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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,2.材料组成、结构、性能和制备,第1页,材料通常是由原子或分子结合而成，也,能够说是由物质组成，而物质是由一个或一,种以上元素组成。按原子或分子结合及,其在空间排列不一样，材料组成可分成固溶,体、聚集体和复合体三大类,。,2.1 材料组成,第2页,组元、相和组织,a组成材料最基本、独立物质称为材料组元,（或称组分）。,b材料中含有相同化学成份而且结构相同均匀部分,叫做相。一个相必须在物理性质和化学性质上都是完全均匀。,c材料内部微观形貌称为材料组织。它实际上是指,由各个晶粒或各种相所形成图案。,在不一样条件下，材料组织又能够分为微观组织(结构)和,宏观组织。,2.1.1 材料组元结合形式,第3页,表2-1 材料组织分类,第4页,两种以上原子或分子溶合在一起时状态统称为溶体。,溶体普通是原子或分子均匀混合物，不是化合物。液态溶体称为溶液；固态溶体，即溶质组元溶入溶剂组元主晶格中所形成单相固体称固溶体。按溶质在溶剂中位置不一样，固溶体可分为：,置换型（取代型）固溶体：,溶剂A晶格中原子被溶质B原子所取代形成固溶体（A与B原子大小大致相同）；,填充型（间隙型）固溶体：,溶剂A晶格间隙内由B原子填入所形成固溶体（B原子要比A原子小）。,固溶体,第5页,由无数原子或晶粒聚集而成固体称为聚集体。普通,材料都是宏观上聚集体。其中有是晶粒间呈连续改变牢,固地结合在一起（如合金或固溶体）；有是晶粒间结合,较微弱（如花岗石等）,聚集体,第6页,复合体（复合材料）是指由两种及两种以上不一样材料,经过一定方式复合而组成新型材料。各相之间存在显著,界面。复合材料中各相不但保持各自固有特征，而且可,最大程度发挥各种材料相特征，并赋予单一材料所不具备,优良特殊性能。,复合材料结构通常是一个相为连续相，称为基体材料，,而另一个相是不连续相，以独立形态分布在连续相中，,也称为分散相。与连续相相比，分散相性能优越，会使材,料性能得到显著增强，故常称为增强材料。,复合体,第7页,金属材料化学组成,金属材料是以纯金属和以金属为基所组成合金。,A单质金属：黑色金属（Fe、Co、Ni）,B金属合金：由两种或两种以上金属元素或金属与非金,属元素组成含有金属性质物质叫金属合金,。,2.1.2 材料化学组成,第8页,无机非金属材料包含陶瓷、耐火材料、黏土制品、搪瓷、玻璃和水泥等。,在许多西方国家，陶瓷实际上是各种无机非金属材料通称。同金属材料、高分子材料并称为当代工程材料三大柱。,从化学角度看，无机非金属材料都是由金属元素和非金属元素化合物配合料经一定工艺过程制得。通常由金属氧化物、非金属氧化物、氢氧化物、碳化物、氮化物等以不一样方式组合而成。化学组分几乎包括到元素周期表中全部元素。,无机非金属材料化学组成,第9页,高分子材料化学组成,高分子材料是以高分子化合物（亦称高聚物、聚合物、树,脂）为主要组分材料。,高分子化合物主要是指相对分子量尤其大有机物，分子,量普通在10,4,以上；另一个特点是其链中不含离子键和金属键。,高分子材料按起源分为天然高分子材料、合成高分子材,料。,高分子化合物普通由一个或几个简单低分子化合物,（单体和链节）聚合而成。一个高分子化合物中重复单元,数目,n,叫做链节数，又称为聚合度。