当前课程知识点:材料学概论 > 第6讲 粉体及纳米材料 > 6.3 粉体的应用 > 6.3.2 工业应用的粉体材料
那么粉体在工业上的应用
就很多了
工业上的应用就是非常多
首先粉体它有很多
它的特殊的性质
比方说我们在沙滩上玩
我们手抓了沙子
我们如果
把手一拍
粗的沙粒就没有了
但是手只要抓过沙子
手还是有些不舒服的感觉
这是为什么
细沙附着在
手的表面上来了
那么一抖动
粗沙跑了
它附着力不起主要作用
但是细沙附着力起作用
那么它就粘在手上
附着作用
什么叫附着作用
由于它附着力在器壁上
它可以粘在器壁上
它在颗粒之间
可以团聚
这些都是附着现象
注意我刚才讲了
附着现象
它也是一个粉体的机体
在起作用
产生一个现象
比方说粉碎
粉碎粉碎粉碎
极端地讲
粉碎到气体分子非常小了
颗粒非常小
颗粒非常小了
气体分子它在空间当中
它是一个理想状态存在着
都在空间分布着的
并不附着在表面上来
人手进去
它也不会附着在手上
一下粘出来了好多
它并不是这样
所以附着现象
是微细粒子的一个机体的现象
或者是集合在一块
或者是互相团聚
这是附着现象
或者是附着在器壁的表面上
这都是附着现象
由于有了附着现象
才有了所谓的松装密度
为什么松装密度
看看这个如果
没有附着粒子的填充
略粗一点 略细一点
都是体积是一样的
如果有了附着现象以后
把它填充
像下图所表示的
粗的粒子它就比较实
细的粒子它就比较松
表现为体积大
松装密度低
这是附着现象所造成的
这钟现象
附着现象
并不是说是它都有坏处
有时候也有好处
由于有了附着现象
粉体跟水 跟液体
性质是不一样的
比方说
图上画的例子来讲
在一个直筒里面
如果底下压实了粉体
往上边打气压
它有一定的承载能力
有一定的承载能力
如果它没有附着作用
就没有承载能力的
比方说用两个管子
旁边有开口
那水它的压力一定跟什么
跟它液柱高度有关系
越底下压力越大
越底下压力越大
但是对粉体来讲
它就不存在这个问题
高处低处它不像液体一样
这种压力
这都是附着现象所造成的
那附着现象古人就用
用到比方说积沙墓
积沙墓
就是比方说在中国的
汉代以前
他讲厚葬
墓葬里边有很多金银财宝
他为了盗墓
为了防止盗墓
它里边
利用粉体来搞成积沙墓
积沙墓是什么意思
当然埃及
或者其他两河流域都有这种
盗墓人进去了以后
它里边有一个机关
机关是什么 柱子
两根柱子上边
是一个大石头
大石头
柱子底下
靠沙子给它固定
沙子底下
用一个东西给它加固了
比方说我用一个
薄薄的石头加固了
这样就可以承受着重量
盗墓人进去
他在盗墓过程当中
或者是经过震动
或者是不小心
把底下一弄碎了
沙子就往下流
沙子一流过程当中
重石头一下子就砸下来了
砸下来整个就把盗墓人
封闭在盗墓室里边
再也出不来了
暗无天日再也出不来了
或者是有的
积沙墓是这个道理
就是进去盗墓的过程当中
沙子它会造成沙子
缓缓的往下流
流流 流流
流到一定程度
一块大石头压下来
把盗墓人
这个图上讲的也很清楚
这是利用附着力原理
或者是
沙子的特点
粉体在液晶显示器里边
两块液晶显示器有一定的厚度
我们知道液晶材料
本身是不发光的
它要靠外电场
因为液晶材料
液晶分子有个极性基
靠外面电场使极性分子
发生转动
转动的方向都挡住光了
转动的方向挡的光少了
挡的光更少
更少更少
到程度
挡的光更少了
通过外边电压
来控制液晶分子的取向
从而改变透过光的方向
透过光的方向背面
有红绿蓝
有彩色滤光片
再实行彩色显示
先是调灰
最后调彩色
但是这里边
要求两块玻璃板之间的间距
必须得非常严格
大概是多少
五个微米左右
那么五个微米怎么保证
就往里边加上一些透明的粉体
粉体可能是球状的
可能是柱状的
开始用的是玻璃的
现在都是用的有机的
弄一条线
柱状的
把它切成小段
一小段一小段弄在里边
又保证它的间隙
这不是粉体的应用
这是用的玻璃板的隔离子
都是用的等直径的小球
可以保证两块玻璃板的
还有半导体用的CMP
chemical mechanical polishing
叫做化学机械抛光
或者是化学机械平坦化这个工艺
化学机械平坦化
对于目前的集成电路
是非常关键的一个技术
过去是微米
亚微米 深亚微米 0.25微米
现在已经到了多少
最高级的已经到了20几纳米了
特征线宽
那么要有多层布线
多层布线要求层层平
要求每层都是平的
每层都是平的
必须用CMP
chemical mechaniacl polishing
那么这里边要用什么抛光
用一些微粒子
什么微粒子
三氧化二铝
二氧化铈
二氧化硅 球形的
而且纯度也非常高
要求力度比较精
这不是粉体
没有粉体根本就不行
这不是它的原理
什么叫层层平层层平
在半导体工艺中
是大马士革工艺
我们实际景泰蓝
我们景泰蓝过去就有
看怎么叫层层平层层平
看看它是先在
在极板上
金属布线
看金属布线
把金属布线
如果是
不找平了
金属布线
刻蚀完了
它一层一层平
表面上如果不找平了
在上边再继续平就很难
现在的办法
就是说采取大马士革工艺
给它CMP工艺
就是蒸镀上金属层以后
把它找平
看它找平
一找平了以后
再上绝缘膜
绝缘膜再开口
再跟底下的金属连接
这样每层都是平的
现在半导体
集成电路里边
那个逻辑器件
有的十层
十层的金属
每层都是平的
每层都是平的
每层都是平的
大规模集成电路
