材料化學第7章無機非金屬材料課件

1、材料化學第7章 無機非金屬材料7/28/2022 12:33 AM本章內(nèi)容7.1無機非金屬材料的分類和特點7.2 水泥與玻璃7.3 陶瓷7.4 半導體材料7.5 超導材料7/28/2022 12:33 AM學習目的結合前面所學內(nèi)容，理解無機非金屬材料結構與性能特點；了解常用無機非金屬材料的合成和工藝。了解各種新型無機非金屬材料的特殊性能、作用原理、結構及用途。7/28/2022 12:33 AM學習參考書目1. 楊興鈺. 材料化學導論. 武漢：湖北科學技術出版社，20032. 戴金輝，葛兆明 主編。無機非金屬材料概論，哈爾濱工業(yè)大學出版社，1999 3. H. F.W. Taylor. Cem

2、ent Chemistry, Academic Press, 19904. M. W. Barsoum. Fundamentals of Ceramics, IOP, 20035. J. G. P.Binner. Advanced Ceramic Processing and Technology, Vol. 1, Noyes, 19907/28/2022 12:33 AM7.1 無機非金屬材料的分類及特點無機非金屬材料以氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物（包括硫化物、硒化物及碲化物）和硅酸鹽、鈦酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽等含氧酸鹽為主要組成的無機材料。傳統(tǒng)（普通）無機非金屬材料新型（特種）

3、無機非金屬材料7/28/2022 12:33 AM傳統(tǒng)（普通）無機非金屬材料品種品種示例水泥等膠凝材料硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、石灰、石膏等陶 瓷粘土質(zhì)、長石質(zhì)、滑石質(zhì)和骨灰質(zhì)陶瓷等耐火材料硅質(zhì)、硅酸鋁質(zhì)、高鋁質(zhì)、鎂質(zhì)、鉻鎂質(zhì)等玻 璃硅酸鹽搪 瓷鋼片、鑄鐵、鋁和銅胎等鑄 石輝綠巖、玄武巖、鑄石等研磨材料氧化鋯、氧化鋁、碳化硅等多孔材料硅藻土、蛭石、沸石、多孔硅酸鹽和硅酸鋁等碳素材料石墨、焦炭和各種碳素制品等非金屬礦粘土、石棉、石膏、云母、大理石、水晶和金剛石等7/28/2022 12:33 AM新型（特種）無機非金屬材料品種品種示例絕緣材料氧化鋁、氧化鈹、滑石、鎂橄欖石質(zhì)陶瓷、石英玻璃和微晶玻璃

4、等鐵電和壓電材料鈦酸鋇系、鋯鈦酸鉛系材料等磁性材料錳鋅、鎳鋅、錳鎂、鋰錳等鐵氧體、磁記錄和磁泡材料等導體陶瓷鈉、鋰、氧離子的快離子導體和碳化硅等半導體陶瓷鈦酸鋇、氧化鋅、氧化錫、氧化釩、氧化鋯等過濾金屬元素氧化物系材料等光學材料釔鋁石榴石激光材料，氧化鋁、氧化釔透明材料和石英系或多組分玻璃的光導纖維等高溫結構陶瓷高溫氧化物、碳化物、氮化物及硼化物等難熔化合物超硬材料碳化鈦、人造金剛石和立方氮化硼等人工晶體鋁酸鋰、鉭酸鋰、砷化鎵、氟金云母等生物陶瓷長石質(zhì)齒材、氧化鋁、磷酸鹽骨材和酶的載體材料等無機復合材料陶瓷基、金屬基、碳素基的復合材料7/28/2022 12:33 AM結構特征離子鍵：無方向性

5、、無飽和性緊密堆積；鍵強較高密度大，高強度、高硬度、高脆性、耐熱共價鍵：具有方向性與飽和性鍵強度較高，具有穩(wěn)定化學結構密度較小，熔點高，硬度大，脆性大，熱膨脹系數(shù)小，絕緣性好。離子鍵與共價鍵混合7/28/2022 12:33 AM部分陶瓷化合物化學鍵混合特征陶瓷化合物結合原子電負性差離子鍵比例(%)共價鍵比例(%)MgOMg-O2.136832Al2O3Al-O1.835743SiO2Si-O1.544555Si3N4Si-N1.142872SiCSi-C0.6510907/28/2022 12:33 AM7.2 水泥與玻璃硅酸鹽水泥鋁酸鹽類水泥硫鋁酸鹽水泥氟鋁酸鹽水泥鐵鋁酸鹽水泥7.2.1

6、水泥（cement）按礦物組成分類-一種水硬性膠凝材料，通過水化過程發(fā)生凝結和硬化，硬化后甚至在水中也可保持強度和穩(wěn)定性。7/28/2022 12:33 AM山水集團熟料生產(chǎn)線山東山水水泥集團有限公司（簡稱山水集團）是以水泥為主導的大型企業(yè)集團，也是國家重點支持的12戶全國性重點水泥企業(yè)之一；2008年7月4日山水集團在香港上市，成為中國水泥行業(yè)第一支紅籌股；目前，下屬企業(yè)主要集中在山東和遼寧，是山東省和遼寧省最大、全國第二大水泥生產(chǎn)商。2010年，熟料產(chǎn)能將達到5000萬噸，水泥產(chǎn)能將達到8000萬噸。-山水集團網(wǎng)站 7/28/2022 12:33 AM預應力鋼筒混凝土輸水管 內(nèi)襯式預應力鋼

7、筒混凝土管(PCCPL): 在鋼筒內(nèi)壁成型混凝土層后在 鋼筒外表面上纏繞環(huán)向預應力鋼絲并制作水泥砂漿保護層而制成的管子。埋置式預應力鋼筒混凝土管(PCCPE): 在鋼筒內(nèi)、外壁成型混凝土層后，在管芯混凝土外表面纏繞環(huán)向預應力鋼絲并制作水泥砂漿保護層而制成的管子。 性能特點: 抗?jié)B性能好，承受內(nèi)壓和外壓能力強。PCCP采用經(jīng)水壓檢驗的鋼筒，解決了滲水問題；可承受很高的內(nèi)水壓力，最高可達2.5Mpa；設計上充分利用混凝土的抗壓強度，可承受較高的外壓荷載。 接頭采用鋼制承插口，插口是帶有凹槽的特制異型鋼，密封膠圈放置在凹槽內(nèi)，確保接頭極好的水密性。 耐腐性能強，使用壽命長。構成PCCP的所有鋼材都被

