2015无机材料合成与制备试卷A.doc

《2015无机材料合成与制备试卷A.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015无机材料合成与制备试卷A.doc（5页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、考试时间填写： 年 月 日 考试用中南林业科技大学课程考试试卷 装订线(答题不得超过此线) 学院 专业班级 年级 姓名 学号 课程名称：无机材料合成与制备；试卷编号：A卷；考试时间：100分钟题号一二三四五六七八九十总分应得分 实得分一、是非题（1分23=23分，选全对或全错，计零分）得分评卷人复查人1 生长驱动力在数值上等于生长单位体积的晶体所引起的吉布斯自由能的降低。（ ）2 微波有很强的穿透力，微波加热时能深入到样品内部，其燃烧波首先从样品的表面向内部传播，最终完成微波烧结。（ ）3 提拉法中旋转籽晶的目的是获得更好的温度和浓度的均匀性。（ ）4 热电偶是接触式温度传感器，可直接与被测物

2、质接触，不受环境介质如烟雾、尘埃、CO2、水蒸气等影响，准确度较高。（ ）5等离子体在CVD中的作用是将反应气体激活成活性离子，提高低沉积温度；加速反应物表面的扩散作用，降低成膜速率。（ ） （提高）6 降低到-150 (123K)称为普通制冷或普冷，降低到-150 至4.2K 之间称为深度冷冻或深冷，降低到4.2K以下称为极冷。（ ）7 相比溅射成膜，蒸发法时，沉积原子的能量很低，一般不易形成形态3型的薄膜组织。（ ）（T）8 在形态2和形态3型低温薄膜沉积组织的形成过程中，原子的扩散能力不足，因而这两类生长又称为低温抑制型生长。（ ）（1和T）9 磁控溅射的缺点是靶材的利用率不高，一般低于

3、40%。（ ）10 过冷度越大,越容易非均匀成核；凸面杂质形核效率最高，平面次之，凹面最差。（ ）11直接凝固成型是依靠有机单体交联形成高聚物，温度诱导絮凝成型是依靠分散剂的分散特性。（ ）12 不具挥发性FeO和WO3在HCl存在时，生成FeCl2 、WOCl4、水蒸气，就可以通过相转移反应制得完美的钨酸铁晶体。（ ）13气体的低温分级冷凝就是气体混合物通过不同低温的冷阱而分离，气体通过冷阱后其蒸汽压小于13.33 Pa冷凝彻底；大于13.33 Pa认为不能冷凝，穿过了冷阱。 （ ）14 流动法比降温法有利于生长大尺寸单晶，蒸发法适合溶解度较大而温度系数很小的物质，凝胶法可在室温下生长一些难

4、溶的或对热敏感而不便使用其他方法的晶体。（ ）15用单相共沉淀法制备出单一尺寸的球形氢氧化铝颗粒的关键是通过尿素，在水溶液中缓慢分解释放出OH-，使溶液中碱性均匀地、缓慢地上升，从而使氢氧化物沉淀在整个溶液中同时生成。（ ）16 大块非晶合金的制备思路是非均匀形核的推迟和均匀形核的避免。（ ）17 非晶态材料衍射花样是由较宽的晕和弥散的环组成，没有表征结晶态的任何斑点和条纹，用电镜看不到晶粒，晶界晶格缺陷等形成的衍衬反差。（ ）18真空蒸镀的条件是被蒸发物质的分压须高于它的平衡蒸汽压。（ ）19 固相反应一旦发生即可进行完全，不存在化学平衡。（ ）20决定薄膜结构的重要参数是基片温度和蒸发物熔

5、点温度之比Ts/Tm，该值几乎总是小于0.45。（ ）21典型的非晶态熔体在转变点Tg 附近通常具有大分子结构，因为这种结构具有阻碍结晶的作用。（ ）22 要得到粗大甚至是单晶结构的薄膜，一个必要的条件是需要适当地降低沉积的温度，并提高沉积速率。（ ）23离子熔盐的热容量大、储热和导热性好，对其他物质有非凡的溶解能力。（ ）二、选择题（2分10=20分）得分评卷人复查人1下列哪种是液体急冷法中压延法的示意图（ B ）2下面哪个属于微波加热的方式（ D ） 3溅射率是决定溅射成膜快慢的主要因素之一，而影响溅射率大小的主要因素有很多，其中起决定作用的是（B）A靶材及表面晶体结构B 入射离子能量 C

6、 入射角度D 靶材表面温度4下列叙述中那种关于晶体制备中提拉法的是（ B ） A将原料溶解在水中，采取适当的措施造成溶液的过饱和状态，使晶体在其中生长。 B将待生长的材料在坩埚中熔化，然后将籽晶浸到熔体中缓慢向上提拉，同时旋转籽晶，即可以逐渐生长单晶。 C将籽晶下降到低过冷度的过冷熔体中，以获得晶体生长所需要的过冷度，实现晶体生长。 D原料在坩埚底部高温区熔融于助熔剂中，形成饱和熔融液，在旋转搅拌作用下扩散和对流到顶部相对低温区，形成过饱和熔液，在籽晶上结晶生长晶体。5关于水热（溶剂）法的说法不正确的是（ B ）A 研究物质在高温密闭或高压溶液中的化学行为与规律。B 主要以界面扩散为其特点C