,高分子材料按功效分为通用高分子材料、特殊高分子材料,、功效高分子和仿生高分子材料（高分子引发剂、模拟酶等）。,第10页,2.2.1 材料结构及其层次,材料内部原因普通包含物质组成和结构。,所谓结构是指材料系统内各组分之间相互联络和相,互作用方式。,材料结构从形式上讲，包含晶体结构、非晶体结构、,孔结构及它们不一样形式且错综复杂组合和复合；从尺寸,上讲，可分为微观结构、亚微观结构、显微结构和宏观结,构四个层次。,2.2,材料结构,第11页,表2-2 材料结构层次划分及所用观察设备,第12页,仪器分析按信息形式分为,图象分析法,和,非图象分析法,。按工作原理前者主要是,显微术,，后者主要是,衍射法,和,成份谱分析,。显微术和衍射法基于物理方法，其工作原理是以电磁波（可见光、电子、离子和X-射线等）轰击样品激发产生特征物理信息，这些信息包含电磁波,透射信息、反射信息和吸收信息,。将这些信息搜集并加以分析从而确定物相组成和结构特征。,2.2.2 材料研究方法,第13页,2.2.2 材料研究方法,第14页,材料中化学键有金属键、离子键、共价键（配位,键）、氢键和范德华力。实际上有材料并不是由单一,化学键组成，可同时兼有几个键。,金属材料：金属键；,无机非金属材料：离子键、共价键和金属键杂交；,高分子材料：共价键、氢键和范德华力。,2.2.3 材料中化学键合,第15页,A晶体基本特征：规则几何构型、固定熔点、各向异性。,B七大晶系：立方（3）、四方（2）、三方（1）、,单斜（2）、三斜（1）、六方（1）、正交（4）。,C晶体结构不完整性,a杂原子与固溶体：杂质原子与主晶体原子形成固溶体（置换和填隙）,b点缺点：弗伦克尔缺点和肖特基缺点,c线缺点,d面缺点,2.2.4 晶体结构基础,第16页,2.2.4 晶体结构基础,第17页,金属材料结构：体心立方结构、面心立方结构、紧密,堆积六方结构、金刚石结构,无机非金属材料结构：,金刚石结构（硅、二氧化硅等）,硅酸盐结构：以SiO,4,为单元组成链状、层状、网状结构.,玻璃态结构：玻璃能够看成是处于过冷状态一个粘度极高流体，整个结构不含有晶体规则排列。特点是原子排列近程有序、远程无序。键型有离子键、共价键。,2.2.5 材料结构,第18页,高分子化合物是由大量重复结构单元连接而成。高分子材料结构包含高分子链结构及聚集态结构。,a单体：组成高聚物最基本组成单元；,b链状结构：许多高分子是由多价原子彼此以共价键结合而成长链状分子。它能够由一个（均聚物）或各种（共聚物）结构单元组成。热塑性材料。可重复加工。,c交联网状结构：三维空间网状结构。不溶于任何溶剂（仅有一些溶胀），热固性材料，不能重复加工使用。,d聚集态结构：大分子与大分子之间相互作用和几何排列等。是范德华力和氢键。包含：非晶态结构和晶态结构。,高分子材料结构,第19页,复合材料可定义为由两种或两种以上独立物理相组,合而成。包含粘结材料（基体）和粒料，纤维晶须或片状,材料所组成一个固体产物。复合材料组织是含有单一,组织所不具备特征复相组织。能够是一个连续物理相,与一个分散相复合。也能够是两个或多个连续相与一个,或多个分散相在两个连续相中复合材料。能够组成零维、,一维、二维或三维各类复合材料。,复合材料结构模式,第20页,零维(富勒烯),一维(碳纳米管）,二维(石墨烯),(单层石墨),三维(金刚石）,第21页,材料性能是一个参量，用于表征材料在给定外界条件,下行为，它是材料微观结构特征宏观反应。,无机非金属材料：是由离子键和共价键结合而成。其性,能普通是晶态或非晶态、坚硬、耐热、多数绝缘。