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材料科学
题目

熔盐生长方法(助熔剂法或高温溶液法,简称熔盐法):是在高温下从熔融盐溶剂中生长晶体的方法。4蒸发沉积(蒸镀):对镀膜材料加热使其气化沉积在基体或工件表面并形成薄膜或涂层的工艺过程。5溅射沉积(溅射):用高能粒子轰击靶材,使靶材中的原子溅射出来,沉积在基底表面形成薄膜的方法。6离子镀:在镀膜的同时,采用带能离子轰击基片表面和膜层的镀膜技术。7外延:在单晶衬底上生长同类单晶体(同质外延),或者生长具有共格或半共格异类单晶体抑制外延的技术。8同质外延:外延层与衬底具有相同或近似的化学组成,但两者中掺杂剂或掺杂浓度不同的外延。9异质外延:外延层和衬底不是同种材料的外延.10溅射镀膜:用动能为几十电子伏的粒子束照射沉积材料表面,使表面原子获得入射粒子所带的一部分能量并脱离靶体后,在一定条件下沉积在基片上,这种镀膜方法称为溅射镀膜。11化学气相沉积(CVD):在一个加热的基片或物体表面上,通过一个或几种气态元素或化合物产生的化学反应,而形成不挥发的固态膜层或材料过程称为化学气相沉积。12化学溶液镀膜法:指在溶液中利用化学反应或电化学原理在基体材料表面上沉积成膜的一种技术。13化学镀:利用还原剂从所镀物质的溶液中以化学还原作用,在镀件的固液两相界面上析出和沉积得到镀层的技术。14阳极氧化法:铝、钽、钛、铌、钒等阀型金属,在相应的电解液中作阳极,用石墨或金属本身作阴极,加上合适的直流电压时,会在这些金属的表面上形成硬而稳定的氧化膜,这个过程称为阳极氧化,此法制膜称为阳极氧化法。15液相外延(LPE):指含溶质的溶液(或熔体)借助过冷而使溶质在衬底上以薄膜形式进行外延生长的方法。作业题如下:晶体缺陷:实际晶体中原子规则排列遭到破坏而偏离理想结构的区域。可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类。点缺陷:是最简单的晶体缺陷,它是在结点上或邻近的微观区域内偏离晶体结构的正常排列的一种缺陷。缺陷形成能:它的数值可以直接反应特定缺陷形成的难易程度,材料合成环境对于缺陷形成的影响,以及复合缺陷体系的稳定性等等。位错能(或位错的应变能):晶体中位错的存在会引起点阵畸变,导致能量增高,这种增加的能量称为位错的应变能,包括位错的核心能量和弹性应变能量。柯氏气团:金属内部存在的大量位错线,在刃型位错线附近经常会吸附大量的异类溶质原子(大小不同吸附的位置有差别),形成所谓的“柯氏气团”。位错反应:就是位错的合并与分解,即晶体中不同柏氏矢量的位错线合并为一条位错或一条位错线分解成两条或多条柏氏矢量不同的位错线。过冷度:通常的熔体生长系统中,其中温度T略低于熔点Tm,亦即具有一定的过冷度。界面能位垒:在表面能作用下,界面面积有缩小的趋势,便产生了附加压力,称界面能位垒均匀成核:在亚稳相系统中空间各点出现稳定相的几率都是相同的,称为均匀成核非均匀成核:在亚稳相系统中稳定相优先出现在系统中的某些局部,称为非均匀成核自发形核:靠液态金属自身形成晶核核心的形核方式非自发形核:靠液相中某些外来难熔质点或固体表面作为晶核核心的形核方式成核率:单位时间,单位体积内能够发展成为晶体的晶核数,并以I表示平衡分配系数:指在固液两相体系达平衡状态时,溶质在两相中的浓度的比值。平衡凝固:在接近平衡凝固温度的低过冷度下进行的凝固过程。成分过冷:凝固时由于溶质再分配造成固液界面前沿溶质浓度变化,引起理论凝固温度的改变而在液固界面前液相内形成的过冷。成分偏析:是由于凝固或固态相变而导致的合金中化学成分的不均匀分布宏观偏析:指金属铸锭(铸件)中各宏观区域化学成分不均匀的现象。