晶体（crystal)晶体有三个特征：(1)晶体有一定的几何外形；(2)晶体有固定的熔点；(3)晶体有各向异性的特点。固态物质有晶体与非晶态物质(无定形固体)之分，而无定形固体不具有上述特点。组成晶体的结构粒子(分子、原子、离子)在空间有规则地排列在一定的点上，这些点群有一定的几何形状，叫做晶格。排有结构粒子的那些点叫做晶格的结点。金刚石、石墨、食盐的晶体模型，实际上是它们的晶格模型。晶体按其结构粒子和作用力的不同可分为四类：离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。具有整齐规则的几何外形、固定熔点和各向异性的固态物质，是物质存在的一种基本形式。固态物质是否为晶体，一般可由X射线衍射法予以鉴定。晶体内部结构中的质点(原子、离子、分子)有规则地在三维空间呈周期性重复排列，组成一定形式的晶格，外形上表现为一定形状的几何多面体。组成某种几何多面体的平面称为晶面，由于生长的条件不同，晶体在外形上可能有些歪斜，但同种晶体晶面间夹角(晶面角)是一定的，称为晶面角不变原理。晶体按其内部结构可分为七大晶系和14种晶格类型。晶体都有一定的对称性，有32种对称元素系，对应的对称动作群称做晶体系点群。按照内部质点间作用力性质不同，晶体可分为离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体等四大典型晶体，如食盐、金刚石、干冰和各种金属等。同一晶体也有单晶和多晶(或粉晶)的区别。在实际中还存在混合型晶体梦幻般的晶体世界（1）（2003年4月28日）第一集：什么是晶体 什么是晶体？晶体就是晶莹闪亮的物体吗？如果说下列物质中，只有一种是晶体，那么在“玻璃、珍珠和冰雪”中，你选择哪一个？如果答案是“冰雪”，你会奇怪吗？ 说到晶体，还得从结晶谈起。大家知道，所有物质都是由原子或分子构成的。众所周知，物质有三种聚集形态：气体、液体和固体。但是，你知道根据其内部构造特点，固体又可分为几类吗？研究表明，固体可分为晶体、非晶体和准晶体三大类。 晶体通常呈现规则的几何形状，就像有人特意加工出来的一样。其内部原子的排列十分规整严格，比士兵的方阵还要整齐得多。如果把晶体中任意一个原子沿某一方向平移一定距离，必能找到一个同样的原子。而玻璃、珍珠、沥青、塑料等非晶体，内部原子的排列则是杂乱无章的。准晶体是最近发现的一类新物质，其内部排列既不同于晶体，也不同于非晶体。 究竟什么样的物质才能算作晶体呢？首先，除液晶外，晶体一般是固体形态 。其次，组成物质的原子、分子或离子具有规律、周期性的排列，这样的物质就是晶体。 但仅从外观上，用肉眼很难区分晶体、非晶体与准晶体。那么，如何才能快速鉴定出它们呢？一种最常用的技术是X光技术。用X光对固体进行结构分析，你很快就会发现，晶体和非晶体、准晶体是截然不同的三类固体。 为了描述晶体的结构，我们把构成晶体的原子当成一个点，再用假想的线段将这些代表原子的各点连接起来，就绘成了像图中所表示的格架式空间结构。这种用来描述原子在晶体中排列的几何空间格架，称为晶格。由于晶体中原子的排列是有规律的，可以从晶格中拿出一个完全能够表达晶格结构的最小单元，这个最小单元就叫作晶胞。许多取向相同的晶胞组成晶粒，由取向不同的晶粒组成的物体，叫做多晶体，而单晶体内所有的晶胞取向完全一致，常见的单晶如单晶硅、单晶石英。大家最常见到的一般是多晶体。 由于物质内部原子排列的明显差异，导致了晶体与非晶体物理化学性质的巨大差异。例如，晶体有固定的熔点，当温度高到某一温度便立即熔化；而玻璃及其它非晶体则没有固定的熔点，从软化到熔化是一个较大的温度范围。 我们吃的盐是氯化钠的结晶，味精是谷氨酸钠的结晶，冬天窗户玻璃上的冰花和天上飘下的雪花，是水的结晶。我们可以这样说：“熠熠闪光的不一定是晶体，朴实无华、不能闪光的未必就不是晶体”。不是吗？每家厨房中常见的砂糖、碱是晶体，每个人身上的牙齿、骨骼是晶体，工业中的矿物岩石是晶体，日常见到的各种金属及合金制品也属晶体，就连地上的泥土砂石都是晶体。我们身边的固体物质中，除了常被我们误以为是晶体的玻璃、松香、琥珀、珍珠等之外，几乎都是非晶体。晶体离我们并不遥远，它就在我们的日常生活中。组成晶体的结构粒子（分子、原子、离子）在三维空间有规则地排列在一定的点上，这些点周期性地构成有一定几何形状的无限格子，叫做晶格。按照晶体的现代点阵理论，构成晶体结构的原子、分子或离子都能抽象为几何学上的点。这些没有大小、没有质量、不可分辨的点在空间排布形成的图形叫做点阵，以此表示晶体中结构粒子的排布规律。构成点阵的点叫做阵点，阵点代表的化学内容叫做结构基元。因此，晶格也可以看成点阵上的点所构成的点群集合。对于一个确定的空间点阵，可以按选择的向量将它划分成很多平行六面体，每个平行六面体叫一个单位，并以对称性高、体积小、含点阵点少的单位为其正当格子。晶格就是由这些格子周期性地无限延伸而成的。空间正当格子只有7种形状（对应于7个晶系），14种型式。它们是简单立方、体心立方、面心立方；简单三方；简单六方；简单四方、体心四方；简单正交、底心正交、体心正交、面心正交；简单单斜、底心单斜；简单三斜格子等。晶格的强度由晶格能（或称点 晶体对称性 在晶体的外形以及其他宏观表现中还反映了晶体结构的对称性。晶体的理想外形或其结构都是对称图象。这类图象都能经过不改变其中任何两点间距离的操作后复原。这样的操作称为对称操作,平移、旋转、反映和倒反都是对称操作。能使一个图象复原的全部不等同操作，形成一个对称操作群。 在晶体结构中空间点阵所代表的是与平移有关的对称性，此外，还可以含有与旋转、反映和倒反有关并能在宏观上反映出来的对称性，称为宏观对称性，它在晶体结构中必须与空间点阵共存，并互相制约。制约的结果有二:①晶体结构中只能存在1、2、3、4和6次对称轴，②空间点阵只能有 14种形式。n次对称轴的基本旋转操作为旋转360°/n，因此，晶体能在外形和宏观中反映出来的轴对称性也只限于这些轴次。 由于原子并不处于静止状态，存在着外来原子引起的点阵畸变以及一定的缺陷，基本结构虽然仍符合上述规则性，但绝不是如设想的那样完整无缺，存在数目不同的各种形式的晶体缺陷。另外还必须指出，绝大多数工业用的金属材料不是只由一个巨大的单晶所构成,而是由大量小块晶体组成,即多晶体。在整块材料内部，每个小晶体（或称晶粒）整个由三维空间界面与它的近邻隔开。这种界面称晶粒间界，简称晶界。晶界厚度约为两三个原子。晶体缺陷在二十世纪初叶，人们为了探讨物质的变化和性质产生的原因，纷纷从微观角度来研究晶体内部结构，特别是X射线衍射的出现，揭示出晶体内部质点排列的规律性，认为内部质点在三维空间呈有序的无限周期重复性排列，即所谓空间点阵结构学说。前面讲到的都是理想的晶体结构，实际上这种理想的晶体结构在真实的晶体中是不存在的，事实上，无论是自然界中存在的天然晶体，还是在实验室（或工厂中）培养的人工晶体或是陶瓷和其它硅酸盐制品中的晶相，都总是或多或少存在某些缺陷，因为：首先晶体在生长过程中，总是不可避免地受到外界环境中各种复杂因素不同程度影响，不可能按理想发育，即质点排列不严格服从空间格子规律，可能存在空位、间隙离子、位错、镶嵌结构等缺陷，外形可能不规则。另外，晶体形成后，还会受到外界各种因素作用如温度、溶解、挤压、扭曲等等。晶体缺陷：各种偏离晶体结构中质点周期重复排列的因素，严格说，造成晶体点阵结构周期势场畸变的一切因素。如晶体中进入了一些杂质。这些杂质也会占据一定的位置，这样破坏了原质点排列的周期性，在二十世纪中期，发现晶体中缺陷的存在，它严重影响晶体性质，有些是决定性的，如半导体导电性质，几乎完全是由外来杂质原子和缺陷存在决定的，许多离子晶体的颜色、发光等。另外，固体的强度，陶瓷、耐火材料的烧结和固相反应等等均与缺陷有关，晶体缺陷是近三、四年国内外科学研究十分注意的一个内容。根据缺陷的作用范围把真实晶体缺陷分四类：点缺陷：在三维尺寸均很小，只在某些位置发生，只影响邻近几个原子。线缺陷：在二维尺寸小，在另一维尺寸大，可被电镜观察到。面缺陷：在一维尺寸小，在另二维尺寸大，可被光学显微镜观察到。体缺陷：在三维尺寸较大，如镶嵌块，沉淀相，空洞，气泡等。一、点缺陷按形成的原因不同分三类：1 热缺陷（晶格位置缺陷）在晶体点阵的正常格点位出现空位，不该有质点的位置出现了质点（间隙质点）。2 组成缺陷外来质点（杂质）取代正常质点位置或进入正常结点的间隙位置。3 电荷缺陷晶体中某些质点个别电子处于激发状态，有的离开原来质点，形成自由电子，在原来电子轨道上留下了电子空穴。1. 缺陷符号及缺陷反应方程式缺陷符号 以二元化合物MX为例1） 晶格空位：正常结点位没有质点，VM，VX2） 间隙离子：除正常结点位置外的位置出现了质点，Mi ，Xx3） 错位离子：M排列在X位置，或X排列在M位置上，若处在正常结点位置上，则MM，XX4） 取代离子：外来杂质L进入晶体中，若取代M，则LM，若取代X，则LX，若占据间隙位，则Li。5） 自由电子 e’（代表存在一个负电荷），，表示有效电荷。6） 电子空穴 h•(代表存在一个正电荷)，•表示有效正电荷如 从NaCl晶体中取走一个Na+，留下一个空位 造成电价不平衡，多出负一价 。相当于取走Na原子加一个负有效负电荷，e失去→自由电子，剩下位置为电子空穴h•7） 复合缺陷同时出现正负离子空位时，形成复合缺陷，双空位。VM+VX→（VM- VX）缺陷反应方程式必须遵守三个原则1） 位置平衡——反应前后位置数不变（相对物质位置而言）2） 质点平衡——反应前后质量不变（相对加入物质而言）3） 电价平衡——反应前后呈电中性例：将CaCl2引入KCl中：将CaO引入ZrO2中注意：只从缺陷反应方程看，只要符合三个平衡就是对的，但实际上往往只有一种是对的，这要知道其它条件才能确定哪个缺陷反应是正确的。确定（1）式密度增加，要根据具体实验和计算。2. 热缺陷（晶格位置缺陷)只要晶体的温度高于绝对零度，原子就要吸收热能而运动，但由于固体质点是牢固结合在一起的，或者说晶体中每一个质点的运动必然受到周围质点结合力的限制而只能以质点的平衡位置为中心作微小运动，振动的幅度随温度升高而增大，温度越高，平均热能越大，而相应一定温度的热能是指原子的平均动能，当某些质点大于平均动能就要离开平衡位置，在原来的位置上留下一个空位而形成缺陷，实际上在任何温度下总有少数质点摆脱周围离子的束缚而离开原来的平衡位置，这种由于热运动而产生的点缺陷——热缺陷。热缺陷两种基本形式：a-弗仑克尔缺陷, b-肖特基缺陷(1) 弗仑克尔缺陷具有足够大能量的原子（离子）离开平衡位置后，挤入晶格间隙中，形成间隙原子离子），在原来位置上留下空位。特点：空位与间隙粒子成对出现，数量相等，晶体体积不发生变化。在晶体中弗仑克尔缺陷的数目多少与晶体结构有很大关系，格点位质点要进入间隙位，间隙必须要足够大，如萤石（CaF2）型结构的物质空隙较大，易形成，而NaCl型结构不易形成。总的来说，离子晶体，共价晶体形成该缺陷困难。(2) 肖特基缺陷 表面层原子获得较大能量，离开原来格点位跑到表面外新的格点位，原来位置形成空位这样晶格深处的原子就依次填入，结果表面上的空位逐渐转移到内部去。特点：体积增大，对离子晶体、正负离子空位成对出现，数量相等。结构致密易形成肖特基缺陷。晶体热缺陷的存在对晶体性质及一系列物理化学过程，导电、扩散、固相反应、烧结等产生重要影响，适当提高温度，可提高缺陷浓度，有利于扩散，烧结作用，外加少量填加剂也可提高热缺陷浓度，有些过程需要最大限度避免缺陷产生, 如单晶生产，要非常快冷却。3. 组成缺陷主要是一种杂质缺陷，在原晶体结构中进入了杂质原子，它与固有原子性质不同，破坏了原子排列的周期性，杂质原子在晶体中占据两种位置（1）填隙位（2）格点位4. 电荷缺陷 (Charge defect)从物理学中固体的能带理论来看，非金属固体具有价带，禁带和导带，当在OR时，导带全部完善，价带全部被电子填满，由于热能作用或其它能量传递过程，价带中电子得到一能量Eg，而被激发入导带，这时在导带中存在一个电子，在价带留一孔穴，孔穴也可以导电，这样虽末破坏原子排列的周期性，在由于孔穴和电子分别带有正负电荷，在它们附近形成一个附加电场，引起周期势场畸变，造成晶体不完整性称电荷缺陷。例：纯半导体禁带较宽，价电带电子很难越过禁带进入导带，导电率很低，为改善导电性，可采用掺加杂质的办法，如在半导体硅中掺入P和B，掺入一个P，则与周围Si原子形成四对共价键，并导出一个电子，叫施主型杂质，这个多余电子处于半束缚状态，只须填加很少能量，就能跃迁到导带中，它的能量状态是在禁带上部靠近导带下部的一个附加能级上，叫施主能级，叫n型半导体。当掺入一个B，少一个电子，不得不向其它Si原子夺取一个电子补充，这就在Si原子中造成空穴，叫受主型杂质，这个空穴也仅增加一点能量就能把价带中电子吸过来，它的能量状态在禁带下部靠近价带顶部一个附加能级，叫受主能级，叫P型半导体，自由电子，空穴都是晶体一种缺点缺陷在实践中有重要意义：烧成烧结，固相反应，扩散，对半导体，电绝缘用陶瓷有重要意义，使晶体着色等。二、线缺陷实际晶体在结晶时，受到杂质，温度变化或振动产生的应力作用或晶体由于受到打击，切割等机械应力作用，使晶体内部质点排列变形，原子行列间相互滑移，不再符合理想晶体的有序排列，形成线状缺陷。位错直观定义：晶体中已滑移面与未滑移面的边界线。这种线缺陷又称位错，注意：位错不是一条几何线，而是一个有一定宽度的管道，位错区域质点排列严重畸变，有时造成晶体面网发生错动。对晶体强度有很大影响。位错主要有两种：刃型位错和螺型位错。1. 刃型位错其形式可以设想为：在一完整晶体，沿BCEF晶面横切一刀，从BC→AD，将ABCD面上半部分，作用以压力δ，使之产生滑移，距离 （柏氏矢量晶格常数或数倍）滑移面BCEF，滑移区ABCD，未滑移区ADEF，AD为已滑移区交界线—位错线。正面看简图：如上图滑移上部多出半个原子面，就象刀刃一样（劈木材）称刃型位错。特点：滑移方向与位错线垂直，符号⊥，有多余半片原子面。2. 螺型位错其形成可设想为：在一完整晶体，沿ABCD晶面横切一刀，在ABCD面上部分沿X方向施一力δ，使其生产滑移 ，滑移区ABCD未滑移区ADEF，交界线AD（位错线）特点：滑移方向与位错线平行，与位错线垂直的面不是平面，呈螺施状，称螺型位错。刃型位错与螺型位错区别：a-正常面网, b-刃型位错, c-螺型位错主要从各自特点区别：刃型：滑移方向与位错线垂直，多半个原子面，位错线可为曲线。螺型：滑移方向与位错线平行，呈螺旋状，位错线直线。 由于位错的存在对晶体的生长，杂质在晶体中的扩散，晶体内镶嵌结构的形成及晶体的高温蠕变性等一系列性质和过程都有重要影响。 晶体位错的研究方法：通常用光学显微镜，X光衍射电子衍射和电子显微镜等技术进行直接观察和间接测定。位错具有以下基本性质：(1)位错是晶体中原子排列的线缺陷，不是几何意义的线，是有一定尺度的管道。(2)形变滑移是位错运动的结果，并不是说位错是由形变产生的，因为一块生长很完事的晶体中，本身就存在很多位错。(3)位错线可以终止在晶体的表面（或多晶体的晶界上），但不能终止在一个完事的晶体内部。(4)在位错线附近有很大应力集中，附近原子能量较高，易运动。三、面缺陷涉及较大范围（二维方向）、晶界、晶面、堆垛层错。1. 晶面：由于晶体表面处的离子或原子具有不饱和键，有很大反应活性，表面结构出现不对称性，使点阵受到很大弯曲变形，因而能量比内部能量高，是一种缺陷。2. 晶界：晶粒之间交界面，晶粒间取向不同出现晶粒间界，在晶粒界面上的排列是一种过渡状态与两晶粒都不相同。1）小角度晶界（镶嵌块）尺寸在10-6-10-8m的小晶块，彼此间以几秒到 的微小（ ）角度倾斜相交，形成镶嵌结构，有人认为是棱位错，由于晶粒以微小角度相交，可以认为合并在一起，在晶界面是形成了一系列刃型位错。2）大角度晶界，各晶面取向互不相同，交角较大，在多晶体中，晶体可能出现大角度晶界。在这种晶界中，顶点排列接近无序状态，晶界处是缺陷位置，所以能量较高，可吸附外来质点。