部分有,导电性，脆性大，韧性差，但普通都有很好光学性能。,金属材料：由金属键结合而成。晶态、延展性好、不,透明、高断裂韧性、电和热良导体、普通不透明。,高分子材料：由共价键和范德华力结合而成。普通是,非晶态（少许区域晶态）、较软、质轻、强度较低、中等韧,性、易加工，电、热绝缘。,2.3 材料性能,第22页,材料化学性能是指材料抵抗各种介质作用能力。包,括溶解性、耐腐蚀性、抗渗透性、抗氧化性、催化性、离,子交换性能等。,A金属材料化学稳定性：对周围介质侵蚀抵抗,能力。主要是耐腐蚀性，包含化学腐蚀和电化学腐蚀。,B无机非金属材料化学稳定性：含有良好抗腐,蚀能力。但陶瓷材料使用中常碰到气体腐蚀问题。,C高分子材料化学稳定性：含有良好抗腐蚀能,力。但高分子材料存在老化。,2.3.1 化学性能,第23页,A强度与塑性,强度是指在载荷作用下抵抗显著塑性形变或破坏,最大能力。强度可分为：压缩强度、拉伸强度、弯曲强度,、冲击强度、疲劳强度等。,塑性是指在载荷作用下，应力超出屈服点后能产生显,著残余变形不即行断裂性质。屈服强度是指材料在外,力作用下发生塑性变形最小应力。,弹性与刚度：材料在载荷作用下产生变形，当载荷除,去后能恢复原状能力称为弹性；刚度则是指材料在载荷,作用下抵抗弹性变形能力。,B硬度,材料抵抗其它较硬物体压入表面能力。,2.3.2 力学性能,第24页,2.3.2 力学性能,C断裂与韧性,断裂是因为原子间化学键断裂引发，分为脆性断裂和韧性断裂,韧性是指材料抵抗裂纹萌生与扩展能力。,D疲劳特征与耐磨性,材料在受到拉伸、压缩、弯曲、扭曲或这些外力组合重复作用时，应力振幅超出某一程度即会造成材料断裂，这一程度称为疲劳极限。,疲劳寿命指在某一特定压力下，材料发生疲劳断裂前循环数，它反应了材料抵抗产生裂缝能力。,材料对磨损抵抗能力称为材料耐磨性，可用磨损量表示。普通条件下磨损量越小，材料耐模性越高。,第25页,包含热容、热膨胀、热传导、热辐射和热电势等,A热容：1mol 物质温度升高1K所吸收热量，单位：,Jmol-1K,-1,B热膨胀：是物质热胀冷缩（有相反）特征参数，用膨胀系数表示。,C热传导：因为材料相邻部分间温差而发生能量迁移。由高温物体迁移至低温物体。,热传导机制：自由电子传导（金属）、晶格振动传导(晶体)、分子或链段传导(高分子材料)。,D耐热性,材料熔点反应了材料耐热性。熔点越高，熔融热焓越大，耐热性越好。,2.3.3 热性能,第26页,A导电性能：用电阻率或电导率表示：R=（L/S）=1/,依据电阻率,大小，将材料可分为超导体(,=0)、导体（,=10,-8,10,-5,）、半导体（,=10,-5,10,7,）和绝缘 体（,=10,7,10,20,）,B介电性能,电子材料有：导体、半导体、绝缘体、介电体。,介电性能主要包含介电常数、介电损耗、介电强度介电材料价带和导带之间存在较大能隙，所以它们含有高电阻率。,产生介电作用原因是电荷偏移，或称极化。,2.3.4 电性能,第27页,C铁电性,介电常数大物质，如BaTiO,3,，当电场增强时，极,化程度开始增大，接着突然增大，在电场强度很大时增,加速度又减小而趋向于极限。除去电场后剩下一部分,极化状态，必须加上相反电场才能完全消除极化状态，,即出现滞后现象。与铁磁体类似，因而称为铁电性。,在较强交变电场作用下，铁电体极化强度P随外,电场呈非线性改变,而且在一定温度范围内，P表现为电,场E双值函数，展现出滞后现象，这个PE回线就称为,电滞回线,2.3.4 电性能,第28页,2.3.4 电性能,第29页,D压电性,对一些材料施压力，材料晶体内部产生极化现,象，可测出电压。