无机材料合成与制备复习纲要

材料合成与制备复习纲要

我们不是抄答案，我们只做知识的搬运工。

——无机复习提纲编辑协会宣言试卷构成：填空：15 分

选择：7*2=14 分（共7 题，一题2 分）

名词解释：5*3=15 分（共5 题，一题3分）

问答题：8+12*4=56（第一题8 分，其余四道题每题12 分）注：划线知识点为李老师审阅后所加，疑为重点，望各位复习时多加注意第1 章：经典合成方法

1实验室常用的加热炉为：高温电阻炉

2电炉分为：电阻炉，感应炉，电弧炉，电子束炉

3电阻发热材料的最高工作温度：硅碳棒1400C、硅化钼棒1700C、钨丝1700C 真空、

5氧化物发热体：在氧化气氛中，氧化物发热体是最为理想的加热材料。

6影响固相反应的因素: （1）反应物化学组成与结构，反应物结构状态（2）反应物颗粒尺寸及分布影响。

7化学转移反应：把所需要的沉积物质作为反应源物质，用适当的气体介质与之反应，形成一种气态化合物，这种气态化合物通过载气输运到与源区温度不同的沉积区，再发生逆反应，使反应源物质重新沉积出来，这样的反应过程称为化学转移反应。

8化学转移反应条件源区温度为T2,沉积区温度为T1:如果反应是吸热反应，则

r H m为正，当T2>T1时，温度越高，平衡常数越大，即从左往右反应的平衡常数增大，反应容易进行，物质由热端向冷端转移，即源区温度应大于沉积区温度，物质由源区转移至沉积区。如果反应为放热反应，r H m为负，则应控制源区温度T2

小于沉积区温度T1,这样才能实现物质由源区向沉积区得转移。如果r H m近似为0,

则不能用改变温度的方法来进行化学转移。

9低温合成中，低温的控制主要有两种方法：①恒温冷浴②低温恒温器

10高压合成：就是利用外加的高压力，使物质产生多型相转变或发生不同物质间的化合，从而得到新相，新化合物或新材料。

种类：①静态高温高压合成方法②动态高温高压合成方法

第2 章：软化学合成方法

1软化学合成方法: 通过化学反应克服固相反应过程中的反应势垒，在温和的反应条件下和缓慢的反应进程中，以可控制的步骤逐步地进行化学反应，实现制备新材料的方法。2软化学法分类：溶胶——凝胶法，前驱物法，水热/ 非水溶剂热合成法，沉淀法，支撑接枝工艺法，微乳液法，微波辐射法，超声波法，淬火法，自组装技术，电化

3绿色化学：主要特点是“原子经济性” ，即在获取新物质的转换过程中充分利用原料中的每个原子，实现化学反应中废物的“零排放” 。因此，既可充分利用资源又不污染环境。

4软化学与绿色化学的关系：两者关系密切，但又有区别。软化学强调的是反应条件的温

和与反应设备的简单，从而达到了节能、高效的目的。在某些情况下这也是经济的、洁净的，这是和绿色化学相一致的。而在有些情况下，它并没有解决经济、洁净的问题。绿色化学是全方位地要求达到高效、节能、经济、洁净。可以预见，软化学与绿色化学将会逐渐趋于统一。

5溶胶——凝胶法的过程：用制备所需的各液体化学品（或将固体化学品溶于溶剂）为原料，在液相下将这些原料均匀混合，经过水解、缩合（缩聚）的化学反应，形成稳定的透明溶胶体系。溶胶经过陈化，胶粒间逐渐聚合，形成凝胶。凝胶再经过低温干燥，脱去其溶剂而成为具有多孔结构的干凝胶或气凝胶。最后，经过烧结，固化，制备出致密的氧化物材料。

6溶胶是否能够向凝胶转变取决于胶粒间的相互作用是否能克服凝聚时的势垒。因此，增加胶粒的电荷量，利用位阻效应（粒子周围加上高分子链，防止相互结合）和溶剂化效应都可以使溶胶更稳定，凝胶更困难，反之则容易形成凝胶。

7溶胶——凝胶法制备的5 个阶段：前躯体—溶解—水解—缩聚—老化

8溶胶——凝胶法的应用：块体材料，多孔材料，纤维材料，复合材料，粉体材料，薄膜及涂层材料。

9低热固相反应机理：固相反应的发生起始于两个反应物分子的扩散接触，接着发生化学作用，生成产物分子。此时生成的产物分子分散在母体反应物中，只能当做一种杂质或缺陷的分散存在，只有当产物分子聚集到一定的大小，才能出现产物的晶核，从而完成成核过程。随着晶核的长大，达到一定的大小后出现产物的独立晶相。可见，固相反应经历了扩散——反映——成核——生长的过程。

10固相反应过程（规律）：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

11低温固相反应潜伏期与温度的关系：温度越高，扩散越快，产物成核越快，反映的潜伏期就越短，反之则潜伏期就越长。当低于成核温度Tn 时，固相反应就不能发生。

12固相法包括：固相反应法，自蔓延高温合成，机械化学合成法

13水热与溶剂热合成：是指在一定温度（100―― 1000C）和压强（IMP 100MPa 条件下利用溶液中物质化学反应所进行的合成。

14 水热与溶剂热合成与与固相反应合成研究的差别在于反应性不同。这种反应性主要反映在反应机理上，固相反应的机理主要是以界面扩散为特点，而水热溶剂热合成反应主要以液相反应为特点。显然，不同反应机理可能首先导致不同结构的生成，此外即使生成相同的结构也有可能由于最初的生成机理的差异而为合成材料引入不同的基因，如液相条件声场完美晶体等。

第3 章：特殊合成方法

1自蔓延高温合成的定义：在高真空或者介质气氛下点燃原料引发化学反应，反应放出的热量使得邻近的温度骤升而引起新的化学反应，并以燃烧波得形式蔓延至整个反应物。当燃烧波向前推进的时候，反应物逐步反应而变成了产物。

2自蔓延高温合成的优点：（1）节约能源，利用外部能源点火后，仅靠反应放出的热量即可使燃烧波持续下去；（2）反应迅速，其燃烧波蔓延速度最高可达25cm/s；（3）反应温度高，反应体系中的大部分杂质可以挥发掉，因此产物的纯度很高。（4）

SHS 还能制取具有超性能的材料。设备、工艺简单；不仅能生产粉末，如果同时施加压力，还可以得到高密度的燃烧产品

3SHS 分为自蔓延和热爆两种工艺；

4自蔓延高温合成反应类型：①固-固反应②固- 液反应③液- 液反应④气- 固反应

5SHS分类：SHS制粉技术、SHS烧结技术、SHS致密化技术（这三个是主要）。

6自蔓延高温合成技术特点: （1）工艺、设备简单，需要的能量少；（2）节省时间，能源利用充分，产量高；（3）产品具有高纯度；（4）反应产物除了化合物及固溶体之外，还可以形成复杂相和亚稳相；（5）不仅能生产粉末，如同时施加压力，

还可以得到高密度的燃烧产品。（6）如要扩大生产规模，不会引起什么问题；（7）不仅可以制造某些非化学计量比的产品、中间产物和亚稳相，还能够生产新产品，例如立方氮化钽。

第4 章：无机薄膜材料与制备技术

薄膜的物理制备方法：

1物理气相沉积（PVD）：是指利用某种物理过程，如物质的热蒸发或者在受到粒子

轰击时物质表面原子溅射等现象，实现原子从源物质到薄膜的可控转移的过程。具有的特点：（1）需要使用固态或者熔融态的物质作为薄膜沉积的源物资（2）源物质经过物理过程进入环境（3）需要相对较低的气体压力环境（4）在气相中及在衬底表面并不发生化学反应。

