【正文】 ? 第二相的厚度為單層 ? 沉積氣氛的氮?jiǎng)莞? ? 沉積溫度高 ? 雜質(zhì)含量足夠低 離子鍍 應(yīng)用 納米復(fù)合膜的主要應(yīng)用實(shí)例 納米多層膜鉆頭 納米復(fù)合膜鉆頭 納米多層膜鉆頭切削試驗(yàn) ? 應(yīng)用范圍： 可制備單一氧化物、復(fù)雜氧化物、碳化物、金屬微粉。 ? 特殊復(fù)合材料、刀具 、 大規(guī)模集成電路、鐵電材料、絕緣材料、磁性材料的薄膜制備技術(shù)。 化學(xué)氣相沉積 Chemical Vapor Deposition (CVD) 金剛石膜的主要應(yīng)用實(shí)例 刀具 ? CVD法的特點(diǎn)： 1)可以在遠(yuǎn)比材料熔點(diǎn)低的溫度下進(jìn)行材料合成； 2）對(duì)于由兩個(gè)以上元素構(gòu)成的材料，可以調(diào)整這些材料的組分； 3）可以得到特定的晶體結(jié)構(gòu)，還可以使其沿特定的結(jié)晶方向排列； 4）可以控制材料的形態(tài)（粉末狀、纖維狀、塊狀）； 5）不需要燒結(jié)助劑，得到高純度高密度的材料； 6）結(jié)構(gòu)控制一般能從微米級(jí)的亞微米級(jí)，在某些條件下能達(dá)到； 7）能夠制成復(fù)雜形狀的制品； 8）能夠?qū)?fù)雜形狀的底材進(jìn)行涂覆； 9）能夠容易地進(jìn)行多層涂覆； 10)能夠進(jìn)行亞穩(wěn)態(tài)物質(zhì)和新材料的合成。 ? 目的：是獲得均勻，純凈，透明，無氣泡并適合成型的玻璃液。形成不夠均勻的透明玻璃液 —— 仍含有大量氣泡，條紋。 運(yùn)行過程 (示意圖 ） ? 固體由上部下沉 ? 氣體自下部向上運(yùn)動(dòng) ? 下部導(dǎo)入熱風(fēng)，產(chǎn)生熱量，供給 CO ? 熔化并分離礦料，反應(yīng)溫度達(dá)到所需 ? 底部鐵的熔點(diǎn)由 1530 ℃ 降到 1150 ℃ ? 底部 ，排放鐵水 ? 生鐵上部，由渣口排放廢礦渣 （ 3）熔體生長(zhǎng)單晶 晶籽提拉法 坩堝下降法 焰熔法 區(qū)域熔融法 方法 將欲生長(zhǎng)晶體的原料熔化， 然后在一定條件下使之凝固，變成單晶 基本原理 ? 1晶粒提拉法 ：其特點(diǎn)是：生長(zhǎng)速度快，單晶質(zhì)量高。 缺點(diǎn) ：體系粘度大，聚合熱不易擴(kuò)散， 反應(yīng)難以控制 ，易局部過熱，造成產(chǎn)品發(fā)黃。 ? 缺點(diǎn) ：反應(yīng)溫度較高，不適合于合成熔點(diǎn)太高的單體，或熱穩(wěn)定性差的高聚物。 (2)聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量較低。一個(gè)小液滴相當(dāng)于本體聚合中的一個(gè)單元。 2相對(duì)分子質(zhì)量較溶液聚合高。 其過程如下： ? 金屬鹽溶液添加沉淀劑 不溶性鹽或氫氧化物 溶劑蒸發(fā) 加熱分解 氧化物粉末。得到顆粒均勻的超細(xì)顆粒。 ? 其過程為： 溶液 溶膠 凝膠 材料 A. 溶膠－凝膠的基本原理 ? 溶膠： 1100nm的固體顆粒在適當(dāng)液體介質(zhì)中形成的分散體系，固體顆粒一般由 103109個(gè)原子組成 —— 膠體。 ? 4可制得用傳統(tǒng)方法得不到的新型玻璃品種和具有特殊組成、結(jié)構(gòu)、性能的材料。 ? 應(yīng)用：制備無機(jī)材料超細(xì)粉及晶體材料。