無(wú)機(jī)材料合成與制備試卷A

1、考試時(shí)間填寫(xiě)： 年 月 日 考試用中南林業(yè)科技大學(xué)課程考試試卷 裝訂線(答題不得超過(guò)此線) 學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 年級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 課程名稱：無(wú)機(jī)材料合成與制備；試卷編號(hào)：A卷；考試時(shí)間：100分鐘題號(hào)一二三四五六七八九十總分應(yīng)得分 實(shí)得分一、是非題（1分×23=23分，選全對(duì)或全錯(cuò)，計(jì)零分）得分評(píng)卷人復(fù)查人1 生長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力在數(shù)值上等于生長(zhǎng)單位體積的晶體所引起的吉布斯自由能的降低。（ ）2 微波有很強(qiáng)的穿透力，微波加熱時(shí)能深入到樣品內(nèi)部，其燃燒波首先從樣品的表面向內(nèi)部傳播，最終完成微波燒結(jié)。（ × ）3 提拉法中旋轉(zhuǎn)籽晶的目的是獲得更好的溫度和濃度的均勻性。（ ）4 熱電偶是接觸式

2、溫度傳感器，可直接與被測(cè)物質(zhì)接觸，不受環(huán)境介質(zhì)如煙霧、塵埃、CO2、水蒸氣等影響，準(zhǔn)確度較高。（ ）5等離子體在CVD中的作用是將反應(yīng)氣體激活成活性離子，提高低沉積溫度；加速反應(yīng)物表面的擴(kuò)散作用，降低成膜速率。（ × ） （提高）6 降低到-150 (123K)稱為普通制冷或普冷，降低到-150 至4.2K 之間稱為深度冷凍或深冷，降低到4.2K以下稱為極冷。（ ）7 相比濺射成膜，蒸發(fā)法時(shí)，沉積原子的能量很低，一般不易形成形態(tài)3型的薄膜組織。（ × ）（T）8 在形態(tài)2和形態(tài)3型低溫薄膜沉積組織的形成過(guò)程中，原子的擴(kuò)散能力不足，因而這兩類生長(zhǎng)又稱為低溫抑制型生長(zhǎng)。（ &#

3、215; ）（1和T）9 磁控濺射的缺點(diǎn)是靶材的利用率不高，一般低于40%。（ ）10 過(guò)冷度越大,越容易非均勻成核；凸面雜質(zhì)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機(jī)單體交聯(lián)形成高聚物，溫度誘導(dǎo)絮凝成型是依靠分散劑的分散特性。（ × ）12 不具揮發(fā)性FeO和WO3在HCl存在時(shí)，生成FeCl2 、WOCl4、水蒸氣，就可以通過(guò)相轉(zhuǎn)移反應(yīng)制得完美的鎢酸鐵晶體。（ ）13氣體的低溫分級(jí)冷凝就是氣體混合物通過(guò)不同低溫的冷阱而分離，氣體通過(guò)冷阱后其蒸汽壓小于13.33 Pa冷凝徹底；大于13.33 Pa認(rèn)為不能冷凝，穿過(guò)了冷阱。 （ × ）

4、14 流動(dòng)法比降溫法有利于生長(zhǎng)大尺寸單晶，蒸發(fā)法適合溶解度較大而溫度系數(shù)很小的物質(zhì)，凝膠法可在室溫下生長(zhǎng)一些難溶的或?qū)崦舾卸槐闶褂闷渌椒ǖ木w。（ ）15用單相共沉淀法制備出單一尺寸的球形氫氧化鋁顆粒的關(guān)鍵是通過(guò)尿素，在水溶液中緩慢分解釋放出OH-，使溶液中堿性均勻地、緩慢地上升，從而使氫氧化物沉淀在整個(gè)溶液中同時(shí)生成。（ × ）16 大塊非晶合金的制備思路是非均勻形核的推遲和均勻形核的避免。（ ）17 非晶態(tài)材料衍射花樣是由較寬的暈和彌散的環(huán)組成，沒(méi)有表征結(jié)晶態(tài)的任何斑點(diǎn)和條紋，用電鏡看不到晶粒，晶界晶格缺陷等形成的衍襯反差。（ ）18真空蒸鍍的條件是被蒸發(fā)物質(zhì)的分壓須高于它