8、密實的混凝土包裹，高堿性環(huán)境阻止其腐蝕，使用壽命可達百年。 通水能力強，管材內(nèi)表面光滑，沒有瘤節(jié)，不會結垢，沒有二次污染。 適應地基能力和抗震性能強，PCCP的剛性接頭和柔性接口使其剛柔皆有，可轉動一定角度，適應地基變化的能力較其他管材強。 管道運行經(jīng)濟安全，社會綜合效益好。安裝時溝槽開挖窄，接口工作坑較淺，綜合造價低，單位工程造價比鋼管有較大節(jié)省。-山水集團網(wǎng)站7/28/2022 12:33 AM硅酸鹽水泥熟料成分：硅酸三鈣（3CaOSiO2），C3S硅酸二鈣（2CaOSiO2），C2S鋁酸三鈣（3CaOAl2O3），C3A鐵鋁酸四鈣（4CaOAl2O3Fe2O3），C4AF7/28/202

9、2 12:33 AM硅酸鹽水泥熟料比例對水泥性質(zhì)的影響提高C3S的含量,可得到高強硅酸鹽水泥提高C3S和C3A的含量,即可制得快硬硅酸鹽水泥降低C3S和C3A的含量,提高C2S的含量可得低熱或中熱硅酸鹽水泥.7/28/2022 12:33 AM硅酸鹽水泥生產(chǎn)所得熟料經(jīng)碾磨成細粉，加少量石膏，用以調(diào)節(jié)水泥的水硬化時間，即得水泥成品。熟料制備的化學過程：7/28/2022 12:33 AM7/28/2022 12:33 AM硅酸鹽水泥的水化、凝結硬化水化物質(zhì)由無水狀態(tài)變?yōu)橛兴疇顟B(tài)，由低含水變?yōu)楦吆?，統(tǒng)稱為水化。 凝結水泥加水拌和初期形成具有可塑性的漿體，然后逐漸變稠并失去可塑性的過程硬化漿體的強

10、度逐漸提高并變成堅硬的石狀固體（水泥石）。 7/28/2022 12:33 AM凝結、硬化過程3CaOSiO2 nH2O 2CaOSiO2(n-1)H2O Ca(OH)22CaOSiO2 mH2O 2CaOSiO2mH2O3CaOAl2O3 6H2O 3CaOAl2O36H2O4CaOAl2O3Fe2O3 7H2O 3CaOAl2O36H2O CaOAl2O3Fe2O3H2O 7/28/2022 12:33 AM7.2.2 玻璃玻璃瓶玻璃工藝燭臺建筑玻璃藝術玻璃玻璃熔體冷卻后呈堅硬無定形狀態(tài)的無機物7/28/2022 12:33 AMGlass in lab7/28/2022 12:33 AM

11、普通玻璃的化學結構7/28/2022 12:33 AM 玻璃中的組分構成：1. 形成體：能夠獨立形成網(wǎng)絡的氧化物SiO2，B2O3，GeO22. 中間體：不能獨立形成網(wǎng)絡的氧化物，但能夠與形成體共同形成網(wǎng)絡Al2O3，V2O5，SeO23. 改性劑：不僅不能形成網(wǎng)絡，隨著添加量的增大還會逐漸破壞網(wǎng)絡，最終導致體系結晶。一般為堿金屬與堿土金屬的氧化物Na2O，K2O，CaO，MgO，BaO等。7/28/2022 12:33 AMNa2O的加入對SiO2網(wǎng)絡的影響7/28/2022 12:33 AM方石英鱗石英Mole percent Na2OSiO2-Na2O相圖Na2O加入SiO2中，因形成低

12、共熔混合物而使其熔融溫度顯著降低7/28/2022 12:33 AM7.2.2.1 玻璃的制造1) 硅酸鹽形成階段2) 玻璃形成階段4) 玻璃液的均化階段3) 玻璃液澄清階段5) 玻璃液冷卻階段7/28/2022 12:33 AMProcess11) 硅酸鹽形成階段溫度8001000C 在固相或液相反應中形成易熔的中間體，如：Na2Ca(CO3)2(Na2O)0.52(CaO)12(SiO2)37/28/2022 12:33 AMProcess2CO2, O2, SO2, NO2等2) 玻璃形成階段溫度 12001250C低共熔混合物熔化硅酸鹽和剩余石英砂粒的互熔熔體中有大量氣泡、條紋7/28

13、/2022 12:33 AM溫度 14001500C除氣泡 加入澄清劑，如Na2SO4，放出SO3并帶出氣泡 其它澄清劑：NaNO3/KNO3+As2O5適于高溫熔體14001500CNaNO3/KNO3+Sb2O3適于低溫熔體13001400C熔體中還有條紋，溫度不均勻Process33) 玻璃液澄清階段7/28/2022 12:33 AMProcess4 & 54) 玻璃液的均化階段保持較高溫度通過擴散、對流、攪拌作用，消除條紋、成分不均勻和熱不均勻性5) 玻璃液冷卻階段冷卻降溫200300C，達到成型所要求粘度7/28/2022 12:33 AM大量連續(xù)生產(chǎn)各熔制階段在窯的不同部位進行各

14、部位溫度恒定各熔制階段均在同一坩堝內(nèi)隨時間推移依次進行，爐膛溫度隨時間變化，適用于產(chǎn)量小或經(jīng)常更換料種的玻璃，如特種玻璃小型，間歇式生產(chǎn),生產(chǎn)周期24小時小型，連續(xù)生產(chǎn)熔窯池窯坩堝窯間歇式池窯單元式熔窯7/28/2022 12:33 AM 玻璃成型工藝：（a）壓制，（b）壓吹，（c）拉纖 (a) pressing, (b) press and blow process, (c) drawing of fibers.7/28/2022 12:33 AM連續(xù)平板玻璃生產(chǎn)設備(the latter being float law glass)7/28/2022 12:33 AM7.2.2.2 玻璃分