种类：蒸镀，溅射沉积，离子镀和离子束沉积

2真空蒸镀：在真空腔体之中，加热蒸发器中待形成薄膜的材料，使其原子或分子从表面气化逸出形成蒸汽流，入射到基片表面，凝固形成固态薄膜的方法。

3分子束外延：分子束外延是在超高真空条件下精确控制原材料的中性分子束强度，在加热的基片上进行外延生产的一种薄膜制备技术。

4溅射沉积法：物质受到适当的高能粒子轰击，表面的原子通过碰撞获得足够的能量而逃逸，将原子从表面发射出去的一种方式。

5离子镀：在镀膜的同时，采用带能离子轰击基片表面和膜层的镀膜技术，其目的

在于改善膜层的性能。

薄膜的化学制备方法：

1 化学气相沉积（CVD）：在一个加热的基片或物体表面上，通过一种或几种气态元

素或化合物产生的化学反应，而形成不挥发的固态膜层或材料的过程。

2影响沉积膜质量的因素：①沉积温度T沉积②反应气体的比例及浓度③基体对沉

积膜层的影响

3优势：①膜层厚度高，很致密，容易形成结晶定向好的材料②能在较低温度下制

备难熔物质③可人为掺杂

4缺点：T基体高，V沉积低，设备较电镀法较复杂，难于局部沉积，有一定毒性，应用

不如蒸镀、溅射广泛。

5溶液镀膜法：化学气相沉积包括热CVD等离子体CVD及光CVD等;溶液镀膜法

包括化学镀膜法、溶胶一一凝胶法、阳极氧化技术、电镀技术、LB技术等。

6等离子体：又叫电浆，是部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质。

7化学气相沉积装置的组成：①反应气体和载气的供给和计量装置；②必要的加热

和冷却系统；③反应产物气体的排出装置。

第5章：先进陶瓷和新型耐火材料的制备

1沉淀法：在溶液状态下将不同化学成分的物质混合，在混合溶液中加入适当的沉淀剂（OH-、C2O42- CO32等）后，于一定温度下使溶液发生水解，形成不溶性的氢氧化物、水合氧化物或盐类从溶液中析出，将溶剂和溶液中原有的阴离子洗去，再将此沉淀物进行干燥或煅烧，从而制得相应的超细陶瓷粉体。

2共沉淀法（定义or原理）：含多种阳离子的溶液中加入沉淀剂后，所有离子完全沉淀的方法叫做共沉淀法。

3沉淀法分类及其特点：①直接沉淀法：直接沉淀反应具有非平衡特点，得到的纳米粒子粒径分布宽，容易团聚，粒子的分散性也较差。②均相沉淀法：沉淀是通过溶液中的化学反应使沉淀剂慢慢生成，从而克服了由外部向溶液中加沉淀剂而造成的沉淀的局部不均匀性，导致沉淀不能再整个溶液中均匀出现的缺点。均匀沉淀反应具有非平衡或接近平衡的特点，得到的纳米粒子密实、粒径小、分布宽，团聚较少。③共沉淀法：可以分为单相共沉淀和混合物共沉淀。按照沉淀剂加入的顺序可以分为顺序共沉淀，反序共沉淀，并流共沉淀。顺序共沉淀常用于制复合纳米微粒，但因沉淀有先有后而使产物不均匀。反序共沉淀因为沉淀剂过量，金属离子浓度超过溶度积，产物中各组分分散均匀。并流共沉淀整个过程中各离子浓度相同，生成的粒子在组成、性质、大小、分布上差异较小。

4凝胶注模成型：在低粘度高固相含量的料浆悬浮液中加入少量的有机单体，然后

利用催化剂及引发剂，使悬浮体中的有机单体聚合交联形成三维网状结构，从而使液态浆料原位固化成型，然后再进行脱模、干燥、去除有机物、烧结，得到所需的陶瓷零件

5直接凝固注模成型原理：基于内部化学反应使分散颗粒的表面电荷降低，进而悬浮体变得不稳定的机制。利用生物酶催化有机物质分解反应或者有机物质慢速自分解反应等方法，使预先加到浆料中的少量物质发生化学反应，放出一些H30+ OH-

或者高价金属离子，从而改变悬浮液PH值或改变浆料中的离子浓度，使双电层的电位接近于0,从而使高固相含量的陶瓷浆料注模前反应缓慢进行，浆料保持低粘度，注模后反应快速进行，浆料凝固，使流态的浆料成型为固态的坯体。

6直接注模成型的特点：（1）可成型出高固相体积分数（55%-70%且显微结构均匀的复杂形状的陶瓷制品，特别适用于大截面尺寸的试样；

（2）不需加入粘结剂，不需要或只需少量的有机添加剂（?％，坯体不需脱脂，体密度均匀，相对密度高（55%?70%;

（3）化学反应可控制。即浆料浇注前不产生凝固，浇注后可控制反应进行，使浆料凝固。同时反应在常温下进行，并且产物对坯体性能或最终烧结性能无影响；

（4）模具结构简单，模具材料选择范围广模：塑料、金属、橡胶、玻璃等均可应用，加工操作简单，成本低。

7反应热压烧结：针对高温下在粉料中可能发生的某种化学反应过程，因势利导，加以利用的一种热压烧结工艺。

8反应热压烧结可分为相变热压烧结、分解热压烧结、分解合成热压烧结。 _____

9反应热压烧结的推动力：表面自由能、机械推动力和化学反应能。

10微乳液：微乳液是由水、油（有机溶剂）、表面活性剂和助表面活性剂组成的透明或半透明的、低粘度、各相同性的热力学稳定体系。O/W是水包油W/O是油包

水

第6章晶体材料的制备

1人工晶体：使用人工方法合成出的晶体。

2压电晶体：当对某些晶体挤压或拉伸时，该晶体的两端就会产生不同的电荷，这

种晶体就叫压电晶体。

3闪烁晶体：在高能粒子的撞击下，能将高能粒子的动能变为光能而发出荧光的晶体，称为闪烁晶体。

4均匀成核：成核过程中，在亚稳相系统中空间各点出现稳定相的几率都是相同的。

5非均匀成核：成核过程中，稳定相优先地出现在体系中的某些局部区域。

6水溶液生长法维持过饱和度的方法：1）根据溶解度曲线，改变温度；（2）采取各种方法，减少溶剂，改变溶液成分；（3）通过化学反应控制过饱和度；（4）用亚稳相控制过饱和度。

7降温法的原理：利用物质较大的正溶解度温度系数，在晶体生长过程中逐渐降低温度，使析出的溶质不断地进行生长。适用范围：溶解度和温度系数都较大的物

质，并需要一定的温度区间。而这一温度区间是有限制的，温度上限由于蒸发量过大而不宜过高，温度下限太低，晶体生长不利。一般来说，比较合适的起始温度是50——

69 °C，降温区间以15 —— 20C为宜。

8流动法：

优点：（1）生长温度和过饱和度都固定，使晶体始终处在最有利的温度和最合适的

过饱和度下生长，避免了因生长温度和过饱和度变化而产生的杂质分凝不均匀和

生长带来缺陷，使晶体完整性良好。

（2）生长大批量的晶体和培养大单晶不受溶解度和溶液体积影响，但受生长容器

大小的影响。

缺点：设备比较复杂，调节三槽之间的温度梯度和溶液流速之间的关系需要有一定

的经验。

9蒸发法的原理：蒸发法生长晶体的基本原理是将溶剂不断蒸发减少，使溶液保持

在过饱和状态，从而使晶体不断生长。适用范围：溶解度较大而其温度系数很小或

者具有负温度系数的物质。

10助熔剂法

分类：自发成核法、籽晶生长法

籽晶生长法：是在熔体中加入籽晶的晶体生长方法。主要目的是克服自发成核时晶

粒过多的缺点，在原料全部熔融于助熔剂中并成为过饱和溶液后，晶体在籽晶上结

晶生长。包含：顶部籽晶法、底部籽晶法。

熔体生长方法：

1.正常凝固法（溶质保守系）

特点：在晶体幵始生长时，全部材料处于熔态（引入的籽晶除外），在生长过程中，材料体系由晶体和熔体两部分组成，生长时不向熔体添加材料，而是以晶体的生长和熔体的逐渐减少而告终。包含：提拉法，坩埚下降法，晶体泡生法，弧熔法

2.区熔法（溶质非保守系）

特点：固体材料只有一小段区域处于熔态。材料体系由晶体，熔体和多晶材料三部分组成，体系中存在两个固一一液界面，一个界面发生结晶过程，另一个发生多晶原料的熔化过程，熔区向多晶原料方向移动，尽管熔区的体积不变，但实际上是不断的向熔区中添加材料。生长过程以晶体的长大和多晶材料的耗尽而告终。包含：水平区熔法，浮区法，基座法，和焰熔法。