5、的平衡蒸汽壓。（ × ）19 固相反應(yīng)一旦發(fā)生即可進(jìn)行完全，不存在化學(xué)平衡。（ ）20決定薄膜結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)是基片溫度和蒸發(fā)物熔點(diǎn)溫度之比Ts/Tm，該值幾乎總是小于0.45。（ ）21典型的非晶態(tài)熔體在轉(zhuǎn)變點(diǎn)Tg 附近通常具有大分子結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)具有阻礙結(jié)晶的作用。（ ）22 要得到粗大甚至是單晶結(jié)構(gòu)的薄膜，一個(gè)必要的條件是需要適當(dāng)?shù)亟档统练e的溫度，并提高沉積速率。（ × ）23離子熔鹽的熱容量大、儲(chǔ)熱和導(dǎo)熱性好，對(duì)其他物質(zhì)有非凡的溶解能力。（ ）二、選擇題（2分×10=20分）得分評(píng)卷人復(fù)查人1下列哪種是液體急冷法中壓延法的示意圖（ B ）2下面哪個(gè)屬于微

6、波加熱的方式（ D ） 3濺射率是決定濺射成膜快慢的主要因素之一，而影響濺射率大小的主要因素有很多，其中起決定作用的是（B）A靶材及表面晶體結(jié)構(gòu)B 入射離子能量 C 入射角度D 靶材表面溫度4下列敘述中那種關(guān)于晶體制備中提拉法的是（ B ） A將原料溶解在水中，采取適當(dāng)?shù)拇胧┰斐扇芤旱倪^(guò)飽和狀態(tài)，使晶體在其中生長(zhǎng)。 B將待生長(zhǎng)的材料在坩堝中熔化，然后將籽晶浸到熔體中緩慢向上提拉，同時(shí)旋轉(zhuǎn)籽晶，即可以逐漸生長(zhǎng)單晶。 C將籽晶下降到低過(guò)冷度的過(guò)冷熔體中，以獲得晶體生長(zhǎng)所需要的過(guò)冷度，實(shí)現(xiàn)晶體生長(zhǎng)。 D原料在坩堝底部高溫區(qū)熔融于助熔劑中，形成飽和熔融液，在旋轉(zhuǎn)攪拌作用下擴(kuò)散和對(duì)流到頂部相對(duì)低溫區(qū)，形

7、成過(guò)飽和熔液，在籽晶上結(jié)晶生長(zhǎng)晶體。5關(guān)于水熱（溶劑）法的說(shuō)法不正確的是（ B ）A 研究物質(zhì)在高溫密閉或高壓溶液中的化學(xué)行為與規(guī)律。B 主要以界面擴(kuò)散為其特點(diǎn)C 研究體系一般處于非理想非平衡狀態(tài)，在高溫高壓條件下，水或其它溶劑處于亞臨界或超臨界狀態(tài)，反應(yīng)活性提高。D 高壓釜是進(jìn)行高溫高壓水熱與溶劑熱合成的基本設(shè)備。6 有關(guān)濺射成膜的四種典型組織形態(tài)的敘述正確的是（ B ）A形態(tài)2型的組織形成于溫度很低 (T/Tm<0.3)、壓力較高，入射粒子能量很低的條件下。B形態(tài)3型的薄膜組織形成于Ts/Tm>0.5的溫度區(qū)間，溫度的升高使原子的體擴(kuò)散開(kāi)始變得很充分。C形態(tài)1型的拱形面形貌特征

8、消失，薄膜強(qiáng)度較形態(tài)T型時(shí)顯著提高。D形態(tài)2型薄膜的組織變?yōu)榻?jīng)過(guò)充分再結(jié)晶的粗大的等軸晶組織，晶粒較大，直至可超過(guò)薄膜的厚度，晶粒內(nèi)部缺陷密度很低，晶界趨于完整。7 下面不是水溶液凝膠注模成型工藝對(duì)有機(jī)單體的要求的是（ D ）A 單體和交聯(lián)劑必須是水溶的（前者至少20%，后者至少2%）B 單體和交聯(lián)劑的稀溶液形成的凝膠應(yīng)具有一定的強(qiáng)度；C 不影響漿料的流動(dòng)性D 單體和交聯(lián)劑必須是溶于有機(jī)溶劑的（前者至少20%，后者至少2%）8下列有關(guān)輝光放電的描述錯(cuò)誤的是（ D ）A 二級(jí)電子在飛往陽(yáng)極的過(guò)程中使氣體碰撞電離，這也是輝光放電持續(xù)不滅當(dāng)?shù)脑?。B濺射離子來(lái)源于氣體放電，主要是輝光放電。C正常輝光

9、放電時(shí)，陰極表面開(kāi)始，依次為：阿斯通暗區(qū)、陰極光層、陰極暗區(qū)、負(fù)輝光區(qū)、法拉第暗區(qū)、正柱區(qū)、陽(yáng)極暗區(qū)和陽(yáng)極光層，其中以負(fù)輝光區(qū)、法拉第暗區(qū)和正柱區(qū)為主體。D正柱區(qū)是大量電離區(qū)，產(chǎn)生大量的正離子，正離子與電子復(fù)合發(fā)光。9 下列敘述中錯(cuò)誤的是（ C ）A 自蔓延高溫合成是利用原材料本身的熱能來(lái)制備材料，反應(yīng)迅速、產(chǎn)品純度高。 B 與水熱法相比，非水溶劑的采用使得溶劑熱法可選擇原料范圍大大擴(kuò)大。C 凝膠注模成型是通過(guò)調(diào)節(jié)PH值至等電點(diǎn)或增加懸浮體中的離子濃度使顆粒團(tuán)聚而固化成型。D 從熱力學(xué)角度，多元合金比二元合金更容易形成非晶態(tài)。10 （ C ）非晶態(tài)模型將所有原子看作緊密連接、難以壓縮的剛性小球