晶界是原子或离子扩散的快速通道，也是空位消除的地方，这种特殊作用对固相反应，烧结起重要作用，对陶瓷、耐火材料等多晶材料性能如蠕变、强度等力学性能和极化、损耗等介电性能影响较大。3. 堆垛层错离子堆垛过程中发生了层次错动，出现堆垛层错，如面心立方堆积形式为ABCABCA……→ABCACBABC中间的B层和C层发生了层次错动，出现缺陷（一般了解）非化学计量化合物定义：化合物中各元素的原子数之比不是简单的整数而出现了分数，如Fe1-xO,Cu2-xO,Co1-xO等。四、可偏离化合式的化合物 在基础化学中学到的化合物的分子式都是符合定比定律的，即元素的原子数之比为简单整数比，如FeO，Fe/O=1/1，TiO2, Ti/O=1/2等，现在认为这种严格按化学计量形成的化合物是一种特殊情况，而普遍存在着所谓非化学计量化合物。非化学计量化合物缺陷有四种类型：(1) 阳离子过剩，形成阴离子空位TiO2，ZrO2会产生这种缺陷，分子式为TiO2-x, ZrO2-x,从化学计量观念，正负离子比为1：2，由于揣氧不足，在晶体中存在氧空位，而变为非化学计量化合物，又可写成：，从化学观念看，缺氧TiO2可以看作是四价钛和三价钛氧化物的固体溶液，即Ti2O3在TiO2中的固溶体，或从电中性考虑，Ti由四价→三价，原因： Ti4+获得一个电子→Ti3+，所获得的电了是由于氧不足脱离. 正常TiO2晶格结点放出的，在电场作用下，这一电子可以一个钛离子位置迁移到另一个钛离子位置，并非固定在某一钛离子上，从而形成电子电导，具有这种缺陷的材料称n型半导体。这种非化学计量化合物缺陷方程可写成：例：在还原气氛下TiO2→TiO2-x也可看成部分O由晶格逸出变成气体：可见：这种非化学计量化合物的形成多是由变价正离子构成的氧化物，由高价变为低价，形成负离子空位，还有ThO2，CeO2等，与气氛有关。(2) 阳离子过剩，形成间隙阳离子如ZnO、CdO→Zn1+xo,Cd1+xO，过剩的金属离子进入间隙位，为保持电中性，等价电子被束缚在间隙位的金属离子周围。例：ZnO在锌蒸气中加热，颜色逐渐加深变化。(3) 负电子过剩，形成间隙负离子。 目前吸发现有UO2+X，可以看作U3O8在UO2中的固溶体，当负离子过剩进入间隙位置时，结构中必须出现两个电子空穴，以平衡整体电中性，相应正离子电价升高，电子空穴在电场作用下产生运动，这种材料称P型半导体。(4) 负离子过剩形成正离子空位由于存在正离子空位，为保持电中性，在正离子空位周围捕获电子空位，因此其也是P型半导体，如Cu2O、FeO即是。例：FeO在氧气下形成这种缺陷，实际上是Fe2O3在FeO中形成的固溶体（高价取代低价），即2个Fe3+取代3个Fe2+，同时在晶格中形成个正离子空位，在氧气条件下，氧气进入 FeO晶格结构中，变为氧离子，必须从铁离子获得两个电子，使Fe2+→Fe3+，并形成VFe。可见：非化学计量化合物缺陷的形成主要受气氛影响，也与温度有关，严格说，世界上所有化合物都是非化学计量的，只是程度不同而已。
一、预备知识
1.矿物成因和晶体的形成方式；
2.影响晶体生长的外部因素；
3.人工合成晶体的方法、原理和工艺特点。
二、目的与要求
1.熟悉常见矿物成因及其共生矿物组合；
2.了解影响晶体生长的外部因素；
3.根据不同矿物的特点选择适合的合成方法。
三、实验内容
生长石盐、食糖、明矾、绿松石及一些玻璃制品等。通过使溶液达到过饱和时析出晶体的方式合成晶体，包括低温饱和溶液（如水和重水溶液、凝胶溶液、有机溶剂溶液等）、高温饱和溶液（熔盐）与热液等方法。
1.低温溶液生长（室温至75℃左右）：一种最古老的生长晶体的方法。在工业结晶中，海盐、食糖及各种固体化学试剂等的生产，都采用了这一技术。晶体的生长是靠自发成核或放入粉末状晶种来促进生长的，生长的晶体为高纯度、颗粒均匀的多晶体。
从低温溶液中培育单晶最显著的优点如下：
（1）晶体可以在远低于熔点温度的条件下生长，可用的加热器和培育容器易于选择；
（2）容易生成大块的均匀性好的晶体；
（3）所生长出的晶体外形完整，同时可以用肉眼观察晶体生长全过程，这对研究晶体生长形态与动力学提供了方便。
从低温溶液中培育单晶，也存在如下主要缺点：
（1）溶液的组成较多，溶液中的杂质总是不可避免的，因此影响晶体生长的因素较复杂；
（2）晶体生长速度慢，因此单晶生长的周期长；
（3）从水或重水溶液中生长出的晶体易于潮解，而且使用温度范围亦窄。
注意：
（1）从低温溶液中生长单晶的最关键因素是控制溶液的过饱和度，晶体只有在稳定的过饱和溶液中生长才能确保晶体质量。
（2）单晶生长法与生长温度区间的选择是根据结晶物质的溶解度及其温度系数来决定的。例如，若结晶物质的溶解度及其温度系数均较大时，就可采用降温法；若结晶物质的溶解度大小为一般，但其温度系数很小或为负值，则要采用恒温蒸发法；若结晶物质的溶解度很小（难溶盐），就可采用凝胶法。
降温法：是从溶液中培育单晶的一种最常用的方法。降温法的关键问题是在晶体生长的全过程中要求严格控制温度，并按照一定的程序降温，使溶液始终处于亚稳相，并维持适宜的过饱和度来促成晶体的正常生长。装置如图1示。操作技术要点如下：
（1）配置适量溶液，测定溶液的饱和点与p H值；
（2）将溶液过热处理2～3小时，以便提高溶液的稳定性；
（3）预热晶种，在装槽下种时，使晶种微溶；
（4）根据溶解度曲线，按照降温程序降温，逐步使晶种恢复其几何外形，然后使晶体正常生长；
（5）当晶体生长到一定温度时，抽出溶液，再缓慢地将温度降至室温，取出晶体，放进干燥器中保存。
图1 降温法生长晶体装置示意
（据张克从，1998)
1—搅拌马达；2—温度计；3—接触温度计（控温）；4—加热器；5—育晶器；6—挚晶杆；7—晶体；8—导电表；9—温度计；10—育晶器盖；11—育晶器；12—保温层；13—炉丝；14—自控加热器
图2 蒸发法育晶装置示意
（据张克从，1998)
1—转晶电机；2—水封；3—冷凝管；4—冷凝水收集器；5～8—绝缘层外壳
蒸发法：是将溶剂不断地蒸发移出，以保持溶液处于过饱和状态，通过控制蒸发量来维持溶液的过饱和度。蒸发法生长晶体的装置与降温法近似，只不过增加了冷凝回收溶剂的部分装置，如图2示。
这种方法的技术操作要点大致与降温法相同，不同之处在于：根据流出的冷凝水量（蒸发量）来观测晶体正常生长的情况，随着晶体的长大，要求取水量逐渐增多，通过调整晶体生长温度来达到这个目的。
凝胶法：以凝胶作为扩散和支持介质，晶体借助在水溶液（或有机溶剂）中的化学反应生长，装置如图3示。生长晶体的技术特点如下：
图3 凝胶法育晶装置示意
（据张克从，1998)
1—水；2—凝胶；3—晶体；4—容器；5—玻璃管；A,B两种不同的生长液
（1）凝胶的配置，凝胶的密度和稳定性对生长晶体起到关键性的作用；
（2）当A、B两种生长液同时向凝胶介质中扩散时，扩散的结果将导致复分解反应或其他类型的反应，自发成核，多核生长；
（3）晶体是在柔软而多孔的凝胶骨架中生长，有自由发育的适宜条件；
（4）晶体是在静止环境中靠扩散生长，没有对流与湍流的影响，有利于完整性好的晶体生长；
（5）晶体在室温或近室温条件下生长，温度易于控制，副反应减少，如欲生长出较大的晶体（厘米级），则必须严格控制成核；
（6）用凝胶法研究新晶体材料和培育籽晶是一种理想的简便方法；
（7）设备简单，可根据不同类型反应采用不同的设备。
例如，化学沉淀合成宝玉石法是一种经化学反应和沉淀（或沉积），进而加热加压合成非单晶质宝石的方法，如合成欧泊、合成绿松石等。
2.高温熔液生长（温度约在300℃以上）：十分类似于低温溶液法生长晶体，它是将晶体的原成分在高温下熔解于助熔剂中，以形成均匀的饱和溶液，晶体是在过饱和熔液中生长。其优点如下：
（1）适用性强，几乎对所有的晶体材料都能找到一些适当的助熔剂来进行晶体生长；
（2）对许多难熔的化合物或熔点较低的晶体材料，可选取适当的助熔剂来进行晶体生长，而助熔剂的选择非常关键，要求它不与生长晶体原料起化合作用；
（3）设备较简单，坩埚、单晶炉热源和控温装置等均属于一般要求的装置。
高温熔液生长晶体也有如下缺点：
（1）晶体生长速度较慢，生长周期较长；
（2）在晶体生长过程中，不易观察生长现象；
（3）许多助熔剂往往带有毒性，有害身体健康；
（4）一般所生长出的晶体尺寸较小。
例如，仿造和再造宝玉石法，主要是利用玻璃、陶瓷、塑料或其他材料制作宝石仿制品（如玻璃猫眼、绿松石玻璃、玻璃欧泊、塑料琥珀等）和再造宝石（再造琥珀、再造绿松石等）。
3.热液生长法，又水热法，是一种在高温高压下过饱和溶液中进行结晶的方法。
四、作业
根据实验条件，合成常见晶体。
晶体是由原子或分子在分子间作用力的作用下排列正有空间周期性、对称性的结构。由于晶格结构是微观结构，试图通过宏观操作将晶体“粘合”起来很困难。但是你可以通过先将许多小块晶体融化成液态，然后再降温使其自然结晶成大块晶体。当然，结晶过程需要一定的条件，有些条件甚至很苛刻。并且，在不同的条件下，同样的物质会结晶为不同的晶体（即不同的排列方式）。比如水的晶体（冰）就有很多种。
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介绍比较简单的方法吧：1.天然水晶在形成过程中有经历地震等，故内部有冰裂、棉、内包物等，除非是极品的天然水晶，一般的水晶内部都有瑕疵的。而人造的水晶则没有，显得特别通透，没有一点瑕疵。还有种东西叫养晶，成份和天然水晶一样，那是人工模拟天然水晶生成条件制作成的，其内部会有气泡。2.颜色。天然水晶的颜色通常是不均匀的，同一颗珠子上颜色都可能不均匀，而人造的，则染色非常均匀，即使有不均，也会看起来很生硬，不像天然的水晶，颜色虽不均匀，但衔接自然。3.温度。天然水晶在常温下，也就是25度左右，由于传热慢，感觉是凉的，人造水晶比较多是玻璃，有温的感觉。4.改色水晶和天然水晶。改色水晶通常是通过激光等照射某一颜色水晶，将之改色，如茶水晶改黄水晶，这些，仔细看也能看出来，如茶水晶改的黄水晶，近看有点发绿，而远看则有茶色的感觉。
合成水晶 成分和结构与天然水晶完全相同，特别是当水晶内部非常干净，看不到任何特征时连实验室鉴定都有一定困难必须借助大型仪器。这种情况仅靠肉眼和十倍放大镜等便携仪器是很难区分天然和合成水晶的。但也有一个不太好用的方法，那就是把待测水晶放置在常温下待其温度稳定后用手感觉其冰凉的程度。一般来讲，天然水晶更凉，而合成水晶或玻璃有温感。但此法受天气和环境影响较大，冬天不适用。而且因为个人对温度的感觉有差异，所以只是个辅助鉴定手段。 但多数天然水晶中都会存在或多或少的内含物，就是行家常说的棉、绺、云雾、矿物包体等，形成绿幽灵，各色发晶等品种，一派生机勃勃。而合成水晶就比较干净，但有时也会出现一些特征。 出现下列特征之一的，即可确定为合成水晶： （1）一段时间不擦的玻璃桌面上会落一层灰，这个现象大家想必都见过吧。如果在水晶内部看到类似“桌面灰尘”状的现象，就是说晶体里有很多非常细小的灰色或白色小点点沿一个平面或几个平行的平面分布，而晶体的其余部分又非常干净。那基本上这就是合成水晶了。 （2）合成水晶中有时会有一些非常细的空管状包裹体，这些空管也是基本平行的，有时会通到表面，也可能是一头大一头小，像钉子一样的。这也只有合成水晶才有，可能是合成时的一些熔剂残余。 （3）天然的水晶基本上没有绿色的，或者说极为罕见。像绿幽灵、绿发晶等品种，里面的包裹体是绿的，但水晶本身还是无色透明的。所以市场上出现的大量绿色透明的水晶，颜色基本都是处理的，而且多数本身是合成水晶。 玻璃 很便宜的仿品，可以有各种颜色，有时还能做成半透明的，相对好鉴别一些。出现下列特征的可看作玻璃： （1）很多书上教人用看头发重影的方法区分水晶球和玻璃球，就是把一根头发放在下面，透过球看头发，如果头发变成两根了就是水晶（天然或合成），还是一根的就是玻璃。但这个方法用起来有些限制：球不能太小，如果是手串上的圆珠就不好用了。而且在看时要注意转动水晶球观察，不是所有方向都会出重影的。本人对水晶球不太感冒，所以不怎么会看，不过在这里提醒一下想买水晶球的朋友：那些个头不小，内部非常干净，价格还不太贵的“水晶球”一定要注意，很可能是合成水晶或玻璃，购买时一定要索要国家认可的专业机构出具的鉴定证书。 （2）只有玻璃里才会出现气泡，可大可小，但天然的玉髓里有时也有圆球状的包体，本人就见过一些，不注意很容易认为是气泡。区别是气泡表面很亮有反光，而包体的表面光泽就暗多了。这需要经验，要多看就能掌握。 （3）玻璃制品一般是浇铸或吹制成型的，而水晶是经磨制后抛光成型的。所以，像水晶圆珠有时不够圆，有些地方还有些剩余平面或缺口；而刻面水晶的刻面大小可能不一致，这些“瑕疵”其实也是水晶的标签，因为玻璃只可能出现铸造时的压痕（就像在很多塑料制品上出现的）或吹制时的螺旋纹。 （4）施华洛氏奇“水晶”。施华洛氏奇的制品被称为“水晶”，但实际上是一种加入了大量铅的玻璃制品。因为铅会提高玻璃的折射率，使其看起来光彩闪烁，火彩甚至接近钻石。但这也使它的硬度变得很低，即使很小心的保存，在表面也会出现划痕，而真正的水晶在正常佩戴陈设的过程中不会磨损。还很多所谓的施华洛氏奇饰品上的宝石是合成的立方氧化锆，俗称CZ，是一种仿钻，火彩也很强且硬度高于水晶，但这类饰品应该不是施华洛氏奇的产品，因为施华洛氏奇都是铅玻璃的。
水晶是优良石英结晶体，大多数是无色透明，少量因含各种不同的微量元素而呈现不同颜色。它硬度高、折光好。用优质天然水晶加工制作的项链和眼镜，成为美化生活、祛病保健的高档装饰品和实用品。 水晶项链是风靡世界的宝石饰品之一。它在光照下色彩斑斓，晶莹剔透，可产生特殊的“猫眼”现象。水晶中含有硒、锌、铝、钛等微量元素，它们不断地产生光电效应和电磁场，经加工研磨后，可聚焦蓄能，产生光华，长期佩戴能调节人体机能，使人精力旺盛、充满活力。但市场上常出现玻璃制作的假水晶，选购时必须认真加以鉴别。 （1）试硬度 水晶硬度是7度，仅次于金刚钻、刚玉、黄玉等三种矿物。用水晶可在玻璃及金属上划出痕迹，伪品则不具备这种品质。 （2）试相对密度（比重） 水晶相对密度为，重于有机玻璃（玻璃相对密度），手掂轻重，感觉明显不同。 （3）试体感 水晶辛寒，手感凉爽，在同样低温下，水晶寒凉透骨，用舌头舔之，更感冰冷刺骨；舔玻璃伪品则无此感觉。 （4）试高温稳定性 水晶熔点1713℃，放在800℃以上高温中煅烧后再放入冷水中仍不炸裂；玻璃伪品无固定熔点，并且加热至高温后放入水中立即炸裂。 目前用来做宝石的水晶，有无色水晶、紫晶、黄水晶、烟晶和发晶。水晶无色、透明，用来做水晶球、玉雕制品、水晶顶蜓。紫晶深紫一淡紫色水晶，主要用来做戒面和玉雕制品。烟晶浅灰色水晶，主要用来做玉雕。黄水晶桔黄色、褐黄色水晶，主要用来做宝石戒面。发晶tal水晶晶体中含有纤细的纤维装角闪石、电气石等包体。一、 物理化学性质
水晶化学组成SIO2。三方晶系。晶体是由六方双推和六方柱构成的带锥头的柱状晶体。
颜色：无色、紫色、黄色、褐色、灰黑色。透明。
光泽：玻璃光泽。折光率1．544一1．553、双折射率0．OO9。
硬度7。
密度2．66 g/cm^3。&贝壳状断口。
紫水晶具有弱至清楚的二色性。
二、肉眼湿别特征
目前市场上见到的水晶品种很多，有天然的无色水晶、黄水晶、烟晶、紫晶；人工改色的天蓝色水晶、桔黄色水晶、紫色水晶、双色水晶；人工合成无色水晶和紫色水晶。由于它们的外观基本相同，彼此之间不太好区别。
（一）天然无色水晶和合成无色水晶的区别
天然无色水晶和合成无色水晶，在空前市场上主要用来做串珠顶蜓和水晶球，它们的区别要点是包裹体、透明度等方面。
包裹体绝大多效的天然水晶项链或水晶球中，总会存在某一缺陷，特它们放迸水中浸没或提出，用肉眼就会在某几粒串珠或水晶球的某些地方，看到微量小裂隙的反光面．或面絮状的气液包裹体。而合成水晶中包裹体则根少，内部干清，几乎见不到任何缺陷。
透明度天然水晶晶蓝剔透，内部清澈，如将刻面型串珠项链放迸装水的白瓷盆中，除能见到每粒串珠的周边之外，串珠的中间与水一祥清澈，好似无物存在的感觉。合成水晶随然也很透明，但放进水中后，串珠的周边清楚，但中间确不像天然水晶串珠那样和周围的水一样清澈，能感到串珠的存在。