关于粉体合成与制备大题（压轴题）：

看PPT第5章相关例题。

有一个考点漏掉了

均匀成核和非均匀成核，其临界晶核半径r※相等,李老师再三强调，望各位注意

《材料合成与制备方法》教学大纲

《无机材料合成》实验教学大纲 课程名称：无机材料合成 课程编号：0 总学时：36 适用对象：材料化学本科专业 一、教学目的和任务： 《无机材料合成》是材料化学专业的一门必修课。本课程的任务是通过各种教学环节，使学生掌握单晶材料的制备、薄膜的制备、非晶态材料制备、复合材料的制备、功能陶瓷的合成与制备、结构陶瓷的制备、功能高分子的制备、催化材料制备、低维材料制备等，使学生获得先进材料合成与制备的基础知识，毕业后可适应化工材料的科学研究与技术开发工作。 二、教学基本要求： 在全部教学过程中，应始终坚持对学生进行实验室安全和爱护公物的教育；简单介绍有效数字和误差理论；介绍正确书写实验记录和实验报告的方法以及基本操作和常规仪器的使用方法。无机材料的制备方法、薄膜制备的溶胶-凝胶法、纳米晶的水热合成法、纳米管的气相沉积法的原理和基本操作方法，材料结构表征和性能测试的结果的正确分析，并在此基础上研究材料结构和性能的关系。培养学生的实际动手操作能力；深刻领会课本所学的理论知识，具有将理论知识应用于实践中的能力。 三、教学内容及要求 实验一无机材料合成(制备)方法与途径 实验仪器：计算机 实验内容：认识无机材料合成中的各种元素、化学反应；相关中外文摘、期刊的查阅方法。 实验要求：了解无机材料合成的基本方法、途径与制约条件 实验二晶体合成 实验仪器：磁力搅拌器、烧杯 实验内容：晶体的生长 实验要求：了解晶体的基本分类与应用；熟悉晶体生长的基本原理；重点掌握晶体合成的技术与方法。 实验三薄膜制备 实验仪器：压电驱动器、磁力搅拌器、烧杯 实验内容：薄膜材料的制备 实验要求：掌握薄膜材料的分类与应用；薄膜与基材的复合方法、途径以及制约条件； 实验四胶凝材料的制备

无机合成化学

第一章 无机合成定义：研究无机物及其不同物态的合成原理，合成技术，合成方法及对合成产物进行分离、提纯、鉴定、表征的一门学科。 合成方法：包括常规的经典合成方法、极端条件下（超高温、超高压、等离子体、溅射、激光等）的合成方法和特殊合成方法（含电化学合成、光化学合成、微波合成、生物合成等）以及软化学和绿色合成方法。 无机合成VS有机合成方法技术——不同点：（1）无机合成经常采用独特的方法和技术，（2）有机合成主要是分子层次上反应和加工；无机合成主要注重晶体或其他凝聚态结构上的精雕细琢。相同点：方法和技术。 合成对象：典型无机化合物的合成，典型材料的合成，晶体生长等。 第二章气体和溶剂 溶剂效应是指因溶剂而使化学反应速度和化学平衡发生改变的效应 气体除杂净化的方法 1化学除杂—设计原则要求特效型、灵敏性和高的选择性。2气体的分级分离净化—原则是基于气体的沸点、蒸气压等性能的不同。3吸附分离和净化—基于吸附剂对气体混合物中各组分的吸附能力的差异，甚至只有微小的差别，在恒温或恒压条件下，进行快速的吸附-脱附循环，达到分离提纯气体的目的 气体干燥剂分两类：一类是同气体中的水分发生化学反应的干燥剂（P2O5），另一类是可吸附气体中的水分的干燥剂（硅胶、分子筛） 选吸附剂作干燥剂时应考虑的因素 1干燥剂的吸附容量，越大越好；2吸附效率，越快越好；3残留水的蒸汽压，吸附平衡后残留水的蒸汽压越小越好；4干燥剂的再生，越易再生成本越低越好 使用气体要注意安全，即要防毒、防火、防爆 一般说来溶剂分为质子溶剂、质子惰性溶剂、固态高温溶剂。 质子溶剂是能接受或提供质子的溶剂。显著特点是都能自电离，这种自电离是溶剂分子之间的质子传递，也称自递 水是使用最为广泛和廉价的一种质子溶剂。高的介电常数使它成为离子化合物和极性化合物的一种良好溶剂。 质子溶剂的种类：A 液氨B液体氟化C 硫酸D “超酸”溶剂 质子惰性溶剂可简单的分为四类 第一类称惰性溶剂，其基本上不溶剂化不自电离。如Ccl4。第二类称偶极质子惰性溶剂（配位溶剂），即极性高但自电离程度不大的溶剂。如乙腈，二甲基亚砜等。第三类称为两性溶剂。包括那些极性强和能自电离的溶剂。如Brcl3。第四类称无机分子溶剂，不含氢，也不接受质子，几乎不自电离。如SO2,N2O4 固态高温溶剂 a.熔盐第一类为以离子间力成键的化合物，包括像碱金属卤化物这类化合物。第二类包括以共价键为主的化合物 b.金属 选择溶剂的根据反应物的性质；生成物的性质和溶剂的性质。

工程材料实验报告模板

工程材料实验报告 专业： 姓名：，学号： 姓名：，学号： 姓名：，学号： 青海大学机械工程学院 年月日

工程材料综合实验 ●金相显微镜的构造及使用 ●铁碳合金平衡组织分析 ●碳钢的热处理 ●金相试样的制备 ●碳钢热处理后的显微组织分析 ●硬度计的原理及应用 ●碳钢热处理后的硬度测试 ●常用工程材料的显微组织观察 实验一金相显微镜的构造和使用 一、实验目的 熟悉金相显微镜的基本原理、构造；了解金相显微镜的使用注意事项，掌握金相显微镜的使用方法。 二、实验设备及材料 三、实验内容 1）金相显微镜的基本原理2）金相显微镜的构造3）显微镜使用注意事项 四、实验步骤 五、实验报告 实验二铁碳合金平衡组织分析 一、实验目的 （1）熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织。 （2）了解铁碳合金中的相与组织组成物的本质、形态及分布特征。

（3）分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能之间的关系 二、实验设备及材料 三、实验内容 1）铁碳合金的平衡组织 2）各种组成相或组织组成物的特征 3）铁素体与渗碳体的区别 四、实验步骤 五、实验报告 实验三碳钢的热处理 一、实验目的 1）熟悉钢的几种基本热处理操作：退火、正火、淬火、回火 2）了解加热温度、冷却速度、回火温度等主要因素对45钢热处理后性能的影响。 二、实验设备及材料 三、实验内容 1）加热温度的选择 2）保温时间的确定 3）冷却方法 四、实验步骤 五、实验报告 实验四金相试样的制备 一、实验目的 1）了解金相试样的制备过程。 2）学会金相试样的制备技术。

二、实验设备及材料 三、实验内容 1）取样 2）镶样 3）磨制 4）抛光 四、实验步骤 五、实验报告 实验五碳钢热处理后的显微组织分析 一、实验目的 观察碳钢热处理后的显微组织 二、实验设备及材料 三、实验内容 1）钢冷却时所得到的各种组织组成物的形态 2）钢淬火回火后的组织 四、实验步骤 五、实验报告 实验六硬度计的原理及应用 一、实验目的 1）熟悉洛氏硬度计、布氏硬度计、显微硬度计的原理、构造。 2）学会三种硬度计的使用 二、实验设备及材料 三、实验内容 1）洛氏硬度实验原理 2）布氏硬度试验原理 3）显微硬度计的原理 四、实验步骤 五、实验报告 实验七碳钢热处理后的硬度测试

