第二章无极精细化学品第2-3节单晶化、非晶化概述.docxVIP

山东理工职业学院教案首页 2014---2015学年 第1学期 课程名称精细化工概论任课教师王开明授课班级煤炭 121煤炭 121授课时间第 2 周第 2 周第 周第 周第 周第 周星期一星期二星期星期星期星期第2节第5、6节第 节第 节第 节第 节9月29日9月30日月 日月 日月 日月 日授课课题第二章 无机精细化学品 第2节 单晶化 第3节 非晶化教学目的1. 了解单晶和非晶固体的种类和特点； 2．掌握单晶化、非晶化的工艺流程； 3．熟悉几种单晶化、非晶化的应用举例。教学重点单晶和非晶固体的分类，单晶化、非晶化工艺种类。教学难点单晶化、非晶化工艺流程教学用具备注山东理工职业学院教案纸 教学过程教 学 内 容教学方法引入新课 第2节 单晶化 一、从Al2O3到蓝宝石 1.蓝宝石特性及应用 2.蓝宝石的制备 大多数无机物都是以固态形式存在或使用的。固体的状态有单晶、多晶态和非晶态三种形式，另外也有它们组合而成的复合态。单晶态是整个固体中原子的排列都是有规则有序的结构。非晶态只是短程有序，而无长程有序周期性的结构。多晶态是许多微小单晶的聚合体，既由许多趋向不同的晶粒组成。一般固体都以多晶态形式存在。如果能够通过某种办法，将通常情况下的多晶态物质制成具有一定使用尺寸的单晶体或非晶体，那么就可以赋予原物质以新的特性和功能，使其具有更大的使用价值，变成新型功能材料。本节课我们就来认识一下单晶体和非晶体的物质。 钻石、红宝石、蓝宝石、祖母绿和猫眼石称为世界五大宝石，第2节，我们将要认识一下其中的两种红宝石和蓝宝石。 最近科技界比较活跃的当属手机界了，特别是iphone6。Iphone6发布之前，人们对它进行了无限遐想，让人感觉比较靠谱的是苹果将在iPhone6手机上搭载蓝宝石玻璃作为抗刮保护，并已开始试验生产，但是事与愿违。分析师说，蓝宝石屏幕比普通玻璃屏幕更厚更重，成本比普通玻璃屏幕高10倍，透光性比普通玻璃屏幕差耗能高等因素让很多手机放弃了它。应用于手机，它只是暂时落后，但是在其他方面它得到了人们的青睐。 纯的氧化铝单晶体就是通常所说的蓝宝石，其实他并不是蓝颜色的宝石，而是无色透明的，所以也有叫白宝石的。真正的蓝宝石是掺钛的。早期蓝宝石都是天然的，数量少，只用来作装饰品。蓝宝石象征忠诚、坚贞、慈爱和诚实。星光蓝宝石又被称为“命运之石”，能保佑佩戴者平安，并让人交好运，是9月和秋季的生辰石。 随着科技的发展，蓝宝石逐渐变为了不可缺少的重要材料。蓝宝石绝缘性好，介电损耗小，耐高温，耐酸、碱腐蚀，导热性好，机械强度也足够高，可以加工成平整的表面，所以蓝宝石成为一种很好的集成电路衬底材料。①用它制成的半导体器件，具有高速、低功耗特点，以用于微型电子计算机中；②用它制成的厚膜集成电路可用于电子手表，用它做成的薄膜电路可用于微波放大器、振荡器等；③利用它介电损耗小的特性，可制成微波用微调电容器和微波波导；④利用它良好的光学特性，可制成光学传导器及其他光通讯器件；⑤利用它的声学特性，可制成超高频滤波器、延迟线等声表面波器件；⑥利用它既耐碱金属腐蚀，又透明的特性，可制成钾、钕等特殊光源的灯管；⑦利用它强度高、不易破碎、可作坦克车上的防弹窗口材料等。 生长蓝宝石单晶体的方法很多，可用焰熔法、引上法(又叫提拉法)等方法来制取。但为了适应蓝宝石晶片的形态，可采用导模法的生长技术，直接制得片状蓝宝石晶体。这样可以避免单晶体材料在切割、研磨等过程中的大量浪费。用导模法生长片状蓝宝石单晶，是将氧化铝原料放在钼坩埚内，置电炉中加热。为了防止钼在高温下的氧讲授 第 1 页 山东理工职业学院教案纸 教学过程教 学 内 容教学方法 二、红宝石与第一台激光器 1.红宝石特性及应用 2.红宝石的制备 三、新的单晶体化，炉中通入保护性气体(如氩气)等。生长过程为：把原料熔融，在熔体中插入一个中间开有槽的导模，通过它就可以拉出片状单晶体。改变槽的尺寸，就可以得到不同规格的片状单晶体。如果采用圆筒状导模，就可得到管状蓝宝石单晶体，用来制造钾、钕等特殊光源的灯管。应用这种方法还可以生长出太阳能电池用的片状硅单晶体，以及制造大有用处的声表面波器件、延迟线、滤波器等片状铌酸锂单晶体等。用于坦克防弹窗口