（二）天然紫晶与合成紫晶的匡别
天然紫晶与合成紫晶的区别有两点。
颜色及其分布 天然紫晶的颜色鲜艳柔和，但分布不均，将主石放在水中，可见紫色的斑块或平直的色带。而合成紫晶的紫色浓淡皆有，一般比较均一，伴有灰的色调，颜色不艳有些呆板。即便是一些产品的颜色不均匀，也是依淡逐渐过渡，见不到紫色的斑快和平直的色带。
包裹体 天然紫晶可以见到虎玟状愈合裂了或空絮状气液包裹体。而合成紫晶很少见到包裹体，偶而仅能见到薄板状无色的籽晶央居或白色面包渣收包裹体。
（三）天然水晶与改色水晶的区别
天然水晶经过离子加速器轰击或放射性短照后，可以交成褐色、褐黑色、金黄色、紫色和双色。除双色水晶之外，其它改色的水晶颜色均很均匀，放进水中见不到色团或色带。改色的水晶颜色总是伴有灰色调，颜色没有天然水晶那祥明亮鲜艳。
自然界中至今没有见到在同一晶体的两端，呈显两种颜色的水晶，仅见到产于玻利维亚的褐黄色和紫色混生一起的双色水晶。目前市场上出现的展布在定石两端的双色水晶均系改色的合成水晶。改色的合成水晶，在室石的两端分别呈棕绿色、棕红色，或者是淡禄色和浅红色。两种颜色的边界平直、清晰，在接触带上还多见几条平直的条纹。
（四）天然水晶与黄玉的区别
无色或改色的天蓝色、桔黄色水晶，外观与无色或改色的天蓝色、桔黄色黄玉十分相似。肉眼根别只在于，刻面型水晶的底刻面内侧反光效果远不如黄玉，水晶的反光虽亮但不具镜面效座，黄玉的反光面亮白很像小的镜面。
（五）天然水晶球和玻璃球的区别
目前仿水晶的玻璃有二种颜色，一种是做水晶球用的仿无色水晶的无色玻璃（熔炼水晶）；一种是仿紫晶的紫色玻璃。
天然水晶球清澈透明，放进水中在某小地方可能见到呈片状展布的气液包裹体或絮伏包裹体，用手触摸具凉感。而用熔炼水晶制做的玻璃球，虽然透明但不清澈，仿佛伴有乳光，用手触摸有温感，放进水中可能看到圆形的气泡。另外，天然水晶具双折射现象，即便是双折射率低只有O．OO9，但随著球体的增大，二条折射光线也会逐渐分开。如果将水晶球压在印有小字体的报纸上，从球体的最上端向下垂直观察，会呈现二种现象：一种是字体放大，字迹清楚（平行水晶的光妯方向）。如果将球体转动90度，除字体放大外，字迹还现双影，球体愈大字体的双影愈清楚。玻璃球因是均质体，在任何方向垂直球体观察的字迹均很清楚，但不最双影。
仿紫晶的紫色玻璃，透明无瑕，紫色均匀，见不到紫色的条带或斑快。放进水中或用IO倍放大镜观察可能见到圆形气泡。
观察包裹体也是区别天然水晶和合成水晶的最佳手段。
前市场上水晶球十分畅销，就其材料而言主要是熔炼水晶玻璃和天然水晶。其价格相差甚远。如何分别它们是并不是很困难。在专业的实验室用偏震仪就可以区分。但是我们在一般的情况小鉴定，除用肉眼观察球体的清澈度和微量包裹体之外，一定要从不同的方向寻找天然水晶呈现的双影能使字迹变的模糊的现象。
小粒天然水晶原料与合成水晶原料的价格相差不大，二者的物理化学性质基本相同，如果用于装怖，讨其成因可不必过分苛求。识别方法在于它们具有不同的包裹体。
五色水晶各国均有产出。紫晶的主要生产国有巴西、乌拉圭、南非、马达加斯加，此外还有中围、印度、美国等地。 水晶及其仿冒品玻璃的鉴别： 水晶属较为便宜的低档宝石，用来冒充的只有玻璃。简便而无损伤的识别方法如下： 1、触摸法： 宝石都是晶体，传热较快，玻璃是不结晶的非晶质，传热较慢。因此用手触摸样品，结晶的宝石有一种冰凉感；而玻璃则有温感。 当然这种识别一般要事先练习，熟悉了二者的差别之后才能确定，测试前不可用手拿时间过长，或放置有热源的地方太久，以免外界环境影响测试结果。另外，为了测试灵敏，通常用舌尖或指尖等灵敏部位来确定凉或温。 2、放大镜观察： 玻璃表面和内部常有成漩涡状的细线纹，其外观很像将蜂蜜或胶水倒入清水后加以搅拌，由于混和不均而产生的现象。玻璃内部经常出现多少不等的气泡，气泡有圆珠状、椭圆状，拉长状及扁平状等，上述现象在其他结晶宝石内部则很少。 另外玻璃性脆易碎，在首饰镶嵌处或碎裂处，玻璃会因碎裂崩落下小片而留下光滑弯曲如贝壳的凹痕。天然宝石因韧性较佳，断口少见。 3、玻璃假宝石因价格较低，故磨制质量都很粗糙，有的甚至是将熔化的玻璃倒入模子中浇铸的。这样的产品刻面经常不够平滑，刻面之间的交棱亦不平直。一般愈是珍贵的宝石，琢磨质量愈佳。 4、玻璃是不结晶的均质体，水晶则属结晶的非均质体，通常用偏光仪即可检测。 5、硬度区分：水晶硬度为7，玻璃通常为左右，用饰品不太明显的部位在玻璃上分别刻划即可测试出来。
如果你不知道如何写，但是又急着交。一个非常简便的方法，就是去知网上面找你要写的那方面的硕士论文，上面有完整的文献综述（那最好，你稍稍改动即可），如果是开题报告形式，你就可以找好它上面的内容（其实跟文献综述写的内容差不多，只是格式和形式不太一样）。你按照以下的提纲自己复制粘贴内容即可（我们这学期写了一篇文献综述），也有可能每个学校的要求提纲不太一样，不过都是差不多的不用太担心，主要是内容要找准： 1.论文题目：一般不超过25个字，要简练准确，副标题统一为“文献综述及研究思路”可分两行书写； 2.摘要：中文摘要字数应在300字左右，英文摘要与中文摘要内容要相对应； 3.关键词：关键词以3—5个为宜，应该尽量从《汉语主题词表》中选用，分号隔开； 4.正文：正文要符合一般学术论文的写作规范，内容层次分明，数据可靠，文字简练，观点正确，能运用现代经济学、管理学的分析方法，并能学会利用计量经济学、统计学等相关工具对所涉及的问题进行分析，文章主体字数为4000字以上。正文基本结构如下： 一、选题背景及选题意义 二、有关国内外研究成果综述 （一）国外研究成果 （二）国内研究成果 （三）对研究成果的评述（这个地方就不要把引用的写出来了，我被我们老师就批了） 三、基本研究思路（最好有图，把你参考的文章所有的提纲画一个简易图即可，不单是自己的文献综述，是你参考的整篇论文的内容） 四、研究方法及创新处 5.参考文献：参考文献应按文中引用出现的顺序列出，只列出作者直接阅读过、在正文中被引用过的文献资料，一律列在正文的末尾，特别在引用别人的科研成果时，应在引用处加以说明。每篇论文的参考文献一般不应少于五条。 希望对你有用~~
本科毕业设计（论文）文献综述院 （系）：专 业：班 级：学生姓名： 学 号:年 月 日本科生毕业设计（论文）文献综述评价表毕业设计（论文）题目综述名称 注意综述名称（综述内容中不要出现本课题怎么样等等）评阅教师姓名 职称评 价 项 目 优 良 合格 不合格综述结构 01 文献综述结构完整、符合格式规范综述内容 02 能准确如实地阐述参考文献作者的论点和实验结果03 文字通顺、精练、可读性和实用性强04 反映题目所在知识领域内的新动态、新趋势、新水平、新原理、新技术等参考文献 05 中、英文参考文献的类型和数量符合规定要求，格式符合规范06 围绕所选毕业设计（论文）题目搜集文献成绩综合评语：评阅教师（签字）：年 月 日文献综述： 小四号宋空一行标题 二号黑居中空一行1 XXX 三号黑XXX 小四号宋，行距20磅 XXXX 小三号黑XXX 小四号宋，行距20磅 XXX 四号黑XXX 小四号宋，行距20磅空一行2 XXXX 三号黑(空1行)参 考 文 献(空1行)[要求按国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写，例如：][1] 袁庆龙，候文义．Ni-P合金镀层组织形貌及显微硬度研究［J］．太原理工大学学报，2001，32(1)：51-53 ．（宋体五号，行距固定值20磅）[2] 刘国钧，王连成．图书馆史研究［M］．北京：高等教育出版社，1979：15-18，31．下面的是我的文献综述文献综述:FTO透明导电薄膜的溅射法制备1 前言为了更好的开展毕业论文及毕业实验工作，在查找和阅读与《DSSC用FTO透明导电玻璃的溅射法制备》相关的文献和资料，完成撰写了本文献综述。随着科技的日趋成熟，导电玻璃的制备方法也越来越成熟，种类也衍生得越来越多。本文章将对国内外的制备方法，种类，发展现状及趋势，工艺性能，退火处理对性能的影响等方面做一简要介绍。2透明导电玻璃的种类及制备方法简介透明导电玻璃的种类 .1 TCO导电玻璃TCO（Transparent Conductive Oxide）玻璃，即透明导电氧化物镀膜玻璃，是指在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜方法均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜而形成的组件.主要包括铟、锡、锌、铬的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。 ITO透明导电玻璃ITO透明导电玻璃全称为氧化铟锡(Indium-Tin Oxide)透明导电膜玻璃,多通过ITO导电膜玻璃生产线,在高度净化的厂房环境中,利用平面磁控技术,在超薄玻璃上溅射氧化铟锡导电薄膜镀层并经高温退火处理得到的高技术产品。 ITO玻璃产品广泛地用于液晶显示器(LCD)、太阳能电池、微电子ITO导电膜玻璃、光电子和各种光学领域。透明导电玻璃FTO透明导电玻璃为掺杂氟的SnO2导电玻璃(SnO2:F)，简称为FTO。FTO玻璃可以做为ITO导电玻璃的替换用品，广泛用于液晶显示屏，光催化，薄膜太阳能电池基底等方面，市场需求极大. FTO玻璃因其特殊性，在染料敏化太阳能电池，电致变色和光催化方面对其透光率和导电率都有很高的要求，其综合性能常用直属FTC来评价：FTC＝T10／RS。T是薄膜的透光率，RS是薄膜的方阻值；在光学应用方面，则要求其对可见光有好的透射性和对红外有良好的反射性。对其基本要求是：①表面方阻低，②透光率高，③面积大、重量轻，④易加工、耐冲击。透明导电玻璃制备方法FTO透明导电玻璃的制备方法有，物理方法：溅射法、真空蒸发镀膜法、离子辅助沉积镀膜法等；化学方法：喷雾热解法、溶胶-凝胶法和化学气相沉积法等。目前适合批量生产且研发较多的有真空蒸发镀膜法、磁控溅射法、化学气相沉积法和喷雾热解等方法！［1］化学气相沉积法和真空镀膜法制备的薄膜和玻璃基板的结合强度不够，溶胶-凝胶法制备的导电薄膜电阻较高。适合于批量生产且已经形成产业的工艺，只有磁控溅射法和溶胶－凝胶法。特别是，溅射法由于具有良好的可控性和易于获得大面积均匀的薄膜。磁控溅射法镀膜：溅射镀膜(sputtering deposition)是指用离子轰击靶材表面，使靶材的原子被轰击出来，溅射产生的原子沉积在基体表面形成薄膜。溅射镀膜有二级、三级或四级溅射、磁控溅射、射频溅射、偏压溅射、反应溅射、离子束溅射等装置。目前最常用的制备CoPt 磁性薄膜的方法是磁控溅射法。磁控溅射法是在高真空充入适量的氩气，在阴极（柱状靶或平面靶）和阳极（镀膜室壁） 之间施加几百K 直流电压，在镀膜室内产生磁控型异常辉光放电，使氩气发生电离。氩离子被阴极加速并轰击阴极靶表面，将靶材表面原子溅射出来沉积在基底表面上形成薄膜。通过更换不同材质的靶和控制不同的溅射时间，便可以获得不同材质和不同厚度的薄膜。磁控溅射法具有镀膜层与基材的结合力强、镀膜层致密、均匀等优点。真空蒸发镀膜：真空蒸发镀膜(vacuum vapor deposition)是在工作压强低于10-2 Pa，用蒸发器加热物质使之汽化蒸发到基片，并在基片上沉积形成固态薄膜的一种工艺方法。真空蒸发的加热方式主要有电阻加热蒸发、电子束加热蒸发、高频加热蒸发和激光加热蒸发等。对于镀制透明导电氧化物薄膜而言，其真空蒸发镀膜工艺一般有三种途径：(1)直接蒸发氧化物；(2)采用反应蒸发镀，即在蒸发金属的同时通入氧气进行化学反应生成金属氧化物；(3)对蒸发金属镀膜进行氧化处理。溶胶-凝胶法：溶胶-凝胶法(so1-gel)是近年来发展起来的能代替高温固相合成反应制备陶瓷、玻璃和许多固体薄膜材料的一种新方法。它将金属醇盐或无机盐经溶液、溶胶、凝胶而周化，再将凝胶低温处理变为氧化物的方法，是应用胶体化学原理制各无机材料的一种湿化学方法。溶胶-凝胶工艺是一种制备多元氧化物薄膜的常用方法。按工艺可分为浸涂法和旋涂法。浸涂法是将衬底浸人含有金属离子的前驱体溶液中，以均匀速度将其提拉出来，在含有水分的空气中发生水解和聚合反应，最后通过热处理形成所需薄膜；而旋涂法则是通过将前体溶液滴在衬底后旋转衬底获得湿膜。化学气相沉积法：化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态薄膜沉积在加热的固态衬底表面，是一种重要的薄膜制各方法。CVD法所选的反应体系必须满足：(1)在沉积温度下，反应物必须有足够的蒸汽压；(2)化学反应产物除了所需的沉积物为固态外，其余必须为气态；(3)沉积物的蒸汽压应足够低，以保证能较好地吸附在具有一定温度的基体上，但此法因必须制各具有高蒸发速率的铟锡前驱物而使生产成本较高。影响化学气相沉积薄膜的工艺参数很多，包括基体温度、气压、工作气体流量和反应物及其浓度等。化学气相沉积技术的主要特点包括：设备及工艺简单、操作维护方便、灵活性强；适合在各种形状复杂的部件上沉积薄膜：由于设备简单，薄膜制备的成本也比较低。但是，薄膜的表面形貌很大程度上受到化学反应特性以及能量撒活方式的影响。喷雾热分解法：喷雾热分解法是化学法成膜的一种，其过程与APCVD法比较相似。它是将前驱体溶液在高压载气的作用下雾化，然后输送到基片表面，在高温作用下，前驱体溶液发生一系列复杂的化学反应，在基片表面上得到需要的薄膜材料。而反应副产物一般是通过气相形式排出反应腔。常用的高压载气主要有：压缩空气、氮气、氩气等等。但是由于压缩空气中常含有大量的水蒸气，所以用氮气作为载气的情形比较多。如果需要在基片表面上发生分解反应，基片温度一般在300℃以上，在玻璃上制备FTO薄膜的基片温度一般为500℃。影响最终薄膜性能的喷涂参数有：载气压力、前驱体溶液流量、基片温度、喷口与基片的距离、喷枪移动速度等等［2］。在成膜过程中基材的温度、液体的流速、压缩气体的压力以及喷嘴到基材的距离等参数均可实现精确控制［3］。3 FTO透明导电玻璃的研究现状、应用及发展趋势透明导电玻璃的研究现状自1907年Badeker首次报道了热氧化溅射的Cd薄膜生成半透明导电的CdO薄膜，引发了对透明导电氧化物(TCO)薄膜的研究。1950年前后出现了硬度高，化学稳定性好的SnO2基薄膜及综合光电性能优良的In2O3基薄膜，ZnO基薄膜的研究始于2O世纪80年代 。目前研究和应用较多的TCO薄膜主要有SnO2、In2O3。和ZnO基三大体系，其中以In203：Sn(ITO)，SnO2 ：F(FTO)和ZnO：Al(ZAO)最具代表性，这些薄膜具有高载流子浓度(1018～1021cm-3)和低电阻率(10-3～1O-4Ω•cm)，且可见光透射率8O％～90％，使这些薄膜已被广泛应用于平面显示、建筑和太阳光伏能源系统中。［4］ 已经商业化应用的TCO薄膜主要是In2O3Sn(ITO)和SnO2：F(FTO)2类，ITO由于其透明性好，电阻率低，易刻蚀和易低温制备等优点，一直是显示器领域中的首选TCO薄膜。FTO薄膜由于其化学稳定性好，生产设备简单，生产成本低等优点在节能视窗等建筑用大面积TCO薄膜中，具有很大的优势［5］。Sn02：F（FTO）掺杂体系是一种n型半导体材料，表现出优良的电学和光学性能，并且耐腐蚀，耐高温，成本低，化学稳定性好，是现在研究较多，应用范围较广的一类TCO薄膜。苗莉等［6］采用喷雾热解法，以NH4F、SnCl2•2H20为原料，在普通玻璃衬底上制备出了方块电阻最低达到Ω/口，可见光透光率为％的FTO薄膜，且薄膜晶粒均匀，表面形貌平整致密。Yadav等［7］采用喷雾热解法，制备了不同厚度的FTO薄膜，最低电阻率达到 X 10-4 Ω•cm。Moholkar等［8］采用喷雾热解法，制备了不同掺F浓度的FTO薄膜，研究了氟的掺杂浓度对Sn02薄膜的光学，结构和电学性能的影响。中国科学院等离子体物理研究所的戴松元小组［9、10］将FTO用于染料敏化太阳电池的透明电极，并获得较高的光电转换效率。