无机材料合成与制备复习纲要

材料合成与制备复习纲要 我们不是抄答案，我们只做知识的搬运工。 ——无机复习提纲编辑协会宣言试卷构成：填空：15 分 选择：7*2=14 分（共7 题，一题2 分） 名词解释：5*3=15 分（共5 题，一题3分） 问答题：8+12*4=56（第一题8 分，其余四道题每题12 分）注：划线知识点为李老师审阅后所加，疑为重点，望各位复习时多加注意第1 章：经典合成方法 1实验室常用的加热炉为：高温电阻炉 2电炉分为：电阻炉，感应炉，电弧炉，电子束炉 3电阻发热材料的最高工作温度：硅碳棒1400C、硅化钼棒1700C、钨丝1700C 真空、 5氧化物发热体：在氧化气氛中，氧化物发热体是最为理想的加热材料。 6影响固相反应的因素: （1）反应物化学组成与结构，反应物结构状态（2）反应物颗粒尺寸及分布影响。 7化学转移反应：把所需要的沉积物质作为反应源物质，用适当的气体介质与之反应，形成一种气态化合物，这种气态化合物通过载气输运到与源区温度不同的沉积区，再发生逆反应，使反应源物质重新沉积出来，这样的反应过程称为化学转移反应。 8化学转移反应条件源区温度为T2,沉积区温度为T1:如果反应是吸热反应，则 r H m为正，当T2>T1时，温度越高，平衡常数越大，即从左往右反应的平衡常数增大，反应容易进行，物质由热端向冷端转移，即源区温度应大于沉积区温度，物质由源区转移至沉积区。如果反应为放热反应，r H m为负，则应控制源区温度T2 小于沉积区温度T1,这样才能实现物质由源区向沉积区得转移。如果r H m近似为0, 则不能用改变温度的方法来进行化学转移。 9低温合成中，低温的控制主要有两种方法：①恒温冷浴②低温恒温器 10高压合成：就是利用外加的高压力，使物质产生多型相转变或发生不同物质间的化合，从而得到新相，新化合物或新材料。 种类：①静态高温高压合成方法②动态高温高压合成方法 第2 章：软化学合成方法 1软化学合成方法: 通过化学反应克服固相反应过程中的反应势垒，在温和的反应条件下和缓慢的反应进程中，以可控制的步骤逐步地进行化学反应，实现制备新材料的方法。2软化学法分类：溶胶——凝胶法，前驱物法，水热/ 非水溶剂热合成法，沉淀法，支撑接枝工艺法，微乳液法，微波辐射法，超声波法，淬火法，自组装技术，电化 3绿色化学：主要特点是“原子经济性” ，即在获取新物质的转换过程中充分利用原料中的每个原子，实现化学反应中废物的“零排放” 。因此，既可充分利用资源又不污染环境。 4软化学与绿色化学的关系：两者关系密切，但又有区别。软化学强调的是反应条件的温

土木工程材料实验报告

广西科技大学鹿山学院 实验报告 课程名称：土木工程材料 指导教师： 班级： 姓名： 学号： 成绩评定： 指导教师签字： 年月日

土木工程材料实验课的要求 一、实验室的纪律要求 1．进入实验室后，要听从教师的安排，不得大声说笑和打闹。 2．进入实验室后，对本组所用的仪器设备进行检查，如有缺损或失灵应立即报告，由教师修理或调换，不得私自拆卸。实验结束时，应将所用仪器设备按原位放好，经检查后方可离开实验室。 3．要爱护实验仪器设备，严格按照实验操作规程进行实验，同时注意人身安全，非本次实验所用的室内其他仪器，不得随便乱动。 4．在实验过程中，当仪器设备被损坏时，当事者应立即向实验室教师报告，由其根据学校的规定给予检查或赔偿等处理。 5．实验结束后，每组学生对所用的仪器设备及桌面、地面应加以清理，并由各实验小组轮流做全室的卫生整理。 6．完成实验后，经教师同意后方可离开实验室。 二、实验与实验报告的要求 1．每次做实验以前，要认真阅读实验指导书，熟悉实验内容和实验方法步骤。 2．要以严肃的科学态度、严格的作风、严密的方法进行实验，认真记录好实验数据。 3．在实验课进行中要认真回答教师提出的问题，回答问题的情况作为实验课考核成绩的一部分。 4．要认真填写、整理实验报告，不得潦草，不得缺项、漏项，报告中的计算部分必须完成，同时要保持实验报告的整洁。 5．实验报告应及时完成，并按老师规定的时间上交。

实验一土木工程材料的基本性质实验报告 一、实验内容 二、主要仪器设备及规格型号 三、实验记录 (一) 材料的表观密度测试 试样名称： _____________________ 实验日期： ____________________ 气温／室温： _____________________ 湿度：____________________

无机硅酸盐耐高温材料的制备

实验名称：无机硅酸盐耐高温材料的制备为适应石油化工、冶金、化肥等工业的发展，研制耐高温涂料已成为一项重要课题。一般涂料在高温条件下会发生热降解和碳化作用，导致涂层破坏，不能起到保护作用。而耐高温涂料则具有相当的优势，其在高温条件下，涂层不龟裂、不起泡、不剥落，仍能保持一定的物理机械性能，使物件免受高温化学腐蚀、热氧化、延长使用寿命。耐高温涂料被广泛应用于烟囱、高温蒸汽管道、热交换器、高温炉、石油裂解设备等方面，乃至应用于航空、航天等领域。 耐高温涂料品种较多，目前国内多使用有机硅耐高温涂料、酚醛树脂、改性环氧涂料、聚氨酯等高分子化学材料，其耐热温度一般都低于600℃，并且易燃烧，成本较高。相对而言，无机耐高温涂料却具有耐热温度高、耐热性好、硬度高、寿命长、污染小、成本低等特点，但是涂层一般较脆，在未完全固化之前耐水性不好，对底材的处理要强求较高。一．实验目的 1．了解无机耐高温涂料的性能和应用。 2．掌握无机硅酸盐耐高温材料的方法和操作的注意事项。 3．通过实验方案设计，提高分析问题和解决问题的能力。 二．实验原理 本实验所制备的硅酸盐耐高温无机涂料是使用无机物硅酸钠、二氧化硅、二氧化钛等耐酸耐碱性好的氧化物，按一定比例混合均匀，涂于需要的底材上，在一定温度下烘烤后，可形成致密、均匀、耐高温、抗氧化、耐老化、耐酸耐碱性能较好的涂层。 它是以硅酸钠和二氧化钛为成膜物质，通过水分蒸发和分子间硅氧键的结合所形成的无机高分子聚合物来实现成膜，对光、热和放射性具有稳定性，同时二氧化钛具有很好的着色力、遮盖力以及化学稳定性，故该涂料有优良的耐热和耐老化性能以及良好的附着力。三．实验试剂及器材： 实验仪器：马弗炉；胶头滴管；烧杯（100mL）；电子天平；铁片；研钵；玻璃棒；钢尺；小刀；测试专用胶带。 实验试剂：Na2SiO3·9H2O（A.R）；SiO2(A.R)；TiO2(A.R)；蒸馏水；6mol/L的HCl溶液；40%的NaOH溶液。

无机材料科学基础___第二章晶体结构

第 2 章结晶结构 一、名词解释 1．晶体：晶体是内部质点在三维空间内周期性重复排列，具有格子构造的固体 2．空间点阵与晶胞： 空间点阵是几何点在三维空间内周期性的重复排列 晶胞：反应晶体周期性和对称性的最小单元 3．配位数与配位多面体： 化合物中中心原子周围的配位原子个数 成配位关系的原子或离子连线所构成的几何多面体 4．离子极化： 在离子化合物中，正、负离子的电子云分布在对方离子的电场作用下，发生变形的现象5．同质多晶与类质同晶： 同一物质在不同的热力学条件下具有不同的晶体结构 化学成分相类似物质的在相同的热力学条件下具有相同的晶体结构 6．正尖晶石与反尖晶石： 正尖晶石是指2价阳离子全部填充于四面体空隙中，3价阳离子全部填充于八面体空隙中。 反尖晶石是指2价阳离子全部填充于八面体空隙中，3价阳离子一半填充于八面体空隙中，一半填充于四面体空隙。 二、填空与选择 1．晶体的基本性质有五种：对称性，异相性，均一性，自限性和稳定性（最小内能性）。 2．空间点阵是由 C 在空间作有规律的重复排列。（ A 原子 B离子 C几何点 D分子）3．在等大球体的最紧密堆积中有面心立方密堆积和六方密堆积二种排列方式，前者的堆积方式是以（111）面进行堆积，后者的堆积方式是以（001）面进行堆积。 4．如晶体按立方紧密堆积，单位晶胞中原子的个数为 4 ，八面体空隙数为 4 ，四面体空隙数为 8 ；如按六方紧密堆积，单位晶胞中原子的个数为 6 ，八面体空隙数为 6 ，四面体空隙数为 12 ；如按体心立方近似密堆积，单位晶胞中原子的个数为 2 ， 八面体空隙数为 12 ，四面体空隙数为 6 。 5．等径球体最紧密堆积的空隙有两种：四面体空隙和八面体空隙。一个球的周围有 8个四面体空隙、 6 个八面体空隙；n个等径球体做最紧密堆积时可形成 2n 个四面体空隙、 n 个八面体空隙。不等径球体进行堆积时，大球做最紧密堆积或近似密堆积，小球填充于空隙中。