胞状偏析:在小的成分过冷度条件下晶体以胞状生长时胞壁富含了较多的杂质。树枝状偏析:合金以树枝状凝固时,枝晶干中心部位与枝晶间的溶质浓度明显不同的成分不均匀现象居里乌尔夫定律;有热力学可知,在恒温恒压下,一定体积的晶体与溶液或熔体处于平衡态时,它所具有的形态应使其总的表面能降至最小奇异面:表面能级图上能量曲面上出现极小值的点所对应的晶面称为奇异面邻位面:取向在奇异面附近的晶面非奇异面:其他取向的晶面界面相变熵:物质相变熵:界面取向因子:表面熔化温度;在温度低时光滑界面上的粗糙是很小的,虽然它随温度增加而增加,但不快;但温度增加到某一临界值T0时,界面的粗糙度突然增加,此时随温度增加粗糙度增加很快。这个临界值Tc称为表面熔化温度。特姆金模型;即扩散界面模型,又称多层界面模型。利用这种模型可以确定热平衡条件下界面的层数,并根据非平衡状态下界面自由能的变化推测出界面相变熵对界面结构的影响面扩散激活能:指吸附分子能够面扩散所必须具有的能量面扩散的扩散系数:面扩散距离:弗兰克运动学第一定律:填空题如下;1晶体的结合键:________________________。其中共价键,离子键,金属键属于________,范德华键属于________。2气相生长方法可分三类________________________。3气相生长中的输运过程中压力的分类:当________________输运速度主要决定于________;如果在________________________时,分子运动主要由________确定;当________________时,输运速度由________控制。4从溶液中生长晶体的方法:________________________________________________________________________5水热法的生长装置:________6熔盐法生长晶体在停止生长后把晶体与残余物的溶液分离的方法:________7从熔体中生长单晶的典型方法大致有:1、________________________________________;2、________其中晶体提拉法中的加热方式有________。B-S方法中坩埚下降法有________和________。8薄膜材料的制备方法从学科上分为________和________;从具体方式上分有________三种方式。9薄膜的生长过程可分为3种类型:________。10物理气相沉积(PVD)包括________等。11把蒸镀材料加热化的主要方法有________等。12溅射镀膜的装置有________。13离子镀的四种方法:________。14化学气相沉积(CVD)根据化学反应的形式可分为________和________。15化学气相沉积(CVD)工艺装置有________等。其中反应器的基本类型有________。16按照沉积温度的高低CVD反应器又可分为________________________________________和________________________________________________根据沉积时系统压力的大小,CVD又可分为________________________________________和________________________________________17影响沉积质量的因素:________。18CVD的设备:________。19膜厚的测量与监控方法:________、________________________、________