射频溅射：射频溅射的基本原理是射频辉光放电。国内外射频溅射普遍选用的射频电源频率为13．56MHz,以防止射频信号与无线电信号的相互干扰。通常直流溅射的基本过程是，从阴极发出的电子，经过电场的加速后获得足够的能量，可以使气氛气体发生电离。正离子在电场作用下撞击阴极表面，溅射出阴极表面的原子、分子到衬底表面发生吸附、凝聚，最终成膜。直流溅射不能用于绝缘体材料的薄膜制备，因为绝缘材料在受到正离子轰击时，靶材表面的正离子无法中和，使靶表面的电位逐渐升高，导致阴极靶与阳极问的电场减小，当靶表面电位上升到一定程度时，可以使气体无法电离，溅射无法进行。而射频溅射适合于任何一种类型的阻抗耦合，电极和靶材并不需要是导体，射频溅射非常适合于制备半导体、绝缘体等高熔点材料的薄膜。在靶材表面施加射频电压，当溅射处于上半周时，由于电子的质量比离子的质量小很多，故其迁移率很高，用很短时间就可以飞向靶面，中和其表面积累的正电荷，从而实现对绝缘材料的溅射，并且在靶表面又迅速积累起了大量的电子，使其表面因空间电荷而呈现负电位，导致在射频溅射正半周期，也可吸引离子轰击靶材。从而实现了在电压正、负半周期，均可溅射。磁场的作用是将电子与高密度等离子体束缚在靶材表面，可以提高溅射速度。［11］用JPGF一450型射频磁控溅射系统在玻璃衬底上制备SnO2：F薄膜，系统的本底真空度为10-3Pa．溅射所用陶瓷靶是由纯度为％SnO2和NH4F，粉末经混合、球磨后压制成坯，再经1300℃烧结而成，靶中NH4F的重量比是％，用纯度为99．99％ 的氩气和氧气作为工作气体，由可控阀门分别控制气体的流量。溅射过程中，控制真空室内氩气压强为1Pa，氧分压为— Pa，靶与衬底间的距离为5cm．溅射功率为150W，溅射时间为25 min，衬底温度为100℃。用RIGAKU D／MAX—yA型x射线衍射(XRD)仪(CuKa辐射波长， nm)测试样品的结构，用APHM一0190型原子力显微镜(AFM)观测样品的表面形貌，使用 rv一1900型紫外可见光分光光度计测量样品的吸收谱，使用激发源为325 nm的He—Cd激光器的光谱仪测量样品的室温光致发光谱，使用普通的万电表测试它的导电性（前提是尽量保持测量条件的一致性）。透明导电玻璃的应用FTO透明导电玻璃具有优良的光电性能，被广泛用于太阳能电池的窗口材料、低损耗光波导电材料及各种显示器和非晶硅太阳能电池中作为透明玻璃电极等，与生活息息相关。在薄膜太阳电池上的应用太阳能电池是利用光伏效应，在半导体p-n结直接将太阳光的辐射能转化成电能的一种光电器件。TCO薄膜是太阳电池关键材料之一，可作为染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells，DSCS)［12］等的透明电极，对它的要求是：具有低电阻率(方块电阻Rsh约为15Ω/□)；高阳光辐射透过率，即吸收率与反射率要尽可能低；化学和力学稳定性好的特点。在薄膜太阳电池中，透明导电膜充当电极，具有太阳能直接透射到作用区域几乎不衰减、形成p-n结温度较低、低接触电阻、可同时作为防反射薄膜等优点。在显示器上的应用显示器件能将外界事物的光、声、电等信息，经过变换处理，以图像、图形、数码、字符等适当形式加以显示。显示技术的发展方向是平板化。在众多平板显示器中，薄膜电致发光显示由于其主动发光、全固体化、耐冲击、视角大、适用温度宽、工序简单等优点，引起广泛关注，并发展迅速。FTO薄膜具有可见光透过率高、电阻率低、较好的耐蚀性和化学稳定性，因此被广泛用作平板显示器的透明电极。在气敏元件上的应用气体传感器是把气体的物理、化学性质变换成易处理的光、电、磁等信号的转换元件。半导体气体传感器是采用金属氧化物或金属半导体氧化物材料做成的元件，与气体相互作用时产生表面吸附或反应，引起以载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化。二氧化锡薄膜气敏器件具有灵敏度高、响应速度和恢复速度快、功耗低等特点，更重要的是容易集成。随着微电子技术的发展，传感器不断向智能化、微型化方向发展。［13］在建筑幕墙玻璃及透明视窗上的应用喷雾热解法制各的FTO薄膜能用于阳光节能玻璃，对可见光高透射，但对红外光高反射，其反射率大于70％。让阳光中可见光部分透过，而红外部分和远红外反射。阳光中的可见光部分对室内采光是必需的，但可将红外部分的热能辐射反射回去，能有效调节太阳光的入射和反射。利用FTO薄膜在可见光区的高透射性和对红外光的高反射性，可作为玻璃的防雾和防冰霜薄膜。 FTO透明导电玻璃的发展趋势随着LCD的商品化、彩色化、大型化和TFT的驱动或太阳能电池的能量转变效率的提高，人们对透明导电氧化物（TCO）薄膜的要求越来越严格，至少需要满足如下条件：(1)导电性能好，电阻率较低；(2)可见光内透光率较高：(3)镀膜温度更接近室温，能大面积均匀地镀膜；(4)膜层加工性能好，可以进行高精度低损伤腐蚀；(5)热稳定性及耐酸、碱性优良，硬度高；(6)表面形状良好，没有针孔；(7)价格较低，可实现大规模工业化生产。目前，TCO薄膜已普遍达到下列水平：膜厚为500 nm的情况下电阻率在10-4 Ω•cm数量级，在可见光区透光率达80％，载流子迁移率一般达到40cm2／(v•s)。虽然TCO薄膜的性能指标可以满足当前应用需要，但随着器件性能的不断提升，对TCO薄膜提出了更高的性能要求。一些学者提出了TCO薄膜发展的一个量化的前景指标：禁带宽度>3 eV，直流电阻率～5×10-5 Ω•cm，可见光段在自由电子作用下的吸收系数<2x103 cm-1，载流子迁移率>100 cm2／(v•s)。几十年来，人们一直在努力提高透明导电薄膜的透明性和导电性。SnO2：F（TFO）透明导电薄膜由于其兼备低电阻，高的可见光透过率，近红外高的反射率，优良的膜强度和化学稳定性等优点，越来越受到人们的青睐，必将在平板显示器件、建筑物玻璃和气敏传感器等众多领域中得到更广泛的应用。利用溅射法制备FTO透明导电玻璃它的生产工艺简单，操作方便，利于控制。成本较低，原料易得，但在制备过程中NH4F加热分解放出有污染的氮氧化物和氨烟，这对以后商业化生产造成了很大的制约。所以对原料的改进和污染的控制方面还有待开发。4 制备条件对膜结构及光电性能的影响长安大学材料科学与工程学院段理等做了磁控溅射制备银掺杂ZnO薄膜结构及光电性质研究实验，发表了文献［14］，并在文献14中得出了——的结论。制备条件对膜厚的影响文献中采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备了银掺杂ZnO薄膜，当薄膜淀积时间从30rain延长到90min时，薄膜的厚度几乎按照线性关系从约270nm增加到820nm，即薄膜的淀积速率大致稳定在9nm／min左右，为匀速生长。溅射功率与膜厚呈线性增长，及沉淀速率与溅射功率大致呈线性关系。制备条件对膜结构的影响晶体质量随溅射功率的增大而降低，随溅射气压的增大而降低。制备条件对膜光电性质的影响在固定溅射总气压的条件下，增大氧分压可以增强薄膜的紫外发光强度，增大薄膜的载流子浓度。 退火对薄膜的影响退火能显著提高薄膜晶体质量，并增强薄膜的PL发光强度和导电能力，其原因是退火能使银离子完成对锌离子的替代从而形成受主。［15］5 退火后处理对膜结构与成分的影响光敏薄膜的光电、形貌性能与退火处理密切相关，退火处理优化了薄膜表面形貌、减小了光学能隙、增大了薄膜的导电率和载流子迁移率。光敏薄膜性能的优化，有利于增大聚合物太阳电池的填充因子、开路电压和短路电流，对于提高其能量转换效率、改善器件光伏性能具有非常重要的意义。［16］分别对较低氧分压反应磁控溅射制备的 薄膜进行氧化性气氛和惰性气氛退火。通过XRD和SEM 分析，发现氧化性气氛退火薄膜为表面多孔的金红石结构 ，而惰性气氛退火薄膜表面较为致密，结构分析不仅观察到金红石结构的 ，还发现了四方结构的 。XPS表面分析进一步表明，氧化性气氛退火后，薄膜成分单一，未氧化的 完全氧化成稳定的 ，而且具有稳定结构的 薄膜表面吸附水很少。相对而言，惰性气氛退火后，薄膜表面 、 和 共存，表面化学吸附氧和吸附水较明显，薄膜的稳定性降低。［17］6 FTO导电玻璃制备相关参数根据范志新等所提出的理论表达式： 带入相关数据可得到，SnO2:F（FTO）的最佳掺杂含量为［18］通过对比总结，参考大量数据，选择溅射功率：100W，溅射压力：5Pa，溅射时间：，溅射靶距：38mm［13、19］做产品。进行相关参数的选择与优化。7 参考文献1、张志海， 热解法制备氟掺杂二氧化锡导电薄膜及其性能研究 合肥工业大学2、汪振东， 玻璃基TiO<,2>-SiO<,2>/SnO<,2>：F薄膜的喷雾热分解法制备和表征 武汉理工大学3、郝喜红， 喷雾热解法制备掺杂二氧化锡导电薄膜 西安建筑科技大学4、张明福等， 透明导电氧化物薄膜研究的新进展 压电与声光5、方俊 杨万莉， n型透明导电氧化物薄膜的研究新进展 陶瓷6、苗莉等， SnO2:F导电薄膜的制备方法和性能表征 材料导报7、Yadav A A，Masumdar E U，Moholkar A V，et a1．Effect of quantity of spraying solution on the properties of spray deposited fluorine doped tin oxide thin films[J]．Physiea B：Condensed Matter，2009，404(12—13)：1874 - 1877．8、Moholkar A V，Pawar S M，Rajpure K Y，et a1．Effect of fluorine doping on highly transparent conductive spray deposited nanocrystalline tin oxide thin films[J]．Applied Surface Science，2009，255(23)：9358—9364．9、Dai S，Wang K，Weng J，et a1．Design of DSC panel with efficiency more than 6％[J1．Solar Energy Materials and Solar Ceils，2005，85(3)：447—455．10、Huo Z，Dai S，Wang K，et a1．Nanocomposite gel electrolyte with large enhanced charge transport properties of an 13-／I- redox couple for quasi-solid-state dye-sensitized solar cells[J]．Solar Energy Materials and Solar Cells，2007，91(20)：1959-1965．11、王璟和，射频溅射法制备透明导电陶瓷薄膜 天津大学12、姜磊等， 染料敏化太阳电池研究进展 内蒙古大学学报（自然科学版）13、曾志峰等， 射频溅射法制备掺杂SnO2纳米薄膜的研究 武汉大学学报（理学版）14、段理、樊小勇等， 磁控溅射制备银掺杂 薄膜结构及光电性质研究 材料导报(研究篇)15、SunLL，TanO K，ZhuW G，et a1．Pb(Zro 3Ti0． 7)03／Pb-TiO3 multilayer thin films for pyroelectric infrared sensorapplication[J]．J Appl Phys，2006，99(9)：0941016、顾锦华、钟志有等， 真空退火处理对光敏薄膜及聚合物太阳电池性能的影响 中南民族大学学报(自然科学版)17、王磊、杜军等， 退火气氛对SnO2薄膜结构与成分的影响 材料导报18、范志新等， 二氧化锡薄膜的最佳掺杂含量理论表达式 电子器件19、刘庆业等， 射频溅射法研制SnO2纳米薄膜 广西师范大学学报（自然科学版）
纳米材料技术作为一门高新科学技术，纳米技术具有极大的价值和作用。下面我给大家分享一些纳米材料与技术3000字论文， 希望能对大家有所帮助！纳米材料与技术3000字论文篇一：《试谈纳米复合材料技术发展及前景》 [摘要]纳米材料是指材料显微结构中至少有一相的一维尺度在100nm以内的材料。纳米材料由于平均粒径微小、表面原子多、比表面积大、表面能高，因而其性质显示出独特的小尺寸效应、表面效应等特性，具有许多常规材料不可能具有的性能。纳米材料由于其超凡的特性，引起了人们越来越广泛的关注,不少学者认为纳米材料将是21世纪最有前途的材料之一，纳米技术将成为21世纪的主导技术。 [关键词]高聚物纳米复合材料 一、 纳米材料的特性 当材料的尺寸进入纳米级，材料便会出现以下奇异的物理性能： 1、尺寸效应 当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或投射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体的边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面附近原子密度减小，导致声、光电、磁、热、力学等特性呈现出新的小尺寸效应。如当颗粒的粒径降到纳米级时，材料的磁性就会发生很大变化，如一般铁的矫顽力约为80A/m，而直径小于20nm的铁，其矫顽力却增加了1000倍。若将纳米粒子添加到聚合物中，不但可以改善聚合物的力学性能，甚至还可以赋予其新性能。 2、表面效应 一般随着微粒尺寸的减小，微粒中表面原子与原子总数之比将会增加，表面积也将会增大，从而引起材料性能的变化，这就是纳米粒子的表面效应。 纳米微粒尺寸d(nm) 包含总原子表面原子所占比例(%)103×1042044××1028013099从表1中可以看出，随着纳米粒子粒径的减小，表面原子所占比例急剧增加。由于表面原子数增多，原子配位不足及高的表面能，使这些表面原子具有高的活性，很容易与 其它 原子结合。若将纳米粒子添加到高聚物中，这些具有不饱和性质的表面原子就很容易同高聚物分子链段发生物理化学作用。 3、量子隧道效应 微观粒子贯穿势垒的能力称为隧道效应。纳米粒子的磁化强度等也具有隧道效应，它们可以穿越宏观系统的势垒而产生变化，这称为纳米粒子的宏观量子隧道效应。它的研究对基础研究及实际 应用，如导电、导磁高聚物、微波吸收高聚物等，都具有重要意义。 二、高聚物/纳米复合材料的技术进展 对于高聚物/纳米复合材料的研究十分广泛，按纳米粒子种类的不同可把高聚物/纳米复合材料分为以下几类： 1、高聚物/粘土纳米复合材料 由于层状无机物在一定驱动力作用下能碎裂成纳米尺寸的结构微区，其片层间距一般为纳米级，它不仅可让聚合物嵌入夹层，形成“嵌入纳米复合材料”，还可使片层均匀分散于聚合物中形成“层离纳米复合材料”。其中粘土易与有机阳离子发生交换反应，具有的亲油性甚至可引入与聚合物发生反应的官能团来提高其粘结。其制备的技术有插层法和剥离法，插层法是预先对粘土片层间进行插层处理后，制成“嵌入纳米复合材料”，而剥离法则是采用一些手段对粘土片层直接进行剥离，形成“层离纳米复合材料”。 2、高聚物/刚性纳米粒子复合材料 用刚性纳米粒子对力学性能有一定脆性的聚合物增韧是改善其力学性能的另一种可行性 方法 。随着无机粒子微细化技术和粒子表面处理技术的 发展 ，特别是近年来纳米级无机粒子的出现，塑料的增韧彻底冲破了以往在塑料中加入橡胶类弹性体的做法。采用纳米刚性粒子填充不仅会使韧性、强度得到提高，而且其性价比也将是不能比拟的。 3、高聚物/碳纳米管复合材料 碳纳米管于1991年由 发现，其直径比碳纤维小数千倍，其主要用途之一是作为聚合物复合材料的增强材料。 碳纳米管的力学性能相当突出。现已测出碳纳米管的强度实验值为30-50GPa。尽管碳纳米管的强度高，脆性却不象碳纤维那样高。碳纤维在约1%变形时就会断裂，而碳纳米管要到约18%变形时才断裂。