15、類氧化物玻璃石英玻璃硅酸鹽玻璃鈉鈣玻璃氟化物玻璃非氧化物玻璃硫系玻璃鹵化物玻璃7/28/2022 12:33 AM 硅酸鹽玻璃基本成分為SiO2石英玻璃SiO2含量大于99.5高硅氧玻璃SiO2含量約96鈉鈣玻璃（又名鈉玻璃）含有15的Na2O和16的CaO鉛硅酸鹽玻璃主要成分有SiO2 和PbO鋁硅酸鹽玻璃主要成分有SiO2 和Al2O3硼硅酸鹽玻璃（耐熱玻璃） 以SiO2和B2O3為主要成分鉀玻璃（硬玻璃）以K2O代替鈉玻璃中的部分Na2O，適當提高SiO2含量7/28/2022 12:33 AM7.2.2.3 特種玻璃鋼化玻璃淬火產(chǎn)生內(nèi)應力，導致表面增強無色光學玻璃可見光波長范圍內(nèi)吸光性

16、極低高純度高折射率增加氧化鋇、氧化鉛含量導電玻璃ITO（Indium Tin Oxide）玻璃導電7/28/2022 12:33 AMLCD專用平板玻璃TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display )使用無堿玻璃，避免鈉離子遷移對半導體的破壞光纖玻璃高純度石英避免出現(xiàn)羥基結構，因硅羥基吸收近紅外光信號彩色玻璃通過添加著色劑實現(xiàn)彩色著色劑能對投射到玻璃上的白光進行選擇性的吸收 7/28/2022 12:33 AM不同玻璃顏色所使用著色劑著色劑玻璃顏色氧化鐵綠、棕氧化錳深琥珀色、紫水晶、脫色劑氧化鈷深藍氯化金寶石紅硒化合物紅碳氧化物琥珀色錳

17、、鈷、鐵混合物黑色氧化銻白色氧化鈾黃綠表面化合物琥珀/棕色銅化合物淺藍、紅錫化合物白色鉛-銻化合物黃7/28/2022 12:33 AM無色光學玻璃ITO導電玻璃彩色玻璃鋼化玻璃光纖玻璃7/28/2022 12:33 AM種 類特 性用 途普通玻璃在高溫下易軟化窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等石英玻璃膨脹系數(shù)小，耐酸堿，強度大，濾光化學儀器、高壓水銀燈、紫外燈、光導纖維、壓電晶體等光學玻璃透光性能好，有折光和色散性眼鏡片，照相機，顯微鏡，望遠鏡用凸凹透鏡等光學儀器玻璃纖維耐腐蝕，不怕燒，不導電，不吸水，隔熱，吸聲，防蛀蟲太空飛行員的服裝、玻璃鋼等鋼化玻璃耐高溫，耐腐蝕，強度大，質(zhì)輕，抗震裂運動器材，微

18、波通訊器材，汽車，火車窗玻璃等幾種玻璃的特性和用途7/28/2022 12:33 AM（附）石英光纖制備CVD法7/28/2022 12:33 AMMCVDA. 光纖預制棒制造 MCVD改進的化學汽相沉積 7/28/2022 12:33 AM MCVD系內(nèi)部汽相沉積的一種。一支超純石英管裝載于一臺裝有氫氧噴燈玻璃車床上。氯化物和氧氣從石英管的一端饋入管中，在噴燈提供的高溫下反應，在噴燈的下游所生成的煙灰狀SiO2和GeO2亞微米顆粒沉積于石英管的內(nèi)壁上。當噴燈經(jīng)過沉積物時，它們就被凝固為固態(tài)的玻璃。借助改變硅、鍺氯化物的比例，從外部包層到芯層，一層跟著一層形成了所要求的折射率剖面（更多的鍺，更

19、高的折射率）。優(yōu)點：沉積和溶縮一步完成，避免了可能的污染缺點：生產(chǎn)效率不高。有的制造商采用高頻等離子噴燈來提高生產(chǎn)效率，同時減少氫氧燃燒生成物水的影響。為提高效率，在拉絲之前，預制棒還要裝在一支石英套管內(nèi)，以滿足纖芯和包層的規(guī)范。7/28/2022 12:33 AMOVDOVD外部汽相沉積 7/28/2022 12:33 AMOVD是一種外部沉積工藝方法，其高溫是由一個氫氧噴燈提供的。在這個工藝過程中，四氯化硅和四氯化鍺的混合汽以及氧被饋送到火焰中。反應生成的二氧化硅和二氧化鍺煙灰狀顆粒被沉積在一支氧化鋁芯棒上以形成煙灰狀顆粒預制棒，當芯層沉積完成后，接著必須沉積包層，為此，僅僅混合汽反應物的

20、組分是不同的。在足夠的芯層和包層沉積之后并移去芯棒后，煙灰顆粒狀預制棒被置于燒結爐中脫水、燒結和熔縮以閉合芯棒留下的孔。一個透明、固態(tài)的預制棒就可以進入拉絲工序了。7/28/2022 12:33 AMVADVAD垂直軸向汽相沉積 7/28/2022 12:33 AM軸向氣相沉積工藝允許在軸向上沉積煙灰狀顆粒。在這個工藝方法中預制棒是在長度方面生長而不象OVD在直徑方面生長。在沉積開始時采用了一個芯棒。在軸向生長的預制棒沉積到足夠大后，它仍然是多孔的，需要在一個溫度為1500C 至1600C的電爐中脫水和燒結。燒結后的預制棒仍然較短和粗，它們需要進一步的拉伸以符合隨后工序的要求。應用專門的干燥工

21、藝VAD現(xiàn)在可以生產(chǎn)非常低水峰的光纖供全帶應用。7/28/2022 12:33 AMPCVDPCVD等離子化學汽相沉積 7/28/2022 12:33 AM等離子激活化學汽相沉積PCVD系菲利浦開發(fā)的一種內(nèi)部汽相沉積工藝方法。四氯化硅和四氯化鍺以及氧的混合物饋入一個超純石英管，在反應區(qū)內(nèi)，SiO2和GeO2直接被沉積為一層透明玻璃。沒有煙灰狀顆粒形成或沉積，所以無須應用固態(tài)工序。由于它的沉積層非常薄，于是可以按照設計實現(xiàn)精密的折射率剖面。因此能生產(chǎn)世界上頂級的多模光纖和復雜折射率剖面的光纖。因為PCVD工藝方法反應溫度是如此之高以至需要更高純度的原料。然而，其原料的利用率非常高，幾乎是100%