假如放在电场中，会产生应力，这种,含有使机械能和电能相互转换现象称为压电效应。由,于形变而产生压电效应正压电效应，对材料施加电,压而产生形变时，称为逆压电效应。,2.3.4 电性能,第30页,（1）光透射、吸收、反射和散射,（2）荧光性,一个物质在吸收电能或光能后，经过电子跃迁，再,释放出光现象。许多稀土化合物本身就是荧光体，一,般需要激活剂光或热或化学物质。,（3）非线性光学性能 实际上，介质在光场中极化时，极化强度P 并不与,光波电场E 成正比,尤其当光强较大时更是如此,这时称,介质产生了非线性极化。,2.3.5 光学性能,第31页,物质磁性可分为：,抗磁性：,使磁场减弱；,顺磁性,：使磁场略有增强；,铁磁性及亚铁磁性：,使磁场强烈增强。,材料磁性取决于电子自旋磁矩以及轨道运动磁,矩，用磁导率或磁化率表示。,抗磁性是一些材料放入磁场内，沿磁场反方向被磁场,微弱磁化，当撤去外磁场后，磁化呈可逆消失现象；,顺磁性材料放入磁场内，沿磁场方向被磁场微弱磁,化，而当撤去外磁场后，磁化可逆消失性质。顺磁性物,质不能被磁场吸引；,2.3.6 磁学性能,第32页,铁磁性,是一个材料磁导率非常大，能沿磁场方向被强,烈磁化性质，这是因为铁磁质放入到磁场时，磁矩平行于,磁场方向排列，形成了自发磁化。,铁磁性物质又分硬磁性物质、软磁性物质。,亚铁磁性是一个材料中部分阳离子原子磁矩与磁场反,向平行，而另一部分则平行取向所致磁性行为，亚铁磁性,常出现在一些氧化物材料，尤其是铁氧体。MOFe,2,O,3,、,MFe,12,O,19,等。,2.3.6 磁学性能,第33页,2.3.6 磁学性能,第34页,材料制备方法主要包括到原料选取与合,成和制备工艺流程与方法两方面内容。另外，,选取适当设备，也是制备优良材料关键之一。,2.4 材料制备方法,第35页,原材料选取与合成是材料制备一个主要步骤.,原材料包含天然材料和化工原料。,天然材料：天然矿物岩石与动植物原料,化工原料（人工合成原料）：采取化学或物理方法,将天然原料加工，又分为无机化工原料和有机化工原料。,在选择原料时，除了考虑化学组成，纯度，颗粒度,等主要原因外，成本也必须考虑。天然原料杂质较多，,但价格低；人工合成原料纯度较高，但价格也高。,2.4.1 原料选取与合成,第36页,金属矿：如铁矿石、铝土矿、方铅矿、黄铜矿等。,天然硅酸盐矿物：石英砂、砂岩、石灰石、长石、粘土等。,合成高分子化合物基本原料：石油、天然气，煤，化石以及一些农副产品等。,天然矿物原料,第37页,矿石开采和还原,矿物是指地壳中化学元素，经过各种地质作用形成，并在一定条件下相对稳定单质或化合物。是组成矿石和岩石基本单元。,选矿方法有：,重选法、浮选法、磁选法。,天然矿物原料,第38页,可当材料使用天然矿物：石棉（不可燃天然纤维）云母和页岩（可撕成薄片），天然岩石（砂岩、花岗岩、大理石等），蓝宝石，红宝石和金刚石等。天然材料：木材，天然橡胶，天然纤维。,天然矿物原料,第39页,粘土类：主要成份是SiO,2,、Al,2,O,3,及H,2,O，还含有Na,2,O、,K,2,O、CaO、MgO及有色氧化物Fe,2,O,3,、TiO,2,等。,石英类：主要成份是SiO,2,，少许杂质，主要形态有水晶,（最纯）、脉石英、砂岩、石英砂、硅藻土、燧,石、硅石等。,长石类：主要是不含水碱金属和A铝硅酸盐。