【正文】 ? 第二相的厚度為單層 ? 沉積氣氛的氮勢高 ? 沉積溫度高 ? 雜質含量足夠低 離子鍍 應用 納米復合膜的主要應用實例 納米多層膜鉆頭 納米復合膜鉆頭 納米多層膜鉆頭切削試驗 ? 應用范圍： 可制備單一氧化物、復雜氧化物、碳化物、金屬微粉。 ? 特殊復合材料、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。 化學氣相沉積 Chemical Vapor Deposition (CVD) 金剛石膜的主要應用實例 刀具 ? CVD法的特點： 1)可以在遠比材料熔點低的溫度下進行材料合成； 2）對于由兩個以上元素構成的材料，可以調整這些材料的組分； 3）可以得到特定的晶體結構，還可以使其沿特定的結晶方向排列； 4）可以控制材料的形態(tài)（粉末狀、纖維狀、塊狀）； 5）不需要燒結助劑，得到高純度高密度的材料； 6）結構控制一般能從微米級的亞微米級，在某些條件下能達到； 7）能夠制成復雜形狀的制品； 8）能夠對復雜形狀的底材進行涂覆； 9）能夠容易地進行多層涂覆； 10)能夠進行亞穩(wěn)態(tài)物質和新材料的合成。 ? 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。 運行過程 (示意圖 ） ? 固體由上部下沉 ? 氣體自下部向上運動 ? 下部導入熱風，產生熱量，供給 CO ? 熔化并分離礦料，反應溫度達到所需 ? 底部鐵的熔點由 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 ：其特點是：生長速度快，單晶質量高。 缺點 ：體系粘度大，聚合熱不易擴散， 反應難以控制 ，易局部過熱，造成產品發(fā)黃。 ? 缺點 ：反應溫度較高，不適合于合成熔點太高的單體，或熱穩(wěn)定性差的高聚物。 (2)聚合物的相對分子質量較低。一個小液滴相當于本體聚合中的一個單元。 2相對分子質量較溶液聚合高。 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的固體顆粒在適當液體介質中形成的分散體系，固體顆粒一般由 103109個原子組成 —— 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、結構、性能的材料。 ? 應用：制備無機材料超細粉及晶體材料。最后煅燒分解，得到氧化物或復合物超細粉。例如：水泥熟料的煅燒 陶瓷、耐火材料的 高溫燒結 , 粉末冶金 ,人工晶體固相生長 ,高溫自蔓延合成 。它使由細小顆粒構成的多孔固體變成致密的固體，同時了它的機械強度，并賦予它其他一些物理性能。 ? 燒結過程可描述為：在高溫下固體顆粒之間接觸界面擴大，并逐漸形成晶界 。 氧化反應和分解反應包括： 氧化反應： 、有機物（粘土帶入）發(fā)生氧化反應并放出氣體。 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)生晶型轉變。因而可制得高純度的產品。 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材料 用的氧化物粉末 思考題 ? PVD和 CVD? ? ？ ? 3．硫化床反應器的基本原理。 ? 5．溶膠－凝膠法的基本原理，及其優(yōu)、缺點。 例如：鎂光燈 鋁熱反應。 （簡稱 SHS） ? 這種方法主要是前蘇聯(lián)科學家提出并發(fā)展起來的合成方法。 1000℃ 左右基本結束。使成型體的致密度和強度增加，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械能，以表面能形式貯存在粉體中，同時粉碎也引起晶格缺陷。包括：化合反應 、分解反應、 氧化還原反應 、固溶反應、 相變等。 ? 缺點： 1鹽類分解會產生大量有害氣體，污 染環(huán)境； 2生產過程較沉淀法等其他方法復雜。 ? 其反應類型有：水熱氧化、 水熱還原 、水熱沉淀 、水熱分解、 水熱合成、 水熱結晶等。 缺點： ? 1原料成本高 ,不利于規(guī)模生產。 ? 溶膠凝膠法 （ SolGel法） SolGel納米復合材料制備示意圖 B. 溶膠－凝膠法的特點： 優(yōu)點： ? 1可在較低溫度下制成玻璃和各種其他無機材料。 －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，經沉淀反應后，得到成分均一的混合沉淀物。 缺點： 1若需要固體產物，則聚合后需后處理工序（凝聚、 洗滌、 干燥），生產成本較懸浮法高。 ? 注意： 水介質的存在，有利于聚合熱的排出 。 (4)溶劑回收費用較高。 缺點 ： ▲ 反應影響因素增多，工藝復雜； ▲ 若需除去溶劑時，后處理復雜：溶劑回收，聚合物的析出，殘留溶劑對產品性能的影響等。 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 ：原料細粉進入燃燒室，被熔化，落在粒晶上使晶