碳纳米管的层间剪切强度高达500MPa，比传统碳纤维增强环氧树脂复合材料高一个数量级。 在电性能方面，碳纳米管作聚合物的填料具有独特的优势。加入少量碳纳米管即可大幅度提高材料的导电性。与以往为提高导电性而向树脂中加入的碳黑相比，碳纳米管有高的长径比，因此其体积含量可比球状碳黑减少很多。同时，由于纳米管的本身长度极短而且柔曲性好，填入聚合物基体时不会断裂，因而能保持其高长径比。爱尔兰都柏林Trinity学院进行的研究表明，在塑料中含2%-3%的多壁碳纳米管使电导率提高了14个数量级，从10-12s/m提高到了102s/m。 三、前景与展望 在高聚物/纳米复合材料的研究中存在的主要问题是：高聚物与纳米材料的分散缺乏专业设备，用传统的设备往往不能使纳米粒子很好的分散，同时高聚物表面处理还不够理想。我国纳米材料研究起步虽晚但 发展 很快，对于有些方面的研究 工作与国外相比还处于较先进水平。如：漆宗能等对聚合物基粘土纳米复合材料的研究;黄锐等利用刚性粒子对聚合物改性的研究都在学术界很有影响;另外，四川大学高分子 科学 与工程国家重点实验室发明的磨盘法、超声波法制备聚合物基纳米复合材料也是一种很有前景的手段。尽管如此，在总体水平上我国与先进国家相比尚有一定差距。但无可否认，纳米材料由于独特的性能，使其在增强聚合物 应用中有着广泛的前景，纳米材料的应用对开发研究高性能聚合物复合材料有重大意义。特别是随着廉价纳米材料不断开发应用，粒子表面处理技术的不断进步，纳米材料增强、增韧聚合物机理的研究不断完善，纳米材料改性的聚合物将逐步向 工业 化方向发展，其应用前景会更加诱人。 参考 文献 ： [1] 李见主编.新型材料导论.北京：冶金工业出版社，1987. [2]都有为.第三期工程科技 论坛 ——‘纳米材料与技术’ 报告 会. [3]rohlich J，Kautz H，Thomann R[J].Polymer，2004，45(7)：2155-2164. 纳米材料与技术3000字论文篇二：《试论纳米技术在新型包装材料中的应用》 【摘 要】作为一门高新科学技术，纳米技术具有极大的价值和作用。进入20世纪90年代，纳米科学得到迅速的发展，产生了纳米材料学、纳米化工学、纳米机械学及纳米生物学等，由此产生的纳米技术产品也层出不穷，并开始涉及汽车行业。 【关键词】纳米技术 包装材料 1 纳米技术促进了汽车材料技术的发展 纳米技术可应用在汽车的任何部位，包括发动机、底盘、车身、内饰、车胎、传动系统、排气系统等。例如，在汽车车身部分，利用纳米技术可强化钢板结构，提高车体的碰撞安全性。另外，利用纳米涂料烤漆，可使车身外观色泽更为鲜亮、更耐蚀、耐磨。内装部分，利用纳米材料良好的吸附能力、杀菌能力、除臭能力使室内空气更加清洁、安全。在排气系统方面，利用纳米金属做为触媒，具有较高的转换效果。 由于纳米技术具有奇特功效，它在汽车上得到了广泛的应用，提升汽车性能的同时延长使用寿命。 2 现代汽车上的纳米材料 (1)纳米面漆。汽车面漆是对汽车质量的直观评价，它不但决定着汽车的美观与否，而且直接影响着汽车的市场竞争力。所以汽车面漆除要求具有高装饰性外，还要求有优良的耐久性，包括抵抗紫外线、水分、化学物质及酸雨的侵蚀和抗划痕的性能。纳米涂料可以满足上述要求。纳米颗粒分散在有机聚合物骨架中，作承受负载的填料，与骨架材料相互作用，有助于提高材料的韧性和其它机械性能。研究表明，将10%的纳米级TiO2粒子完全分散于树脂中，可提高其机械性能，尤其可使抗划痕性能大大提高，而且外观好，利于制造汽车面漆涂料;将改性纳米CaCO3以质量分数15%加入聚氨酯清漆涂料中，可提高清漆涂料的光泽、流平性、柔韧性及涂层硬度等。 纳米TiO2是一种抗紫外线辐射材料，加之其极微小颗粒的比表面积大，能在涂料干燥时很快形成网络结构，可同时增强涂料的强度、光洁度和抗老化性;以纳米高岭土作填料，制得的聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料不仅透明，而且吸收紫外线，同时也可提高热稳定性，适合于制造汽车面漆涂料。 (2)纳米塑料。纳米塑料可以改变传统塑料的特性，呈现出优异的物理性能：强度高，耐热性强，比重更小。随着汽车应用塑料数量越来越多，纳米塑料会普遍应用在汽车上。主要有阻燃塑料、增强塑料、抗紫外线老化塑料、抗菌塑料等。阻燃塑料是燃烧时，超细的纳米材料颗粒能覆盖在被燃材料表面并生成一层均匀的碳化层，起到隔热、隔氧、抑烟和防熔滴的作用，从而起到阻燃作用。 目前汽车设计要求规定，凡通过乘客座舱的线路、管路和设备材料必须要符合阻燃标准，例如内饰和电气部分的面板、包裹导线的胶套，包裹线束的波纹管、胶管等，使用阻燃塑料比较容易达到要求。增强塑料是在塑料中填充经表面处理的纳米级无机材料蒙脱土、CaCO3、SiO2等，这些材料对聚丙烯的分子结晶有明显的聚敛作用，可以使聚丙烯等塑料的抗拉强度、抗冲击韧性和弹性模量上升，使塑料的物理性能得到明显改善。 抗紫外线老化塑料是将纳米级的TiO2、ZnO等无机抗紫外线粉体混炼填充到塑料基材中。这些填充粉体对紫外线具有极好的吸收能力和反射能力，因此这种塑料能够吸收和反射紫外线，比普通塑料的抗紫外线能力提高20倍以上。据报道这类材料经过连续700小时热光照射后，其扩张强度损失仅为10%，如果作为暴露在外的车身塑料构件材料，能有效延长其使用寿命。抗菌塑料是将无机的纳米级抗菌剂利用纳米技术充分地分散于塑料制品中，可将附着在塑料上的细菌杀死或抑制生长。这些纳米级抗菌剂是以银、锌、铜等金属离子包裹纳米TiO2、CaCO3等制成，可以破坏细菌生长环境。据介绍无机纳米抗菌塑料加工简单，广谱抗菌，24小时接触杀菌率达90%，无副作用。 (3)纳米润滑剂。纳米润滑剂是采用纳米技术改善润滑油分子结构的纯石油产品，它不会对润滑油添加剂、稳定剂、处理剂、发动机增润剂和减磨剂等产品产生不良作用，只是在零件金属表面自动形成纯烃类单个原子厚度的一层薄膜。由于这些微小烃类分子间的相互吸附作用，能够完全填充金属表面的微孔，最大可能地减小金属与金属间微孔的摩擦。与高级润滑油或固定添加剂相比，其极压可增加3倍-4倍，磨损面减小16倍。由于金属表面得到了保护，减小了磨损，使用寿命成倍增加。 另外，由于纳米粒子尺寸小，经过纳米技术处理的部分材料耐磨性是黄铜的27倍、钢铁的7倍。目前纳米陶瓷轴承已经应用在奔驰等高级轿车上，使机械转速加快、质量减小、稳定性增强，使用寿命延长。 (4)纳米汽油。纳米汽油最大优点是节约能源和减少污染，目前已经开始研制。该技术是一种利用现代最新纳米技术开发的汽油微乳化剂。它能对汽油品质进行改造，最大限度地促进汽油燃烧，使用时只要将微乳化剂以适当比例加入汽油便可。交通部汽车运输节能技术检测中心的专家经试验后认为，汽车在使用加入该微乳化剂的汽油后，可降低其油耗10%～20%，增加动力性能25%，并使尾气中的污染物(浮碳、碳氢化合物和氮氧化合物等)排放降低50%～80%。它还可以清除积碳，提高汽油的综合性能。更令人注意的是，纳米技术应用在燃料电池上，可以节省大量成本。因为纳米材料在室温条件下具有优异的储氢能力。根据实验结果，在室温常压下，约2/3的氢能可以从这些纳米材料中得以释放，故其能替代昂贵的超低温液氢储存装置。 (5)纳米橡胶。汽车中橡胶材料的应用以轮胎的用量最大。在轮胎橡胶的生产中，橡胶助剂大部分成粉体状，如炭黑、白炭黑等补强填充剂、促进剂、防老剂等。以粉体状物质而言，纳米化是现阶段橡胶的主要发展趋势。新一代纳米技术已成功运用其它纳米粒子作为助剂，而不再局限于使用炭黑或白炭黑，汽车中最大的改变即是，轮胎的颜色已不再仅限于黑色，而能有多样化的鲜艳色彩。另外无论在强度、耐磨性或抗老化等性能上，新的纳米轮胎均较传统轮胎都优异，例如轮胎侧面胶的抗裂痕性能将由10万次提高到50万次。 (6)纳米传感器。传感器是纳米技术应用的一个重要领域，随着纳米技术的进步，造价更低、功能更强的微型传感器将广泛应用在社会生活的各个方面。半导体纳米材料做成的各种传感器，可灵敏地检测温度、湿度和大气成分的变化，这在汽车尾气和大气环境保护上已得到应用。纳米材料来制作汽车尾气传感器，可以对汽车尾气中的污染气体进行吸附与过滤，并对超标的尾气排放情况进行监控与报警，从而更好地提高汽车尾气的净化程度，降低汽车尾气的排放。我国纳米压力传感器的研制已获得成功，产品整体性能超过国外的超微传感器，缩小了我国在这一技术领域与世界先进国家存在的差距。有专家认为，到2020年，纳米传感器将成为主流。 (7)纳米电池。早在1991年被人类发现的碳纳米管韧性很高，导电性极强，兼具金属性和半导体性，强度比钢高100倍， 密度只有钢的1/6。我国科学家最近已经合成高质量的碳纳米材料，使我国新型储氢材料研究一举跃入世界先进行列。此种新材料能储存和凝聚大量的氢气，并可做成燃料电池驱动汽车，储氢材料的发展还会给未来的交通工具带来新型的清洁能源。 结语 随着材料技术的发展，纳米技术已成为当今研究领域中最富有活力，对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象。纳米科技正在推动人类社会产生巨大的变革，未来汽车技术的发展，有极大部分与纳米技术密切相关，纳米材料和纳米技术将会给汽车新能源、新材料、新零部件带来深远的影响。对于汽车制造商而言，纳米技术的有效运用，有效地促进技术升级、提升附加价值。相信在不久的将来，纳米技术必将在汽车的制造领域得到更广泛的应用。 参考文献 [1]肖永清.纳米技术在汽车上的应用[J].轻型汽车技术，. [2]潘钰娴，樊琳.纳米材料的研究和应用[J].苏州大学学报(工科版)，2002. [3]周李承，蒋易，周宜开，任恕，聂棱.光纤纳米生物传感器的现状及发展[J].传感器技术，2002，(1)：18～21 纳米材料与技术3000字论文篇三：《试谈纳米技术及纳米材料的应用》 摘要：本文主要论述了纳米材料的兴起、纳米材料及其性质表现、纳米材料的应用示例、纳米材料的前景展望，以供与大家交流。 关键词：纳米材料;应用;前景展望 1.纳米技术引起纳米材料的兴起 1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品，这是关于纳米科技最早的梦想。80年代初，德国科学家成功地采用惰性气体凝聚原位加压法制得纯物质的块状纳米材料后，纳米材料的研究及其制备技术在近年来引起了世界各国的普遍重视。由于纳料材料具有独特的纳米晶粒及高浓度晶界特征以及由此而产生的小尺寸量子效应和晶界效应，使其表现出一系列与普通多晶体和非晶态固体有本质差别的力学、磁、光、电、声等性能，使得对纳米材料的制备、结构、性能及其应用研究成为90年代材料科学研究的 热点 。1991年，美国科学家成功地合成了碳纳米管，并发现其质量仅为同体积钢的1/6，强度却是钢的10倍，因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年，纳米产品的年营业额达到500亿美元。 2.纳米材料及其性质表现 纳米材料 纳米(nm)是长度单位，1纳米是10-9米(十亿分之一米)，对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，不如，人的头发丝的直径一般为7000-8000nm，人体红细胞的直径一般为3000-5000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级;对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。 纳米材料的特殊性质 纳米材料高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径，导致了高扩散率，它对蠕变，超塑性有显著影响，并使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强。因此纳米材料所表现的力、热、声、光、电磁等性质，往往不同于该物质在粗晶状态时表现出的性质。与传统晶体材料相比，纳米材料具有高强度——硬度、高扩散性、高塑性——韧性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、润滑剂等领域。 3.纳米材料的应用示例 目前纳米材料主要用于下列方面： 高硬度、耐磨WC-Co纳米复合材料 纳米结构的WC-Co已经用作保护涂层和切削工具。这是因为纳米结构的WC-Co在硬度、耐磨性和韧性等方面明显优于普通的粗晶材料。其中，力学性能提高约一个量级，还可能进一步提高。高能球磨或者化学合成WC-Co纳米合金已经工业化。化学合成包括三个主要步骤：起始溶液的制备与混和;喷雾干燥形成化学性均匀的原粉末;再经流床热化学转化成为纳米晶WC-Co粉末。喷雾干燥和流床转化已经用来批量生产金属碳化物粉末。WC-Co粉末可在真空或氢气氛下液相烧结成块体材料。VC或Cr3C2等碳化物相的掺杂，可以抑制烧结过程中的晶粒长大。 纳米结构软磁材料 Finemet族合金已经由日本的Hitachi Special Metals，德国的Vacuumschmelze GmbH和法国的 Imply等公司推向市场，已制造销售许多用途特殊的小型铁芯产品。日本的 Alps Electric Co.一直在开发Nanoperm族合金，该公司与用户合作，不断扩展纳米晶Fe-Zr-B合金的应用领域。 电沉积纳米晶Ni 电沉积薄膜具有典型的柱状晶结构，但可以用脉冲电流将其破碎。精心地控制温度、pH值和镀池的成份，电沉积的Ni晶粒尺寸可达10nm。但它在350K时就发生反常的晶粒长大，添加溶质并使其偏析在晶界上，以使之产生溶质拖拽和Zener粒子打轧效应，可实现结构的稳定。例如，添加千分之几的磷、流或金属元素足以使纳米结构稳定至600K。电沉积涂层脉良好的控制晶粒尺寸分布，表现为Hall-Petch强化行为、纯Ni的耐蚀性好。这些性能以及可直接涂履的工艺特点，使管材的内涂覆，尤其是修复核蒸汽发电机非常方便。这种技术已经作为 EectrosleeveTM工艺商业化。在这项应用中，微合金化的涂层晶粒尺寸约为100nm，材料的拉伸强度约为锻造Ni的两倍，延伸率为15%。晶间开裂抗力大为改善。 基纳米复合材料 Al基纳米复合材料以其超高强度(可达到)为人们所关注。其结构特点是在非晶基体上弥散分布着纳米尺度的a-Al粒子，合金元素包括稀土(如Y、Ce)和过渡族金属(如 Fe、Ni)。通常必须用快速凝固技术(直接淬火或由初始非晶态通火)获得纳米复合结构。但这只能得到条带或雾化粉末。纳米复合材料的力学行为与晶化后的非晶合金相类似，即室温下超常的高屈服应力和加工软化(导致拉神状态下的塑性不稳定性)。这类纳米材料(或非晶)可以固结成块材。例如，在略低于非晶合金的晶化温度下温挤。加工过程中也可以完全转变为晶体，晶粒尺寸明显大干部份非晶的纳米复合材料。典型的Al基体的晶粒尺寸为100～200nm，镶嵌在基体上的金属间化合物粒子直径约50nm。强度为～1GPa，拉伸韧性得到改善。另外，这种材料具有很好的强度与模量的结合以及疲劳强度。温挤Al基纳米复合材料已经商业化，注册为Gigas TM。雾化的粉末可以固结成棒材，并加工成小尺寸高强度部件。类似的固结材料在高温下表现出很好的超塑性行为：在1s-1的高应变速率下，延伸率大于500%。 4.纳米材料的前景趋向 经过我国材料技术人员多年对纳米技术的研究探索，现在科学家已经能够在实验室操纵单个原子，纳米技术有了飞跃式的发展。纳米技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪4大领域高速发展。可以预测：不久的将来纳米金属氧化物半导体场效应管、平面显示用发光纳米粒子与纳米复合物、纳米光子晶体将应运而生;用于集成电路的单电子晶体管、记忆及逻辑元件、分子化学组装计算机将投入应用;分子、原子簇的控制和自组装、量子逻辑器件、分子电子器件、纳米机器人、集成生物化学传感器等将被研究制造出来。 近年来还有一些引人注目的发展趋势新动向，如：(1)纳米组装体系蓝绿光的研究出现新的苗头;(2)巨电导的发现;(3)颗粒膜巨磁电阻尚有潜力;(4)纳米组装体系设计和制造有新进展。
