第三章 低温合成技术.pptVIP

**第三章低温合成技术第1页，共28页，星期日，2025年，2月5日1、低温的定义？低温的范围？2、低温现象？生活中低温的应用？3、材料在低温下会发生什么变化？4、为什么要获得低温？低温的应用？5、如何获得低温？6、如何测量低温？7、如何控制低温？8、低温在材料科学与工程中的应用？技术问题目的问题常识问题材料问题第2页，共28页，星期日，2025年，2月5日1、低温的定义？1）低温物理学：?150℃,123K以下的温度。2）低温是：低于液氮温度（77K）；低于液氦温度（4.2K）（超低温）3）制冷技术：120K以上，普冷；120~0.3K，深冷（又称低温）；0.3K以下，极低温。第3页，共28页，星期日，2025年，2月5日2、生活中低温的应用？低温现象？食品冷冻冷藏、舒适性空气调节、医疗卫生、工业。随着温度的不断降低，物质发生着巨大的变化，出现了许多神奇的现象：锡块变成了锡粉；空气在-190℃时会变成浅蓝色液体；橡胶变得像玻璃一样脆；鸡蛋摔在地上会像皮球一样跳起来；“玻璃金鱼”复活。第4页，共28页，星期日，2025年，2月5日3、材料在低温下会发生什么变化？1）机械性能：低温脆化2）热学性质：固体比热容在某些温度下会突变3）电学性质：金属的导电性明显提高，而半导体的导电性则大大降低——低温超导（高温超导）4）磁学性质：在足够低的温度下，原则上所有顺磁物质均可表现出铁磁性或反铁磁性；非金属材料在低温下也能表现出磁性，但在温度超过一定限度时就会失去磁性。目前，临界温度最高的非金属磁体在-230℃左右。第5页，共28页，星期日，2025年，2月5日4、为什么要获得低温？（1）大量气态、易挥发或对水、氧、热等敏感的无机化合物的合成及相关反应只能在低温条件下进行。（2）利用低温下材料的特性、低温现象。1）低温脆化——制药、液氮低温加工橡胶品2）低温超导——磁悬浮列车3）生物冷冻——“冷刀”、“生物冷冻”（3）气体的液化和分离：通过降温产生物态变化，可以使气体液化、混合气体分离。（4）超低温条件能促进化学反应的进行。第6页，共28页，星期日，2025年，2月5日第7页，共28页，星期日，2025年，2月5日第一节低温的获得一、低温的获得途径：1、相变制冷2、热电制冷3、气体绝热膨胀4、绝热去磁第8页，共28页，星期日，2025年，2月5日第9页，共28页，星期日，2025年，2月5日相变制冷相变过程中，由于物质分子的重新排列和分子热运动速度的改变，会吸收或放出热量→潜热。固体液体气体吸收潜热放出潜热吸收潜热放出潜热吸收潜热放出潜热固体升华制冷液体气化制冷固体熔化制冷第10页，共28页，星期日，2025年，2月5日第11页，共28页，星期日，2025年，2月5日二、低温源1）水冷浴自来水冷却室温～12℃，流动的水；12℃～0℃，加入冰块冰—盐体系（最常用）(固体熔化制冷)适用温度：0～-25℃盐的种类NaClNH4ClKClZnCl2NaNO3NH4NO3盐的克数/100g冰332530515945冰点/℃-21.2-15.8-11.1-62-18.53-17.31、低温冷浴第12页，共28页，星期日，2025年，2月5日冰—酸体系一份浓硝酸+一份冰低温-37.5℃一份浓盐酸+两份冰低温-56℃一份浓盐酸+三份冰低温-43℃第13页，共28页，星期日，2025年，2月5日干冰(固体升华制冷)原理：干冰的升华温度为-78.3℃，干冰的导热性不好液态空气（-193℃～186℃）(液体气化制冷)低沸点液体溶剂冷浴温度/℃溶剂冷浴温度/℃四氯化碳-23乙醇-72氯乙烷-60丙酮-78液体液NH3SO2液O2液N2沸点/℃-33.4-10.0-183.0-196.02）非水冷浴第14页，共28页，星期日，2025年，2月5日第二节低温的控制主