7、研究体系一般处于非理想非平衡状态，在高温高压条件下，水或其它溶剂处于亚临界或超临界状态，反应活性提高。D 高压釜是进行高温高压水热与溶剂热合成的基本设备。6 有关溅射成膜的四种典型组织形态的叙述正确的是（ B ）A形态2型的组织形成于温度很低 (T/Tm0.5的温度区间，温度的升高使原子的体扩散开始变得很充分。C形态1型的拱形面形貌特征消失，薄膜强度较形态T型时显著提高。D形态2型薄膜的组织变为经过充分再结晶的粗大的等轴晶组织，晶粒较大，直至可超过薄膜的厚度，晶粒内部缺陷密度很低，晶界趋于完整。7 下面不是水溶液凝胶注模成型工艺对有机单体的要求的是（ D ）A 单体和交联剂必须是水溶的（前者至

8、少20%，后者至少2%）B 单体和交联剂的稀溶液形成的凝胶应具有一定的强度；C 不影响浆料的流动性D 单体和交联剂必须是溶于有机溶剂的（前者至少20%，后者至少2%）8下列有关辉光放电的描述错误的是（ D ）A 二级电子在飞往阳极的过程中使气体碰撞电离，这也是辉光放电持续不灭当的原因。B溅射离子来源于气体放电，主要是辉光放电。C正常辉光放电时，阴极表面开始，依次为：阿斯通暗区、阴极光层、阴极暗区、负辉光区、法拉第暗区、正柱区、阳极暗区和阳极光层，其中以负辉光区、法拉第暗区和正柱区为主体。D正柱区是大量电离区，产生大量的正离子，正离子与电子复合发光。9 下列叙述中错误的是（ C ）A 自蔓延高温

9、合成是利用原材料本身的热能来制备材料，反应迅速、产品纯度高。 B 与水热法相比，非水溶剂的采用使得溶剂热法可选择原料范围大大扩大。C 凝胶注模成型是通过调节PH值至等电点或增加悬浮体中的离子浓度使颗粒团聚而固化成型。D 从热力学角度，多元合金比二元合金更容易形成非晶态。10 （ C ）非晶态模型将所有原子看作紧密连接、难以压缩的刚性小球，它们在空间上无规则排列而致密堆积，没有空隙以容纳多余的原子。A 微晶模型 B 空间无规网络模型 C 硬球无规密堆模型 D 团簇密堆模型三、填空题（1分26=26分）得分评卷人复查人1 降温法和蒸发法是从溶液中生长晶体的常用方法，前者是通过控制 来控制过饱和度，

10、而后者则是通过控制 来控制过饱和度。2陶瓷制品的生产都要经过三个阶段：坯料制备、 成型 、烧结。3 水热与溶剂热法中反应混合物占密闭反应釜空间的体积分数称 ，一般为 。4 连续薄膜的形成的三种机制是原子团的迁移 、 奥斯瓦尔多吞并过程 和 熔结过程 。5 区域法是一种通过移动熔化的悬浮区域来制备和提纯单晶的技术，主要分为 水平区熔和 悬浮区熔 。6 真空蒸镀的关键真空度和 基片距离。7 Inoue等人提出得到块状非晶合金的三个实验规律：（1）合金要由 3个以上合金元素组成；（2）主元素之间要有12%以上的 原子尺寸差 ；（3）元素之间要有大的负混合热。8 溶胶-凝胶法常用的醇盐水解法的工艺流程

11、,由金属醇盐水解成溶胶， 陈化 ，干燥后得到干凝胶，然后 烧结 得产品。9 凝胶注模成型 是充分利用胶体的空间位阻稳定特性的原位凝固成型工艺，它首先将陶瓷粉料在有机溶剂中分散以制备高固相体积分散的浓悬浮体； 直接注模成型 通过调节PH值至等电点或增加悬浮体中的离子浓度使颗粒团聚而固化成型。10薄膜的生长分为三种类型：岛状生长模式、 和 。11影响CVD薄膜的主要参数是反应体系成分、温度、 压力 和 气体组成 。12蒸发源的加热方式有 电阻加热 和电子束加热法。13自蔓延高温合成SHS的工艺流程大致可归纳为 、压制、装入容器、点火引燃和 。14离子熔盐： 和无机阴离子组成的熔融液体，如二元和多元

12、混合熔盐：LiClKCl、KClNaClAlCl3。16 晶体生长理论模型主要有成核生长理论模型和螺旋位错生长理论模型。四、简答题（23分） 得分评卷人复查人1 提拉法生长晶体的装置，须注意什么？( 6分 )2 溅射的基本过程？溅射与蒸发的区别？( 6分 )溅射的基本过程：自由电子被电场加速飞向阳极，与路遇的放电气体（通常是惰性气体Ar气）碰撞，使之失去外层电子而电离，并释放出Ar+和自由电子（右图1）。 Ar+受到电场加速飞向置于阴极的靶材，撞击出靶材原子，以及二次电子，使自由电子增加（右图2） 。电子在飞行过程中，还可能与Ar+碰撞，使之恢复中性状态，但此过程中电子由激发态回去基态，需要放出能量，这部分能量以发射光子形式释放。因有大量光子释出，放电形成的等离子体出现发光现象，这就是所谓的“辉光”放电。蒸发：将材料加热汽化，蒸气分子获得的能量少，但成膜条件比较简单，沉积参数控制也较简单。 3化学气相沉积技术对原料的要求。( 5分 )反应原料是气态或易于挥发成蒸气的液态或固态物质；反应易于生成所需要的沉积物而其中副产品保留在气相中排出或易于分离；整个操作较易于控制。4简述凝胶注模成型的工艺过程。( 6分 )五、论述题（ 8分）得分评卷人复查人1从结构化学角度分析非晶态形成的条件。