无机材料的制备与应用研究发展

无机材料的制备与应用研究发展 摘要：本文主要介绍了无机材料的制备，主要有金属材料、陶瓷、高分子材料、晶体生长技术。这些材料的制备都与我们生活最密切相关。介绍每一种材料的性质、应用、前景。并将一些新的金属材料进行了综述。 关键词：金属材料；陶瓷；高分子材料；晶体生长技术；应用 引言 随着社会和经济的发展，无机材料在原有的基础上越来越重要，无机材料不再是传统的用法，各种新型的方法得到应用。例如，金属材料的制备、陶瓷工艺应用、高分子材料、晶体生长技术等。越来越多的材料使用新技术来研究，不只是无机材料这一方面。通常金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称[1]。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。 近些年来，我国的陶瓷工业有很大发展，可从以下3方面说明:一是新技术与新工艺不断采用，例如高梯度磁场选矿及其它选矿技术的应用，使陶瓷生产使用的天然原料质量得到保证。二是对陶瓷材料的性能与本质有了更深入的了解，这主要是因为一些研究材料组分和结构技术与仪器的出现，使人们对陶瓷的认识进入了更高层次。三是新品种的开发[2]。由于科学技术的推动和需要，使得能充分利用陶瓷的物理与化学特性开发出许多高科技领域中应用的功能材料与结构材料。例如人造骨骼或器官的生物陶瓷，耐高温、高强度、高韧性的陶瓷部件等。 高分子材料是由相对分子质量比一般有机化合物高得多的高分子化合物为主要成分制成的物质。一般有机化合物的相对分子质量只

有几十到几百，高分子化合物是通过小分子单体聚合而成的相对分子质量高达上万甚至上百万的聚合物。巨大的分子质量赋予这类有机高分子以崭新的物理、化学性质：可以压延成膜；可以纺制成纤维；可以挤铸或模压成各种形状的构件；可以产生强大的粘结能力；可以产生巨大的弹性形变；并具有质轻、绝缘、高强、耐热、耐腐蚀、自润滑等许多独特的性能。于是人们将它制成塑料、橡胶、纤维、复合材料、胶粘剂、涂料等一系列性能优异、丰富多彩的制品，使其成为当今工农业生产各部门、科学研究各领域、人类衣食住行各个环节不可缺少、无法替代的材料。 当今，在高新技术材料领域中，人工晶体作为一种特种功能材料，在材料学、光学、光电子、医疗生物领域有着广泛的作用。用于人工晶体生长的方法有多种，如：物理气相沉淀、水热法、低温溶液生长、籽晶提拉、坩埚下降等。其中水热法晶体生长可以使晶体在非受限的条件下充分生长，可以长出形态各异、结晶完好的晶体而受到广泛应用。水热法可用于生长各种大的人工晶体，制备超细、无团聚或少团聚、结晶完好的微晶。适合生长熔点较高，具有包晶反应或非同成分融化，而在常温下又不溶解各种溶剂或溶解后即分解，不能再结晶的晶体材料。与其他的合成方法相比，水热法合成的晶体具有纯度高、缺陷少，热应力小质量好等特点。近年来随着科学技术的不断发展，水热法合成技术得到广泛应用，该技术已成功地应用于人工水晶的合成、陶瓷粉末材料的制备和人工宝石的合成等领域。 1金属材料 1.1金属材料的性能 一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属对各种加工工艺方法所表现出来的适应性称为工艺性能，主要有以下四个方面：⑴切削加工性能；⑵可锻性；⑶可铸性；金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性

工程材料实验报告

工 程 材 料 实 验 报 告 院系：机械工程学院 班级：10届机电一班 组员：魏仕宏 1000407008 崔继文 1000407010 丁元辉 1000407021 郑鹏涛 10004070

实验项目名称：金相试样的制备及铁碳合金平衡组织观察与分析 一、实验目的和要求 1.通过观察和分析，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织，熟悉金相显微镜的使用； 2.了解铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征； 3.分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能之间的关系。 二、实验内容和原理 1 概述 碳钢和铸铁是工业上应用最广的金属材料，它们的性能与组织有密切的联系，因此熟悉掌握它们的组织，对于合理使用钢铁材料具有十分重要的实际指导意义。 ⑴碳钢和白口铸铁的平衡组织 平衡组织一般是指合金在极为缓慢冷却的条件下(如退火状态)所得到的组织。铁碳合金在平衡状态下的显微组织可以根据Fe—Fe3C相图来分析。从相图可知，所有碳钢和白口铸铁在室温时的显微组织均由铁素体(F)和渗碳体(Fe3C)所组成。但是，由于碳含量的不同，结晶条件的差别，铁素体和渗碳体的相对数量、形态，分布和混合情况均不一样，因而呈现各种不同特征的组织组成物。碳钢和白口铸铁在室温下的平衡组织见表1。 a)工业纯铁——室温时的平衡组织为铁素体(F)，F为白色块状（如图1所示）； b)亚共析钢——室温时的平衡组织为铁素体(F)+珠光体(P)，F呈白色块状，P呈层片 状，放大倍数不高时呈黑色块状(如图2所示)。碳质量分数大于0.6％的亚共析 钢，室温平衡组织中的F呈白色网状包围在P周围(如图3所示)； c)共析钢——室温时的平衡组织是珠光体(P)，其组成相是F和Fe3C(如图4、5所示)； d)过共析钢——室温时的平衡组织为Fe3CⅡ+P。在显微镜下，Fe3CⅡ呈网状分布在层片 状P周围(如图6所示)； e)亚共晶白口铸铁——室温时的平衡组织为P+Fe3CⅡ+ Ld＇。Fe3CⅡ网状分布在粗大块 状的P的周围，Ld＇则由条状或粒状P和Fe3C基体组成(如图7所示)；

2015无机材料合成与制备试卷A

中南林业科技大学课程考试试卷 课程名称：无机材料合成与制备；试卷编号：A 卷；考试时间：100分钟 一、是非题（1分×23=23分，选全对或全错，计零分） 1 生长驱动力在数值上等于生长单位体积的晶体所引起的吉布斯自由能的降低。（ √ ） 2 微波有很强的穿透力，微波加热时能深入到样品内部，其燃烧波首先从样品的表面向内部传播，最终完成微波烧结。（ × ） 3 提拉法中旋转籽晶的目的是获得更好的温度和浓度的均匀性。（ √ ） 4 热电偶是接触式温度传感器，可直接与被测物质接触，不受环境介质如烟雾、尘埃、CO 2、水蒸气等影响，准确度较高。（ √ ） 5 等离子体在CVD 中的作用是将反应气体激活成活性离子，提高低沉积温度；加速反应物表面的扩散作用，降低成膜速率。（ × ） （提高） 6 降低到-150 ℃(123K)称为普通制冷或普冷，降低到-150 ℃至4.2K 之间称为深度冷冻或深冷，降低到4.2K 以下称为极冷。（ √ ） 7 相比溅射成膜，蒸发法时，沉积原子的能量很低，一般不易形成形态3型的薄膜组织。（ × ）（T ） 8 在形态2和形态3型低温薄膜沉积组织的形成过程中，原子的扩散能力不足，因而这两类生长又称为低温抑制型生长。（ × ）（1和T ） 9 磁控溅射的缺点是靶材的利用率不高，一般低于40%。（ √ ） 10 过冷度越大,越容易非均匀成核；凸面杂质形核效率最高，平面次之，凹面最差。（ × ） 11直接凝固成型是依靠有机单体交联形成高聚物，温度诱导絮凝成型是依靠分散剂的分散特性。（ × ） 12 不具挥发性FeO 和WO 3在HCl 存在时，生成FeCl 2 、WOCl 4、水蒸气，就可以通过相转移反应制得完美的钨酸铁晶体。（ ） 13气体的低温分级冷凝就是气体混合物通过不同低温的冷阱而分离，气体通过冷阱后其蒸汽压小于13.33 Pa —冷凝彻底；大于13.33 Pa —认为不能冷凝，穿过了冷阱。 （ × ） 14 流动法比降温法有利于生长大尺寸单晶，蒸发法适合溶解度较大而温度系数很小的物质，凝胶法可在室温下生长一些难溶的或对热敏感而不便使用其他方法的晶体。（ √ ） 15用单相共沉淀法制备出单一尺寸的球形氢氧化铝颗粒的关键是通过尿素，在水溶液中缓慢分解释放出OH-，使溶液中碱性均匀地、缓慢地上升，从而使氢氧化物沉淀在整个溶液中同时生成。（ × ） 16 大块非晶合金的制备思路是非均匀形核的推迟和均匀形核的避免。（ √ ） 17 非晶态材料衍射花样是由较宽的晕和弥散的环组成，没有表征结晶态的任何斑点和条纹，用电镜看不到 学院 专业班 年 姓名 学 装订线(答题不得超过此线)