熔盐生长方法(助熔剂法或高温溶液法,简称熔盐法):是在高温下从熔融盐溶剂中生长晶体的方法。

4蒸发沉积(蒸镀):对镀膜材料加热使其气化沉积在基体或工件表面并形成薄膜或涂层的工艺过程。

5溅射沉积(溅射):用高能粒子轰击靶材,使靶材中的原子溅射出来,沉积在基底表面形成薄膜的方法。

6离子镀:在镀膜的同时,采用带能离子轰击基片表面和膜层的镀膜技术。

7外延:在单晶衬底上生长同类单晶体(同质外延),或者生长具有共格或半共格异类单晶体抑制外延的技术。

8同质外延:外延层与衬底具有相同或近似的化学组成,但两者中掺杂剂或掺杂浓度不同的外延。

9异质外延:外延层和衬底不是同种材料的外延.

10溅射镀膜:用动能为几十电子伏的粒子束照射沉积材料表面,使表面原子获得入射粒子所带的一部分能量并脱离靶体后,在一定条件下沉积在基片上,这种镀膜方法称为溅射镀膜。

11化学气相沉积(CVD):在一个加热的基片或物体表面上,通过一个或几种气态元素或化合物产生的化学反应,而形成不挥发的固态膜层或材料过程称为化学气相沉积。

12化学溶液镀膜法:指在溶液中利用化学反应或电化学原理在基体材料表面上沉积成膜的一种技术。

13化学镀:利用还原剂从所镀物质的溶液中以化学还原作用,在镀件的固液两相界面上析出和沉积得到镀层的技术。

14阳极氧化法:铝、钽、钛、铌、钒等阀型金属,在相应的电解液中作阳极,用石墨或金属本身作阴极,加上合适的直流电压时,会在这些金属的表面上形成硬而稳定的氧化膜,这个过程称为阳极氧化,此法制膜称为阳极氧化法。

15液相外延(LPE):指含溶质的溶液(或熔体)借助过冷而使溶质在衬底上以薄膜形式进行外延生长的方法。

作业题如下:

晶体缺陷:实际晶体中原子规则排列遭到破坏而偏离理想结构的区域。可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类。

点缺陷:是最简单的晶体缺陷,它是在结点上或邻近的微观区域内偏离晶体结构的正常排列的一种缺陷。

缺陷形成能:它的数值可以直接反应特定缺陷形成的难易程度,材料合成环境对于缺陷形成的影响,以及复合缺陷体系的稳定性等等。

位错能(或位错的应变能):晶体中位错的存在会引起点阵畸变,导致能量增高,这种增加的能量称为位错的应变能,包括位错的核心能量和弹性应变能量。

柯氏气团:金属内部存在的大量位错线,在刃型位错线附近经常会吸附大量的异类溶质原子(大小不同吸附的位置有差别),形成所谓的“柯氏气团”。

位错反应:就是位错的合并与分解,即晶体中不同柏氏矢量的位错线合并为一条位错或一条位错线分解成两条或多条柏氏矢量不同的位错线。

过冷度:通常的熔体生长系统中,其中温度T略低于熔点Tm,亦即具有一定的过冷度。

界面能位垒:在表面能作用下,界面面积有缩小的趋势,便产生了附加压力,称界面能位垒

均匀成核:在亚稳相系统中空间各点出现稳定相的几率都是相同的,称为均匀成核

非均匀成核:在亚稳相系统中稳定相优先出现在系统中的某些局部,称为非均匀成核

自发形核:靠液态金属自身形成晶核核心的形核方式

非自发形核:靠液相中某些外来难熔质点或固体表面作为晶核核心的形核方式

成核率:单位时间,单位体积内能够发展成为晶体的晶核数,并以I表示

平衡分配系数:指在固液两相体系达平衡状态时,溶质在两相中的浓度的比值。

平衡凝固:在接近平衡凝固温度的低过冷度下进行的凝固过程。

成分过冷:凝固时由于溶质再分配造成固液界面前沿溶质浓度变化,引起理论凝固温度的改变而在液固界面前液相内形成的过冷。

成分偏析:是由于凝固或固态相变而导致的合金中化学成分的不均匀分布

宏观偏析:指金属铸锭(铸件)中各宏观区域化学成分不均匀的现象。

胞状偏析:在小的成分过冷度条件下晶体以胞状生长时胞壁富含了较多的杂质。

树枝状偏析:合金以树枝状凝固时,枝晶干中心部位与枝晶间的溶质浓度明显不同的成分不均匀现象

居里乌尔夫定律;有热力学可知,在恒温恒压下,一定体积的晶体与溶液或熔体处于平衡态时,它所具有的形态应使其总的表面能降至最小

奇异面:表面能级图上能量曲面上出现极小值的点所对应的晶面称为奇异面

邻位面:取向在奇异面附近的晶面

非奇异面:其他取向的晶面

界面相变熵:

物质相变熵:

界面取向因子:

表面熔化温度;在温度低时光滑界面上的粗糙是很小的,虽然它随温度增加而增加,但不快;但温度增加到某一临界值T0时,界面的粗糙度突然增加,此时随温度增加粗糙度增加很快。这个临界值Tc称为表面熔化温度。

特姆金模型;即扩散界面模型,又称多层界面模型。利用这种模型可以确定热平衡条件下界面的层数,并根据非平衡状态下界面自由能的变化推测出界面相变熵对界面结构的影响

面扩散激活能:指吸附分子能够面扩散所必须具有的能量

面扩散的扩散系数:

面扩散距离:

弗兰克运动学第一定律:

填空题如下;

1晶体的结合键:________________________。其中共价键,离子键,金属键属于________,范德华键属于________。

2气相生长方法可分三类________________________。

3气相生长中的输运过程中压力的分类:当________________输运速度主要决定于________;如果在________________________时,分子运动主要由________确定;当________________时,输运速度由________控制。

4从溶液中生长晶体的方法:________________________________________________________________________5水热法的生长装置:________

6熔盐法生长晶体在停止生长后把晶体与残余物的溶液分离的方法:________

7从熔体中生长单晶的典型方法大致有:1、________________________________________;2、________其中晶体提拉法中的加热方式有________。B-S方法中坩埚下降法有________和________。

8薄膜材料的制备方法从学科上分为________和________;从具体方式上分有________三种方式。

9薄膜的生长过程可分为3种类型:________。

10物理气相沉积(PVD)包括________等。

11把蒸镀材料加热化的主要方法有________等。

12溅射镀膜的装置有________。

13离子镀的四种方法:________。

14化学气相沉积(CVD)根据化学反应的形式可分为________和________。

15化学气相沉积(CVD)工艺装置有________等。其中反应器的基本类型有________。

16按照沉积温度的高低CVD反应器又可分为________________________________________和________________________________________________根据沉积时系统压力的大小,CVD又可分为________________________________________和________________________________________

17影响沉积质量的因素:________。

18CVD的设备:________。

19膜厚的测量与监控方法:________、________________________、________

题目解答

答案

共价键 离子键 金属键和范德华键 一次成键 二次成键 升华法 蒸汽输运法 气相反应法 压力小于 10^2 Pa 原子的速度 压力在 10^2~3*10^5 Pa 之间 扩散 压力大于 3*10^5 Pa 对流 ( 1 )降温法( 2 )流动法也称温差法( 3 )蒸发法( 4 )凝胶法 高压釜。 倒转法,坩埚倾斜法。 正常凝固法( . 晶体提拉法、坩埚下降法( B-S 方法)、晶体泡生法、弧熔法) 逐驱熔化法(水平区熔法、浮区法、基座法、焰熔法)。 电阻加热、高频感应加热、激光加热、电子束加热、等离子体加热、弧光成像加热 垂直式 水平式 物理方法 化学方法 干式、湿式、喷涂 核生长型、层生长型、层核生长型 蒸发沉积(蒸镀)、溅射沉积(溅射)和离子镀 电阻加热、电子束轰击、射频感应 辉光放电、磁控溅射、离子束溅射 空心阴极离子镀、多弧离子镀、双离子束镀、离子注入成膜法 热分解反应沉积 化学反应沉积 反应器(室)、供气系统和加热系统 立式、水平式和钟罩式 高温(大于 500 摄氏度) CVD 反应器 低温(小于 500 摄氏度) CVD 反应器 ; 常压 CVD ( NPCVD ) 低压 CVD ( LPCVD )。 沉积温度、反应气体的比例、机体对沉积膜层的影响 等离子体化学沉气相积、光化学气相沉积、热化学气相沉积 称重法(石英晶体法、微量天平法) 电学方法(电阻测量法、电容测量法、品质因素( Q 值)变化测量法、电离法) 光学方法(测量光吸收系数的方法、光干涉方法、椭圆偏振法)

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