钾长,石，钙长石，钠长石，钡长石,碳酸盐类：白云石、方解石、菱镁石、石灰石、硅质、灰,岩、白垩和贝壳等。,其它原料：滑石、蛇纹石、硅灰石、透辉石、透闪石、骨,灰、磷灰石和 萤石等。,硅酸盐矿物原料,第40页,常见工业废渣有：粉煤灰，石煤，炉渣，铝,渣，电石渣，糖滤泥，磷矿渣，萤石矿渣，碎玻璃,，其它。,工业废渣利用,第41页,（1）氧化物原料,单一氧化物和复合氧化物,（2）非氧化物原料,类金属难熔化合物、非金属难熔化合物和金属互化物.,（3）其它化工原料：,碳酸钡、碳酸锶、稀土氧化物及其盐,等。,无机合成原料,第42页,（1）天然纤维：植物纤维、动物纤维、矿物纤维,（2）天然树脂：由植物或动物分泌物再加工而,成，包含松香、虫胶、火漆、琥珀等,。,（3）天然橡胶：异戊二烯聚合物,（4）生物胶,植物胶：阿拉伯树胶、山达胶、桃胶、淀粉等；,动物胶：虫胶、鱼胶、蛋白质、明胶等。,天然高分子化合物,第43页,合成高分子化合物主要指合成树脂、合成橡胶和合成,纤维三大类，还包含粘合剂、涂料及功效性高分子。,高分子材料单体能够从煤、石油、天然气和农副产品中制取。,塑料原料是合成树脂和助剂。助剂包含稳定剂、润滑剂、着色剂、增塑剂、填料以及防静电剂、抗老化剂和防霉剂等。,合成橡胶制品和合成橡胶和助剂。助剂包含补强剂、填充剂、硫化剂、硫化促进剂、助促进剂、防老化剂、软化剂和着色剂等。,合成纤维制品包含合成纤维和助剂。助剂包含消光剂、防静电剂和溶剂等。,有机合成原料,第44页,合成高分子化合物主要原料叫单体。,A石油化工路线,石脑油裂解生成芳烃、低碳烃和裂解汽油等,以石油合成基本有机原料为基础合成单体和高分子,化合物,（1）生产单体原料路线,第45页,合成高分子化合物主要原料叫单体。,A石油化工路线,（a)石脑油裂解生成芳烃、低碳烃和裂解汽油等,以石油合成基本有机原料为基础合成单体和高分子,化合物,（1）生产单体原料路线,第46页,第47页,（1）生产单体原料路线,B.以石油合成基本有机原料（乙烯、丙烯、丁二烯等）,为基础合成单体和高分子化合物,第48页,第49页,第50页,B煤炭原料路线,煤经过干馏得到煤气、焦碳和煤焦油,（1）生产单体原料路线,第51页,第52页,第53页,C其它原料路线,从植物和农副产品中得到合成高分子单体原料,a淀粉、b糠醛、c糠醇、d木糖和木糖醇、e羧甲基纤维素、,f人造棉、g甲壳素和壳聚糖、,（1）生产单体原料路线,第54页,加聚反应：,自由基型(活性中心为自由基)和离子型聚合。,单体经过加成聚合反应形成产物称为加聚物。,A加聚反应原理：链引发、链增加、链终止和链转移.,B加聚反应分类：均聚和共聚,C加聚反应特点,a.加聚反应单体普通都含有不饱和结构或环状结构。,b.加聚反应属于连锁反应，生成高分子相对分子量,与时间无关，单体转化率随时间而增加。,c.高聚物链节与单体含有相同化学组成。,d.加聚反应过程中无小分子副产物生成。,（2）高分子化合物合成,第55页,缩聚反应(缩合聚合反应)：,由含有两个以上官能团低分子化合物聚合成高分子化合物，同时析出小分子物质,A分类：均缩聚、混缩聚和共缩聚。,a.均缩聚：含两种及以上官能团一个单体进行缩聚反应。,b.混缩聚：又叫杂缩聚。两种不一样单体分子间缩聚反应。,c.共缩聚：在均缩聚或混缩聚中加入其它种类单体。,B特点：,a.单体含两个以上官能团。,b.可逆逐步反应，转化率与时间无关，M 与t相关。,c.链节化学组成与单体不相同。,d.伴有小分子副产物析出。