2022年纳米材料纳米技术复习资料.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 立身以立学为先,立学以读书为本一 名 词说明共 9 个 1 功能材料 2 超导体临界磁场 Hc 3 粒子数反转（4）非线性光学效应（5）晶格常数（6）正压电效应（7）气敏陶瓷（8）n 型半导体（9）化合物半导体 10 纳米量子尺寸效应 11 近晶型液晶 12 光致抗蚀感光材料 13 增感剂 14 光聚合反应 15 液膜分别 16 渗透蒸发分别（17）异质结（18）纳米材料的量子尺寸效应（19）逆压电效应（20）光生伏特效应（21）光致诱蚀感光材料名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - -

2、- - - 立身以立学为先,立学以读书为本（22）超导迈斯纳效应 23 高温超导 二 填空 共 19 个空 1 红宝石激光晶体 Al2O3:Cr3+ 基质是刚玉单晶 -Al2O3 ,晶 体内掺有约 0.05 （重量比）的 Cr2O3；发射波长为可见光波长为694.3nm的红色光；钕钇铝石榴石激光器YAG:Nd3+是一种固体激光器,其产生激光的波长为 1064nm,属于红外光频段2 在 1966 年,英籍华裔科学家高锟博士指出：光纤的高损耗是由材料中所含的杂质引起的； 假如降低材料中的杂质含量, 可使得光纤的 损耗降至 20dBkm,甚至更小 . 目前在光纤最低损耗窗口的 1.55 m 处, 光

3、纤损耗可做到 0.2dBkm； 3 将红宝石激光器发生的波长694nm 的激光束聚焦在倍频晶体 石英 上,通过摄谱仪发觉,输出的光束除原波长谱线 外,仍有倍频波长为 347nm的紫外光；磷酸钛氧钾晶体 1064 m激光倍频的首选材料,它可以把 换成 053 m的绿色激光；KTiOPO4晶体被公认为 1064 m的红外激光转（4）世界上第一块气敏陶瓷是用二氧化锡和氯化钯混合再研得极细,在高温炉中烧结而成的. 它颗粒极细,吸附气体才能很强,此外,它又能显半导体性质,随吸附气体多寡,可转变导电率,所以,气敏陶 瓷又被称作“ 电子鼻”；（5）碲镉汞 MCT是一种连续固溶体半导体, 是目前最重要的红光探

4、测器件材料 , 它由碲 , 镉, 汞三种元素组成 , 化学计量式为 Hg1-xCdxTe,名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 立身以立学为先,立学以读书为本物理性质随组份X 可连续地从金属性变为半导性,X=0.17时为0eV,X=1 时为 1.6eV, 为直接跃迁型半导体 . 是继硅 , 砷化镓之后第三代半导体中最有前途和应用最广泛的光电子材料之一；（6）热敏陶瓷可以依据其阻温特性分为:1 正温系数热敏陶瓷PTC,2 负温系数热敏陶瓷NTC,3 临界温度系数热敏陶瓷CTR,4 线性阻温特性热敏陶瓷（7）第三代半导体材料

5、是以 点,以高亮度蓝光发光二极管GaN氮化镓 材料 P 型掺杂的突破为起 LED和蓝光激光器的研制胜利为标志的；它们的禁带宽度大都在 3 个电子伏以上, 在室温下不行能将价带电子激发到导带, 器件的工作温度可以很高, 是制作高功率 , 高频率 ,高温“ 三高” 器件的优良材料8 形成溶致性高分子液晶的分子结构必需符合两个条件： 分子应具有足够的刚性；分子必需有相当的溶解性；然而,这两个条件往往是对立的；这是溶致性高分子液晶讨论和开发的困难所在；9 聚对苯二甲酰对苯二胺 PPTA是以六甲基磷酰（ HTP）和 N甲基 吡咯烷酮（ NMP）混合液为溶剂,两种单体进行低温溶液缩聚而成的；PPTA具有刚

6、性很强的直链结构,分子间又有很强的氢健,因此只能溶于浓硫酸中；用它纺成的纤维称为 纤维；Kevlar 纤维,比强度优于玻璃10 液晶现象是 1888 年奥地利植物学家莱尼茨尔（F. Reinitzer）在讨论胆甾醇苯甲酯时第一观看到的现象；现已发觉很多物质具有液名师归纳总结 晶特性；形成液晶的物质通常具有刚性的分子结构；导致液晶形成的第 3 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 立身以立学为先,立学以读书为本刚性结构部分称为致晶单元；11 重铬酸盐水溶液 亲水性高分子感光体系中,CrVI能以酸性铬酸离子 HCrO4 以及铬酸离子 CrO42

