简明无机合成第5章.pptx

;;本章引言;极低的热导率;平均温度/℃;科学：美研制高强度气凝胶打造机器人肌肉 ;5.1 等离子体合成 ;5.1.1 概念与实例; 等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。等离子体物理的发展为材料、能源、信息、环境空间，空间物理，地球物理等科学的进一步发展提新的技术和工艺。看似“神秘”的等离子体，其实是宇宙中一种常见的物质，在太阳、恒星、闪电中都存在等离子体，它占了整个宇宙的99％。;等离子体的生成; 高温平衡等离子体(或称热等离子体或称高温等离子体)只有在温度足够高时发生。太阳和恒星不断地发出这种等离子体，组成了宇宙的99％。在高温等离子体中，电子温度、离子温度及气体的温度完全一致，在108~109K 范围之内，如太阳内部，核聚变产生的等离子体就属于这种。;;等离子体造就的宇宙和自然奇观;⑵ 实例说明：等离子电视机 ;5.1.2 等离子体的特点及获得方法 ;⑵ 等离子体的获得方法; 在电场作用下获得加速动能的带电粒子与气体分子碰撞、加之阴极二次电子发射等机制的作用，导致气体击穿放电而形成等离子体。; 只要入射光量子大于或等于该物质的第一电离能，就可形成等离子体。激光辐射不仅有单光子，还有多光子和级联电离机制，还可获得高温高密度等离子体。; 借助热运动动能使气体中足够大的原子、分子相互碰撞引起电离。这种方法产生的等离子体称火焰等离子体。;⑥ 微波诱导法 ;5.1.3 等离子合成技术的应用 ;等离子体电弧熔炼炉示意图; 许多设备的部件应能耐磨耐腐蚀、抗高温，为此需要在其表面喷涂一层具有特殊性能的材料。用等离子体沉积快速固化法可将特种材料粉末喷入热等离子体中熔化，并喷涂到基体（部件）上，使之迅速冷却、固化，形成接近网状结构的表层，这可大大提高喷涂质量。;设备总图1－主电源；2－直流电源；3－冷却水泵；4－水冷器；5－预热器； 6－压力计；7－流量计；8－载粉气；9－送粉器；10－控制台； 11－等离子枪；12－工作气体 ;中科院等离子体喷涂工艺研究获进展;③ 等离子体焊接;④ 等离子体切割; 等离子体刻蚀是干法刻蚀中最常见的一种方法，它产生的带能粒子（轰击的正离子）在强电场下，朝硅片表面加速，这些粒子通过溅射刻蚀作用去除未被保护的硅片表面材料，从而完成一部分的硅刻蚀。 ;⑥ 低压等离子体技术与应用 ; 采用低温等离子体处理造纸黑液技术 可解决造纸黑液对环境的严重污染并可回收碱、碳粉和可燃气体等有用物质，与现有处理工艺相比经济效益较好。处理后的废物、废液可达到国家排放标准。;等离子清洗机原理 ;等离子体离子推进器 ;等离子体推进技术 ;等离子体光学开关 ;等离子体天线 ; ⑵ 一些突出的等离子体应用; ★ 蔺娴等以淄博贫煤为原料,用射频等离子体法合成碳纳米管管(CN Ts)和纳米洋葱状富勒烯烯(NSOFs),其直径分布均匀,约为10 nm 左右,准球状的NSOFs 直径分布在8nm~30nm之间,石墨化程度较高。 ★ 朱教群等以元素单质粉为原料, 当原料配比为n(Ti) :n (Si):n (Al):n (C) = 3:(1.2-x):x:2 , 其中: x =0.05~0.2 时, 在1 200~1 250 ℃温度下经放电等离子烧结成功制备了高纯、致密Ti3SiC2 固溶体材料。原料中掺加适量Al 能改善Ti 3SiC2 的合成反应并提高制备材料的纯度。当x =0.2 时, 所合成的固溶体形貌为板状结晶, 分子式近似为Ti3Si00.8Al0.2C2。在1 250 ℃温度下烧结, 得到平均厚度达5μm , 发育完善均匀的致密多晶体材料, 具有与石 墨相似的加工性能。; ② 有特殊性能的薄膜材料喷涂 ; ★ 张金玲等利用等离子激发原位反应在碳钢表面合成了Ni-Al金属间化合物涂层，其涂层与基体呈冶金结合, 无裂纹和气孔等缺陷，涂层的主要组成相为Ni3Al和NiAl,涂层组织为细密的树枝晶,涂层的硬度高于基体, 可达630 HV,涂层耐蚀性能良好。 ★ 汤文杰等用马来酸酐乙醇溶液为单体,采用脉冲介质阻挡放电(DBD)合成了聚马来酸酐薄膜,在频率为80 kHz ,气压50 Pa 下薄膜的生长速率为8 nm/ min。 ★ 陈金民等根据二氧化钒在68 ℃附近发生相变的这一特性,选用V2O5 和W2O3为前驱物,采用微波等离子体增强法, 通过在玻璃片上镀膜,合成了氮杂二氧化钨钒(V0. 98W0. 02O2 - x Ny )薄膜。; ③ 纳米材料的合成 ;等离子体辅助MOCVD系统示意图; ④ 陶瓷材料的合成