新型无机材料的特点.pptVIP

激光原理 谐振腔中的工作物质在泵浦源的作用下，处在粒子数反转状态，自发辐射 产生的光子由于受辐射不断放大的分子在谐振腔中经过反射镜多次反射，在谐振腔中沿非轴线方向的光子很快逸出腔外，而沿轴线方向的光子往复传输，不断被放大，且方向性增益不断改善，最后从反射镜输出即为激光。 1.2 晶体的形成方式 （1）由液相转变为固相： 从熔体中结晶：当熔体温度低于熔点时，晶体开始析出。 从溶液中结晶：当溶液达到过饱和时，析出晶体，方式有：温度降低、水分蒸发和化学反应生成难溶物质。 （2）由气体转变为固体：条件是有足够低的蒸气压，如雪花就是由水蒸气冷却直接结晶成的晶体。 （3）由固相再结晶为固相，称为再结晶作用： 1）同质多象转变：某种晶体，在热力学条件改变时转变为另一种晶体。它们在转变前后的成分相同，但是晶体结构不同，如石英。 2）原矿物晶体颗粒变大：如细粒方解石组成的石灰岩再结晶成为粗粒方解石晶体组成的大理石。 3）固态非晶质结晶：如玻璃向晶体转变等。 4.5.1 气相生长 包括：物理气相沉积(升华-凝结法、分子束外延法、离子束沉积法)、化学气相沉积和气-液-固生长法。 （1）升华-凝结法 将多晶原料经气相转化为单晶。适用于常温下、蒸气压较高的单质和化合物，如As、Cd、Zn、ZnS、SiC。 * （2） 制备金刚石薄膜CVD技术 金刚石薄膜的发展很快，有热丝法、微波等离子体法、直流等离子体喷射法等。 微波等离子体CVD技术：利用微波功率馈入激励辉光放电，能在很宽的气压范围内产生稳定的等离子体，其内的电子密度高。 * （3） 气-液-固(VLS)生长法 VLS法是瓦格纳和伊利斯60年代发明的晶须生长技术，其特点是通过溶液媒介在气相中析出固相。 将金粒置于单晶硅衬底上， 370℃形成低共熔合金， H2+SiCl4→Si * 50*400微米 * 4.4.2 结构 原理：由于含有光辐照所致可逆的亚稳态色心。 一定波长激活辐射，玻璃生成色心即产生着色，激活辐射去除，色心破坏即褪色，激活-破坏(变暗-复明)往复循环而不疲劳。 可逆的亚稳态色心与基质玻璃同相的，称同相（均相）光致变色玻璃； 可逆的亚稳态色心与基质玻璃不同相的，称异相型光致变色玻璃。 * 4.4.3 变色原理 无光照时，含卤化银的玻璃种微观晶体对光的散射极小，玻璃高度透明。 光照下，卤化银北从紫到蓝很宽的光照所激发，产生反应析出游离银原子核卤素原子。众多银原子由于散射而着色。 去除光照后，原子间发生可逆化学作用，形成卤化银，玻璃恢复透明。 * 4.4.6 应用 自动调光玻璃（太阳镜；汽车、飞机建筑物等窗玻璃） 激光器窗口玻璃 航天器窗口玻璃 图像记录、全息记录、光信息存储等 黑板-光调谐笔 紫外线计量计 …… * 4.5 电致变色玻璃 4.5.1 定义： 电致变色玻璃(Smart Glass)，在电场作用下引起颜色变化的玻璃，这种变化是可逆的、连续可调的。 颜色的连续变化意味着透过率、吸收率、反射率三者可调，最具实用性的是电化学变色玻璃，即玻璃在电化学反应条件下对可见光吸收有重大的改变，其机理至今尚末解释清楚。 * 4.5.2 特点及应用 在热致变色、光致变色以及电致变色三种激励方式对制冷和照明所需能量来看，电致变色器件节能效果最佳。 特点：响应慢，但寿命、记忆效应和循环次数上存在较大优势。 可以用于：汽车玻璃——调节光强； 建筑窗玻璃——节能； 军用飞行器——隐身； 等等。 * 5.4 微晶玻璃 5.4.1 定义 将加有成核剂(个别可不加)的特定组成的基础玻璃，在一定温度下热处理后，就变成具有微晶体和玻璃相均匀分布的复合材料，称之为微晶玻璃。 微晶玻璃的结构、性能及生产方法同玻璃和陶瓷都有所不向，其性能集中了两者的特点，成为一类独特的材料。它也称为玻璃陶瓷（glass-ceramics）或结晶化玻璃。 * 5.4.3 微晶玻璃的特点 微晶玻璃间普通玻璃的区别，主要是它们只有结晶结构，而同陶瓷树料的区别，主要是它们的结晶结构更细。主要特点如下： 力学性质：机械强度高，弹性模量大，坚硬耐磨； 热学性质：膨胀系数变化范围大，热稳定性好； 化学稳定性好； 光学性能：具有独特的光学性能（