应该如何撰写文献综述 一,什么是文献综述文献综述的概念文献综述是对某一学科,专业或专题的大量文献进行整理筛选,分析研究和综合提炼而成的一种学术论文, 是高度浓缩的文献产品.根据其涉及的内容范围不同,综述可分为综合性综述和专题性综述两种类型.所谓综合性综述是以一个学科或专业为对象,而专题性综述则是以一个论题为对象的.文献综述反映当前某一领域中某分支学科或重要专题的历史现状,最新进展,学术见解和建议,它往往能反映出有关问题的新动态,新趋势,新水平,新原理和新技术等等.文献综述是针对某一研究领域分析和描述前人已经做了哪些工作,进展到何程度,要求对国内外相关研究的动态,前沿性问题做出较详细的综述,并提供参考文献.作者一般不在其中发表个人见解和建议,也不做任何评论,只是客观概括地反映事实.文献综述的作用文献综述在于高度浓缩了几十篇甚至上百篇散乱无序的同类文献之成果与存在问题或争论焦点,对其进行了归纳整理,使之达到了条理化和系统化的程度.它不仅为科研工作者完成科研工作的前期劳动节省了用于查阅分折文献的大量宝贵时间,而且还非常有助于科研人员借鉴他人成果,把握主攻方向以及领导者进行科学决策.要求同学们学写综述的意义通过搜集文献资料过程,可进一步熟悉文献的查找方法和资料的积累方法,在查找的过程中同时也扩大了知识面;查找文献资料,写文献综述是科研选题的第一步,因此学习文献综述的撰写也是为今后科研活动打基础的过程;通过综述的写作过程,能提高归纳,分析,综合能力,有利于独立工作能力和科研能力的提高.二,文献综述的选题与文献资料的搜集 选题原则1.结合所学知识选自己专长的或有基础的题目,否则难以写出水平较高的综述.2.根据所占有文献资料的质和量选题.3.选题一定要能反映出新的学科矛盾的焦点,新成果,新动向.4.题目不宜过大,范围不宜过宽.这样查阅文献的数量相对较小,撰写时易于归纳整理,否则,题目选得过大,查阅文献花费的时间太多,影响实习,而且归纳整理困难,最后写出的综述大题小作或是文不对题. (二)文献资料的搜集1,文献资料的搜集途径(1)利用有关的检索工具(包括目录,文摘和索引等)搜集文献资料.(2)利用国际联机检索系统搜集文献资料.(3)利用原始文献(包括专业期刊,科技报告,专利文献,学位论文,会议文献,专著和标准等)搜集文献资料.(4)利用三次文献(包括综述,述评,百科全书,年鉴和手册等)搜集文献资料.(5)通过Interent网和光盘数据库搜集文献资料.2,文献资料的搜集方法将文献资料储存在大脑中或其他载体上形成不时取用的"资料库"的过程称作文献资料搜集法.它包括阅读法,剪报法,笔记法和现代化技术存贮法(如复印,电脑存贮,光盘存贮等).三,格式与写法 文献综述的格式与一般研究性论文的格式有所不同.这是因为研究性的论文注重研究的方法和结果,而文献综述要求向读者介绍与主题有关的详细资料,动态,进展,展望以及对以上方面的评述.因此文献综述的格式相对多样,但总的来说,一般都包含以下部分具体格式:①综述题目;②作者单位;③摘要;④关键词;⑤前言;⑥主题;⑦总结;⑧参考文献.下面着重介绍前言,主题部分,总结部分及参考文献.撰写文献综述时可按这四部分拟写提纲,再根据提纲进行撰写工. (一) 前言部分前言部分,主要是说明写作的目的,介绍有关的概念及定义以及综述的范围,扼要说明有关主题的现状或争论焦点,使读者对全文要叙述的问题有一个初步的轮廓.前言部分要写清:(1)首先要说明写作的目的.(2)有关概念的定义.(3)规定综述的范围,包括:"专题涉及的学科范围",综述范围切忌过宽,过杂,"时间范围",必须声明引用文献起止的年份.(4)扼要说明有关问题的现况或争论焦点,引出所写综述的核心主题,这是广大读者最关心而又感兴趣的,也是写作综述的主线.(二)主题部分主题部分,是综述的主体,其写法多样,没有固定的格式.可按年代顺序综述,也可按不同的问题进行综述,还可按不同的观点进行比较综述,不管用那一种格式综述,都要将所搜集到的文献资料归纳,整理及分析比较,阐明有关主题的历史背景,现状和发展方向,以及对这些问题的评述,主题部分应特别注意代表性强,具有科学性和创造性的文献引用和评述. (三) 总结部分总结部分,与研究性论文的小结有些类似,将全文主题进行扼要总结,对所综述的主题有研究的作者,最好能提出自己的见解.(四)参考文献参考文献虽然放在文末,但却是文献综述的重要组成部分.因为它不仅表示对被引用文献作者的尊重及引用文献的依据,而且为读者深入探讨有关问题提供了文献查找线索.因此,应认真对待.参考文献的编排应条目清楚,查找方便,内容准确无误.四,注意事项 由于文献综述的特点,致使它的写作既不同于"读书笔记""读书报告",也不同于一般的科研论文.因此,在撰写文献综述时应注意以下问题: 搜集文献应尽量全.掌握全面,大量的文献资料是写好综述的前提,否则,随便搜集一点资料就动手撰写是不可能写出好多综述的,甚至写出的文章根本不成为综述.注意引用文献的代表性,可靠性和科学性.在搜集到的文献中可能出现观点雷同,有的文献在可靠性及科学性方面存在着差异,因此在引用文献时应注意选用代表性,可靠性和科学性较好的文献. 要围绕主题对文献的各种观点作比较分析,不要教科书式地将有关的理论和学派观点简要地汇总陈述一遍.文献综述在逻辑上要合理,即做到由远而近先引用关系较远的文献,最后才是关联最密切的文献.评述(特别是批评前人不足时)要引用原作者的原文(防止对原作者论点的误解),不要贬低别人抬高自己,不能从二手材料来判定原作者的"错误".文献综述结果要说清前人工作的不足,衬托出作进一步研究的必要性和理论价值.采用了文献中的观点和内容应注明来源,模型,图表,数据应注明出处,不要含糊不清.文献综述最后要有简要总结,表明前人为该领域研究打下的工作基础.所有提到的参考文献都应和所研究问题直接相关.文献综述所用的文献,应主要选自学术期刊或学术会议所引用的文献应是亲自读过的原著全文,不可只根据摘要即加以引用,更不能引用由文献引用的内容而并末见到被引用的原文,因为这往往是造成误解或曲解原意的重要原因,有时可给综述的科学价值造成不可弥补的损失.总之,一篇好的文献综述,应有较完整的文献资料,有评论分析,并能准确地反映主题内容.文献综述范文之一制度与经济发展和增长理论综述摘要: 关键词:(略)制度与经济发展的关系与制度的起源,制度变迁与创新,国家制度供给一起被称为是新制度经济学的"四大支柱",而且,在很大意义上,制度的起源,变迁与创新,供给与需求都与经济发展和增长相关.从结论上说,有效率的制度促进经济增长和发展;无效率的制度会抑制甚至阻碍经济增长和发展.一,经济增长与发展理论回瞻1.马克思经济增长理论中关于制度的论述马克思认为,没有抽象的生产,也没有离开制度(马克思的提法是生产关系,实质上就是制度)的生产力及其发展.生产力总是在一定生产关系中组织和运行的.先进的生产关系会促进生产力的发展,落后的生产关系会阻碍生产力的发展.一个持续一定时间跨度的相对稳定的生产关系(制度框架)为生产力提供了一个相应发展的制度"空间",这对许多经济学家研究制度与经济增长和发展关系是一个极为重要的启示.2.西方经济增长理论主要流派的论述(1)模型派他们认为:社会经济的增长或发展是促进经济增长的各种生产要素的组合,配置,叠加和质变的结果.他们将各种增长要素作为自变量,把经济增长(通常用国民生产总值,国民收入,人均收入等表示)作为因变量,确定函数关系,建立各种经济增长模型,解释经济现象.最著名的有哈罗德=多马经济增长模型,新古典经济增长模型(即索洛=斯旺模型)以及卡尔多,罗宾逊,帕西内蒂等人倡导的剑桥经济增长模型.这些经济增长模型实质上只是说明了长期经济增长与短期,中期经济增长之间的关系,力求使得产出决定的总需求的增长要与生产产品的总生产能力匹配,逐渐强调了技术进步在经济增长中的作用,忽视了制度因素的作用.(2)结构派他们认为,经济增长和发展既是一国经济量(总量与均量)和能力的增长与扩张过程,也是一国经济结构的转换过程.主要有刘易斯等的"二元结构论";纳克斯的"贫困循环论";由"投资不可分性"而产生的罗丹的"大推进论";钱纳里等人主张的"发展型式"理论;以及"两缺口理论",以及"平衡与不平衡增长"的理论等等.在这一流派中,已经隐含着制度这一因素和背景.其中,刘易斯的"二元结构"理论尤为明显.因此,有人甚至将刘易斯划为新制.(3)阶段派代表人物是罗斯托,他将经济发展划分为六个阶段,即传统社会阶段,为起飞准备条件阶段,起飞阶段,成熟阶段,高额群众消费阶段和追求生活质量阶段.不难看出,制度背景的框架越来越明显.(4)因素派或起源派这一流派中,丹尼森将经济增长的因素划分成为两大类:生产要素投入量和生产要素生产率.细分为八个方面,(有人归纳为7个)即:使用的劳动者的数量及结构;工作小时;使用劳动者的教育程度;资本存量的规模;知识的状态;分配到无效使用中的劳动的比重;市场规模;短期需求压力的格局和强度.丹尼森在1967年出版的《为什么增长率不同:战后几个西方的经验》中利用了因素分析方法.习惯称为丹尼森模型.在这个模型中,引发了两个问题:第一个问题:各个因素对经济增长的贡献率可以通过模型进行计算,但是,是什么原因(因素)将这些因素的潜在生产力转化为现实生产力 第二个问题:将应该计算的因素计算之后,仍然存在"剩余"或"余值",即所谓"剩余溢出",那么,这些"余值"应该归入到哪个因素 而库兹涅茨强调需求结构的高改变率对现代经济增长中生产结构的高转换率影响巨大.它会引起创造新产品的技术高新与发明,促进新产业的形成与发展,最终促进现代经济增长和发展的速度.(5)新增长理论派主要有罗默的"收益递增经济增长模式";卢卡斯的"专业化人力资本积累增长模式";鲍依德的"动态联合体资本增长模式";阿温杨的"创新与有限度的边干边学模式"等等.这些理论不仅将知识和人力资本因素引入经济增长模式,更值得注意的是,新增长理论确认了制度与政策对经济增长的重要影响,并总结出了一套政策来促进经济发展,例如,支持教育;刺激物质资本的投资;保护知识产权;支持研究与开发工作;实行有利于新思想形成并在世界范围内传递的国际贸易政策;避免政府在市场上的大的扭曲等.(6)劳动分工演进派杨小凯为代表的这一学派首先指出了新古典微观经济学的先天不足,即,将社会的产业结构或分工状态当作固定不变的因素,然后研究资源在其中的最优配置,然后构建了分工演进模式解释经济增长.他们认为,当人们经验不多时,生产率低下,因此付不起交易费用,人们只有选择自给自足.通过实践学习,生产率提高,能够付得起交易费用,因而,人们开始选择高一级的分工与专业化水平.而这种通过专业化学习会加速学习速度,从而可以支付更高的交易费用.这个正反馈(良性循环)将使劳动分工自发地演进.分工之所以能提高生产力正是因为专业化造成了某种信息不对称,卖者对于自己生产的产品知之甚多,而作为买者却知之甚少.杨小凯等人的分工演进理论模式给我们有两点启示:启示一:促进分工与交易以及知识的发展对经济增长和发展极为重要.启示二:一国的制度创新,应当朝促进分工,降低交易费用,提高交易效率方向发展.(7)"反增长"或"零增长"派以米多斯为代表的经济学家认为人类经济增长和发展付出的代价太大,因此主张反增长或增长价值怀疑论;米多斯将人口增长,粮食供给,资本投资,环境污染和能源消耗等5大因素连接成为一个"反馈回路",建立了"世界末日模型".为了避免世界末日来临,就必须使主要的经济增长因素实现"零增长",因此,该理论被称为"增长极限论"或"零增长论".二,新制度经济学派的主要论点1.诺斯的观点(1)制度和经济增长与发展的关系新制度经济学派对制度与经济发展有创造性贡献的是诺斯.他关于经济增长与发展理论的核心论点简明扼要,即,经济增长和发展的关键是制度因素,一种提供适当的个人刺激的有效的制度是促进经济增长的决定性因素,而在制度因素中,财产关系的作用最重要.其依据是,在传统经济学中,市场的运作被假定为完备的信息,明确界定的产权条件和零成本的运行过程.人们在市场交易的过程被过滤为单纯的价格机制的操作,就连为达成交易而搜寻信息的费用也不存在了.在这一模式分析逻辑下,其它一些协调组织与组织经济活动的"制度"和"组织"被看成无足轻重.如果用传统经济学分析方法无法解释1600年到1850年海洋运输业在技术上并无多大进步的情况下,生产率却有较大幅度提高的现象.因此,制度因素不可忽视.制度的功效在于通过一系列的规则来界定交易主体间的相互关系,减少环境中不确定性和交易费用,进而保护产权,增进生产性活动,使交易活动中的潜在收益成为现实.诺斯指出:制度环境是一系列用来确定生产,交换与分配的基本的政治,社会,法律规则,制度安排是支配经济单位之间可能合作与竞争方式的规则,而制度本身是"一整套规则,它遵循的要求和合乎伦理道德的行为规范,用以约束个人的行为."也就是说,制度不同于体制,它是一系列被制订出来的规则,守法程序和行为的道德伦理规范,旨在约束追求主体福利或效用最大化利益的个人行为.制度框架约束着人们的选择集.既然这些规则不仅造就了引导和确定经济活动的激励系统,而且决定了社会福利与收入分配的基础,那么,制度结构在静态上就决定了一个经济实体及其知识技术出路的增长率.诺斯认为:许多经济学家将创新,规模经济,教育,资本积累和知识进展等等归入经济增长的原因,其实就是经济增长本身.而引起经济增长的真正原因是制度的变迁.制度变迁是从均衡到不均衡又回到均衡的过程.在各种因素使潜在的外部利润在现有的制度安排下无法实现时,新的制度就有可能建立以降低成本.他认为,除非现行的经济组织或制度安排是有效率的,否则,经济增长不会简单发生.进而,诺斯对制度的供给与需求进行了分析,当制度的供给与需求相一致时,达到制度均衡.这种制度均衡的实现条件是制度供给者的边际收益等于边际成本,即MR=MC.据此,诺斯提出了构建有效率的新制度的基本(理想)标准或原则是使得新机制(制度)下个人收益率与社会收益率相等或接近.(2)国家在制度变迁中的作用国家并非"中立"的,国家决定产权结构,而经济增长有赖于明确的产权,但在技术和现有的组织制约下,产权的创新,裁定和行使代价都极为昂贵,因此国家作为一种低成本的提供产权保护与强制力的制度安排应运而生,以维护经济增长和发展,并最终对造成经济的增长,发展,衰退或停滞的产权结构的效率负责.(3)意识形态理论意识形态的特征有三个:第一,意识形态是节约机制,通过它,人们认识了他们所处环境,减少了"试错"成本.第二,意识形态会通常与个人观察世界时对公平,公正所持的道德,伦理评价交织在一起,也就是说有时会在相互对立的理论和意识形态中作出选择.例如,收入分配是否公平的评价等.第三,当人们原有的观念或经验与意识形态不符时,他们就会改变试图其意识形态,来发展一套更加适合其观念或经验的新的理性选择.因此,意识形态是影响制度安排和经济变化的另一个重要因素.2.国际经济增长中心的最新研究表明:(1)发展中国家普遍面临着维持经济增长和提高经济效率两大难题,而问题的根源在于基本制度框架,例如,寻租.(2)制度安排是经济发展的主要动力.首先,制度通过影响信息和资源的可获得性,塑造力以及建立社会交易的基本规划而扩展了人类的选择,即经济发展的目标.其次,制度"矫正价格"的努力成效,即对经济发展的基本的和长期贡献.再次,尽管技术创新会推动经济发展,但在发展中国家技术创新依赖于促进创新,界定产权和契约关系或分担外在风险的各种制度安排.(3)从制度的供给与需求方面研究,制度创新需求产生于经济中无效率的增多,技术变化,市场特征以及确立个人与集团维护自身利益方式的立法秩序;而制度供给依赖于立法秩序,制度设计成本及寻找可选择目标的知识基础.因此,发展中国家必须确立以立法秩序为核心的制度环境,塑造市场力量以驱动创新.(4)在市场经济不发达的发展中国家,根本问题是缺乏发展市场经济的制度背景.如法律和秩序,稳定的道德,产权的界定,人力资本的供给,公共品的提供,支配交易和分担风险的法规等.因此,在发展中国家,如何使政府发挥"主导"作用,制订一套公开,透明的规则体系,防止寻租,以权谋私和欺诈行为,为市场经济运作制造出公平合理的制度环境,才是实现市场经济顺利转型并高效运作的必不可少的条件.