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材料化学的资料

一填空题

1.材料化学是研究材料的___________________，______________,______________和____________学科。

2.材料按化学组成分为______________,_________________,_________________和__________________.

3.材料按结构分为__________________,_________________和___________________.

4.晶体的基本类型分为___________________,___________________和________________。

5.晶体的缺陷按几何维度分为________________,_________________,______________和___________。

6.点缺陷划分为________________,___________________和___________________这三种类型。

7.线缺陷属于一维缺陷，也叫_________________.

8.热缺陷分为___________________和______________________.

9.VI族元素半导体形成的是_______________结构。

10.________________和________________属于硅的本征缺陷。

11.软化学是在低温低压的“软环境”中制备材料的方法，主要包括______________,______________,

___________________,____________________,__________________等方法。

12.材料的性能包括_____________________,_____________________和__________________。

13.半导体是一种导电性能介于_________________和_________________之间的材料，在硅中掺入V族元素（P）称为______________半导体；掺入IV族元素（B）称为__________________半导体。

14.根据状态性质与体系中所含物质的量的关系可分为两类_________________和______________________,其中温度属于_________________性质，内能属于_____________________性质。

15.热力学平衡包括_____________,_________________，_______________和______________四种平衡。

16.根据过程所处的条件，可将过程分为________________,___________________，________________，______________,_________________等过程。

17.体积功数学的表达式_______________。

18.热力学第一定律的数学表达式_______________。

19.等容过程的热量为______________，等压过程的热量为________________,焓的定义式为H=U+PV.

20.卡诺热机的循环由四步所组成，分别为_______________，_______________，______________和____________。

21.热力学第二定律的数学表达式为_________________，吉布斯自由能的定义为_________________。

22.________________是西门子法生产多晶硅的主要前躯体，三氯氢硅的提纯技术是__________________。

23.相律的数学表达式：

_______________。

水的相图中单相向，两相线，三相点的自由度分别为________________，______________，______________。

24.二组分体系中最常用的平面图有两种：

_______________和______________。

25.制备无定形材料的技术有_______________，_______________，_______________，_______________，________________，和________________。

26._________________是最早用于制备红宝石的方法。

27.单晶生长技术可分为_______________，______________，______________和______________。

28.提拉法和区熔法属于__________________，水热合成法属于________________。

29.提拉法按加热方式可以分为_______________和_______________。

提拉法的生长设备是_______________。

提拉法的工艺参数为_____________和_____________。

30.提拉法—晶体生长的主要过程：

____________，_____________，_____________，_______-____和____________。

31.气相沉积技术分为____________________和__________________________。

32.CVD反应分为：

____________________，__________________,______________________，和_____________五种反应。

33.聚合反应根据单体不同可分为_____________和____________。

根据反应机理可分为____________和______________。

聚乙烯属于__________反应，尼龙66属于_______反应。

34.由两种单体组成的共聚物,按大分子链中单体链节的排列方式可分为_________________，__________________和__________________四类。

35.接枝共聚物的聚合方式有：

____________，_______________和______________三种方法。

36.合成嵌段共聚物的方法有________________和_____________________两种方法。

37.材料的功能有____________________和___________________，其中光纤属于____________________材料，压电材料属于_________________材料。

38.晶体硅的禁带宽度为__________eV，属于_______________材料

39.硅单晶主要技术参数：

_____________.__________________,__________________，__________________，_________________等。

40.单晶硅制备方法有_______________和_________________两种方法。

41.区熔法生长技术中，主要有四中参杂技术为：

_______________,_______________,________________和_____________________。

42.硅晶片上可能的污染大致有：

________________，_______________,___________________和________________________等四种

43.硅片的清洗技术大致可分为两种：

一种是_______________，另一种__________________。

44.RCA清洗技术中四种工序为：

_________________________________________________和________________

45.RCA标准清洗工序1，主要应用在______________的除去，清洗液为_______________，清洗温度是_______________，清洗时间______________。

46.RCA标准清洗工序2，简称为_________________，又称为________________。

该工序中的清洗液是__________________。

47.RCA标准的湿试清洗技术中使用五种清洗液分别为：

_________________________________________________________________和_________________。

48.多晶硅生产过程中形成的主要副产品_____________________________和_____________

49.硅胶是多聚硅酸分之间脱水而形成的一种多红性物质。

其化学组成为______________，属于______________结构，它是很好的_____________.______________以及催化剂载体。