22、為其它工藝方法的兩倍。7/28/2022 12:33 AM熔縮熔縮7/28/2022 12:33 AM具有沉積層的襯管需要熔縮成一個實心的棒。這個工藝過程是在剛結束沉積后立即于同一臺車床上進行的?；蛘咴谝慌_專用的熔縮車床上進行。在熔縮過程中，由于二氧化鍺在高溫下蒸發(fā)，在折射率剖面的中央回出現(xiàn)一個凹陷。為消除這個降低光纖質(zhì)量的凹陷，在管子還沒閉合前的熔縮最后階段，采用氟利昂腐蝕工藝。某些制造商應用感應高頻電爐來代替氫氧噴燈以降低預制棒中的水含量從而降低光纖的水峰衰減值。7/28/2022 12:33 AM套管套管7/28/2022 12:33 AM為了提高效率，預制棒裝入一作為機械包層的石英套管

23、內(nèi)后，再拉制光纖。有些制造商使用OVD工藝來制作機械包層，阿爾卡特則采用高頻等離子來沉積機械包層。7/28/2022 12:33 AM等離子包層沉積等離子包層沉積7/28/2022 12:33 AM過濾的空氣被饋入一個等離子噴燈，一個高頻感應線圈將其加熱到高溫。在氬氣流中以電火花激發(fā)并使其達到導電狀態(tài)，然后由感應電流加溫，然后將氣流切換到該工藝所用的空氣流。高度純化的石英顆粒被饋送至等離子高溫火焰區(qū)，許多層被沉積于預制棒上，直到所要求的直徑為止。一個可視系統(tǒng)按要求的直徑自動地調(diào)整包層的外徑。此工藝方法的優(yōu)點是：使用廉價的原材料；沒有腐蝕性和危險性的副產(chǎn)品，免除了裝備污染處理裝置。而且，所達到的

24、高溫(1000C)，進一步純化了石英顆粒，其結果是使這種玻璃具有優(yōu)秀的機械特性。7/28/2022 12:33 AM拉絲B. 拉絲7/28/2022 12:33 AM其一端加工成圓錐形并接上一小段石英棒的預制棒固定于預制棒饋入器上，當錐形端饋入至溫度約2200C的拉絲爐中一定時間后，一個溶化的垂體形成并下落，隨著下落，一根細的光纖就形成了。加熱元件由氬氣保護以防止元件在空氣中燒毀。采用了氦氣流以保護預制棒免受污染，7/28/2022 12:33 AM2000左右加熱熔化預型件拉絲過程最重要的是控制纖維直徑的恒定。為此必須嚴格穩(wěn)定爐溫和控制氣氛的變化。拉絲裝置7/28/2022 12:33 AM

25、篩選C. 篩選張力篩選7/28/2022 12:33 AM光纖著色光纖著色7/28/2022 12:33 AM7.3 陶 瓷 Ceramics龍鳳呈祥Daily-use ceramicsProducts from SICER7/28/2022 12:33 AM養(yǎng)源盅Daily-use ceramicsProducts from SICER7/28/2022 12:33 AMDaily-use ceramicsProducts from SICER7/28/2022 12:33 AM泡沫陶瓷過濾器Advanced ceramicsProducts from SICER-daily7/28/202

26、2 12:33 AM陶瓷球閥Advanced ceramicsProducts from SICER-daily7/28/2022 12:33 AM黑陶Art ceramicsProducts from SICER7/28/2022 12:33 AMArt ceramicsProducts from SICER雞血紅釉藝術瓷 黑陶 魚子藍釉藝術瓷 淄博紅釉 7/28/2022 12:33 AM陶器（Pottery）與瓷器（China）比較性能及特征陶器瓷器吸水性/%一般大于3一般不大于3透光性不透光透光胎體特征未?；虿；潭炔睢嗝娲植诓；潭雀?、結構致密、細膩，斷面呈石狀或貝殼狀敲擊聲沉濁

27、清脆陶瓷=陶器+瓷器？7/28/2022 12:33 AM7.3.1 陶瓷的定義Definition of CeramicsTraditional：陶瓷-所有以粘土(陶土、瓷土)為主要原料與其它天然礦物原料經(jīng)過粉碎、混煉、成形、燒結等過程而制成的各種制品General ：陶瓷-陶瓷是天然或人工合成的粉狀化合物經(jīng)過成型和高溫燒結而成的，由金屬和非金屬元素或非金屬元素與非金屬元素的無機化合物構成的多晶固體材料。7/28/2022 12:33 AM 德國陶瓷協(xié)會：“陶瓷是化學工業(yè)或化學生產(chǎn)工藝的一個分支，包括陶瓷材料和器物的制造或進一步加工成陶瓷制品(元件)。陶瓷材料屬于無機非金屬材料，最少含30結

28、晶體。一般是在室溫中將原料成型，通過800以上的高溫處理，以獲得這種材料的典型性質(zhì)。有時也在高溫下成型，甚至可經(jīng)過熔化及析晶等過程?！泵绹腿毡镜葒篊eramics是包括各種硅酸鹽材料和制品在內(nèi)的無機非金屬材料的通稱，不僅指陶瓷，還包括水泥、玻璃、搪瓷等材料。7/28/2022 12:33 AM7.3.2 陶瓷一般結構與基本性質(zhì)微結構特征：多相結構由晶相、玻璃相和氣孔組成各相的組成結構、數(shù)量、幾何形態(tài)及分布不同，使不同的陶瓷材料性能各異。晶相：陶瓷中最重要的組成相主晶相的性能常常就決定著陶瓷的物化性能。玻璃相：非晶態(tài)結構的低熔點固體組織其作用是填充晶粒間隙，粘結晶粒，提高致密程度，適當降低燒

29、結溫度，改善工藝，抑制晶粒生長過大。氣孔：也對控制陶瓷材料性能、質(zhì)量有重要作用陶瓷的許多電氣性能與熱性能隨氣孔率、氣孔尺寸及分布不同可在較大范圍內(nèi)變化。7/28/2022 12:33 AM7.3.3 陶瓷分類7/28/2022 12:33 AM陶瓷分類及特點分 類概 念 特 點應 用 范 圍特 種 陶 瓷用于現(xiàn)代工業(yè)和尖端科學技術所需的陶瓷制品結構陶瓷耐磨耐熱耐沖擊功能陶瓷光、聲、電、磁、熱、生物、化學等性能陶瓷普通陶瓷陶 器坯體結構較疏松,致密度較差的陶瓷制品。日用器皿，缸器，建筑衛(wèi)生裝飾用品。瓷 器坯體致密，基本上不吸水，半透明，斷面呈石狀或貝殼狀。瓷質(zhì)細膩，?；潭雀摺Ｈ沼貌筒杈?，陳設瓷

