熔融狀態(tài),上部形成熔池。由于熔池中液相鐵的密度大于AI2O3 熔融陶瓷的密度，因而在重力的作用下， 不互溶兩相熔體分離， 使金屬鐵沉積于熔池底部， 陶瓷 AI2O3 浮 于上部。隨著自蔓延反應(yīng)燃燒波面和反應(yīng)熔池自上而下的移動(dòng)和鋼管沿徑向向外 散

21、熱冷卻，AI2O3陶瓷自上而下在鋼管內(nèi)壁結(jié)晶凝固，從而形成了一層厚度在0.82.5mm均勻的AI2O3內(nèi)襯陶瓷層，由于AI2O3內(nèi)襯陶瓷與鋼管在熱膨脹系數(shù)上存在著較大的差異， 使鋼管對(duì)陶瓷層產(chǎn)生較強(qiáng)烈的機(jī)械壓迫效應(yīng)， 從而使兩 者在工作狀態(tài)下能保持良好的結(jié)合而不分層。-一鋼基一陶瓷層-熔融陶瓷 一一熔融Fe卜一去淪一 ”女 -,+一 Fe粒4 /二V-1-故h :Bb I L _l.亠_ _ J = '丄亠3：=-=-1 p-" I" -TT b、W 1. lA. .l lL . A J*tAA叮二、FFhrTFhh*h*rhh*rhhhrh*"P燃燒十一

22、反應(yīng)區(qū)-鋁熱劑第六部分固相合成固相合成方法：指那些有固態(tài)物質(zhì)參加的反應(yīng)。也就是說(shuō)，反應(yīng)物必須是固態(tài)物 質(zhì)的反應(yīng)，才能稱為固態(tài)反應(yīng)。固相反應(yīng)不使用溶劑，具有高選擇性、高產(chǎn)率、 工藝過(guò)程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是人們制備新型固體材料的主要手段之一。根據(jù)反應(yīng)溫度 固相合成分為三類：低溫固相合成（反應(yīng)溫度100度）、中溫固 相合成（100度反應(yīng)溫度600度）、高溫固相合成（反應(yīng)溫度600度）。固相反應(yīng)包括四個(gè)階段：擴(kuò)散、反應(yīng)、成核、生長(zhǎng)。在高溫固相合成中，實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)中高溫的獲得通常有以下幾種： 電阻爐、感應(yīng) 爐、電弧爐。對(duì)于高溫固相合成反應(yīng)，要考慮以下三個(gè)影響其反應(yīng)速率的因素:反應(yīng)物固體的表面積和反應(yīng)物間的接觸

23、面 生成物相的成核速度 相界面間特別是通過(guò)生成核的離子擴(kuò)散速度計(jì)算題 用高溫固相法制備 BaZn2（PO4）2：Eu2+熒光粉，所采用的原料為：BaCO3,NH4H2PO4, EU2O3, ZnO,試計(jì)算配制50克配合料，需要的各種原料的質(zhì)量（數(shù) 值保留到小數(shù)點(diǎn)后第四位）。第七部分微波合成對(duì)于微波合成，當(dāng)微波作用到物質(zhì)上時(shí)，可能產(chǎn)生電子極化、原子極化、界面極化以及偶極轉(zhuǎn)向極化，其中偶極轉(zhuǎn)向極化對(duì)物質(zhì)的加熱起主要作用。? 實(shí)驗(yàn)表明極性分子溶劑吸收微波能而被快速加熱， 而非極性分子溶劑幾乎不 吸收微波能， 升溫很小。水、醇類、酸類等極性溶劑都在微波作用下被迅速加熱， 有些已達(dá)到沸騰。 有些固體物質(zhì)

24、能強(qiáng)烈吸收微波能而迅速被加熱升溫， 而有些物 質(zhì)幾乎不吸收微波能，升溫幅度很小。例：對(duì)于微波合成，下列說(shuō)法不正確的是（A 極性分子溶劑吸收微波能而被快速加熱B 非極性分子溶劑幾乎不吸收微波能，升溫很小C 水能在微波作用下被迅速加熱D 醇類溶劑不能在微波作用下被迅速加熱 微波合成中，微波加熱有哪些特點(diǎn)？1）加熱均勻、溫度梯度小， 物質(zhì)在電磁場(chǎng)中因本身介質(zhì)損耗而引起的體積加熱， 可實(shí)現(xiàn)分子水平上的攪拌， 因此有利于對(duì)溫度梯度很敏感的反應(yīng)， 如高分子合成 和固化反應(yīng)的進(jìn)行 2）可對(duì)混合物料中的各個(gè)組分進(jìn)行選擇性加熱，由于物質(zhì)吸收微波能的能力取決于自身的介電特性， 對(duì)于某些同時(shí)存在氣固界面反應(yīng)和氣相

