无机功能材料
一、化学气相
1.1.5 对原料、产物和反应类型的要求
①反应原料是气态或易于挥发成蒸气的液态或固态物质
②反应易于生成所需要的沉积物, 副产品保留在气相中排出或易于分离
③整个操作较易于控制
1.1.2 分类
化学气相沉积Chemical Vapor Deposition,CVD
物理气相沉积Physical Vapor Deposition,PVD
1.3 化学气相沉积法的技术装置
气源控制部件沉积反应室加热系统气体压强控制 =
特点:沉积温度低,应用范围拓宽
例通过化学转移反应的沉积……化学反应输运沉积
1\在气相沉积输运过程中,沉积位置不同所形成的晶体颗粒大小不同,其反应如下:2HgS(s) 2Hg(g)+S2(g)
2 原料物质本身不容易发生分解时,而需添加另一物质(称为输运剂)来促进输运中间气态产物的生成。
例如2ZnS(s)+2I2(g)2ZnI2(g)+S2(g)
这类输运反应中通常是,T2>T1,即生成气态化合物的反应温度T2往往比重新反应沉积时的温度T1要高一些
3 有时沉积反应反而在较高温度的地方发生。
例如碘钨灯(或溴钨灯)管工作时不断发生的化学输运过程就是由低温向高温方向进行的
W(s)+3I2(g)1400℃约3000℃WI6(g)不断地循环工作
巧妙地利用化学输运反应沉积原理,碘钨灯(或溴钨灯)的钨丝温度显著提高,寿命也大幅度地延长
主要制备的材料:半导体单晶外延薄膜:单晶,各向同性
多晶硅薄膜:沉积时间长,反复沉积
半绝缘的掺氧多晶硅薄膜
绝缘的二氧化硅
氮化硅:耐高温,超硬抗磨损
磷硅玻璃
硼磷硅玻璃薄膜:膜的稳定性与可靠性
金属钨薄膜:羰基钨的热分解,白色金属光泽,硬度大
第二章通常的水溶液中,金属离子可能有三种配体:
水(OH2)
羟基(OH-1)
氧基(=O)
胶体工艺和聚合工艺主要区别:①反应的前驱体不同②反应介不同
CeO2的晶粒大小与烧结温度和烧结时间钠米CeO2粒子为球型
●250℃时生成的纳米粒子的平均粒径为8 nm
●在250~800℃之间,均可生成单相的萤石型结构的CeO2纳米粒子材料
第三章水热与溶剂热合成法
两者相比较:水热合成反应是在水溶液中进行,溶剂热合成是在非水有机溶剂热条件下的合成
高温加压下水热反应具有三个特征 1 使重要离子间的反应加速2使水解反应加剧 3 使其氧化还原电势发生明显变化
气体就电离成自由电子和正离子组成的电离气体,即等离子体
第六章
1 、超疏水的昆虫翅膀/眼睛与它们的纳米结构
2 、骨材料是一族生物矿物材料的总称,主要发育于脊椎动物中
骨主要成分:1 胶原纤维,65%、2 碳羟磷灰石,24%Ca10(PO4)6(OH)2 3水,10%研究内容分为两方面:一是采用生物矿化的原理制作优异的材料
二是采用其他的方法制作类似生物矿物结构的材料
第一章生物医用无机材料
一、以材料的生物性能分四类1、生物惰性材料(bioinert material) 2、生物活性材料(bioactive material)3、生物降解材料
(biodegradable material)4、生物复合材料(composite biomaterialb)
二、生物医用材料的基本条件:生物相容性化学稳定性力学条件稳定性其它要求
三、其基本特征1、具有促进细胞分化与增殖2、诱导组织再生3、参与生命活动等功能
四、(3)生物降解材料(biodegradable material)
生物降解材料是指那些被植人人体以后,能够不断发生降解,降解产物能够被生物体所吸收或排出体外的一类材料
主要包括:①β-TCP生物降解陶瓷….修复良性骨肿瘤或瘤样病变手术刮除后所致缺损
β-磷酸三钙,Ca3(PO4)2,简称为β-TCP,β-TCP的结构属于三方晶系。
钙磷原子比为1:5
②降解性高分子生物材料…..作为药物载体和组织工程支架材料以及骨科内固定器件
第二章纳米生物无机材料
一、纳米生物材料基本特性
1.表面效应2.体积效应(小尺寸效应) 3.量子尺寸效应4.量子隧道效应
二、靶向” 1、主动靶向(生物导向)2、被动靶向(物理导向)
三、靶向药物制剂具备以下释药功能:①限制药物的分布,使药物达到目标后以预定速度释放;
②易于进入薄壁组织;③在靶位毛细管中分布均匀;④在达到靶位前药物渗漏量少;⑤药物载体有生物相容性和生物降解能力,在药物释放完后能被机体代谢或吸收。
第四章微孔分子筛材料
1、微孔材料应用:石油化工催化,分离。
气体/小分子材料的吸附与分离
2、有机胺物种在高硅分子筛和磷酸盐分子筛的合成中,通常要引入有机胺作为结构导向剂或模板剂,它们位于分子筛的孔道或笼中,对特定孔道或笼结构的生成起着:
1)空间填充作用;
2)结构导向作用;
3)模板作用
三、从结构化学角度,金属离子的排列还受许多条件限制
1、孔穴的大小
2、静电场的分布
3、阳离子的半径大小
4、分子筛的水合与脱水状态
四、Lowenstein规则内容是什么?
Lowenstein 规则: 四面体位置上的两个Al 原子不能相邻,也就是说,Al-O-Al 连接是禁止的2、分子筛的结构遵循Lowenstein规则,即四面体位置上的两个Al 原子不能相邻五、四面体的三种初级单元及所带电荷1、[SiO4] 四面体为电中性2、[AlO4]带有一个负电荷3、[PO4]带有一个正电荷
六、结晶度;1、布拉格公式:2dsinθ=kλ2、材料的结晶程度:XRD(X-ray diffraction ) TEM(Transmission Electron Microscope )
、
g)+S2(g)
g(g)+S2(g) 2Hg(g)+S2(g。