30、及部份工業(yè)瓷炻 器介于陶器和瓷器之間的制品，如水缸、砂鍋等，質(zhì)地致密堅硬日用器皿，建筑衛(wèi)生用品，工業(yè)用品。7/28/2022 12:33 AM氧化物陶瓷（Al2O3、ZrO2、MgO等）碳化物陶瓷（SiC、B4C、WC等）氮化物陶瓷（Si3N4、TiN、BN等）新型碳化物陶瓷（C3N4等）硼化物陶瓷（TiB2、ZrB2等）復合陶瓷（3Al2O32SiO2莫來石等）特種陶瓷特種陶瓷（按成分分類 ）7/28/2022 12:33 AM普通陶瓷vs特種陶瓷普通陶瓷特種陶瓷原料天然礦物原料人工精制合成原料純度純度較低純度較高成型注漿、可塑成型為主壓制、熱壓鑄、注射、扎膜、流延等靜壓成型為主功能容器或藝

31、術品工業(yè)材料、科技材料7/28/2022 12:33 AM7.3.4 陶瓷合成化學工藝流程普通陶瓷：材料精選（礦物精選）化學處理原料粉化制備陶瓷粉生坯（成型）燒結機械加工陶瓷成品。特種陶瓷：7/28/2022 12:33 AM7.3.4.1 陶瓷合成原材料及粉體制備普通陶瓷：以天然礦物為原料三大主要原材料：粘土、長石、石英礦輔料礦物：磁石、鋁土礦、滑石、硅灰石、鋰云母、方解石、菱鎂礦、白云石等水化、機械混合，直接形成生坯特種陶瓷：人工合成的原料7/28/2022 12:33 AMA、Clay粘土 Clay形成黃土高原的厚粘土層7/28/2022 12:33 AMStructure of cla

32、y粘土Al2O3SiO2片層結構硅氧四面體鋁氧八面體7/28/2022 12:33 AMThe Kaolinite Group高嶺石族Kaolinite Group四面體片與八面體片通過共用氧原子結合成一個晶片，晶片間以氫鍵相連，水化時基本不膨脹。7/28/2022 12:33 AMThe Montmorillonite Group蒙脫石族Montmorillonite / Smectite Group兩個四面體片夾一八面體片組成一個晶片，八面體片中，部分Mg取代Al而使層片帶負電，多余電荷由層間陽離子中和。 7/28/2022 12:33 AMExamples7/28/2022 12:33

33、AMThe Illite Group伊利石族The Illite Group / The Clay-mica四面體中的Si部分被Al取代，層間陽離子K+嵌入四面體層的六角孔隙，由于強烈的靜電作用使相鄰晶片緊密結合。 7/28/2022 12:33 AMC、FeldsparFeldspar 長石鉀、鈉、鈣、鋇等堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸鹽礦物SiO2、Al2O3、K2O、Na2O、CaO架狀結構7/28/2022 12:33 AM鈉長石 鉀長石 Examples7/28/2022 12:33 AMUse of feldspar長石的主要用途領域主要用途質(zhì)量要求玻璃及玻璃制品堿長石作為各種玻璃制品的

34、原料，可降低玻璃熔化溫度，節(jié)約純堿。鈉長石作為玻璃纖維原料，可改善其質(zhì)量及取代葉臘石等Al2O3 15%Fe2O3 10%陶瓷是生產(chǎn)各種陶瓷、搪瓷、電瓷的坯料(配入2040%)和釉料(配入2070%)的主要原料Fe2O3 0.31.0水泥是生產(chǎn)白水泥的原料之一化工化學工業(yè)上，磨碎的長石適于作乳膠，涂料和氨基甲酸乙酯、丙烯類物質(zhì)的填充料作填料，可含較多游離石英；作皮膚化妝粉，28m 堿長石磨料粉狀長石可用于磨具磨料工業(yè)7/28/2022 12:33 AMB、QuartzQuartz石英砂石英砂巖石英巖脈石英粉石英主要成分：SiO27/28/2022 12:33 AMExamples7/28/20

35、22 12:33 AMD、Carbonate白云石DolomiteCaCO3MgCO3 晶體屬三方晶系7/28/2022 12:33 AMCalcite方解石CalciteCaCO3 晶體屬三方晶系7/28/2022 12:33 AMMagnesite菱鎂礦MagnesiteMgCO37/28/2022 12:33 AMLime stone石灰?guī)rLime stoneCaCO3三方晶系7/28/2022 12:33 AME、Others滑石Talc3MgO4SiO2H2O三斜晶系7/28/2022 12:33 AMSerpentine蛇紋石Serpentine3MgO2SiO22H2O一族層狀結

36、構的硅酸鹽礦物的總稱7/28/2022 12:33 AM硅灰石WollastoniteCaOSiO2針狀晶形細小的顆粒也呈纖維狀7/28/2022 12:33 AMDiopside透輝石DiopsideCaOMgO2SiO2單斜晶系柱狀晶體7/28/2022 12:33 AMApatite磷酸鹽礦物的總稱M5(PO4)3 XM代表Ca、Ba、Na等, X代表F、Cl、OH六方晶系磷灰石Apatite7/28/2022 12:33 AM普通陶瓷：以天然礦物為原料(above)特種陶瓷：人工合成的原料氧化物：單一氧化物，如Al2O3，ZrO2，TiO2，MgO等復合氧化物，如鈦酸鹽、鋁酸鹽、鋯酸鹽

37、等非氧化物：碳化物、氮化物、硼化物等如SiC，Si3N47/28/2022 12:33 AM 陶瓷粉體制備是陶瓷制造的關鍵步驟之一。但多數(shù)碳系、氮系等特殊陶瓷可采用化學合成法直接制備。陶瓷粉體制備方法固相法液相法氣相法7/28/2022 12:33 AM熱分解反應法：很多金屬的硫酸鹽、硝酸鹽等，都可以通過熱分解法而獲得特種陶瓷用氧化物粉末?；戏磻ǎ築aCO3 TiO2 BaTiO3 CO2 Al2O3 MgO MgAlO43Al2O3 2SiO2 3Al2O32SiO2 1. 固相法7/28/2022 12:33 AM 氧化還原法SiC粉末的制備：將SiO2與焦炭混合，在14601600的