50.纳米材料的基本特征：

___________________________________________________________。

51·复合材料一般是有______与_______________复合而成，其中玻璃钎维最普通的，最廉价的增强剂。

52·复合材料按基体材料成分可分类：

__________、________、___________三种复合材料。

其中玻璃钢属于_________复合材料。

53．聚合物基复合材料从聚合体基体的结构形成来看，有可分为____________和___________。

54.生物材料的品种繁杂，分类方法有多种，就其材料本身的基本性质可分为：

__________、___________、___________等。

55._______________是能担负传感器任务的材料；_______________是能担负响应和控制任务的材料。

56.目前人类所利用的能源主要是______________、________________、_________________等化石燃料。

57.新能源主要包括_____________、______________、___________、______________、地热能、水能、海洋能、氢能等。

58.产生核能的核反应主要有下述两种形式：

____________、_______________;其核燃料由___________________和____________________。

59.核电站所有反应堆都包括:

_____________、______________和_______________三部分。

60.氢同电一样都是二次能源，即必须通过消耗一次能源才能生产出来的，主要有下列几种方式：

_____________、_____________________、______________________、______________。

61.目前储氢主要方式有：

____________、_______________、_____________，其它化合物储氢。

62.根据环境材料定义，环境材料应具有三个明显的特征：

一是__________、二是_____________、三是___________________________。

63.________________是综合考虑废弃物的排放量和废弃物的毒性行为来评价材料生产过程对环境的影响。

64.环境工程材料包括________________、__________________、_____________________等。

65.高分子材料又称作聚合物材料，主要包括______________、____________、_________及功能材料，四大类。

66.源头治理是实现高分子材料与环境协调发展的主渠道，在高分子材料工业发展过程中必须贯彻3R原则：

_________________、_________________________、___________________。

67、硅片加工技术中有刻蚀工艺，在刻蚀过程中，所使用的刻蚀液可为、两类。

68、冰水混合物中相数是，自由度数是。

二选择题

1、按化学组成分，光纤属于（）

A、金属材料B、非金属材料C、高分子材料D、复合材料

2、单晶硅属于（）

A、离子晶体B、共价晶体C、金属晶体D、分子晶体

3、位错属于（）

A、点缺陷B、面缺陷C、体缺陷D、线缺陷

4、单晶硅生长技术----提拉法属于（）

A、熔体生长B、溶液生长C、气相生长D、固相生长

5、西门子法多晶硅的主要前躯体是（）

A、SiH4B、SiH2CI2C、SiHCI3D、SiCI4

6、过冷液相的冷却法主要用来制备（）

A、微晶颗粒B、无定形材料C、单晶材料D、高分子材料

7、下列操作方法中，常用于SiHCI3的提纯方法是（）

A、过滤B、渗析C、精馏D、蒸发

8、太阳能级多晶硅的纯度通常为（）

A、99.99%B、99.999%C、99.9999%D、99.99999%

9、原子挤入晶格间隙中而在原来的位置上留下空位，属于（）

A、弗伦克尔缺陷B、肖特基缺陷

C、杂质缺陷D、非化学计量缺陷

10、卡诺热机的循环过程的组成（）

A、两个等压过程和两个等温过程

B、两个等压过程和两个绝热过程

C、两个绝热过程和两个等温过程

D、两个等容过程和两个等温过程

11、对于二组分系统，相数最多的为（）

A、1B、2C、3D、4

12、下列状态性质中属于容量性质的是（）

A、温度B、体积C、粘度D、密度

13、下列函数不属于状态函数的是（）

A、温度B、压力C、热量D、内能

14、最早用于制备红宝石的方法是（）

A、提拉法B、焰熔法C、区熔法D、水热合成法

15、硅的禁带宽度为（）

