材料學科發(fā)展概況與制備材料新技術-全文預覽
【正文】 若采用右圖所示的裝置 ,將等離子體限制在狹小空間內(nèi) ,并外置冷流體冷卻弧柱 ,則由此產(chǎn)生的熱壓縮效應、磁壓縮效應和機械壓縮效應會使弧柱變細 ,溫度急劇升高 ,形成溫度高達 20230K以上、以近似音速的速度從電極噴嘴噴出的等離子體射流 — 等離子弧l 等離子弧已廣泛用于機械加工中的切割、焊接、噴涂、超微粉體合成和薄膜的沉積（ 2）高頻放電l 若將直流放電中的電場變?yōu)榻涣麟姡l率低時，相當于正負電極交替的直流電場，使氣體隨之發(fā)生電離和消電離，不能形成穩(wěn)定的等離子體l 若交變電場的頻率足夠高（＞ 1MHz），以致交變周期小于電離和消電離所需時間（ 106s），使離子濃度來不及變化，而電子則在放電空間做往復運動，大大增加了與氣體分子碰撞幾率，因而高頻放電的自持要比直流放電容易得多，放電電壓明顯降低l 與直流放電集中在極板附近不同，高頻放電不會發(fā)生電極燒損及由此引起的等離子體和產(chǎn)品污染，有利于制備高純材料l 高頻放電按頻率可分為射頻（＜ 105 MHz）放電和微波放電，前者又有感應耦合和電容耦合兩種不同方式微波發(fā)生器環(huán)形器定向耦合器矩形波導三螺針調(diào)配器發(fā)射天線等離子體球基板石英鐘罩均流罩模式轉(zhuǎn)換器樣品臺電容耦合 電感耦合反應氣體真空泵真空計 等離子體的特性(1) 等離子體的溫度 ε= mv 2 = kT 低溫等離子體：部分電離的等離子體 平衡等離子體＝高壓等離子體＝熱等離子體 非平衡等離子體＝低壓等離子體＝冷等離子體 高溫等離子體：完全電離的等離子體（ 2）等離子體的濃度（密度） 需用正離子濃度和電子濃度表征，當?shù)入x子體中 只有一價正離子時，可用等離子體濃度等效描述 （ 3）等離子體的電離度 A＝ A+＋ e α ＝ （ 4）電中性和德拜長度 λ D＝（ 5）導電性和磁控性 等離子體具有很強的導電性，并可用磁場控 制它的行為，如電弧的旋轉(zhuǎn)、穩(wěn)定和熄滅等 等離子體化學 等離子體中含有大量電子、離子和其他高能粒子（如處于激發(fā)態(tài)的原子、分子）， 既可活化其他反應物，也可作為活性反應物直接參與反應。168。若發(fā)現(xiàn)抄襲，雙方均酌情扣分 ） 期末考試占 60％ 新型無機材料作為一類新材料，應從對新材料的整體認識中去界定和把握，而新材料的產(chǎn)生是與材料學科的發(fā)展密切相關的，故應首先對材料學科的發(fā)展概況有基本的了解，在材料學科發(fā)展的大背景中去認識新材料的特性和發(fā)展趨勢第一章 材料學科發(fā)展概況l材料的重要性和歷史地位l材料的分類l材料學科發(fā)展趨勢l材料科學與工程l新材料l新型無機材料 材料的重要性和歷史地位 歷史地位：人類文明發(fā)展水平的重要標志現(xiàn)實重要性：現(xiàn)代文明的一大支柱 材料是人類文明發(fā)展水平的重要標志石器時代 制陶業(yè) 青銅器時代（公元前 5000年） 鐵器時代（公元前 1200年）近代工業(yè)革命（ 18世紀末 ,鋼鐵產(chǎn)量成為國力重要標 志，我國開展全民大煉鋼鐵運動 ）新技術革命（ 20世紀中葉，硅半導體、功能陶瓷 等 無機 材料 重新成為材料主體 新石器時代） 材料是現(xiàn)代文明一大的支柱l 材料、信息、能源 被譽為現(xiàn)代文明的三大支柱l 新材料、信息技術、生物技術 是新技術革命的主要標志 材料的分類l 按組成分類 金屬材料（純金屬，合金） 無機非金屬材料（水泥 玻璃 陶瓷 人工晶體 碳素材料等） 有機高分子
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