,（2）高分子化合物合成,第56页,（一）气相法(物理气相法、化学气相法),（1）物理气相沉积法（PVD）：,利用电弧、高压电场或等,离子体等高温源将物料加热到高温使之气化或形成等离子,体，然后经过骤冷，使之凝聚成各种形态材料,PVD法包含三个步骤：,a.蒸发、升华或用阴极溅射等方法产生蒸气；,b.减小大气压强而使之气化，材料从供给源转移到衬底；,c.凝结发生在衬底上，经过异相成核作用和膜生长形成一,种沉积膜。,PVD法制备单一氧化物、复合氧化物、碳化物，尤其,适合用于用液相法或固相法难以直接合成非氧化物系列(合,金、氮化物、碳化物等)超细粉。,2.4.2 制造工艺过程及方法,第57页,2.4.2 制造工艺过程及方法,第58页,（2）化学气相沉积法（CVD）：,利用气相反应制备材料主要合成方法。,CVD原理：包括反应化学、热力学、动力学、转移机理、膜生长现象和反应工程。,a.反应类型：热分解反应(制备外延生长薄膜、多晶硅薄膜等),b.化学合成反应：两种或两种以上气体之间相互反应。,CVD工艺流程与设备,影响CVD参数：反应体系成份、气体组成、压力和温度等。,2.4.2 制造工艺过程及方法,第59页,CVD法特点：合成温度低（低于材料熔点）、组分可调、控制晶体结构沿特定方向排列、控制材料形态、不需烧结助剂、合成高纯高密度材料、控制晶粒大小（最小可达0.1,nm,）；制备复杂形状品、进行多层涂覆、合成亚稳态物质和新材料。,2.4.2 制造工艺过程及方法,第60页,2.4.2 制造工艺过程及方法,第61页,（3）气相聚合,流化床气相聚合（传热性好、温度均,匀），如乙烯聚合。,2.4.2 制造工艺过程及方法,第62页,(1)熔融法：,将矿物投入高温炉内，使其发生各种反应。,A.高温熔融法、B.粉体聚合或熔融聚合,(2)溶液法,A.溶液聚合：单体和引发剂在适当溶剂中进行聚合。,B.溶液缩聚：纯溶剂或混合溶剂中进行缩聚反应。,(3)界面法：,在各种界面条件下发生反应来制备材料方法。,A.悬浮聚合：单体以小液滴状态悬浮在水中进行聚,合。,B.乳液聚合：借助于机械搅拌和猛烈震荡使单体在介,质（水）中由乳化剂分散成乳液状态进行聚合。,C.界面缩聚：将两种单体分别溶解在两种互不相溶,溶剂（如水和烷类）中，两种单体在两相交界处发生反应。,2.4.2 制造工艺过程及方法,（二）液相法,第63页,（4）液相沉淀法：,在原料溶液中添加适当沉淀剂（OH,-,CO,3,2-,C,2,O,4,2-,SO,4,2-,等）使原料中阳离子形成沉淀物，即经过与沉淀剂之间反应或水解产生沉淀，形成不溶性产物。,沉淀反应类型有：,A直接沉淀法、B共沉淀法、C均匀沉淀法、D水解法、E胶体化学法、F沉淀聚合,2.4.2 制造工艺过程及方法,（二）液相法,第64页,（5）溶胶凝胶法（Sol-Gel法）,A基本原理,所谓溶胶（Sol）是线度在1100 nm固体颗粒在适当液体介质中形成分散体系，这些固体颗粒普通由10,3,10,9,个原子组成，称为胶体。当胶体中液相受到温度改变、搅拌作用、化学反应或电化学平衡作用影响而部分失去，造成体系粘度增大到一定程度时，便形成含有一定强度固体凝胶块。,2.4.2 制造工艺过程及方法,第65页,SolGel法特点：,制备温度低；高均匀性；高纯度；可制得传统方法得不到玻璃品种或含有特殊组成、结构、性能材料；开辟了制备一类称为“无机有机聚合物”非晶态材料可能性，为合成含有预先指定性能材料提供了基础。,缺点：,成本较高，不利于大规模生产，制备过程中收缩量大，不易制得大尺寸产品。