7、- 等形式存在；其中只有HCrO4是光致活化的；因此,使用的高分子化合物必需是供氢体,否就不行能形成 HCrO4；12 自上世纪 60 岁月中期以来,膜分别技术真正实现了工业化；首先显现的分别膜是超过滤膜（简称UF膜）、微孔过滤膜（简称 MF膜）和反渗透膜（简称 RO膜）；以后又开发了很多其它类型的分别膜；13 膜分别过程的主要特点是: 以具有挑选透过性的膜作为分别的手段,实现物质分子尺寸的分别和混合物组分的分别；膜分别过程的推动力有浓度差、压力差和电位差等14 在高分子膜分别技术中 , 分别溶液中分子量低于 500 的低分子物质,应当采纳反渗透膜； 分别溶液中分子量大于 的胶体粒子可以挑选超

8、滤膜,而分别溶液中的直径 子应当选微孔膜；500 的大分子或极细 0.1 10 m的粒15 原就上讲,凡能成膜的高分子材料和无机材料均可用于制备分别 膜；但实际上,真正成为工业化膜的膜材料并不多；目前,在有用的 有机高分子膜材料中 , 一半以上是纤维素酯类、 1/3 左右为聚砜类 , 其 余为聚酰胺类及其他材料 . 16 对于渗透蒸发膜来说, 只有对所需要分别的某组分有较好亲和性的高子物质才可能作为膜材料；如以透水为目的的渗透蒸发膜,应当有良好的亲水性,因此 , 聚乙烯醇（ PVA）或醋酸纤维素（ CA）是较好名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - -

9、- - - - - - - 立身以立学为先,立学以读书为本的膜材料； 而当以透过醇类物质为目的时,（PDMS）就是较抱负的膜材料；憎水性的聚二甲基硅氧烷（17）将超导体冷却到某一临界温度（TC）以下时电阻突然降为零的现象称为超导体的零电阻现象,不同超导体的临界温度各不相同；（18）由于在纳米结构材料中有大量的界面,这些晶界面为原子供应了短程扩散途径,因此纳米结构材料具有具有较高的扩散率 , 这种性 能使一些通常在较高温度才能形成的稳固相在较低温度下就可以存在,可使纳米结构材料的烧结温度大大降低（19）以 BaTiO3系陶瓷为代表 , 是有用范畴最广的 PTC热敏半导体陶 瓷材料 . BaTiO

10、3 是典型的铁电体 , 为 ABO3型钙钛矿结构 , 只有在氧化气氛中烧结和在高于900的氧化气氛中绶慢降温热处理才能表现出PTC效应, 在仍原气氛中烧结或高温直接淬火 ,PTC 效应很低或根本没有 PTC效应. （20）高分子载体药物中应包含四类基团：药理活性基团、 连接基团、输送用基团和使整个高分子能溶解的基团；（21）依据分子排列的形式和有序性的不同,液晶有三种结构类型：近晶型、向列型和胆甾型；（22）氮化镓、碳化硅和氧化锌等都是宽带隙半导体材料 第三代电 子材料 ,器件的工作温度可以很高, 比如碳化硅 , 可以工作到 600 摄 氏度, 又有较大的热导率 , 宽禁带 , 高击穿电压等特

11、性 , 是制作：高功名师归纳总结 率, 高频率 , 高温 “ 三高” 器件的优良材料. 第 5 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 立身以立学为先,立学以读书为本 三 判定题1 光学材料主要是指光介质材料, 仍有光功能材料 , 光纤材料是光介质材料,而激光材料是光功能材料；2 二能级的系统来做激活媒质实现粒子数反转是不行能的；要 想获得粒子数反转,必需使用多能级系统；在现代的激光器中,第一台激光器红宝石激光器是四能级系统；3 形成波导传输的纤维结构有阶跃型 突变型 和梯度型 渐变型光纤 两类 , 入射光在阶跃型光纤的纤芯和包层的界面产生全

12、反射,呈锯齿状曲折前进； 所以单模光纤都采纳突变型 , 而多模 光纤多为渐变型光纤；（4）以 BaTiO3 系陶瓷为代表 , 是有用范畴最广的 PTC热敏半导 体陶瓷材料 . BaTiO3 是典型的铁电材料 , 为 ABO3型钙钛矿结构 ,只有在仍原气氛中烧结和在高于900的仍原气氛中绶慢降温热处理才能表现出 PTC 效应 , 在氧化气氛中烧结或高温直接淬 火,PTC 效应很低或根本没有 PTC效应 5 按致晶单元与高分子的连接方式,可分为主链型液晶和侧链 型液晶；主链型液晶大多数为高强度、高模量的材料,侧链型液晶就大多数为功能性材料；6 胆甾型液晶都是胆甾醇及其衍生物 7 作为感光性高分子材