A1.12eB2.11evC.3.12evD0.12ev

16、下列操作方法中，常用于SiHCI3的提纯方法是（）

A、过滤B、渗析C、精馏D、蒸发

17湿式清洗技术中SCI工序除去的污染为（）

A、微粒B、金属离子C、有机物D、自然氧化层

18、西门子法生产多晶硅进行酸性腐蚀处理中混合酸为（）

A、HNO3和HCIB、H2SO4和HCI

C、HF和HNO3D、CH3COOH和HCI

19、目前在中国生产多晶硅主要采用的方法是（）

A、改良西门子法B、硅烷法C、流化床法D、冶金法

20、下列属于可再生能源的是（）

A、天然气B、氢源C、煤D、石油

21、“白色污染”产生原因是（）

A、CO2B、NOxC、氟利昂D、塑料

22、不属于多晶硅生产副产品的处理-----作为生产光纤的原料的制备方法是（）

A、PVD法B、VAD法C、OVD法D、MCVD法

23、下列材料不属于非金属材料的是（）

A、硅材料B、陶瓷C、水泥D、塑料

24、氯化钠晶体属于（）

A、离子晶体B、共价晶体C、金属晶体D、分子晶体

25、对于二组分系统，自由度数最多的为（）

A、1B、2C、3D、4

26、纳米微粒的熔点比正常规体低得多，这是属于纳米材料的（）特性

A、光学性质B、力学性质C、热力学性质D、磁学性质

27、下列方法中不属于制备接枝共聚物的方法（）

A、化学法B、辐射法C、机械化学法D、物理法

28、按化学组成分类，塑料是属于（）

A、金属材料B、非金属材料C、高分子材料D、复合材料

29、标准式清洗技术的工序，RCA标准清洗工序1又可称为（）

A、APMB、HPMC、SPMD、DHF

30、下列不属于硅片加工技术的过程是（）

A、切片B、化学刻蚀C、晶边圆磨D、等径

31、半导体多晶硅的电子级别为（）

A、99.9%B99.99%C、99.9999%D、99.99999999%

14、下列物质中不属于改良西门子法生产多晶硅的副产产品（）

A、甲烷B、四氯化硅C、TCSD、DCS

32.化学锈蚀属于材料的性能的（）

A.化学性能B.力学性能C.热学性能D.物理性能

三名词解释

1.材料科学：

是运用化学的研究成果，将具有功能性的物质制备成可以应用的材料及器件，这些材料具有指定的形态，具有规定的性质或者具有能感应外界条件变化而产生相应的执行行为。

2材料的结构：

指组成的与原子，分子在不同层次上彼此结合的形式，状态或空间分布，包括原子与电子结构，分子结构，晶体结构，晶粒结构,表现与晶界结构，缺陷结构等；在尺寸上则包括纳米以下，纳米，微米，毫米及更宏观的结构层次。

3生物基高分子材料：

指以可生再生物质为原料生产单体化合物，然而通过化学或生物方法进行聚合生成的高分子量聚合物和各种用途的高分子材料制成。

4产品全生命周期工程：

减少整个过程中过度浪费的工艺过程。

5材料设计：

是指通过理论与计算预报新材料的组合，结构与性能，或者说，通过理论设计来“定做”具有特色性能的新材料。

6量子化学：

是物理与化学的交叉学科，是利用量子力学理论研究化学现象,过程与规律的学科分支。

7化学热力学：

是从化学角度出发，研究材料的各种变化过程的能量转化关系以及过程进行的方向和限度的一门学科。

8化学动力学：

是从化学角度出发，研究有光过程或放映的物质迁移，反应机理，反应速度以及控制反应速度方法的一门学科。

9单体；整个晶体是一个完整的单一结构。

10各向异性：

由于原子排列的方式不同，所以单晶都有规则外形，并且在不同方向显示出不同物理性质的晶体。

11激光晶体：

是固体激光器的工作介质。

12非线性晶体：

指在强光作用下，能产生非线性光效应的一类晶体，当光照或其他外场对晶体作用时，能引起晶体的非线性极化响应，导致光的频率，强度，偏振态和转播方向变化，因此是一种可以实现激光调制，变变频等重要的共嫩功能晶体。

13压电效应：

晶体受到外加力时，内部正负电荷重心相对位移，产生极化导致晶体两端表面出现符号相反的束缚的晶体。

14晶体结构的周期性：

晶体是由空间排列得很有规律的晶粒组成，晶体中的微粒的排列按照一定的方式不断重复的，这种性质叫晶体结构的周期性。

15结点：

原子或分子所在的几何点。

16点阵：

结点在空间的周期性的规则排列。

17点阵理论：

用点阵的性质来讨论晶体的几何结构的理论。

18空间点阵：

规则分布的三维空间中的阵点所组成的空间图形。

19晶格：

指把阵点用直线连接起来所形成的空间格架。

20晶胞：

空间点阵几何规律的基本空间单元。

21晶体结构：

指晶体材料中由原子，粒子，分子排列有规则的重复的点阵，在一定条件下，当众多的自由原子聚集而成固体时，各个原子的外层电子将会发生迁移，共有或集体化，形成相应的化学键以及能带结构（见金属材料结构）及表层结构。