25、反應(yīng)的氣固反應(yīng)， 氣相反應(yīng)有可能使選擇性減小， 而利用微波選擇性加熱的特性 就可使氣相溫度不致過(guò)高，從而提高反應(yīng)的選擇性。 3）無(wú)滯后效應(yīng)，當(dāng)關(guān)閉微 波源后，再無(wú)微波能量傳向物質(zhì)， 利用這一特性可進(jìn)行對(duì)溫度控制要求很高的反 應(yīng) 4 ）能量利用效率很高，物質(zhì)升溫非常迅速，運(yùn)用得當(dāng)可加快物料處理速度， 但若控制不好，也會(huì)造成不利影響。第八部分 固體無(wú)機(jī)發(fā)光材料發(fā)光材料一般由基質(zhì)和激活劑組成。? 基質(zhì)：作為材料主體的化合物aIa日? 激活劑：作為發(fā)光中心的少量摻雜離子? 發(fā)光是一種宏觀現(xiàn)象， 但它和材料內(nèi)部的缺陷結(jié)構(gòu)、 能帶結(jié)構(gòu)、 能量傳遞等微觀性質(zhì)和過(guò)程密切相關(guān)。稀土離子發(fā)光特性來(lái)源于其電子構(gòu)型的

26、特殊性，發(fā)射與激發(fā)主要來(lái)源于 4f 能級(jí) 或 5d-4f 能級(jí)間的電子躍遷。4fn-15d1 T4fn （即d-f躍遷）的躍遷發(fā)射呈寬帶，強(qiáng)度較高，熒光壽命短，發(fā)射光譜隨基質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)的改變而發(fā)生明顯變化。4f電子依次填入不同的子軌道，2S+1LJ4f 能級(jí)是一個(gè)未充滿的殼層，共有 7 個(gè)軌道，由于該殼層的電子被外層電子 所屏蔽，因而形成許多固定的能級(jí)。根據(jù)洪特規(guī)則，每個(gè)軌道可以容納自旋 方向相反的兩個(gè)電子，即從1&3+到Lu3+t子依次由0遞增到14, 4f殼層最多 可以容納 1 4個(gè)電子。隨著原子序數(shù)的變化，總軌道量子數(shù)L,總自旋量子數(shù) S,總角動(dòng)量量子數(shù) J和光譜支項(xiàng)形成4f（L

27、=0,1,2,3,4,5,6,7,8 等分別以 S,P,D,F,GH,I,K,L 等表示）也依次改變,光譜項(xiàng)和能級(jí)的不同排布。因而稀土元素的電子態(tài)具有多種多樣的能級(jí)， 電子在不同能級(jí)之間的躍遷，產(chǎn)生了豐富的吸收和熒光光譜特征。? 吸收系數(shù)隨波長(zhǎng) （或頻率）的變化，叫作吸收光譜。 發(fā)光材料的吸收光譜，首先決定于基質(zhì)， 而激活劑和其他雜質(zhì)也起一定的作用， 它們可以產(chǎn)生吸 收帶或吸收線。?反射光譜，就是反射率R入隨波長(zhǎng)（或頻率）的變化。激發(fā)光譜是指發(fā)光的某一譜線或譜帶的強(qiáng)度隨激發(fā)光波長(zhǎng)（或頻率）的變化。發(fā)光材料的發(fā)射光譜， 指的是發(fā)光的能量按波長(zhǎng)或頻率的分布， 許多發(fā)光材料的 發(fā)射光譜是連續(xù)的寬帶譜

28、，分布在很廣的范圍。發(fā)光： 當(dāng)某種物質(zhì)受到諸如光的照射、 外加電場(chǎng)或電子束轟擊等的激發(fā)后， 只要 該物質(zhì)不會(huì)因此而發(fā)生化學(xué)變化，它總要回復(fù)到原來(lái)的平衡態(tài)。在這個(gè)過(guò)程中，部分多余的能量會(huì)通過(guò)光或熱的形式釋放出來(lái)。 如果這部分能量是光的形式發(fā) 射出來(lái)，該現(xiàn)象就稱為發(fā)光。熒光和磷光： 歷史上人們?cè)园l(fā)光持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短把發(fā)光分為兩個(gè)過(guò)程： 把物質(zhì) 在受激發(fā)時(shí)的發(fā)光稱為熒光， 而把激發(fā)停止后的發(fā)光稱為磷光。 一般以持續(xù)時(shí)間10-8秒為分界。持續(xù)時(shí)間短于 10-8秒的發(fā)光稱為熒光，而把持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于 10-8秒的發(fā)光稱為磷光。色溫：色溫是按絕對(duì)黑體來(lái)定義的， 光源的輻射在可見(jiàn)區(qū)和絕對(duì)黑體的輻射完全 相同時(shí)，

