纳米材料纳米bt365体育在线投注复习资料     DATE: 2020-01-27 13:41

  纳米材料纳米技术复习资料_研究生入学考试_高等教育_教育专区。(一)名词解释(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)n 型半导体 (9)化合物半

  (一)名词解释(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)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)液膜分离 (16)渗透蒸发分离 (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 (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(α -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。如果降低材料中的杂质含量,可使得光纤的 损耗降至 20dB/km,甚至更小.目前在光纤最低损耗窗口的 1.55μ m 处,光纤损耗可做到 0.2dB/km。 (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,通过摄谱仪发现,输出的光束除原波长谱线 外,还有倍 频波长为 347nm 的紫外光。磷酸钛氧钾晶体(KTiOPO4)晶体被公认为 1.064μ m 激光倍频的首选材料,它可以把 1.064μ m 的红外激光转 换成 0.53μ m 的绿色激光。 (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,吸附气体能力很强,此外,它 又能显半导体性质,随吸附气体多寡,可改变导电率,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 测器件材料,它由碲,镉,汞三种元素组成, 化学计量式为 Hg1-xCdxTe, 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 )热敏陶瓷可以根据其阻温特性分为 :(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)第三代半导体材料是以 GaN(氮化镓)材料 P 型掺杂的突破为起 点,以高亮度蓝光发光二极管(LED)和蓝光激光器的研制成功为标志 的。它们的禁带宽度大都在 3 个电子伏以上,在室温下不可能将价带 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须符合两个条件: ① 分子应 具有足够的刚性;② 分子必须有相当的溶解性。然而,这两个条件 往往是对立的。这是溶致性高分子液晶研究和开发的困难所在。 (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 Kevlar 纤维,比强度优于玻璃 纤维。 (10)液晶现象是 1888 年奥地利植物学家莱尼茨尔(F. Reinitzer) 在研究胆甾醇苯甲酯时首先观察到的现象。 现已发现许多物质具有液 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 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,Cr[VI]能以酸性 铬酸离子 (HCrO4-)以及铬酸离子(CrO42 -)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须是供氢体, 否则不可能形成 HCrO4-。 (12)自上世纪 60 年代中期以来,膜分离技术真正实现了工业化。首 先出现的分离膜是超过滤膜(简称 UF 膜) 、微孔过滤膜(简称 MF 膜) 和反渗透膜(简称 RO 膜) 。以后又开发了许多其它类型的分离膜。 (13)膜分离过程的主要特点是:以具有选择透过性的膜作为分离的手 段,实现物质分子尺寸的分离和混合物组分的分离。膜分离过程的推 动力有浓度差、压力差和电位差等 (14)在高分子膜分离技术中,分离溶液中分子量低于 500 的低分子物 质,应该采用反渗透膜;分离溶液中分子量大于 500 的大分子或极细 的胶体粒子可以选择超滤膜,而分离溶液中的直径 0.1~10μ m 的粒 子应该选微孔膜。 (15)原则上讲, 凡能成膜的高分子材料和无机材料均可用于制备分离 膜。但实际上,真正成为工业化膜的膜材料并不多。目前,在实用的 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, 只有对所需要分离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,应该 有良好的亲水性,因此,聚乙烯醇(PVA)或醋酸纤维素(CA)是较好 的膜材料;而当以透过醇类物质为目的时,憎水性的聚二甲基硅氧烷 (PDMS)则是较理想的膜材料。 (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,这些晶界面为原子提供 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定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,是实用范围最广的 PTC 热敏半导体陶 瓷材料. BaTiO3 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,在还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)根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, 高击穿电压等特性,是制作:高功 率,高频率,高温 “三高”器件的优良材料. (三)判断题 (1)光学材料主要是指光介质材料,还有光功能材料,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可能的。要 想获得粒子数反转,必须使用多能级系统。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 反射,呈锯齿状曲折前进。所以单模光纤都采用突变型, 而多模 光纤多为渐变型光纤。 (4)以 BaTiO3 系陶瓷为代表,是实用范围最广的 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, 只有在还原气氛中烧结和在高于 900℃的还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 晶则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料,应具有一些基本的性能,如对光的 敏感性、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 速度和涂膜性能等则显得更为重要。 (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φ 值的变化范围 极大,大可至上百万,小可到很小的分数。φ ≤1 时是直接反应; φ >1 时是连锁反应。 (9)用波长 366nm 的光照射萘和二苯酮的溶液,得到萘的磷光。 但萘并不吸收波长 366nm 的光,而二苯酮则可吸收,此时可以认 为二苯酮为猝灭剂,而萘则为增感剂。 (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须满足一个基本前提, 即在常温下必须是 不易挥发的。一切气态的或低沸点的单体都是不适用的。 (11)膜分离过程的共同优点是:成本低、能耗少、效率高、无污 染并可回收有用物质,特别适合于性质相似组分、同分异构体组 分、热敏性组分、生物物质组分等混合物的分离,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 (0.5~1MPa) 。 其被分离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)膜分离过程没有相的变化,常温下即可操作;由于避免了高 温操作,所浓缩和富集物质的性质不容易发生变化,因此在膜分 离过程食品、医药等行业使用具有独特的优点. (15)根据分离膜的分离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、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 理论的框架内进行解释。 (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、受激辐射和受激吸收总是同时存在的。是否能得到光的放 大就取决于高、低能级的原子数量之比。 (19) 根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、热学和水解稳定性,强度 也很高,pH 值适应范围为 1~13,最高使用温度达 120℃,抗氧 化性十分优良。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别 (2)试按能级生成理论解释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独特的优势? (4)什么是纳米材料的小尺寸效应,试举例简单说明 (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离膜中,如何利用微粒或组分分子的 大小和差别来正确选择超滤、微滤、反渗透等分离方式 (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(YAG:Nd3+)的结构,成分以及在 军工,民用领域的应用


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