38、加熱條件下，逐步還原碳化Si3N4粉末的制備：在1600附近及N2條件下，通過SiO2與C的還原-氮化。SiO2 C SiO CO SiO 2C SiC CO SiO C Si CO Si C SiC 3SiO2 6C 2N2 Si3N4 6CO 7/28/2022 12:33 AM3. 氣相合成法 PVD CVD 2. 液相合成法 化學共沉淀法 溶膠-凝膠法 溶劑蒸發(fā)法 7/28/2022 12:33 AM7.3.4.2 原料處理1. 煅燒除去絕大多數(shù)揮發(fā)性雜質(zhì)（有機物、溶劑、水份等），提高純度使原料顆粒致密化、晶粒長大，減輕后期成形燒結時的體積收縮效應。2. 凈化：去除固體雜質(zhì)3. 粉碎、

39、分級改變粒度、粒子形態(tài)結構、流動性和成形性，改變晶型4. 混入粉體助劑，如化學增塑劑、粘結劑7/28/2022 12:33 AM7.3.4.3 陶瓷燒成1. 成型2. 燒結固相燒結（Solid state sintering）在燒結溫度下，粉末坯體在固態(tài)情況下達到致密化過程液相燒結（Liquid phase sintering）粉末坯體在燒結過程中有液相存在的燒結過程7/28/2022 12:33 AMProcesses for shaping crystalline ceramics(a) pressing(b) isostatic pressing(c) extrusion(d) jigg

40、ering(旋坯成型) (e) slip casting(注漿成型)7/28/2022 12:33 AM7.3.5 結構陶瓷Structural Ceramics結構陶瓷作為工程結構材料使用的陶瓷材料主要利用陶瓷材料優(yōu)越的力學性能，尤其是高溫力學性能，特別適用于高溫、高壓等工業(yè)環(huán)境。機械強度和斷裂韌性對其應用非常重要如何克服陶瓷的高脆性？7/28/2022 12:33 AM結構陶瓷的工藝技術致密化技術（如熱壓燒結、熱均壓燒結）提高致密度和均勻度細晶化技術（如納米陶瓷）減小初始裂紋尺寸，提高臨界應力復合技術（如顆粒增強、晶須增強、纖維增強、納米復合）7/28/2022 12:33 AM主要成分：

41、Al2O3少量SiO2。剛玉-莫來瓷（75瓷）：含75%Al2O3剛玉瓷95瓷：含 95%Al2O399瓷： 含99%Al2O3 氧化鋁陶瓷7/28/2022 12:33 AM氧化鋁陶瓷的晶體結構氧化鋁三種常見同素異構體：-Al2O3、-Al2O3 、-Al2O3 。氧化鋁陶瓷的主晶相是-Al2O3-Al2O3 屬于六方系，穩(wěn)定性好，在熔點2050之前不發(fā)生晶型轉變。-Al2O3屬于尖晶石型（立方）結構，高溫時不穩(wěn)定，在1600轉變?yōu)?Al2O37/28/2022 12:33 AM性能與應用高強度、高溫穩(wěn)定性裝飾瓷，噴嘴、火箭和導彈的導流罩 ；高硬度、高耐磨性切削工具，模具，磨料，軸承，人造寶

42、石；低的介電損耗、高電阻率、高絕緣性火花塞，電路基板，管座；熔點高、抗腐蝕耐火材料，坩堝，爐管，熱電偶保護套等；7/28/2022 12:33 AM95瓷紡織件99瓷紡織件氧化鋁耐高溫噴嘴氧化鋁陶瓷坩堝陶瓷刀陶瓷軸承氧化鋁陶瓷密封環(huán)7/28/2022 12:33 AM氧化鋯陶瓷m-ZrO2：單斜晶系（1170）t- ZrO2：四方晶系（11702370）c-ZrO2：立方晶系（23702715）7/28/2022 12:33 AM性能與應用熱導率小，化學穩(wěn)定性好、耐腐蝕性高可用于高溫絕緣材料、耐火材料，如熔煉鉑和銠等金屬的坩堝、噴嘴、閥心、密封器件等硬度高，耐磨性好可用于制造切削刀具、模具、剪

43、刀、高爾夫球棍頭等。具有敏感特性可做氣敏元件，還可作為高溫燃料電池固體電解隔膜、鋼液測氧探頭等。7/28/2022 12:33 AM由Si3N4四面體組成的共價鍵固體Si3N4為主晶相是一種高溫強度高、高硬度、耐磨、耐腐蝕并能自潤滑的高溫陶瓷線膨脹系數(shù)在各種陶瓷中最小具有極好的耐腐蝕性具有優(yōu)良的電絕緣性和耐輻射性氮化硅陶瓷7/28/2022 12:33 AM氮化硅的制備與燒結工藝工業(yè)硅直接氮化3Si+2N2Si3N4二氧化硅還原氮化3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO燒結工藝優(yōu)點 缺點 反應燒結 燒結時幾乎沒有收縮，能得到復雜的形狀 密度低，強度低，耐蝕性差 熱壓燒結 用較少的助劑就能致

44、密化，強度、耐蝕性最好 只能制造簡單形狀，燒結助劑使高溫強度降低 7/28/2022 12:33 AM氮化硅陶瓷的性能特點強度、比強度、比模量高硬度僅次于金剛石、碳化硼等摩擦系數(shù)僅為0.10.2熱膨脹系數(shù)小抗熱震性大大高于其他陶瓷材料化學穩(wěn)定性高。7/28/2022 12:33 AM氮化硅陶瓷的應用熱壓燒結氮化硅用于形狀簡單、精度要求不高的零件如切削刀具、高溫軸承等。反應燒結氮化硅用于形狀復雜、尺寸精度要求高的零件如機械密封環(huán)等。7/28/2022 12:33 AM氮化硅軸承氮化硅齒輪氮化硅刀具 汽輪機轉子葉片氣閥等零件7/28/2022 12:33 AM是通過鍵能很高的C-Si共價鍵結合的晶

45、體。主晶相為SiC由石英沙（SiO2）加焦碳直接加熱至高溫還原而成：SiO2+3CSiC+2CO。燒結工藝也有熱壓和反應燒結兩種由于碳化硅表面有一層薄氧化膜，因此很難燒結，需添加燒結助劑促進燒結，常加的助劑有硼、碳、鋁等。碳化硅陶瓷7/28/2022 12:33 AM碳化硅陶瓷的性能特點和應用高溫強度高，有很好的耐磨損、耐腐蝕、抗蠕變性能，其熱傳導能力很強，僅次于氧化鈹陶瓷。用于制造火箭噴嘴、澆注金屬的喉管、熱電偶套管、爐管、燃氣輪機葉片及軸承，泵的密封圈、拉絲成型模具等。常壓燒結碳化硅7/28/2022 12:33 AMSiC密封件SiC陶瓷工件SiC陶瓷軸承7/28/2022 12:33