最后煅燒分解，得到氧化物或復(fù)合物超細(xì)粉。例如：水泥熟料的煅燒 陶瓷、耐火材料的 高溫?zé)Y(jié) , 粉末冶金 ,人工晶體固相生長(zhǎng) ,高溫自蔓延合成 。它使由細(xì)小顆粒構(gòu)成的多孔固體變成致密的固體，同時(shí)了它的機(jī)械強(qiáng)度，并賦予它其他一些物理性能。 ? 燒結(jié)過程可描述為：在高溫下固體顆粒之間接觸界面擴(kuò)大，并逐漸形成晶界 。 氧化反應(yīng)和分解反應(yīng)包括： 氧化反應(yīng)： 、有機(jī)物（粘土帶入）發(fā)生氧化反應(yīng)并放出氣體。 D. 冷卻階段（燒成溫度－室溫） ? 1液相析晶、液相過冷為玻璃相，殘余石英發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。因而可制得高純度的產(chǎn)品。 很多金屬的碳酸鹽、 硫酸鹽、 硝酸鹽等 都通過熱分解法獲得特種無機(jī)材料 用的氧化物粉末 思考題 ? PVD和 CVD? ? ？ ? 3．硫化床反應(yīng)器的基本原理。 ? 5．溶膠－凝膠法的基本原理，及其優(yōu)、缺點(diǎn)。 例如：鎂光燈 鋁熱反應(yīng)。 （簡(jiǎn)稱 SHS） ? 這種方法主要是前蘇聯(lián)科學(xué)家提出并發(fā)展起來的合成方法。 1000℃ 左右基本結(jié)束。使成型體的致密度和強(qiáng)度增加，成為具有一定性能和幾何形態(tài)的整體 。 ? （ 1）粉料在粉碎與研磨過程中消耗機(jī)械能，以表面能形式貯存在粉體中，同時(shí)粉碎也引起晶格缺陷。包括：化合反應(yīng) 、分解反應(yīng)、 氧化還原反應(yīng) 、固溶反應(yīng)、 相變等。 ? 缺點(diǎn)： 1鹽類分解會(huì)產(chǎn)生大量有害氣體，污 染環(huán)境； 2生產(chǎn)過程較沉淀法等其他方法復(fù)雜。 ? 其反應(yīng)類型有：水熱氧化、 水熱還原 、水熱沉淀 、水熱分解、 水熱合成、 水熱結(jié)晶等。 缺點(diǎn)： ? 1原料成本高 ,不利于規(guī)模生產(chǎn)。 ? 溶膠凝膠法 （ SolGel法） SolGel納米復(fù)合材料制備示意圖 B. 溶膠－凝膠法的特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： ? 1可在較低溫度下制成玻璃和各種其他無機(jī)材料。 －凝膠法 ? 在材料的制備過程中，希望得到小尺寸、（如：納米粉體）、形狀、成分均勻一致的原始材料。 液相沉淀法主要包括： ? 直接沉淀法 ? 共沉淀法 ? 均勻沉淀法 ? 水解法 ? 膠體化學(xué)法 ? 特殊沉淀法 1共沉淀法 ? 定義：含有多種可溶性陽離子的鹽溶液，經(jīng)沉淀反應(yīng)后，得到成分均一的混合沉淀物。 缺點(diǎn)： 1若需要固體產(chǎn)物，則聚合后需后處理工序（凝聚、 洗滌、 干燥），生產(chǎn)成本較懸浮法高。 ? 注意： 水介質(zhì)的存在，有利于聚合熱的排出 。 (4)溶劑回收費(fèi)用較高。 缺點(diǎn) ： ▲ 反應(yīng)影響因素增多，工藝復(fù)雜； ▲ 若需除去溶劑時(shí)，后處理復(fù)雜：溶劑回收，聚合物的析出，殘留溶劑對(duì)產(chǎn)品性能的影響等。 聚合體系中只加單體和少量的催化劑，不加入任何溶劑，聚合過程中原料單體和生成的聚合物均處于熔融狀態(tài)。 ? 3焰熔法 ：原料細(xì)粉進(jìn)入燃燒室，被熔化，落在粒晶上使晶