13、料,应具有一些基本的性能,如对光的 敏锐性、成像性、显影性、膜的物理化学性能等；但对不同的用途,要求并不相同；如作为电子材料及印刷制版材料,感光固化名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 立身以立学为先,立学以读书为本速度和涂膜性能等就显得更为重要；（8）光化学反应的可表示为光化学反应中起反应的分子数与吸收的光量子数之比, 在光化学反应中 , 量子收率 值的变化范畴极大,大可至上百万, 小可到很小的分数； 1 时是直接反应； 1 时是连锁反应；9 用波长 366nm的光照耀萘和二苯酮的溶液,得到萘的磷光；但萘并不吸取波长3

14、66nm的光,而二苯酮就可吸取, 此时可以认为二苯酮为猝灭剂,而萘就为增感剂； 10 由于光聚合型感光材料是在操作中经光照固化的,因此,适用于该体系的单体必需满意一个基本前提,即在常温下必需是不易挥发的；一切气态的或低沸点的单体都是不适用的；11 膜分别过程的共同优点是: 成本低、能耗少、效率高、无污染并可回收有用物质, 特殊适合于性质相像组分、同分异构体组分、热敏性组分、生物物质组分等混合物的分别,因而在某些应用中能代替蒸馏、萃取、蒸发、吸附等化工单元操作；12 微滤膜主要用于截留粒径在0.1 1nm,分子量为 1000 左右的物质,可以使一价盐和小分子物质透过,具有较小的操作压（0.5 1

15、MPa）；其被分别物质的尺寸介于反渗透膜和超滤膜之间（13）在光化学反应中, 分子的活化有两种途径,一是分子中的电子受光照后能级发生变化而活化,二是分子被另一光活化的分子传递来的能量而活化,即分子间的能量传递；14 膜分别过程没有相的变化,常温下即可操作； 由于防止了高名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 立身以立学为先,立学以读书为本温操作, 所浓缩和富集物质的性质不简洁发生变化,因此在膜分 离过程食品、医药等行业使用具有特殊的优点 . 15 依据分别膜的分别原理和推动力的不同,可将其分为微孔 膜、超过滤膜、反渗透膜、

16、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等；（16）相对于氧化物高温超导体而言,元素、合金和化合物超导体的超导转变温度较低Tc 30K,其超导机理基本上能在BCS理论的框架内进行说明；（17）激光材料是光介质材料,光纤材料而是光功能材料；（18）在一个原子体系中,在光和原子体系的相互作用中,自发辐射、受激辐射和受激吸取总是同时存在的；大就取决于高、低能级的原子数量之比；是否能得到光的放（19）依据感光基团的种类分类, 感光高分子材料可分为重氮型,叠氮型,肉桂酰型,丙烯酸酯型等；（20）纤维素酯类膜具有良好的化学、热学和水解稳固性,强度也很高, pH值适应范畴为113,最高使用温度达120,抗氧化性

17、非常优良；因此已成为重要的膜材料之一；（21）胆甾型液晶物质都是胆甾醇及其衍生物；（22）红宝石激光器中,用高压氙灯作“ 泵浦” ,受激发射的波 长是 694.3nm 的红色激光； 四 问答题 共 3 题 1 简述材料的性能与功能的区分名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 立身以立学为先,立学以读书为本（2）试按能级生成理论说明半导体气敏陶瓷的导电机理（3）与其它太阳能电池相比, 非晶硅太阳电池具有哪些特殊的优势？ 4 什么是纳米材料的小尺寸效应, 试举例简洁说明 5 简述近晶型液晶和向列型液晶的特点 6 简述主链型高分子液晶中, 柔性链段的含量、相对分子质量、致晶单元间的间隔基团对主链型高分子液晶的相行为的影响 7 简述微孔过滤膜的主要优缺点及主要应用领域 8 简要回答在过滤式高分子分别膜中, 如何利用微粒或组分分子的大小和差别来正确挑选超滤、微滤、反渗透等分别方式（9）简述近晶型液晶和向列型液晶的特点（10）晶体碲镉汞是一种连续固溶体半导体, 是目前最重要的红光探测器件材料,请从结构上分析碲镉汞作为探测器 材料的优势和缺点（11）请分析钕钇铝石榴石激光晶体 军工,民用领域的应用YAG:Nd3+的结构,成分以及在名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页