三,简单的评述及问题1.诺斯将制度因素纳入经济增长的框架,把制度作为经济增长的内生变量,应用现代产权理论说明制度变迁与经济增长的关系,指出制度变迁是经济增长的重要因素之一.他使制度研究和分析更加成熟,对经济学发展作出了贡献.2.新制度经济学派方法的应用的影响越来越广泛,许多原来对制度不以为然的经济学家广泛地吸收和利用了新制度经济学家们的分析方法,普遍认为,解决经济发展问题,不仅只关注资本积累,技术引进,资金筹集,产业结构优化,就业的改善等等纯经济方面的因素,而更加应该将注意力放在制度因素对于经济增长的促进或阻碍作用上.3.将制度因素纳入经济增长和发展问题研究的范围内,大大扩大了经济发展问题的研究视野,而研究对象也由以前的以资本主义发展中小国家或地区为主转向发展中的大国.4.几个应当深入研讨的问题(1)在许多人看来,制度仍然是一个非常抽象的概念,如何将制度因素进一步量化.(2)既然制度变迁在经济发展中非常重要,怎样才能加快制度变迁的步伐,促进经济的发展.(3)在信息化时代,信息的获取已经非常容易,那么,新制度经济学派的理论基石之一的交易费用的地位是否会动摇.新制度经济学派的许多观点越来越多地为人们所接受,其影响力也越来越大,但上述这些问题仍然困扰着新制度经济学派及其追随者,有待于进一步的探讨.【参考文献】[1][美]道格拉斯C诺斯,陈郁,罗华平等译:《经济史中的结构与变迁》[M],上海三联书店,1991[2][美]科斯,诺斯等:《财产,产权与制度变迁》[M],上海三联书店,1991[3]国际经济增长中心V奥斯特罗姆和D菲尼,H皮希特编,王诚等译:《制度分析与发展的反思:问题与选择》,商务印书馆,1992[4]张宇燕:《经济发展与制度选择:对制度的经济分析》[M],中国人民大学出版社,1992[5]林毅夫:《再论制度,技术与中国林业发展》[M],北京大学出版社,2000[6]卢现祥:《西方新制度经济学》[M],中国发展出版社,1999[7]李悦:《产业经济学》[M],中国人民大学出版社,1998[8]罗斯托:《从起飞进入持续增长的经济学》[M],四川人民出版社,1988[9]库兹涅茨:《各国的经济增长》[M],商务印书馆,1985文献综述范文之二经济全球化理论流派回顾与评价摘要:我国已加入WTO,对于在激烈的国际竞争市场里处于弱势的我国绝大多数企业,研究经济全球化问题是十分迫切和必要的,本文综合了18世纪以来各主要流派的经济全球化理论,并简要评价,提出我们的看法,以便为政府宏观引导企业微观决策以及理论研究提供参考.关键词:经济全球化/世界市场/国际贸易/经济一体化 经济全球化是不以人的意志为转移的,随着国际经济一体化进程的加快,目前经济全球化正向纵深层次发展.我国已加入WTO,一方面,成千上万的跨国公司蜂拥而至:我国正在成为世界市场的一部分;另一方面,成百上千的我国企业走出国门:我国已渐渐融入世界经济这个大家庭中.但我国绝大多数企业在激烈的国际市场竞争中处于劣势,政府一时也难以认清复杂的国际市场,因此,研究经济全球化理论已是十分迫切与必要.一,经济全球化理论流派回顾经济全球化理论在西方始于英国的工业革命时期,在过去200多年的岁月里,各主要流派的经济学家从不同的角度,立场对经济全球化做了全面,深入的研究,取得了丰硕的成果,本文根据不同时期,不同性质,不同内容将其归纳为以下几种流派:(一)马克思主义经典经济学家的经济全球化理论1.马克思恩格斯的经济全球化思想.我们可从马恩(对马克思,恩格斯的简称,下同)1845年的著作《德意志意识形态》中马克思分析,表述"世界历史"的定义与特征里看出马克思对经济全球化的最初理解.他说:"……生产力的这种发展(随着这种发展,人们的世界历史性而不是地域性的存在同时已经是经验的存在)之所以是绝对必要的实际前提,还因为如果没有这种发展,那就只会使贫困,极端贫困的普遍化;而在极端贫困的情况下,必须会重新开始争取生活必需品的斗争,也就是说,全部陈腐污浊的东西又要死灰复燃.其次,生产力的这种发展之所以是必需的实际前提,还因为,只有随着生产力的这种普遍发展,人们的普遍交往才能建立起来;普遍交往,一方面,可以产生在一切民族中同时都存在着'没有财产的'群众这一现象(普遍竞争)使每一民族都依赖于其他民族的变革;最后,地域性的个人为世界历史性的经验上普遍的个人所替代."(注:马克思,恩格斯.马克思恩格斯全集[M].第一卷,人民出版社,1995,86.)恩格斯在其著作《共产主义原理》中指出:"单是大工业建立了世界市场这一点,就把全球人民,尤其是各文明国家的人民,彼此紧密地联系起来,致使每一国家的人民都受着另一个国家的事变的影响."(注:马克思,恩格斯.马克思恩格斯全集[M].第4卷,人民出版社,1972,368.)由此可见,最初,马克思把经济全球化寓于"世界历史"之中,生产力的发展导致各国人民的普遍交往,彼此紧密联系是世界历史的主要内容.恩格斯则认为,资本主义大工业是导致经济全球化的根本诱因,经济全球化的最根本内容和基础是以世界市场为纽带的世界性的物质生产和消费.1848年,马恩在其合著的《共产党宣言》中又指出:"资产阶级,由于开拓了世界市场,使一切国家的生产和消费都成为世界性的了……过去那种地方的民族的自给自足和闭关自守的状态被各民族的各方面的互相往来与各方面的相互依赖所代替了,……随着贸易自由的实现和世界市场的建立,随着工业生产以及与之相适应的生活条件的趋于一致,各国人民之间的民族隔绝和对立日益消失."(注:马克思,恩格斯.马克思恩格斯全集[M].第一卷,人民出版社,1995,267.)在马恩看来,只有在各地区,各民族广泛分工的基础上形成世界市场,才意味着从根本上消灭了各地区,各民族相对孤立的发展状态,从而最终形成相互依赖,相互制约的,统一的世界市场;同时,随着世界市场的形成,各地区,各民族之间的其他方面的交往必然也随之发展起来.由此可见,马恩在这里认识到了经济全球化与民族问题,国际分工的关系,并意识到经济全球化所带来的非经济影响.马克思在其不朽著作《资本论》里较为详细地论述了生产全球化,资本全球化以及它们的影响.他说:"现在,一切国外投资都已采取股份形式…",(注:马克思.资本论[M].第三卷,人民出版社,1975,1030.)"成立国际卡特尔,例如英国和德国在铁的生产方面成立的卡特尔,使得英,德两国的铁产量飞速增长……"(注:马克思.资本论[M].第三卷,人民出版社,1975,495.).可见,马克思已经充分认识到了作为经济全球化的推动主体:跨国公司的早期形式——卡特尔的性质与作用.后来他又指出,"资本输出的目的有两种,一种是作为支付手段或购买手段的输出,另外一种是作为投资为目的的输出."(注:马克思.资本论[M].第三卷,人民出版社,1975,653.)"资本输往国外……是因为他在国外能够按较高的利润率来使用."(注:马克思.资本论[M].第三卷,人民出版社,1975,285.)"生产的全球化使古老的民族工业被消灭,代之而起的是使用来自世界各国原料的工业……生产的'国界'因此被模糊."(注:马克思.资本论[M].第一卷,人民出版社,1975,497.)从以上论述看出,马恩不仅找到了经济全球化执行主体——跨国公司,分析了经济全球化的具体运行方式:生产全球化和资本运作全球化(商品资本,借贷资本,产业资本的全球化),而且还指出经济全球化的根本动力是对利润的追求以及经济全球化对民族工业的影响.2.现代西方马克思主义经济学家的经济全球化思想.当代西方马克思主义经济学家结合当代资本主义经济发展的实际,论述了资本主义经济全球发展的新特点与经济全球化发展相联系的世界经济格局的形成,以及对发展中国家经济发展的影响.巴兰在其《增长的政治分析》中认为,不发达国家经济落后的根源是外来资本主义的渗透(即资本主义经济全球化),它一方面攫取了很大一部分生产剩余,为发达国家资本主义的加速发展创造条件;另一方面,
液晶材料的分类、应用及其发展状况摘要介绍了液晶材料的种类及其分类性能，论述了液晶材料的应用和发展情况。关键词液晶材料;介晶相;应用1.液晶的简介和分类液晶是一些化合物所具有的介于固态晶体的三维有序和无规液态之间的一种中间相态，又称作介晶相，是一种取向有序流体，既具有液体的易流动性，又有晶体的双折射等各向异性的特征。1888年奥地利植物学家Reinitzer首次发现液晶，但直到1941年Kargin提出液晶态是聚合物体系的一种普遍存在状态，人们才开始了对高分子液晶的研究。近二十多年来液晶材料获得迅速的发展，这是因为液晶材料的光电效应被发现，因此被广泛地应用在需低电压和轻薄短小的显示组件上，因此它一跃成为一热门的科学研究及应用的主题，目前已被广泛使用于电子表、电子计算器和计算机显示屏幕上，液晶逐渐成为显示工业上不可或缺的重要材料，液晶高分子的大规模研究工作起步更晚，但目前已发展为液晶领域中举足轻重的部分。如果说小分子液晶是有机化学和电子学之间的边缘科学，那么液晶高分子则牵涉到高分子科学、材料科学、生物工程等多门科学，而且在高分子材料、生命科学等方面都得到了大量应用。溶致型液晶有些材料在溶剂中，处于一定的浓度区间内会产生液晶，这类液晶我们叫它溶致液晶。如可以利用溶致型液晶聚合物的液晶相的高浓度低黏度特性进行液晶纺丝制备强度高模量的纤维。溶致型液晶材料广泛存在于自然界、生物体中，与生命息息相关，但在显示中尚无应用。热致型液晶热致型液晶分子会随温度上升而伴随一连串相转移，即由固体变成液晶状态，最后变成等向性液体，在这些相变化的过程中液晶分子的物理性质都会随之变化，如折射率、介电异向性、弹性系数和粘度等。在热致型液晶中，又根据液晶分子排列结构分为三大类：近晶相、向列相和胆甾相。近晶型液晶近晶相除有沿分子长轴的取向有序外，有一个沿某一方向的平移有序，近晶型液晶在所有液晶聚合态结构中最接近固体晶体，通常含有C=N或者N=N键及苯环结构，分子是厂棒状。目前各近晶相中的手性近晶C相，即铁电相引起人们广泛兴趣。铁电液晶具备向列相液晶所不具备的高速度（微秒级）和记忆性的优异特征，它们在最近几年得到大量研究。向列型液晶向列相仅有沿分子长轴的取向有序，液晶分子呈棒状形刚性部分平行排列，该种液晶分子运动自由度大，是流动性最好的液晶，此类型液晶的粘度小，应答速度快，是最早被应用的液晶，普遍地使用于液晶电视、笔记本电脑以及各类型显示元件上。胆甾型液晶这类液晶大都是胆甾醇的衍生物，胆甾醇本身无液晶性质，而它的衍生物均具有液晶特性，次类型液晶是由多层相列型液晶堆积所形成，为向列相液晶的一种，也可以称为旋光性的向列相液晶，因分子具有非对称碳中心，所以分子的排列呈螺旋平面状的排列，面和面之间为相互平行，而分子在各平面上为向列相。2.液晶的应用及发展状况液晶材料在显示器的应用回顾液晶的发展史可以发现，尽管液晶早在19世纪60年代已经被发现，然而在相当长一段时间里，虽然液晶的许多有价值的现象早被揭露，但液晶始终只是实验室中的珍品而已。只有当液晶被用于显示器开始，它的研究才有了前所未有的动力。在这最近的几十年时间里液晶显示器有了长足的进步，目前液晶显示器已是整个领域中的佼佼者，只要稍加留意，不难发现市场上用液晶显示器的仪器仪表、计算器、计算机、彩色电视机等不仅品种越来越多，而且显示品质亦越来越高，价格越来越便宜。目前，各种形态的液晶材料基本上都用于开发液晶显示器，现在已开发出的各种向列相液晶、聚合物分散液晶、双（多）稳态液晶、铁电液晶和反铁电液晶显示器等。而在液晶显示中，开发最成功、市场占有量最大、发展最快的是向列相液晶显示器。按照液晶显示模式，常见向列相显示就有T N（扭曲向列相）模式，H T N（高扭曲向列相）模式、S T N（超扭曲向列相）模式、T F T（薄膜晶体管）模式等。其中TFT模式是近10年发展最快的显示模式。
顶1楼！！2005年10月5日，今年的诺贝尔化学奖尘埃落定。法国化学家伊夫·肖万、美国化学家罗伯特·格拉布和理查德·施罗克三人分享了这一殊荣。 谈及此次获奖成果，中国科学院金属有机化学国家重点实验室主任麻生明研究员说：“化学界对这一研究的重要意义非常认可。我们的一些研究人员总是希望'大而全’，但是看看这次的获奖成果，再看看上次(2001年)有机化学家的获奖成果，就知道化学家一生有这样一个'反应’就很了不起了。” 该实验室的丁奎岭研究员告诉记者：“2002年，我和戴立信院士合写《中科院发展报告》中有关烯烃复分解反应的章节时，就曾提到格拉布催化剂的反应活性以及对反应底物的适用性，可与传统的碳－碳键形成方法如Diels-Alder反应和Wittig反应相媲美，而这两项研究都已经获得诺贝尔奖，我们也曾暗示格拉布等人的研究有问鼎诺贝尔奖的实力，现在他们果然获奖了。” 指挥烯烃分子“交换舞伴” 诺贝尔化学奖评委会主席佩尔·阿尔伯格将烯烃复分解反应描述为“交换舞伴的舞蹈”。授奖当天，在瑞典皇家科学院华丽的议事厅里，阿尔伯格和一位皇家科学院教授以及两位女工作人员一起，用舞蹈向听众诠释烯烃复分解反应的含义。最初两位男士是一对舞伴，两位女士是一对舞伴，在“加催化剂”的喊声中，他们交叉换位，转换为两对男女舞伴。 “用互换舞伴来解释这一获奖的化学反应很形象。”麻生明告诉记者。今年诺贝尔化学奖的三位得主，获奖原因就是他们弄清了如何指挥烯烃分子“交换舞伴”，将分子部件重新组合成别的物质。 一个碳原子可以通过单键、双键或三键方式与其他原子连接，有着碳-碳双键的链状有机分子被称为烯烃。丁奎岭说，研究碳-碳键的断裂与形成规律是有机化学中需要解决的核心问题之一。为了切断碳-碳键并使其按照人们希望的方式重新结合，需要寻找合适的催化剂，这也是化学家面临的挑战课题。关于金属催化的烯烃分子的切断与重组，即烯烃复分解反应的研究，可以追溯到上世纪50年代中期。但是刚开始时，科学家们所研制的催化剂均为多组分催化剂，“这么做是因为当时的科学家实际上没有认清反应的机理，不知道到底是哪种活性物质发挥了作用，只好使用多种混合物来进行催化。”这些催化体系还受到苛刻的反应条件等因素的限制，更加促使科学家们进一步认识和理解反应进行的机制。 20世纪70年代，法国石油研究所的伊夫·肖万实现了理论上的突破。他阐明了烯烃与金属卡宾通过〔2+2〕环加成形成金属杂环丁烷中间体的相互转化过程，这一机制后来被广泛认同。金属卡宾是指一类有机分子，其中有一个碳原子与一个金属原子以双键连接，如果用舞蹈的方式来简单解释，它们可被看作一对拉着双手的舞伴。而在烯烃分子里，两个碳原子也像双人舞的舞伴一样，拉着双手在跳舞。金属卡宾在与烯烃分子相遇后，两对舞伴会暂时组合起来，手拉手跳起四人舞蹈。随后它们“交换舞伴”，组合成两个新分子，其中一个是新的烯烃分子，另一个是金属原子和它的新舞伴。后者会继续寻找下一个烯烃分子，再次“交换舞伴”。 寻找更优秀的催化剂 有了漂亮的理论，下一步的重点就是确定哪种金属卡宾适合充当促成舞伴交换的“中间人”，理查德·施罗克和罗伯特·格拉布正是寻找优秀催化剂的“伯乐”。 1990年，在美国麻省理工学院工作的施罗克和合作者报告说，金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。实践也证明，钼卡宾用于催化烯烃的复分解反应，取得了比以往的催化体系更容易引发的、更高的反应活性，反应条件也更温和，同时为发现性能更优秀的催化剂奠定了基础。 1992年，美国加州理工学院的格拉布发现了钌卡宾络合物，并成功应用于降冰片烯的开环聚合反应，该催化剂克服了其他催化剂对功能基团容许范围小的缺点，不但对空气稳定，甚至在水、醇或酸的存在下，仍然可以保持催化活性。在此基础上，1996年格拉布对原催化剂作了改进，使其成为应用最为广泛的烯烃复分解催化剂。1999年，格拉布通过用氮卡宾配体代替膦配体，发展了第二代格拉布催化剂，其催化活性比第一代催化剂提高了两个数量级。丁奎岭说：“这点很重要，因为钌是贵金属。”在开环复分解聚合反应中，催化剂用量可以降低至百万分之一；在关环复分解反应中，催化剂用量也仅为万分之五，同时选择性更高，对底物的适应范围更加广泛，催化剂的成本也更低。 麻生明说：“如果没有肖万的理论，就没有施罗克和格拉布的成果；但是如果没有后者的工作，肖万也得不到这个诺贝尔奖。这恰好体现了理论和实践相辅相成的道理。” 奖励来得理所应当 对于此次诺贝尔化学奖的归属，很多人表示是理所当然、水到渠成的事情，这不仅是因为这一科研成果本身非常重要，更重要的是它在生产生活领域有着极其广泛的实际应用，每天都惠及人类。 诺贝尔奖的文告指出：烯烃的复分解反应是基础科学对人类、社会和环境做出重要贡献的例子。该方法现在被广泛应用于化工业，主要用于研发药品和先进塑料材料。通过肖万、格拉布和施罗克等人的工作，复分解法变得更加有效，反应步骤比以前简化，所需要的资源也大大减少；使用起来也更简单，只需要在正常温度和压力下就可以完成；对环境的污染也大大降低，使人们向着“绿色化学”又迈进了一大步，大大减少了有害废物对人们的危害。 丁奎岭说，由于格拉布催化剂的诞生，使得过去许多令化学家束手无策的复杂分子的合成变得轻而易举，如亲水性高分子、高分子液晶、抗癌药物、昆虫信息素等的合成，用乙烯和丁烯来制备丙烯等。麻生明还告诉记者：“上次格拉布教授来我们所访问，介绍了他做出的一种高分子材料，用子弹打也无法穿透，很适合做防弹材料。” 不过，麻生明认为，金属卡宾络合物催化的烯烃复分解反应还不是完全的绿色反应。就像做衣服时，如果能把所有的布料，包括边角余料都用上，才算百分百的经济；从原子的经济性来讲，很多烯烃复分解反应还没有达到百分百绿色的程度。丁奎岭认为只能说这种反应比较“符合绿色原则”，废物很少。他还指出，烯烃复分解反应的研究还面临不少挑战，工业的大规模应用还很少，主要还是用在精细化工领域。 记者问及我国在该领域的研究水平，两位专家都回答，我国这方面的研究还很薄弱。丁奎岭说，《科学观察》指出，从论文引用次数来看，这一领域在国际上是炙手可热的科学前沿。但中科院文献情报中心的统计表明，我国在该领域几乎没有大的课题和项目。“虽然也有科学家在使用这些催化剂进行天然气产物和复杂分子的合成研究，但是据我所知，国内可能还没有研究人员在致力于改进这种催化剂。”
