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有机材料化学

发布时间:2024-03-29 05:53:42 影响了:

有机材料化学篇一:无机材料化学复习

1.按《无机材料化学》书第一章的观点,简要回答: (1)无机材料化学的核心内容;缺陷化学(即固溶体部分)。

(2)无机材料化学领域里最常用的2项分析技术;X射线衍射和电子显微镜技术。

(3)对于无机非金属材料这一学科而言,“无机材料化学”的地位如何?

“无机材料化学”是其最核心、最重要的部分。

2.请列出与“无机材料化学”学科关系最密切的学科或分支,并分别分析它们与“无机材料化学”学科的异、同点。

3.请列出与《无机材料化学》内容关联最大的书,包括国内、外关于化学、材料科学(暨“陶瓷学”、“金属学”)的主要著作和教材,写出作者(译著原作者暨国籍和译者)、书名、出版社、大致出版时间、该书的主要特色。

4.试运用“使玻璃分相、进一步制备富含SiO2的玻璃(高硅氧玻璃)”的原理,设计一个亚微观层次复合材料的制备方法。

“使玻璃分相、进一步制备富含SiO2的玻璃”的原理即为斯宾那多分解分相原理。(具体方法步骤为:①加入Na2O作为助熔剂降低玻璃熔点,从而可在较低温炉子下制作;②分相,一部分富含Si2O,一部分富含Na2O;③用酸腐蚀富含Na2O的相,保留富含Si2O的相;④烧结,去掉气孔,使致密化,制成高硅氧玻璃。)利用此原理可在两种金属熔融后,控制温度使其分解分相,形成卵形合金。

说明:M1——金属1,M2——金属2。

5.简述:

(1)自然选择是有少量缺陷的晶体;

在一定浓度范围内,缺陷的生成会导致吉布斯自由能△G的下降,从吉布斯自由能图中可知,当有少量缺陷时,晶体的能量最低,最稳定,故自然选择是有少量缺陷的晶体。 (2)“固溶”的基本概念;

固溶是指在固态条件下一种组元(组分)“溶解”了其他组元而形成的单相晶态固体。

(3)“掺杂”与“固溶”的异、同点;

相同点:都是在一种组元中引入其它组元,均为原子数量级的混合; 不同点:①“掺杂”是一种半导体的术语,通过混入极少数杂质来改变原物

质的性质,强调过程,而“固溶”则更侧重于表示一种状态; ②两者所引入的杂质浓度不同。“掺杂”加入的组分相对较少,往往是利用掺入杂质带来一些特殊的性质如Sialon陶瓷的双掺杂是为了产生更多的空位;而“固溶”则对于后加入组分没有量的限制,仍以Sialon陶瓷为例,“固溶”95%是为了降低熔点。

(4)“掺杂”与“固溶(体)”的英文单词。 掺杂 Doping 固溶体 Solid Solution 6.简述:

(1)“固相反应”的基本概念; 有固相参与的反应。 (2)“烧结”的基本概念;

指在高温条件下使粉末晶粒长大,气孔和晶界减少,以达到致密化的过程。 (3)“烧结”与“晶体长大”的区别和联系;

晶体长大是使晶体长成其固有形状,并不依赖于烧结机理。但一般伴随着烧结过程会发生晶体长大,在烧结后期明显。因此我们可以利用烧结的附带过程,让质点运动规律,减少玻璃态,使晶体长得更好。并且烧结的附带过程也是晶体长大。

(4)“固相反应”与“烧结”的区别和联系;

固相反应是化学过程,烧结是物理过程;但在实际生产过程中,为了促进烧结而加入了少量添加剂,因而在烧结过程中会伴随发生固相反应。 (5)“固相反应”与“烧结”的英文单词。 固相反应 Solid State Reaction 烧结 Sintering

7.试用图、配以简单的文字,从亚微观结构角度说明,单晶、多晶精细陶瓷(固相烧结)、多晶陶瓷(液相烧结)的主要区别。

8.(按书5-21题修改)设有由极少量氧化镁固溶入二氧化锆的纳米粉末,又有纳米二氧化锆粉与极少量的纳米氧化镁粉的混合物。试解释这2中情况的区别,并用实验方法来区别这两者。

①区别:这两种情况有着本质区别。前者形成的是固溶体,后者是两种粉末的机械混合。极少量MgO固溶入ZrO2的纳米粉末形成的固溶体,组元间是以原子尺度相混合的,存在可混溶性,因此它是单相均匀的,并且它的结构和溶质(MgO)的晶体结构往往没有直接的联系,它的性质和主晶体(ZrO2)有着明显的区别。而纳米ZrO2粉末与极少量的纳米MgO的机械混合不可能以原子尺度相混,这种混合物不是均匀的单相而是多相,混合物内各相分别保持着自身的结构和性能。

② 方法:A、这两种情况可用差热分析法区别。固溶体相变温度会在几十至几百度的巨大范围内变化。

B、利用全相显微镜或X射线衍射可以观察这两种粉末微观相,前者是均匀单相的,而后者是多相的。

有机材料化学篇二:材料与化学:有机高分子材料概述小结

材料与化学:有机高分子材料概述小结

高分子材料按其组成可划分为有机高分子材料和无机高分子材料两大类,由于有机高分子材料的应用广度超过了无机高分子材料,因此我们通常所说的高分子材料均指有机高分子材料,或者说将有机高分子材料简称为高分子材料。高分子材料是指以高分子化合物为基本组分,加入适当助剂,经过一定加工制成的材料,高分子材料也称为聚合物材料。