46、AM結構及性能特點主晶相是BN，屬于共價晶體，晶體結構為六方晶系， 六方氮化硼的結構和性能與石墨相似，有“白石墨”之稱。硬度較其它陶瓷低，可進行切削加工良好的耐熱性和導熱性，導熱率與不銹鋼相當熱膨脹系數(shù)小，故其抗熱震性和熱穩(wěn)定性均好絕緣性好，在2000的高溫下仍是絕緣體化學穩(wěn)定性高，能抵抗鐵、鋁、鎳等熔融金屬的侵蝕；有自潤滑性。六方氮化硼陶瓷7/28/2022 12:33 AM六方氮化硼陶瓷的應用制作熱電偶套管、熔煉半導體及金屬的坩鍋、冶金用高溫容器和管道、玻璃制品成型模具、高溫絕緣材料等由于BN有很大的吸收中子截面，可作核反應堆中吸收熱中子的控制棒。7/28/2022 12:33 AM7.3

47、.6 功能陶瓷Functional Ceramics功能陶瓷是指其自身具有某方面的物理化學特性，表現(xiàn)出對電、光、磁、化學和生物環(huán)境產(chǎn)生響應的特征性陶瓷具有性能穩(wěn)定、可靠性高、來源廣泛、可集多種功能于一體的特性可用來制造很多功能材料在信息技術領域具有十分重要的地位，廣泛應用于各種信息的存儲、轉換和傳導7/28/2022 12:33 AM按功能特點分類：一次功能陶瓷：輸出與輸入能量形式相同的陶瓷材料如單純的導電陶瓷，通以電能，輸出仍為電能；二次功能陶瓷：發(fā)生能量形式轉換的陶瓷如壓電陶瓷，施予機械能，產(chǎn)生電能。7/28/2022 12:33 AM7.3.6.1 介電陶瓷dielectric cera

48、mic介電性物質(zhì)受到電場作用時，構成物質(zhì)的帶電粒子只能產(chǎn)生微觀上的位移而不能進行宏觀上的遷移的性質(zhì)。宏觀表現(xiàn)出對靜電能的儲存和損耗的性質(zhì)，通常用介電常數(shù)和介電損耗tg來表示介電材料也屬于絕緣體，但更強調(diào)其可極化特征根據(jù)其介電性能特征可以分為絕緣陶瓷、介電陶瓷、壓電陶瓷和鐵電陶瓷7/28/2022 12:33 AM1. 絕緣陶瓷 Insulating ceramics主要利用其絕緣性電性要求：介電常數(shù)9，介電損耗tg于210-4910-3之間，電阻率要求大于1010cm。其它要求：較高的力學強度、耐熱性、高導熱性。7/28/2022 12:33 AM絕緣陶瓷種類主晶相為莫來石（3Al2O3SiO

49、2）的普通陶瓷主晶相為剛玉Al2O3的氧化鋁陶瓷鎂質(zhì)陶瓷晶相為含鎂硅酸鹽（MgOAl2O3SiO2系）鋇長石瓷（BaOAl2O32SiO2）由高嶺土與BaCO3燒制而成高溫介電損耗小，用作電阻瓷。高導熱絕緣陶瓷BeO陶瓷非氧化物類陶瓷，如AlN、Si3N4、SiC、BN等絕緣子7/28/2022 12:33 AM 7/28/2022 12:33 AM2. 介電陶瓷dielectric ceramic也稱介質(zhì)陶瓷主要利用其介電性 按使用頻率，可分為高頻介質(zhì)陶瓷微波介質(zhì)陶瓷7/28/2022 12:33 AM高頻介質(zhì)陶瓷電性要求：高頻電場（1MHz）下具有適中至較高的介電常數(shù)（8.5900）高頻介

50、電損耗小，tg小于6104主要由堿土金屬和稀土金屬的鈦酸鹽或它們的固溶體構成例如CaTiO3是由CaCO3與TiO2高溫燒制而成用于制作小尺寸高頻電容器7/28/2022 12:33 AMSingle-layerMultilayer ceramic capacitor7/28/2022 12:33 AM微波介質(zhì)陶瓷應用于微波頻段(300MHz300GHz)電路中作為介質(zhì)材料并完成一種或多種功能的陶瓷電性要求：高的介電常數(shù)，r在30200之間高穩(wěn)定性，頻率溫度系數(shù)要小微波頻段介質(zhì)損耗要小，tanTCPCDA7/28/2022 12:33 AM一種可控性微結構多孔生物陶瓷。該陶瓷以-磷酸三鈣（-T

51、CP）為原料，經(jīng)1100以上的高溫燒結而成多孔生物陶瓷。7/28/2022 12:33 AM肱骨上端骨囊腫，病灶清除，植入生物陶瓷，并用外固定支架固定。7/28/2022 12:33 AM近惰性生醫(yī)陶瓷Nearly Inert Bioceramics置于體液中非常穩(wěn)定，幾乎不會釋出離子或與組織產(chǎn)生反應。又分為非孔隙性與孔隙性陶瓷氧化鋁陶瓷氧化鋯陶瓷玻璃生物陶瓷7/28/2022 12:33 AM表面活性生物陶瓷Surface-Active Bioceramics置于體液中會和組織形成化學鍵結氫氧基磷灰石 Ca10(PO4)6(OH)2生物玻璃，如Na2O-CaO-P2O5-SiO27/28/2

52、022 12:33 AM2. 常用生物陶瓷及其制備(1) 玻璃生物陶瓷由結晶相和玻璃相組成，無氣孔結晶相含量一般為50%-90%，玻璃相含量一般為5%-50%，結晶相細小，一般小于1-2/m，且分布均勻機械強度高，熱性能好，耐酸、堿性強良好的生物相容性，無異物反應SiO2-Na2O-CaO-P2O5系Li2O-Al2O3-SiO2系SiO2-Al2O3-MgO-TiO2-CaF系7/28/2022 12:33 AM玻璃生物陶瓷制備關鍵晶化熱處理階段:A. 成核階段：必須充分成核B. 晶核生長階段：控制晶核的成長調(diào)節(jié)溫度加入成核劑貴金屬如金、銀、鉑等離子TiO2、ZrO2、P2O5、V2O5、C