建筑材料实验报告模板

建筑材料实验报告 XXXXX学院 土木工程系 班级 姓名 学号

水泥性能测试试验报告 试验日期： 气（室）温： C：湿度： 一、试验内容 二、主要仪器设备 三、试验记录 所选水泥样品产地、厂名 水泥品种：出厂标号：

1.水泥细度测定（干筛法） 结论： 根据国家标准GB 该水泥细度为 2．水泥标准稠度用水量测试 室温：℃；相对湿度： % （1）试件成型日期年月日 成型三条试件所需材料用量 （2）测试日期年月日；龄期：天 （3）抗折强度测定 （4）抗压强度测定

4．确定水泥强度等级（只按试验一个龄期的强度评定） 根据国家标准 该水泥强度等级为 混凝土用骨料性能试验报告 试验日 期： 气（室）温： C：湿度： 一、试验内容 二、主要仪器设备 三、试验记录 1．砂的筛分析试验 筛孔尺寸（mm）105 2.5 1.250.630.3150.16筛底筛余质量（g） 分计筛余量a（%） 累计筛余量A（%）

砂样细度模数Mx Mx= Mx= 结论：按M X 该砂样属于砂，级配属于区；级配情况。2．砂的泥含量测试 编号冲洗前的烘干试样 质量G1（g） 冲洗后的烘干试样 质量G2（g） 泥含量（%） 测定值 （%） 平均值 （%） 3．砂的视密度测试 试样名称：水温：℃ 编号试样质量 G12（g） 瓶+砂+满水 质量G13（g） 瓶+满水 质量G14（g） 砂样在水中所占 的总体积V（cm3） 视密度 ρ0（g/cm3） 平均值 （g/cm3） 编号 容量筒容积 V（L） 容量筒质量 G1（kg） 容量筒+砂 质量 G2（kg） 砂质量 G（kg） 堆积密度 （kg/L） 平均值 （kg/L） 级配连续粒级 筛孔尺寸 分计筛余（g）（%） 累计筛余（%） 石子筛分析测试结果评定： （1）最大粒径： mm

无机材料科学基础习题与解答完整版

第一章晶体几何基础 1-1 解释概念： 等同点：晶体结构中，在同一取向上几何环境和物质环境皆相同的点。 空间点阵：概括地表示晶体结构中等同点排列规律的几何图形。 结点：空间点阵中的点称为结点。 晶体：内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。 对称：物体相同部分作有规律的重复。 对称型：晶体结构中所有点对称要素（对称面、对称中心、对称轴和旋转反伸轴）的集合为对称型，也称点群。 晶类：将对称型相同的晶体归为一类，称为晶类。 晶体定向：为了用数字表示晶体中点、线、面的相对位置，在晶体中引入一个坐标系统的过程。 空间群：是指一个晶体结构中所有对称要素的集合。 布拉菲格子：是指法国学者A.布拉菲根据晶体结构的最高点群和平移群对称及空间格子的平行六面体原则，将所有晶体结构的空间点阵划分成14种类型的空间格子。 晶胞：能够反应晶体结构特征的最小单位。 晶胞参数：表示晶胞的形状和大小的6个参数（a、b、c、α 、β、γ ）. 1-2 晶体结构的两个基本特征是什么？哪种几何图形可表示晶体的基本特征？ 解答：⑴晶体结构的基本特征： ①晶体是内部质点在三维空间作周期性重复排列的固体。

②晶体的内部质点呈对称分布，即晶体具有对称性。 ⑵14种布拉菲格子的平行六面体单位格子可以表示晶体的基本特征。 1-3 晶体中有哪些对称要素，用国际符号表示。 解答：对称面—m，对称中心—1，n次对称轴—n，n次旋转反伸轴—n 螺旋轴—ns ，滑移面—a、b、c、d 1-5 一个四方晶系的晶面，其上的截距分别为3a、4a、6c，求该晶面的晶面指数。解答：在X、Y、Z轴上的截距系数：3、4、6。 截距系数的倒数比为：1/3:1/4:1/6=4:3:2 晶面指数为：（432） 补充：晶体的基本性质是什么？与其内部结构有什么关系？ 解答：①自限性：晶体的多面体形态是其格子构造在外形上的反映。 ②均一性和异向性：均一性是由于内部质点周期性重复排列，晶体中的任何一部分在结构上是相同的。异向性是由于同一晶体中的不同方向上，质点排列一般是不同的，因而表现出不同的性质。 ③对称性：是由于晶体内部质点排列的对称。 ④最小内能和最大稳定性：在相同的热力学条件下，较之同种化学成分的气体、液体及非晶质体，晶体的内能最小。这是规则排列质点间的引力和斥力达到平衡的原因。 晶体的稳定性是指对于化学组成相同，但处于不同物态下的物体而言，晶体最为稳定。自然界的非晶质体自发向晶体转变，但晶体不可能自发地转变为其他物态。

无机合成课后习题

第一章习题： 1.现代无机合成的内容和方法与旧时代相比有哪些变化？ 2.为什么说无机合成化学往往是一个国家工业发展水平的标志？ 3.为什么说合成化学是化学学科的核心，是化学家改造世界、创造社会财富的最有力的手段？ 4.您能举出几种由p区元素合成的无机材料吗？ 5.为什么从某种意义上讲，合成化学的发展史就是化学的发展史？ 6.您或您的朋友的研究课题属于无机合成领域？如果是，属于哪个热点领域？举例说。 7. 什么是极端条件下的合成？能否举一例说明。 8. 查阅文献，找出一例绿色合成原理在无机合成化学中的应用。 9. 何谓软化学合成方法？与所谓的“硬化学法”相比有什么特点？ 10.在研究工作中，您最喜欢利用哪种工具查阅化合物的合成方法？ 第二章习题： 1.化学热力学在无机合成中的起着什么样的重要的作用？ 2. Bartlett是怎样从吉布斯-亥姆霍兹方程分，确立稀有气体第一个化合物制备的热力学根据？ 3.Ellingham 图建立的依据是什么？ 4. 查阅Ellingham 图，看MnO被C还原为金属的最低温度是多少？写出该温度下的总反应方程式。 5. 偶合反应在无机合成中应用的原理何在？请举例说明。 6. 10.Pourbaix图(pH-E)的实质是什么？它都有哪些方面的应用？ 第三章习题： 1.温度与物性有怎样的关系？什么是物质的第五态？ 2.实验室中，获得低温的方法或低温源装置有哪几种？各举一例。 3.为什么任何碱金属与液氨反应后溶液都具有同一吸收波长的蓝光？核心物种是什么？如何证明？ 4. 什么是金属陶瓷？有什么特殊性质？用在哪些方面？它们是如何在高温下制备的？ 5. 获得高温有哪些手段？高温合成技术有哪些广泛应用？ 6.何谓高温下的化学转移反应？它主要应用在无机合成的哪些方面？ 7.什么是等离子体超高温合成？它主要有哪些方面的用途？ 8.什么是自蔓延高温合成？该法有什么特点？其关键技术是什么？ 9.从物理化学原理说明高温高压合成的机理。 10.什么是超导体？超导体具有什么突出的性质？哪些元素是超导元素？ 第四章习题 1.什么是水热-溶剂热合成？该法有什么特点？有无不足？ 2. 水热-溶剂热合成都有哪些反应类型？ 3. 影响水热-溶剂热合成的因素有哪些？ 4. 水热-溶剂热合成有哪些具体应用？ 5.什么是“空气敏感化合物”？无水无氧操作主要应用在哪些方面？ 6.无水无氧操作有哪几种具体技术？相比各有什么特点？ 7.何谓电解合成？无机化合物的电解合成有哪些其他合成方法所不及的优点？ 8.有哪些电解条件影响理想的电解合成？ 9.电解合成技术有哪些广泛应用？ 第五章：