化学反应惠泽人类2005年10月5日，今年的诺贝尔化学奖尘埃落定。法国化学家伊夫·肖万、美国化学家罗伯特·格拉布和理查德·施罗克三人分享了这一殊荣。谈及此次获奖成果，中国科学院金属有机化学国家重点实验室主任麻生明研究员说：“化学界对这一研究的重要意义非常认可。我们的一些研究人员总是希望'大而全’，但是看看这次的获奖成果，再看看上次(2001年)有机化学家的获奖成果，就知道化学家一生有这样一个'反应’就很了不起了。”该实验室的丁奎岭研究员告诉记者：“2002年，我和戴立信院士合写《中科院发展报告》中有关烯烃复分解反应的章节时，就曾提到格拉布催化剂的反应活性以及对反应底物的适用性，可与传统的碳－碳键形成方法如Diels-Alder反应和Wittig反应相媲美，而这两项研究都已经获得诺贝尔奖，我们也曾暗示格拉布等人的研究有问鼎诺贝尔奖的实力，现在他们果然获奖了。”指挥烯烃分子“交换舞伴”诺贝尔化学奖评委会主席佩尔·阿尔伯格将烯烃复分解反应描述为“交换舞伴的舞蹈”。授奖当天，在瑞典皇家科学院华丽的议事厅里，阿尔伯格和一位皇家科学院教授以及两位女工作人员一起，用舞蹈向听众诠释烯烃复分解反应的含义。最初两位男士是一对舞伴，两位女士是一对舞伴，在“加催化剂”的喊声中，他们交叉换位，转换为两对男女舞伴。“用互换舞伴来解释这一获奖的化学反应很形象。”麻生明告诉记者。今年诺贝尔化学奖的三位得主，获奖原因就是他们弄清了如何指挥烯烃分子“交换舞伴”，将分子部件重新组合成别的物质。一个碳原子可以通过单键、双键或三键方式与其他原子连接，有着碳-碳双键的链状有机分子被称为烯烃。丁奎岭说，研究碳-碳键的断裂与形成规律是有机化学中需要解决的核心问题之一。为了切断碳-碳键并使其按照人们希望的方式重新结合，需要寻找合适的催化剂，这也是化学家面临的挑战课题。关于金属催化的烯烃分子的切断与重组，即烯烃复分解反应的研究，可以追溯到上世纪50年代中期。但是刚开始时，科学家们所研制的催化剂均为多组分催化剂，“这么做是因为当时的科学家实际上没有认清反应的机理，不知道到底是哪种活性物质发挥了作用，只好使用多种混合物来进行催化。”这些催化体系还受到苛刻的反应条件等因素的限制，更加促使科学家们进一步认识和理解反应进行的机制。20世纪70年代，法国石油研究所的伊夫·肖万实现了理论上的突破。他阐明了烯烃与金属卡宾通过〔2+2〕环加成形成金属杂环丁烷中间体的相互转化过程，这一机制后来被广泛认同。金属卡宾是指一类有机分子，其中有一个碳原子与一个金属原子以双键连接，如果用舞蹈的方式来简单解释，它们可被看作一对拉着双手的舞伴。而在烯烃分子里，两个碳原子也像双人舞的舞伴一样，拉着双手在跳舞。金属卡宾在与烯烃分子相遇后，两对舞伴会暂时组合起来，手拉手跳起四人舞蹈。随后它们“交换舞伴”，组合成两个新分子，其中一个是新的烯烃分子，另一个是金属原子和它的新舞伴。后者会继续寻找下一个烯烃分子，再次“交换舞伴”。寻找更优秀的催化剂有了漂亮的理论，下一步的重点就是确定哪种金属卡宾适合充当促成舞伴交换的“中间人”，理查德·施罗克和罗伯特·格拉布正是寻找优秀催化剂的“伯乐”。1990年，在美国麻省理工学院工作的施罗克和合作者报告说，金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。实践也证明，钼卡宾用于催化烯烃的复分解反应，取得了比以往的催化体系更容易引发的、更高的反应活性，反应条件也更温和，同时为发现性能更优秀的催化剂奠定了基础。1992年，美国加州理工学院的格拉布发现了钌卡宾络合物，并成功应用于降冰片烯的开环聚合反应，该催化剂克服了其他催化剂对功能基团容许范围小的缺点，不但对空气稳定，甚至在水、醇或酸的存在下，仍然可以保持催化活性。在此基础上，1996年格拉布对原催化剂作了改进，使其成为应用最为广泛的烯烃复分解催化剂。1999年，格拉布通过用氮卡宾配体代替膦配体，发展了第二代格拉布催化剂，其催化活性比第一代催化剂提高了两个数量级。丁奎岭说：“这点很重要，因为钌是贵金属。”在开环复分解聚合反应中，催化剂用量可以降低至百万分之一；在关环复分解反应中，催化剂用量也仅为万分之五，同时选择性更高，对底物的适应范围更加广泛，催化剂的成本也更低。麻生明说：“如果没有肖万的理论，就没有施罗克和格拉布的成果；但是如果没有后者的工作，肖万也得不到这个诺贝尔奖。这恰好体现了理论和实践相辅相成的道理。”奖励来得理所应当对于此次诺贝尔化学奖的归属，很多人表示是理所当然、水到渠成的事情，这不仅是因为这一科研成果本身非常重要，更重要的是它在生产生活领域有着极其广泛的实际应用，每天都惠及人类。诺贝尔奖的文告指出：烯烃的复分解反应是基础科学对人类、社会和环境做出重要贡献的例子。该方法现在被广泛应用于化工业，主要用于研发药品和先进塑料材料。通过肖万、格拉布和施罗克等人的工作，复分解法变得更加有效，反应步骤比以前简化，所需要的资源也大大减少；使用起来也更简单，只需要在正常温度和压力下就可以完成；对环境的污染也大大降低，使人们向着“绿色化学”又迈进了一大步，大大减少了有害废物对人们的危害。丁奎岭说，由于格拉布催化剂的诞生，使得过去许多令化学家束手无策的复杂分子的合成变得轻而易举，如亲水性高分子、高分子液晶、抗癌药物、昆虫信息素等的合成，用乙烯和丁烯来制备丙烯等。麻生明还告诉记者：“上次格拉布教授来我们所访问，介绍了他做出的一种高分子材料，用子弹打也无法穿透，很适合做防弹材料。” 不过，麻生明认为，金属卡宾络合物催化的烯烃复分解反应还不是完全的绿色反应。就像做衣服时，如果能把所有的布料，包括边角余料都用上，才算百分百的经济；从原子的经济性来讲，很多烯烃复分解反应还没有达到百分百绿色的程度。丁奎岭认为只能说这种反应比较“符合绿色原则”，废物很少。他还指出，烯烃复分解反应的研究还面临不少挑战，工业的大规模应用还很少，主要还是用在精细化工领域。记者问及我国在该领域的研究水平，两位专家都回答，我国这方面的研究还很薄弱。丁奎岭说，《科学观察》指出，从论文引用次数来看，这一领域在国际上是炙手可热的科学前沿。但中科院文献情报中心的统计表明，我国在该领域几乎没有大的课题和项目。“虽然也有科学家在使用这些催化剂进行天然气产物和复杂分子的合成研究，但是据我所知，国内可能还没有研究人员在致力于改进这种催化剂。”
仅供参考；《功能高分子材料》课程是高分子材料、复合材料、材料化学和应用化学专业的核心主干课程，它是建立在高分子化学和高分子物理基础上，并与其它多种学科如物理学、生物学、医学、分离科学等交叉的综合性课程。由于涉及领域非常广泛，如涵盖了吸附分离功能高分子材料、反应型功能高分子材料、电功能高分子材料、光功能高分子材料、高分子功能膜材料、生物医用功能高分子材料、液晶高分子材料、环境敏感高分子材料等，该门课程教学质量的优劣对学生能否深入了解功能性高分子的设计、表征和应用非常重要。考虑到《功能高分子材料》课程一般是在大三的下学期或大四的上学期开设，这时学生面临着考研复习和找工作等问题，很难静下心来进行深入的学习。因此，采用传统的教学方式难以达到满意的教学效果。针对这些问题，结合我校高分子材料专业教学的实际情况，笔者对《功能高分子材料》课程的教学从教材选定、教学内容和教学方式方面进行了探索。下面，笔者就自己的点滴体会进行论述。1教材的选定和内容的精讲自高分子学科在我国诞生以来，功能高分子材料的发展非常迅速，目前为止国内所见的教材已有十多种。由于功能高分子材料发展非常迅速，为了获取最新的知识，不能选择那些出版年月较老的教材。另外，还要保证教材编写的质量。经过对不同教材的比较,结合我校实际,最终选用了赵文元和王亦军编著的由化学工业出版社于2008年出版的教材。该教材是在1996年版的基础上，加入了许多新的功能高分子方面的研究内容，并结合实际对一部分内容进行了一定的删改。经过对该教材一段时间的试用，我们发现效果较好。另外，针对课时有限而授课内容多的矛盾，应突出教学重点，选择最热门和重要的部分进行精讲，其它部分略讲或者学生自学。2多媒体教学与传统教学方式相结合多媒体教学是指运用计算机并借助于预先制作的教学课件来开展教学活动的过程。与传统教学方法相比，它具有课堂容量大、图文并茂、形象生动、易于突出教学重点和难点等优点。近几年来，越来越多的课程开始实行多媒体教学。功能高分子材料方面新概念多，涉及领域广，借助多媒体技术，不仅可向学生直观地展示有关功能高分子设计实例，而且可插入适当的生产生活实例，使抽象枯燥的功能高分子材料课程更加具体生动。同时，要注意的是多媒体教学效果的好坏，在很大程度上取决于教学课件的水平。因此，老师应努力提高教学课件的制作水平。另外，我们也注意到，多媒体教学的上课进度明显要快于传统的板书教学。这样，对于某些特别重要的理论公式的学习和推导，通过多媒体教学难以使学生在较短的时间内完全理解，这时就应该采用传统的板书教学方式。因此，我们应采取多媒体教学与传统教学相结合的教学方式，根据教学内容进行相应的调整，既保证学生对课程感兴趣，又能让学生真正深入的理解功能高分子材料的知识。3联系生活实际，引出所要讲述的功能高分子材料以生活中的实际例子或新闻报道中的最新科技进展为例子，引出将要介绍的功能高分子材料。这样既能让学生意识到功能高分子材料的重要性，提高学习的积极性，又能让学生了解到最新的研究成果，提高对科学研究的兴趣。如从全球都非常关注的环保问题出发，引出废水和废气处理方面的功能高分子材料，介绍这些功能高分子材料的设计思路和原理，让学生从理论和实际相结合的角度深入理解所学的功能高分子知识。同时，还可以提出一些生活中材料的不足，让学生发挥主观能动性，提出解决这些材料不足之处的方法或设计新的功能高分子材料的想法。这样，学生的学习兴趣会大大的提高，教学效果也会明显得到改善。4利用网络资源，紧跟最新研究进展，实时补充新的教学内容功能高分子材料是一门发展非常迅速的学科，每隔一段时间都有新的研究成果诞生，我们应根据情况实时的补充那些热门和重要的研究成果到教学内容中，让学生了解到最新的功能高分子知识，提高学生对功能高分子材料的兴趣。互联网上资源丰富，内容更新快，是老师补充教学内容的最佳途径。目前，利用网络资源作为课堂教学的辅助手段，是学生喜闻乐见的形式。老师可以制作一个功能高分子的网页，提供最新研究成果的链接，方便学生浏览。同时，还可以鼓励学生在网上搜索最新的研究成果，再在课堂上以口头报告的形式传达给同学。这样，既能让学生对功能高分子材料进行全面的了解，又能让学生主动的参与教学，达到较好的教学效果。5互动式教学，学生做“学术报告”课堂教学是教学的关键性环节，如何启发学生积极思考，调动学生的学习积极性，是老师们一直在探索的问题。针对功能高分子材料涵盖领域多，可以从热门的领域中选择几个作为报告题目，然后让学生分成若干个小组，共同完成查找资料和组织讲稿的工作。最后，从各小组中选出一人作为代表上台做“学术报告”，每个小组之间互相提问。
空载损耗非常低，一般只有采用普通硅钢片变压器的30%左右。由于非晶合金材料本身材质的原因，其噪音较大，整机的机械强度较差。
非晶合金变压器的优点：1、超低损耗特性，省能源、用电效率高；2、非晶金属材料制造时使用较低能源以及其超低的损耗特性，可大幅节省电力消耗及减少电厂发电量，相对的减少CO₂、SO₂废气的排放，降低对环境污染及温室效应，免保养，无污染；3、运转温度低、绝缘老化慢、变压器使用寿命长；4、高超载能力，高机械强度；5、非晶铁心在通过较高频率磁通时，仍具有低铁损及低激磁电流的特性而不致产生铁心饱和的问题，故以非晶铁心制成的SCRBH15型非晶合金变压器具有较好的耐谐波能力；6、投资回收效益快。缺点：1、使电力系统短路电流增加。由于高、中压绕组非晶合金变压器两者之间的电气连接，它只与普通双绕组变压器短路阻抗的能力(1 k / 1)时代广场，所以在使用非晶合金变压器在电力系统，使三相短路电流显著增加。和由于自耦合变压器中性点必须直接接地，因此将使系统的单相短路电流大大增加，有时甚至超过三相短路电流。2、在调节造成一些困难。主要是由于其高、中压绕组电接触引起的非晶合金变压器可能的方式调节三个，第一个是安装在非晶合金变压器绕组分别与负载变化位置调节装置;第二个是在高压和中压线路安装额外的变压器。和这三种方法不仅是制造困难，不经济，有其缺陷以及在运行(如第三绕组电压)的影响，解决方案并不理想。3、复杂的绕组过电压保护。由于高、中压绕组非晶合金变压器接触，任何一方在振幅对应于闪电的绕组绝缘水平激增，另一边的过电压波幅度可能超出了绝缘等级。为了避免这种现象的发生，必须在高、中压两边的出口端安装一组阀型避雷器。4、使继电保护复杂。非晶合金变压器（amorphous alloy transformer）是二十世纪七十年代开发研制的一种节能型变压器。非晶合金变压器产品对于安全性、可靠性的要求特别高，具有典型的技术密集型特点。世界上最早研发非晶合金变压器的国家是美国，当时由美国通用电气（GE）公司承担了非晶合金变压器的研制项目。到上世纪八十年代末实现了商品化生产。由于使用了一种新的软磁材料——非晶合金，非晶合金变压器的性能超越了各类硅钢变压器。非晶合金变压器兼具了节能性和经济性，其显著特点是空载损耗很低，符合国家产业政策和电网节能降耗的要求，是节能效果最为先进，使用成本也较为经济的配电变压器产品。
非晶合金：由于超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金是长程无序结构没有晶态合金的晶粒、晶界存在，称之为非晶合金，被称为是冶金材料学的一项革命。这种非晶合金具有许多独特的性能，如优异的磁性、耐蚀性、耐磨性、高的强度、硬度和韧性，高的电阻率和机电耦合性能等。按照变压器贴心进行分类，主要可以分为普通硅钢变压器，卷铁芯变压器和非晶变压器三大类；三种产品最大的区别就在于铁芯材质和加工工艺不同，各自的损耗也不同。传统的变压器是用硅钢片等材料做成的，而非晶合金材料比起硅钢片更加绿色，环保，节能。优点：节能效果明显，环保效应强，节约城市建设用地，综合使用成本低，运行稳定和安全性能高。