及各种材料的晶体结构都是在化学键的支配下，采用降低体系能量的原子排列方式组合而成的。

22晶体缺陷：

晶体中质点的排列往往存在某种不规则性或不完善性，表现为晶体结构中局部范围内、质点排布偏离周期性重复的空间点阵规则而出现错乱的现象。

实际晶体中分子偏离理想的周期性排列的区域称作晶体缺陷。

23零维缺陷：

点缺陷在晶体晶格点上或邻近区域偏离其正常结构的一种缺陷，它在三个方向的尺寸都很小。

24空位：

正常结点没有被原子或离子所点据，成为空结点。

25自间隙原子：

原子进入晶格中正常结点之间的间隙位置，称为间隙原子。

这种间隙原子来自于晶体自身（基质原子），有时为了区别于杂质间隙原子，也称为自间隙原子。

26杂质原子：

当外来原子进入晶格时，取代原来晶格中原子而进入正常结点的位置，或进入点隙中的间隙位子称为杂质原子。

27热缺陷：

空位和间隙原子这两种缺陷是由于原子的热运动使其偏离正常结点而形成的叫热缺陷。

28杂质缺陷：

杂质原子进入晶格引起的缺陷则称为杂质缺陷。

29间隙离子：

如果点缺陷中所涉及离子离开平衡位置后，挤入晶体间隙中，形成间隙原子离子，同时在原来位置上留下空位，由此产生的缺陷。

30肖特基缺陷：

肖特基缺陷原子或离子移动到晶体表面或晶界的格点位上，在晶体内部留下相应的空位。

31化学计量化合物：

化合物分子式一般具有固定的正负离子比，其比值不会随着外界条件而变化，此类化合物的组成符合定比定律。

32非线性计量缺陷：

一些易变价的化合物，在外界条件如所接触的性质和压力大小的影响下，很容易形成空位和间隙原子，使组成偏离化学计量，由此产生的晶体缺陷。

33部分滑移：

指晶体的一部分发生滑移，而一部分没有发生滑移。

34混合位错：

在实际晶体中，很可能产生刃位错和螺位错。

这种复杂的位错称混合位错。

35替位型杂质:

半导体中的第二类点缺陷是非本征缺陷，当杂质原子处在间隙位移或者晶格位移时，都能形成这类缺陷，在后一种情况下，杂质称为替杂质杂质。

36施主杂质与受主杂质，N型半导体与P型半导体：

在半导体器件制造过程中，通常会在硅中加入杂质，如加人的杂质是V族元素（如磷），由于V族元素（如P）比IV族元素（如Si）多一个价电子，这个多余的价电子可能游离出来成为自由电子，因此导带中的电子比价带中的空穴多。

造成费米能级带向导带偏移。

加入的这种杂质称为施主杂质，这种半导体称为N型半导体。

如果加入的杂质为Ⅲ族元素（如硼）由于Ⅲ族元素比

族元素少一个价电子，所以价带中空穴增多，造成费米能级带向价带偏移。

加入的三族元素称为受主杂质，这种半导体称为P型半导体

37.体系：

我们把一物质或空间人为地分隔开来，作为研究对象的那一部分

38．环境：

体系以外与体系密切相关的其他部分。

39.状态：

我们把物理性质和化学性质的综合表现称之为体系的状态。

40.状态函数：

用来描述和规定体系状态的各种性质称之为状态函数或状态性质。

41.过程：

体系状态所发生的一切变化。

42途径：

通常把完成某一过程的具体步骤称为途径。

43.热量：

在体系和环境之间由于存在温度差而引起的体系状态发生变化中，通过体系与环境之间的界面流动的能量，并且此能量总是从高温点流向低温点。

44功：

在体系的状态发生变化中，通过体系与环境之间的界面流动的能量，并且此能量总是可通过适当装置转变成环境中某一重物的升降。

45内能：

体系内部所有能量之总和。

46工业硅：

以硅石和碳质还原剂等为原料经碳热还原法生产的含硅97%以上的产品我国通常称为工业硅或冶金级硅。

47相：

体系内物理和化学性质均匀一致的部分称为一相。

48相数：

体系中所具有的相的总数称为相数。

49组分数：

足以确定平衡体系中的所有各相组成所需要的最少数目的独立物种数称为独立组分数简称为组分数。

50物种数：

体系中所包含的化学物质的种类数。

51体系的自由度：

在一定范围内可以任意独立改变，而不致引起体系中旧相消失或新相产生的变数的数目。

52加聚反应：

单体通过相互加成而形成聚合物的反应.

53缩聚反应：

带有多个可相互反应的官能团的单体通过有机化学中各种缩合反应消去某些小分子而形成聚合物的反应。

54共聚物：

两种或两种以上的单体共同聚合时，得到的聚合物分子链中含有两种或两种以上的单体链节，这种聚合物称为共聚物。

55材料