10、，它們?cè)诳臻g上無(wú)規(guī)則排列而致密堆積，沒(méi)有空隙以容納多余的原子。A 微晶模型 B 空間無(wú)規(guī)網(wǎng)絡(luò)模型 C 硬球無(wú)規(guī)密堆模型 D 團(tuán)簇密堆模型三、填空題（1分×26=26分）得分評(píng)卷人復(fù)查人1 降溫法和蒸發(fā)法是從溶液中生長(zhǎng)晶體的常用方法，前者是通過(guò)控制 來(lái)控制過(guò)飽和度，而后者則是通過(guò)控制 來(lái)控制過(guò)飽和度。2陶瓷制品的生產(chǎn)都要經(jīng)過(guò)三個(gè)階段：坯料制備、 成型 、燒結(jié)。3 水熱與溶劑熱法中反應(yīng)混合物占密閉反應(yīng)釜空間的體積分?jǐn)?shù)稱 ，一般為 。4 連續(xù)薄膜的形成的三種機(jī)制是原子團(tuán)的遷移 、 奧斯瓦爾多吞并過(guò)程 和 熔結(jié)過(guò)程 。5 區(qū)域法是一種通過(guò)移動(dòng)熔化的懸浮區(qū)域來(lái)制備和提純單晶的技術(shù)，主要分為 水

11、平區(qū)熔和 懸浮區(qū)熔 。6 真空蒸鍍的關(guān)鍵真空度和 基片距離。7 Inoue等人提出得到塊狀非晶合金的三個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律：（1）合金要由 3個(gè)以上合金元素組成；（2）主元素之間要有12%以上的 原子尺寸差 ；（3）元素之間要有大的負(fù)混合熱。8 溶膠-凝膠法常用的醇鹽水解法的工藝流程,由金屬醇鹽水解成溶膠， 陳化 ，干燥后得到干凝膠，然后 燒結(jié) 得產(chǎn)品。9 凝膠注模成型 是充分利用膠體的空間位阻穩(wěn)定特性的原位凝固成型工藝，它首先將陶瓷粉料在有機(jī)溶劑中分散以制備高固相體積分散的濃懸浮體； 直接注模成型 通過(guò)調(diào)節(jié)PH值至等電點(diǎn)或增加懸浮體中的離子濃度使顆粒團(tuán)聚而固化成型。10薄膜的生長(zhǎng)分為三種類型：島狀生長(zhǎng)

12、模式、 和 。11影響CVD薄膜的主要參數(shù)是反應(yīng)體系成分、溫度、 壓力 和 氣體組成 。12蒸發(fā)源的加熱方式有 電阻加熱 和電子束加熱法。13自蔓延高溫合成SHS的工藝流程大致可歸納為 、壓制、裝入容器、點(diǎn)火引燃和 。14離子熔鹽： 和無(wú)機(jī)陰離子組成的熔融液體，如二元和多元混合熔鹽：LiClKCl、KClNaClAlCl3。16 晶體生長(zhǎng)理論模型主要有成核生長(zhǎng)理論模型和螺旋位錯(cuò)生長(zhǎng)理論模型。四、簡(jiǎn)答題（23分） 得分評(píng)卷人復(fù)查人1 提拉法生長(zhǎng)晶體的裝置，須注意什么？( 6分 )2 濺射的基本過(guò)程？濺射與蒸發(fā)的區(qū)別？( 6分 )濺射的基本過(guò)程：自由電子被電場(chǎng)加速飛向陽(yáng)極，與路遇的放電氣體（通常是惰性氣體Ar氣）碰撞，使之失去外層電子而電離，并釋放出Ar+和自由電子（右圖1）。 Ar+受到電場(chǎng)加速飛向置于陰極的靶材，撞擊出靶材原子，以及二次電子，使自由電子增加（右圖2） 。電子在飛行過(guò)程中，還可能與Ar+碰撞，使之恢復(fù)中性狀態(tài)，但此過(guò)程中電子由激發(fā)態(tài)回去基態(tài)，需要放出能量，這部分能量以發(fā)射光子形式釋放。因有大量光子釋出，放電形成的等離子體出現(xiàn)發(fā)光現(xiàn)象，這就是所謂