工程材料实验报告(完整版)

工程材料实验报告(完整版) 报告文档·借鉴学习 2 工程材料实验报告 专业： 机械设计制造及其自动化10--11 姓名： 郑 杰，学号： 10041127 姓名： 周邵巍，学号： 10041128 姓名： 李欣欣，学号： 10041129 姓名： 谢 强，学号： 10041118 报告文档·借鉴学习 3工程材料综合实验●金相显微镜的构造及使用●金相显微试样的制备●铁碳合金平衡组织观察●碳钢热处理操作、组织观察和硬度测定一、实验目的 运用所学的理论知识和实验技能以及现有的实验设备，通过自己设计实验方案、独立实验并得出实验结果，达到进一步深化课堂内容，加强对《工程材料》课程理论系统认识，并提高分析问题解决问题的能力。 通过做这个实验，使学生们可以充分了解以下知识，并学会操作一些必要的

设备仪器： 1、分别研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织； 2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分组织与性能之间的相互关系； 3、了解碳钢的热处理操作； 4、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响； 5、观察热处理后钢的组织及其变化； 6、了解常用硬度计的原理，初步掌握硬度计的使用。 二、 实验设备及材料 11、、显微镜、浴磨机、抛光机、热处理炉、硬度计、砂轮机等； 22、、金像砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等； 33、、三个形状尺寸基本相同的碳钢试样（低碳钢20#、中碳钢45#、高碳钢T10） 三、 实验内容 三个尺寸形状基本相同的试样分别是低碳钢、中碳钢、高碳钢，均为退火状态，不慎混在一起，请用硬度法和金相法区分开。 1、设计实验方案：三种碳钢的热处理工艺（加热温度、保温和冷却时间）。 样品加热温度保温时间冷却方式20#880℃20min空冷45#880℃高温回火600℃20min高温回火30min水冷T101100℃20min水冷2、做实验前完成。选定硬度测试参数，一般用洛氏硬度。 样品20#45#T10硬度HRB50HRC20HRC633、热处理前后的金相组织观察、硬度测试。 报告文档·借鉴学习 44、分析碳钢成分——组织——性能之间的关系。 样品成分组织性能20#马氏体F+P 冲压性与焊接性良好45#马氏体F+P 经热处理后可获得良好的综合机械性能T10马氏体+奥氏体P+Fe3CII 硬度高，韧性适中5、 四、

第十四章 无机材料的制备

第十四章无机材料的制备 传统无机非金属材料包括水泥、陶瓷、玻璃和耐火材料，将无机材料科学基础的基本理论和它们的制备工艺原理结合起来，从而加深对理论的理解，进一步培养科学的思维方法。 第一节水泥的制备 主要讲授硅酸盐水泥的生产方法、制备原理和工艺过程。 一．生产方法 水泥的生产方法可归纳为：两磨一烧。 硅酸盐水泥的生产分为三个阶段：石灰质原料、粘土质原料与少量校正原料经破碎后，按一定比例配合、磨细，并配合为成分合适、质量均匀的生料，称为生料的制备；生料在水泥窑内煅烧至部分熔融所得以硅酸盐为主要成分的硅酸盐水泥熟料，称为熟料煅烧；熟料加适量石膏，有时还加适量混合材料或外加剂共同磨细为水泥，称为水泥粉磨。 二．硅酸盐水泥熟料的煅烧 1．生料在煅烧过程中的物理与化学变化 1.干燥与脱水 干燥即物料中自由水的蒸发，而脱水则是粘土矿物分解放出结晶水。 粘土矿物—高岭土在500-600℃下失去结晶水，主要形成非晶质的偏高岭土，因此高岭土脱水后活性较高，其反应式为： Al2O3.2SiO2.2H2O→Al2O3.2SiO2+2H2O 2.碳酸盐分解 生料中的碳酸钙在煅烧过程中发生分解放出二氧化碳，其反应式如下：

CaCO3→CaO+CO2 吸热反应 影响碳酸钙分解的因素： a.温度：高，分解速度增加 b.窑系统的CO2分压：通风良好，CO2分压低，有利于分解 c.生料细度、悬浮分散程度 d.原料的种类和性质。 3.固相反应 在碳酸钙分解的同时，石灰质和粘土质组分间，通过质点的相互扩散，进行固相反应，过程如下： ~800℃：CaO.Al2O3、CaO.Fe2O3、与2CaO.SiO2（C2S）开始形成800~900℃：开始形成12CaO.7Al2O3。 900~1100℃：2CaO.Al2O3.SiO2(C2AS)形成后又分解。开始形成3CaO.AlO3(C3A)和4CaO.Al2O3.Fe2O3(C4AF)。 1100~1200℃：大量形成C3A和C4AF,C2S含量达到最大值。 固相反应一般包含相界面上的反应和物质迁移两个过程。提高质点的迁移速率、颗粒粒度的控制（窄分布，避免少量大颗粒的存在）；生料的混合均匀，可以增大各组分间接触，也有利于加速固相反应；矿化剂的引入可以加速固相反应。 4.液相和熟料的烧结 通常水泥熟料在出现液相以前，硅酸三钙不会大量生成。到达最低共熔温度（约1250℃）后，开始出现液相。液相主要由氧化铁、氧化铝、氧化钙所组成，还会有氧化镁、碱等其它组分。在高温液相作用下，水泥熟料逐渐烧结，并伴随着体积收缩。同时，硅酸二钙与游离氧化钙都逐步溶解于液相中，以钙离子扩散与硅酸根离子、硅酸二钙反应，形成硅酸盐水泥的主要矿物硅酸三钙。反应式如下：

无机合成制备技术

1.高温合成（怎么获得高温，电阻发热材料有哪些，测量高温仪器，使用电阻发热体注意事项？） ①高温获得的方法电阻炉是最常用的加热炉，优点是设备简单、温度控制精确 ②几种重要的电阻发热材料 a.石墨发热体：在真空下可以获得相当高的温度（2500℃），但吸附、和周围气体结合形成挥发性物质，使加热物质污染，石墨本身在使用中损耗。b.金属发热体：在真空和还原性气氛下，钽、钨、钼适用产生高温（1650~1700℃）。在惰性气氛下钨管的工作温度可达3200℃。c.氧化物发热体：氧化物发热体是最理想的加热材料，但存在发热体和通电导线连接问题。 ③使用电阻发热体注意事项根据不同的需要选择发热体、数目设计电阻炉；氧化物发热体的电阻温度系数是负的；若各发热体并联使用，其中的发热体电阻值不同，电阻稍低的发热体会产生更多热量，被烧毁。因此，每个发热体尽量分开使用。例如：高温箱式电阻炉、碳化硅电炉、碳管炉、钨管炉、感应炉、电弧炉④测温仪表的主要类型：接触式：膨胀式温度计：液体、固体；压力表式温度计：充液体、冲气体；热电阻式：铂热、铜热、半导体热敏；热电偶：铂铑－铂、镍铬－镍硅（镍铝）、镍铬－康铜；非接触式：光学高温计、辐射高温计、比色高温计 ⑤热电偶高温计优缺点及注意事项 热电偶高温计：①体积小、重量轻、结构简单、易装配维护、使用方便②热惰性很小、热感度良好③可与被测量物体直接接触，不受环境介质影响，误差可控制在预期范围内④测量范围较广2000℃左右⑤测量信号可远距离传送，能自动记录和集中管理⑥注意环境气氛⑦避免侵蚀、污染和电磁干扰⑧不能在较高温度环境中长时间工作 光学高温计：①利用受热体的单波辐射强度随温度升高而增加原理进行高温测量。 ②不须与被测物质接触，不影响被测物质的温度场③测量温度高，范围广，７００～６０００℃④精确度高，±１０℃⑤使用简便、测量迅速 ⑥还原剂的选择:根据G-T图选择还原能力强的金属；容易处理；不能和生成的金属形成合金；可以制得高纯度金属；副产物容易和制备的金属分离；成本尽可能低 2.高温下的固相反应 固相反应的机制和特点：该反应从热力学角度讲完全可以进行，但实际上在１２００℃下几乎不能进行，在１５００℃下反应须数天才能完成。 影响该反应的主要因素①反应物固体表面积和反应物间接触面积②生成物相的成核速率③相界面间特别是通过生成物相层的离子扩散速率 固相反应合成的几个问题①反应物固体的表面积和接触面积②固体反应物的反应性③固相反应产物的性质 3.低温合成与分离 低温测量：低温热电偶、电阻温度计、蒸汽压温度计