53、r2O3、MoO3、氟化物、硫化物等配料制備 成型加工晶化熱處理再加工7/28/2022 12:33 AM(2) 氧化鋁單晶生物陶瓷用作人工關節(jié)柄具有比較高的機械強度，不易折斷還可以作為損傷骨的固定材料主要用于制作人工骨螺釘，比用金屬材料制成的人工骨螺釘強度高可以加工成各種齒用的尺寸小、強度大的牙根與人體蛋白質(zhì)有良好的親合性能，結合力強，因此有利于牙齦粘膜與異齒材料的附著 7/28/2022 12:33 AM氧化鋁單晶生物陶瓷的制備：提拉法導模法氣相化學沉積生長法焰熔法7/28/2022 12:33 AM (3) 羥基磷灰石生物陶瓷合成的羥基磷灰石的結構與生物骨組織相似，因此具有與生物體硬組織

54、相同的性能。如CaP 1.67，密度 3.14，機械強度大于10MPa，對生物無毒，無刺激，生物相容性好，不被吸收，能誘發(fā)新組織的生長。應用：牙槽、骨缺損、腦外科手術的修補、填充等；用于制造耳聽骨鏈和整形整容的材料；制成人工骨核治療骨結核。7/28/2022 12:33 AM 羥基磷灰石生物陶瓷的制備固相反應法6CaHPO42H2O 4CaCO3 Ca10(PO4)6(OH)2 4CO2 4H2O水熱反應法6CaHPO4 4CaCO3 Ca10(PO4)6(OH)2 4CO2 2H2O沉淀反應法10Ca(NO3)2 6(NH4)2HPO4 8NH3H2O Ca10(PO4)6(OH)2 20N

55、H4NO3 6H2O7/28/2022 12:33 AM7.4 半導體材料 Semiconductors7/28/2022 12:33 AM電導率介于絕緣體及導體之間易受溫度、照光、磁場及微量雜質(zhì)原子影響7.4.1 半導體材料概述7/28/2022 12:33 AM能帶理論7/28/2022 12:33 AM合適的禁帶寬度高的載流子遷移率一定的導電類型適當?shù)碾s質(zhì)濃度和相應的電阻率較高的載流子壽命半導體器件對材料的要求7/28/2022 12:33 AM7.4.2 半導體分類及特點1. 元素半導體Ge(鍺)、Si(硅)、C(金剛石)、-Sn(灰錫)、P(磷)、Se(硒)、Te(碲)、B(硼)等固

56、體單質(zhì)本征半導體（ Intrinsic semiconductor）：不含雜質(zhì)（摻雜劑）摻雜半導體（ Extrinsic semiconductor）：本征半導體加入摻雜劑而形成高純半導體摻雜摻雜半導體7/28/2022 12:33 AM摻雜(doping): 在高純半導體中有意識地加入少量雜質(zhì)以提高載荷體數(shù)量施主雜質(zhì)（ n-型半導體）：A族元素（C、Si、Ge、Sn）中摻入以VA族元素（P、Sb、Bi）受主雜質(zhì)（ p-型半導體）：A族元素（C、Si、Ge、Sn）中摻入以A族元素（如B） 7/28/2022 12:33 AM n-型半導體（電子型，施主型）7/28/2022 12:33 AM

57、p-型半導體（空穴型，受主型）7/28/2022 12:33 AM7/28/2022 12:33 AM 2. 化合物半導體由兩種或兩種以上元素以確定原子配比形成的、具有確定的禁帶寬和能帶結構等半導體性質(zhì)的化合物。-族化合物半導體： A族元素B、A1、Ga、In和VA族元素N、P、As、Sb所形成的二元化合物如GaAs、InP、GaN、GaP、InSb、GaSb、InAs-族化合物半導體：B族元素Zn、Cd、Hg與VIA族元素O、S、Se、Te所形成的二元化物-族化合物半導體：A族元素Ge、Sn、Pb與VIA族元素S、Se、O、Te所形成的部分二元化合物7/28/2022 12:33 AM 3.

58、 固溶半導體具有半導體性質(zhì)的固溶體兩種半導體互溶，如Si1-X GeX (其中x1)化合物半導體中的一個元素或兩個元素用其同族元素局部取代，如用Al來局部取代GaAs中的Ga，即Ga1-X AlXAs4. 非晶半導體四面體結構半導體（如非晶態(tài)的Si、Ga、GaAs、GaP、InP、GaSb）硫系半導體（如S、Se、Te、As2S3、As2Te3、Sb2S3）氧化物半導體（如GeO2、B2O3、SiO2、TiO2）7/28/2022 12:33 AM(3)超晶格半導體 5. 超晶格半導體材料利用異質(zhì)外延法，即在晶體襯底上一層疊一層地生長出不同材料的薄膜來，所得材料叫超晶格材料超晶格 由兩種不同的

59、半導體薄層交替排列所組成的周期列陣7/28/2022 12:33 AM(1) 組分超晶格超晶格的重復單元是由不同半導體材料的薄膜堆垛而成 7/28/2022 12:33 AM(2) 摻雜超晶格 在同一種半導體中，用交替地改變摻雜類型的方法做成的新型人造周期性半導體結構的材料摻雜超晶格半導體的能帶結構 7/28/2022 12:33 AM任何一種半導體材料只要很好控制摻雜類型都可以做成超晶格；多層結構的完整性非常好，由于摻雜量一般較小，雜質(zhì)引起的晶格畸變也較小，摻雜超晶格中沒有像組分超晶格那樣明顯的異質(zhì)界面；摻雜超晶格的有效能量隙可以具有從零到未調(diào)制的基體材料能量隙之間的任何值，取決于對各分層厚

60、度和摻雜濃度的選擇。 摻雜超晶格的優(yōu)點7/28/2022 12:33 AM(3) 多維超晶格 7/28/2022 12:33 AM(4) 應變超晶格 在彈性形變限度之內(nèi)的超薄膜中，晶格本身發(fā)生應變而阻止缺陷的產(chǎn)生 SiGe/Si 是典型半導體應變超晶格材料，隨著能帶結構的變化，載流子的有效質(zhì)量可能變小，可提高載流子的遷移率，可做出比一般 Si 器件更高速工作的電子器件。 7/28/2022 12:33 AM半導體的電阻特性半導體金屬TR金屬和半導體的電阻溫度曲線7/28/2022 12:33 AM1. 單晶硅 單晶硅具有準金屬的性質(zhì)，有較弱的導電性，而且其電導率隨著溫度的升高而增加，有顯著的半