29、此時(shí)黑體的溫度就稱此光源的色溫。暖光”；色溫一些常用光源的3000K;閃光燈低色溫光源的特征是能量分布中，紅輻射相對(duì)說(shuō)要多些，通常稱為 提高后，能量分布集中，藍(lán)輻射的比例增加，通常稱為 “冷光”。色溫為：標(biāo)準(zhǔn)燭光為1930K;鎢絲燈為2760-2900K;熒光燈為 為3800K;中午陽(yáng)光為5600K;電子閃光燈為6000K;藍(lán)天為12000-18000K。對(duì)于各種發(fā)光現(xiàn)象，可按其被激發(fā)的方式進(jìn)行分類：光致發(fā)光、電致發(fā)光、陰極 射線發(fā)光、X射線及高能粒子發(fā)光、化學(xué)發(fā)光和生物發(fā)光等。第九部分金剛石的人工合成金剛石是典型的原子晶體，立方晶系，每個(gè)C原子以sp3雜化與另外的四個(gè)C原子形成共價(jià)鍵，構(gòu)成正

30、四面體金剛石廣泛應(yīng)用于精密儀器、磨料、切割工具、鉆探、航天和軍事等領(lǐng)域。金剛石的導(dǎo)熱性很好，在常溫下，導(dǎo)熱率是銅的5倍，可被用作微波器件 和固體激光器的散熱片。金剛石電子親合勢(shì)小，是理想的場(chǎng)發(fā)射陰極材料。"W生輝併蹴） 牌橢曲如fit腳檢 血衲g削1轍 卩魏高疏蹴（動(dòng)継Wsm-犧財(cái)時(shí)n淑能法）表I金剛石的上雯杵能HI件能數(shù)們單位砒度10 000kg/nun:強(qiáng)度，神張> 1 2*；Pd> 110聲速18 000m /s密度1 5?p/ <ni 3楊氏摸數(shù)L 22GPh泊松比0 2無(wú)暈綱熱膨脹系數(shù)(1 0000011K熱導(dǎo)2(1 0V /(111* k熱篇參數(shù)30.

31、000 000W 4.1德拜溫度2 2fK)K折射率（在591 II11）2 41無(wú)吊綱透光件（從納來(lái)到遠(yuǎn)紅外）225無(wú)暈綱損先用正切值（40H(1 0006無(wú)a綱介電常救5 7無(wú)暈綱擊穿強(qiáng)度m m m)V /«ii電f辻務(wù)率1 200A - E空穴遷移率h 6(K)<n - /V* K電產(chǎn)飽和速率27, OOfl 000dn W空賞飽和速率la ma ooo(ni /s功函數(shù)小.且是負(fù)值在L 111面5 45eV電陰率10一MhOlin oil部分碳籠原子簇的合成Cn： n最大可為540,稱為碳籠原子簇或富勒烯族。C60是單純由碳原子結(jié)合形成的穩(wěn)定分子，它具有60個(gè)頂點(diǎn)和32

32、個(gè)面，其中12個(gè)為正五邊形，20個(gè)為正六邊形。C60常用的合成方法有電弧放電合成法、苯火焰燃燒法、高頻加熱蒸發(fā)石墨法。C60在脂肪烴中的溶解度隨碳原子數(shù)增加而增大。目前C60常用的分離提純方法 例：C60常用的分離提純方法有：（A .升華法B.高效液相色譜法C萃取重結(jié)晶法D柱色層法E燃燒法 室溫下，C60晶體為立方晶系結(jié)構(gòu)C70是由25個(gè)正六邊形和12個(gè)正五邊形構(gòu)成的37面體C60及其衍生物的超導(dǎo)性研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)慕饘贀诫s后C60表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性和超導(dǎo)性第十一部分高溫超導(dǎo)體的合成超導(dǎo)體的兩大本質(zhì)特征是零電阻效應(yīng)和完全抗磁性 根據(jù)臨界溫度的不同，超導(dǎo)材料可以被分為：高溫超導(dǎo)材料和低溫超導(dǎo)材料。例：下列物質(zhì)屬于高溫超導(dǎo)體的是（A YBa2Cu3O7-x B Bi2CaiSr2Cu20x C Hg D Nb3S n超導(dǎo)體的邁斯納效應(yīng)：在磁場(chǎng)中，超導(dǎo)體把磁力線排斥到體外。當(dāng)一個(gè)磁體和一 個(gè)處于超導(dǎo)態(tài)的超導(dǎo)體相互靠近時(shí)，磁體的磁場(chǎng)會(huì)使超導(dǎo)體表面中出現(xiàn)超導(dǎo)電 流，此超導(dǎo)電流形成的磁場(chǎng)，在超導(dǎo)體內(nèi)部，恰好和磁體的磁場(chǎng)大小相等，方向 相反，這兩個(gè)磁場(chǎng)抵消，使超導(dǎo)體內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。氧化物陶瓷高溫超導(dǎo)體的合成方法?鉈系