工程材料综合实验(基础实验+钢的热处理)实验报告

工程材料综合实验 处 理 报 告 单位：过程装备与控制工程10-1班 实验者: 侯鹏飞学号10042107 胡兴文学号10042108 李东升学号10042110

【实验名称】 工程材料综合实验 【实验目的】 运用所学的理论知识和实验技能以及现有的实验设备，通过自己设计实验方案、独立实验并得出实验结果，达到进一步深化课堂内容，加强对《工程材料》课程理论的系统认识，并提高分析问题和解决问题的能力。 通过做这个实验，使学生们可以充分了解以下知识，并学会操作一些必要的仪器和设备： 1、研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织； 2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、 组织与性能之间的相互关系； 3、了解碳钢的热处理操作； 4、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响； 5、观察热处理后钢的组织及其变化； 6、了解常用硬度计的原理，初步掌握硬度计的使用。 【实验材料及设备】 1、显微镜、预磨机、抛光机、热处理炉、硬度计、砂轮机等； 2、金相砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等；

3、三个形状尺寸基本相同的碳钢试样（低碳钢20＃、中碳钢 45＃、高碳钢T10） 【实验内容】 三个形状尺寸基本相同的试样分别是低碳钢、中碳钢和高碳钢，均为退火状态，不慎混在一起，请用硬度法和金相法区分开。 1、设计实验方案：三种碳钢的热处理工艺（加热温度、保温时间、冷却方式）。做实验前完成。 样品加热温度保温时间冷却方式 20# 880℃25min 空冷 45# 淬火880℃ 高温回火600℃淬火25min 高温回火25min 水冷 T10 900℃30min 水冷 2、选定硬度测试参数，一般用洛氏硬度。 样品20# 45# T10 硬度HRB50 HRC20 HR63 3、热处理前后的金相组织观察、硬度的测定。 4、分析碳钢成分—组织—性能之间的关系。 样品成分组织性能 20# 马氏体F+P冲压性与焊接性良好 45# 马氏体F+P经热处理后可获得良好的综 合机械性能 T10 马氏体+奥氏体P+Fe3C II硬度高，韧性适中 【实验步骤】

无机材料合成与制备复习纲要

料合成与制 备复习纲要 我们不是抄答案，我们只做知识的搬运工。 ——无机复习提纲编辑协会宣言 试卷构成： 填空：15 分 选择：7*2=14 分（共7 题，一题2 分）名词解释：5*3=15 分（共5 题，一题3 分）问答题：8+12*4=56（第一题8 分，其余四道题每题12 分）注：划线知识点为李老师审阅后所加，疑为重点，望各位复习时多加注意第1 章：经典合成方法 1实验室常用的加热炉为：高温电阻炉 2电炉分为：电阻炉，感应炉，电弧炉，电子束炉 3电阻发热材料的最高工作温度：硅碳棒1400C、硅化钼棒1700 C、钨丝1700C 真空、 5氧化物发热体：在氧化气氛中，氧化物发热体是最为理想的加热材料。 6影响固相反应的因素: （1）反应物化学组成与结构，反应物结构状态物颗粒尺 2）反应寸及分布影响。 7化学转移反应：把所需要的沉积物质作为反应源物质，用适当的气体介质与之反应，形成一种气态化合物，这种气态化合物通过载气输运到与源区温度不同的沉积区，再发生逆反应，使反应源物质重新沉积出来，这样的反应过程称为化学转移反应。 8化学转移反应条件源区温度为T2,沉积区温度为T1 :如果反应是吸热反应， 则r H m为正，当T2> T1时，温度越高，平衡常数越大，即从左往右反应的平衡常数增大，反应容易进行，物质由热端向冷端转移，即源区温度应大于沉积区温度，物质由源区转移至沉积区。如果反应为放热反应，r H m为负，则应控制源 区温度T2小于沉积区温度T1，这样才能实现物质由源区向沉积区得转移。如果r H m近似为0,则不能用改变温度的方法来进行化学转移。 9低温合成中，低温的控制主要有两种方法：①恒温冷浴②低温恒温器 10高压合成：就是利用外加的高压力，使物质产生多型相转变或发生不同物质间的化合，从而得到新相，新化合物或新材料。 种类：①静态高温高压合成方法②动态高温高压合成方法第2章：软化学合成方法 1软化学合成方法: 通过化学反应克服固相反应过程中的反应势垒，在温和的反应条件下和缓慢的反应进程中，以可控制的步骤逐步地进行化学反应，实现制备新材料的方法。 2软化学法分类：溶胶——凝胶法，前驱物法，水热/ 非水溶剂热合成法，沉淀

无机合成化学基本题库

无机合成化学基本题库 一、问答题 1.溶剂有哪些类型质子溶剂有什么特点质子惰性溶剂分为几类举例说明 2.什么叫拉平效应和区分效应 3.化学气相沉积法有哪些反应类型该法对反应体系有什么要求在热解反应中，用金属烷基 化物和金属烷氧基化物作为源物质时，得到的沉积层分别为什么物质如何解释 4.写出制备光导纤维预制棒的主要反应和方法。反应体系的尾气如何处理在管内沉积法和 管外沉积法中添加剂的顺序有什么不同 5.化学输运反应的平衡常数有什么特点为什么试以热力学分析化学输运反应的原理。 6.用氢还原氧化物的特点是什么在氢还原法制钨的第三阶段中，温度高于1200℃时反应 会发生什么变化 7.低温分离的方法有哪些在什么情况下用低温化学分离法其主要特点是什么用什么方法 分离O2和CO在分级冷凝中如何选择冷肼简述液氨中的合成反应。 8.低温下稀有气体化合物的合成方法有哪些在低温水解合成XeO3时，应选择XeF4还是 XeF6作源物质为什么合成KrF2的反应机理是什么有哪些因素影响KrF2的量子产率 9.分别叙述先驱物法和溶胶-凝胶法的定义和特点。在何种情况下不宜用先驱物法 10.说明光化学反应的原理和配位化合物光化学合成的类型。 11.试解释吸收、荧光、磷光、内部转换和系间窜跃的意义。 12.从溶液中生长晶体有哪些方法电解溶剂法和溶液蒸发法有何区别和共同之处 13.理想晶体为什么是无色透明的 14.什么叫模板反应举例说明。 15.试述局部化学反应的意义和类型。 16.什么叫水热合成法按反应温度可分几类水热合成法有哪些优点和应用前景?高温高压下 水热反应有哪些特征说明用水热法合成水晶的必然性。 17.某氯碱厂用隔膜槽电解食盐水，每个电解槽通过电流10 000A，问理论上每个电解槽每 天可生产多少氯、氢和氢氧化钠设阳极的电流效率为97%，问实际上每天产氯多少18.在上题中若槽电压为3.8V，则每个槽每天消耗的能量为多少焦耳相当于多少度电能生 产1t氯消耗多少度电能 19.简述自蔓延高温合成的意义和类型。 20.无机合成中如何应用等离子体 21.采用直流等离子体化学沉积法合成金刚石时，往往会有石墨析出。若在原料气中引入一 定比例的氢气，则可以在很大程度上抑制石墨的析出。氢的作用机理是什么 22.什么叫溅射合成法溅射合成法有哪些应用 23.试述凝胶法生长晶体的基本原理，凝胶的作用是什么 24.用水热法制备二氧化硅单晶的原理是什么写出其反应式和反应条件。 25.简述SPS烧结法的原理与特点。 26.解释纳米粒子吸收光谱蓝移和红移的原因。 27.何谓非晶态材料其结构特征有哪些 28.制备非晶态材料有哪些方法 29.何谓色心其形成机理是什么 30.色心有哪些制法其显色原理是什么 31.氧化锌在加热分解时会产生哪些缺陷，写出其缺陷反应式，它是n型还是p型半导体 32.掺杂有Sm3+离子的CdF2晶体是无色的绝缘体，为什么在500℃的镉蒸汽中加热几分钟