高分子材料种类繁多,一般有四种简单的分类方法。1、根据高分子化合物来源可分为天然高分子材料、半天然高分子材料和合成高分子材料三大类;2、根据高分子材料的使用性质可分为塑料、橡胶、纤维、黏合剂与密封材料和涂料五大类;3、根据高分子材料的热性质可以分为热塑性高分子材料和热固性高分子材料两大类;4、根据组成高分子材料的高分子化合物的主链结构又可将其分为碳链高分子材料、杂链高分子材料和元素高分子材料三大类。

高分子材料是由相对分子质量比一般小分子有机化合物高得多的高分子化合物为主要成分制成的物质。高分子材料的结构通常分为高分子的链结构和高分子的聚集态结构两个部分,能进一步的划分为高分子化合物的一级、二级、三级、四级结构。有机高分子化合物的结构可分为线型高分子和体型高分子1.线型结构 有些高分子由一个个链节连接起来,成千上成链节连成长链,如淀粉和纤维素的长链是由C—C键和C—O键相连接的,聚乙烯和聚氯乙烯是由C—C键相连接的,线性结构的高分子材料,可以带支链,也可以不带支链。线

型结构的高分子材料两个链间只有分子间作用力,没有化学键,而这一分子间的作用力随相对分子质量的增大而增强。 2.体型结构 体型结构是高分子链上能起反应的官能团跟别的单体或别的物质发生反应,分子链之间形成化学键产生一些交联,形成的网状结构,如硫化橡胶等,橡胶硫化后,由线型结构转变为网状结构,橡胶制品会变得更加坚韧和富有弹性。

高分子材料的性能包括力学性能、电学性能、光学性能、热学性能及它的化学稳定性五大类,这些优良的性质(转 载于:www.hnNscy.CoM 博文学习网:有机材料化学)取决于其不同于小分子化合物的结构和性质。高分子化合物的合成一般通过自由基聚合、离子聚合、配位聚合、可控/活性聚合、缩合聚合、加成缩合聚合、逐步加成聚合、氧化偶联聚合、高分子化合反应九种方法,聚合反应的实施方法一般包括本体聚合、溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合、熔融聚合、溶液缩聚、界面缩聚、固相缩聚八种。

应用这些合成方法合成出了我们生活中常见的高分子化合物,比如说塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂与密封材料以及比较高级的功能高分子材料和聚合物基复合材料,这些都为我们的社会进步做出了极大的贡献,随着科学技术的不断进步,高分子材料也得到的很大的发展,使得其在我们的日常生活应用中无处不在,相信在今后的科学进步中高分子材料还会取得更大的发展与进步。

有机材料化学篇三:无机材料化学第九章作业

7.解:1、G -G0= kt 22

代入数据:G0= 2 ?m, G = 10 ?m, t = 0.5 h,得

k = (102-22)/0.5 (?m2/h)

=192 (?m2/h)

则,保温2h后,晶粒尺寸应为:

G 2 = kt + G02 =192?2+22 = 388

G = 19.7 ?m

8.解:晶粒正常生长计算式:D

2?D20?Kt RT) K

D?Q?Aexp(1 D=63μm加入抑制剂计算式:

D23?30?K2 )

2K?Q?Aexp(RT

D=16μm

K1=99.75由K式作比较得K2=998.6

9.答:烧结初期,晶界上气孔数目很多,此时气孔阻止晶界移动,Vb=0。烧结中、后期,温度控制适当,气孔逐渐减少。可以出现Vb=Vp,此时晶界带动气孔以正常速度移动,使气孔保持在晶界上,气孔可以利用晶界作为空位传递的快速通道而迅速汇集或消失。继续升温导致Vb》Vp,晶界越过气孔而向曲率中心移动,气孔包入晶体内部,只能通过体积扩散排除,这是十分困难的。

从实现致密化目的考虑,晶界应带动气孔以正常速度移动,使气孔保持在晶界上,气孔可以利用晶界作为空位传递的快速通道而迅速汇集或消失。

控制方法:控制温度,加入外加剂等。

12.答:1)、粉末的粒度。细颗粒增加了烧结推动力,缩短原子扩散距离,提高颗粒在液相中的溶解度,从而导致烧结过程的加速。

2)、外加剂的作用。在固相烧结中,有少量外加剂可与主晶相形成固溶体,促进缺陷增加,在液相烧结中,外加剂改变液相的性质(如粘度,组成等),促进烧结。

3)、烧结温度:晶体中晶格能越大,离子结合也越牢固,离子扩散也越困难,烧结温度越高。

4)、 保温时间:高温段以体积扩散为主,以短时间为好,低温段为表面扩散为主,低温时间越长,不仅不引起致密化,反而会因表面扩散,改变了气孔的形状而给制品性能带来损害,要尽可能快地从低温升到高温,以创造体积扩散条件。

5)、气氛的影响:氧化,还原,中性。

6)、成形压力影响:一般说成型压力越大颗粒间接触越紧密,对烧结越有利。

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