单晶材料的制备-四川大学.ppt

《现代材料制备科学与技术》 任课教师：赵北君 教授 四川省教学名师 四川大学教学名师 TelO); Email：bjzhao@ 国家精品课程 一、课程网址 3D：/vc 2D：/cb 课程中心网址：/ 二、教材 《材料制备科学与技术》 朱世富、赵北君编著，高等教育出版社 “十一?五”国家级规划教材 三、参考书 1. 《晶体生长中的物理基础》，闵乃本著，上海科学技术出版社； 2. 《Crystal Growth》, B.R. Pamplin, New York, Toronto, Sydney. (晶体生长). 刘如水，沈德忠等译.北京：中国建筑工业出版社 四、考试要求 期末闭卷考试，占总成绩的70％； 中期开卷考试和平时作业、讨论、考勤等占30％ 。 五、课程定位： 本科生专业核心基础课，材物、材化专业必修课； 以人工晶体为主线，兼顾薄膜、陶瓷、复合材料等；主要讲授材料制备基础理论和实际技术的相关内容； 理论结合实际，技术含量高，实用性强，受到历届学生的普遍欢迎；是择业的需要，适应今后工作的需要； 是进行现代化建设、发展高科技的需要。 六、学习本课程的基本要求 基本理论学习部分，不要求数学推导上的严密性，重点弄清物理概念，推导过程的逻辑性； 制备方法学习部分，重点掌握材料制备技术，特别是现代材料制备新技术； 书面作业不多，多看教材和参考书，积极参与网站论坛讨论，各抒己见，取长补短，加深理解； 遵守课堂纪律，不得无故缺课，有事有病要请假； 课堂讨论活跃，师生互动，教学相长。 绪 言 一、材料科学（Materials Science） 材料 定义：自然界能够用来制作有用器件的物质。 能为人类经济地制造有用器件的物质。 人类的生存、生活离不开材料，甚至人类历史也是以当时主要使用的材料来进行划分： 石器时代 ? （取火术的发明，金属冶炼技术）?青铜时代 ? 铁器时代 ? （炼金术、化学，人工制备、合成材料） ? 钢铁、水泥、玻璃 ? 建立了冶金和硅酸盐工业 ? 高分子材料时代 ? 复合材料时代。 可见，材料的品种与数量是随着科学技术和生产力的发展而发展的，这是衡量一个国家科学技术和经济发展的重要标志。 ∴材料是人类进步的里程碑，是人类文明的标志； 材料、信息、能源是现代科学技术的三大支柱。 2.材料工程学 材料的使用——也与生产力和科学技术发展密切相关； 起初，主要使用材料的固有宏观性质——强度、硬度、耐热、透光、耐腐蚀等； 后来，一方面，由于天然产物不足以满足日益增长的需要——人工制取； 另一方面，物理、化学的发展，各种分析方法和精密测试技术的发明，使人们对材料各种特性本质的认识逐步深入； 所有这些，为人工合成、合理应用材料指明了途径——材料工程学（简称材料学） 3.材料科学 是上个世纪发展起来的一门新兴学科领域； 由于量子化学、结晶化学、固体物理的发展，使人们对材料性质的认识，由宏观?微观深入； 对材料的要求也越来越高，例如：结构材料——要求更高的强度、耐高温性、耐疲劳性等； 发展新技术——需要有各种功能材料； 因此，人们在认识了材料物性规律的基础上，又为改善已有材料的性能和合成新型材料开辟了新的途径——发展出新型学科——材料科学。 从事材料本质的发现，分析和了解方面的研究，它的目的在于提供对材料结构的统一描述或模型，以解释材料结构与性能之间的关系，并以此为指导，研究发展新型材料的一门科学。 材料科学定义： 主要研究内容：三方面 1.（化学）研究材料的组成与合成； 2.（物理）研究材料的各种物理现象和运动规律，为合成材料和应用提供科学依据； 3. 制备技术、性能测试、材料应用技术。 材料科学与工程（MSE）： 是关于材料成分、结构、制造工艺以及它们性能与用途之间有关知识和应用的科学。 主要研究内容：四方面 探索新工艺、新技术和新的合成方法； 研究组成、结构与性能之间的关系，探索接近使用条件下的性能； 发展精密仪器设备； 运用计算机开展材料研究。 二、材料的分类 单晶体 （分子长程有序） 1. 按结构分 多晶体 （小晶粒的聚集体） 非晶体 （液体固化，短程序） 纤维 （线材） 2. 按聚集态分 薄膜 （片材）