材料中残余气孔、残余羟基和残余碳含量较高，处理时间较长，有机溶液对人体危害等。,2.4.2 制造工艺过程及方法,第66页,2.4.2 制造工艺过程及方法,第67页,SolGel法应用：,a 特殊组分和特殊性能块状玻璃；b 高温结构陶瓷；,c涂层薄膜；d 特殊纤维；e 高温超导材料；f 新型复合材,料。,发展趋势：,a 电子光学材料；b 光电子学材料；c 彩色摄影材料；,d电致变色材料；e 压电体；f 导电体；g 光敏材料；i 非线,形光学材料；j 梯度光学材料；k 超导体，,2.4.2 制造工艺过程及方法,第68页,（6）,水热法,水溶液中或大量水蒸汽存在下，高温变压或高温常压下所进行化学反应过程。水热法应用于制备无机材料超细粉及晶体材料。水热条件下（高温高压）能够加速水溶液中离子反应和促进水解反应，有利于原子，离子再分配和重结晶，含有广泛实用价值。依据水热反应类型不一样能够分为：水热氧化、水热沉淀、水热合成、水热还原、水热分解和水热结晶。,水热法制备晶体是指高温高压下，将原料溶解，利用温度差或降温得到饱和溶液，使晶体生长。是一个制备晶体最惯用方法。,2.4.2 制造工艺过程及方法,第69页,2.4.2 制造工艺过程及方法,第70页,（7）喷雾法,也称溶剂蒸发法，将溶解度大盐水溶液雾化成小液滴，使其中水分快速蒸发，而使盐形成均匀球状颗粒。如再将细微颗粒加热分解，能够得到氧化物超细粉。,优点：不引进杂质。,2.4.2 制造工艺过程及方法,第71页,固相反应是固体直接参加反应，普通有相界面上化学反应和固相内物质迁移两个过程，包含化合反应、分解反应、固溶反应、氧化还原反应以及相变等等。,2.4.2 制造工艺过程及方法,（三）固相法,第72页,（1）高温烧结法,原料 坯体 烧结（结构致密），分四个阶段：,低温阶段,(室温300)：排除残余水分，不发生化学反应；,氧化分解阶段,(300950)：烧结关键；,高温阶段,(950最高烧结温度)：也称玻化成瓷期；,冷却阶段,(烧结温度常温)：发生物理化学改变，液相析晶，液相过冷为玻璃相。,2.4.2 制造工艺过程及方法,第73页,（2）自蔓延高温合成法（SHS）,利用反应本身放出热量维持反应继续，一旦被引发不需外加热源，并以燃烧波形式经过反应混合物。伴随燃烧波前进，反应物转变为产物。,普通是将反应原料混合物压制成块，在块状一端引燃反应，反应放出巨大热量又使邻近物料发生反应，结果形成一个以速度,v,蔓延燃烧波，伴随燃烧波推进，反应混合物转变为产物。,SHS法制备材料包含：粉末、多孔材料、致密材料、,复合材料、梯度材料和涂层等。,2.4.2 制造工艺过程及方法,（三）固相法,第74页,2.4.2 制造工艺过程及方法,（三）固相法,溶胶-凝胶-自蔓延燃烧法,凝胶,自燃烧产物,引燃,自蔓延燃烧,第75页,（3）固相缩聚,在比较缓解条件下（温度较低）合成高分子化合物，以防止许多在高温熔融缩聚反应下发生副反应，从而提升,树脂质量，并可制备特殊高相对分子质量树脂。,固相缩聚反应有三种：缩聚反应在低于单体或预聚物熔点下进行；在高于单体熔点低于高聚物熔点条件下进行；环化反应：,（4）热分解法,碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐和有机酸盐等经过热分解法而取得特种无机材料用氧化物粉末，而一些非氧化物陶瓷原料，如SiC、Si,3,N,4,等在工业上大多采取氧化物还原法制备。,2.4.2 制造工艺过程及方法,（三）固相法,第76页,