它是到了一百几十纳米以后
三大关键技术
一种是铜布线替代铝布线
第二是干法刻蚀
替代湿法刻蚀
第三大工艺就是大马士革工艺
大马士革工艺
这必须得用的这超细粉
球形的超细粉
这是一个很重要的用途
高新技术的用途
-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准
-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准--作业
-1.2 材料的作用
--1.2.7 “制造材料者制造技术”,材料可以“以不变应万变”
-1.2 材料的作用--作业
-1.3 材料科学与工程四面体
-1.3 材料科学与工程四面体--作业
-1.4 材料与创新
--1.4.2 “9.11事件”世贸大厦垮塌和“3.11大地震”福岛核事故都涉 及材料
-1.4 材料与创新--作业
-本讲作业--作业
-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布
--2.1.3 原子的核外电子排布(1)——量子数和电子轨道
--2.1.4 原子的核外电子排布(2)——电子排布的三个准则
-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布--作业
-2.2 元素周期表反映元素的规律性
--2.2.1 核外电子排布的应用(1)——碳的sp3、sp2、sp杂化
--2.2.2 核外电子排布的应用(2)——四面体键的奇妙之处
--2.2.3 核外电子排布的应用(3)——电子授受及元素氧化数变化
--2.2.4 核外电子排布的应用(4)——过渡族元素和难熔金属
-2.2 元素周期表反映元素的规律性--作业
-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素
-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素--作业
-本讲作业--作业
-3.1 材料性能与组织结构的关系
-3.1 材料性能与组织结构的关系--作业
-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体
-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体--作业
-本讲作业--作业
-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢
-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢--作业
-4.2 金属材料的组织结构
-4.2 金属材料的组织结构--作业
-4.3 铸锭及其组织
-4.3 铸锭及其组织--作业
-本讲作业--作业
-5.1 金属材料的加工
-5.1 金属材料的加工--作业
-5.2 钢材的热处理
--5.2.4 钢的淬火(quenching)(1)——加热和急冷的选择
--5.2.5 钢的淬火(quenching)(2)——增加淬透性和防止淬火开裂
-5.2 钢材的热处理--作业
-5.3 钢的强化机制
--5.3.6 合金钢(2)——高速钢、不锈钢、弹簧钢和轴承钢
-5.3 钢的强化机制--作业
-本讲作业--作业
-6.1 粉体材料的性能
--6.1.1 粉体及其特殊性能(1)——小粒径和高比表面积
--6.1.2 粉体及其特殊性能(2)——易流动性和高分散性
--6.1.3 粉体及其特殊性能(3)——低熔点和高化学活性
--6.1.4 粉体的特性及测定(1)——粒径和粒径分布的测定
--6.1.5 粉体的特性及测定(2)——密度及比表面积的测定
--6.1.6 粉体的特性及测定(3)——折射率和附着力的测定
-6.1 粉体材料的性能--作业
-6.2 粉体的加工与处理
-6.2 粉体的加工与处理--作业
-6.3 粉体的应用
--6.3.3 粉体精细化技术——粒度精细化及粒子形状的改善
-6.3 粉体的应用--作业
-6.4 纳米材料
-6.4 纳米材料--作业
-本讲作业--作业
-7.1 陶瓷材料的定义和分类
-7.1 陶瓷材料的定义和分类--作业
-7.2 坯体成型
--7.2.2 陶瓷成型工艺(1)——旋转制坯成型和注浆成型
--7.2.3 陶瓷成型工艺(2)——干压成型、热压注成型和等静压成型
--7.2.4 陶瓷成型工艺(3)——挤压成型、注射成型和流延成型
-7.2 坯体成型--作业
-7.3 陶瓷烧结
-7.3 陶瓷烧结--作业
-7.4 陶瓷材料的结构
-7.4 陶瓷材料的结构--作业
-7.5 结构陶瓷
--7.5.1 结构陶瓷及应用(1)——Al2O3和Zr02
--7.5.2 结构陶瓷及应用(2)——TiO2、BeO和AlN
-7.5 结构陶瓷--作业
-7.6 功能陶瓷
--7.6.4 功能陶瓷及应用(3)——微波器件、传感器和超声波马达
-7.6 功能陶瓷--作业
-本讲练习--作业
-8.1 玻璃的发展简史
-8.2 玻璃的定义和特征
-8.3 玻璃的加工
-8.1-8.3 小节练习--作业
-8.4 建筑及高铁用玻璃
--8.4 建筑及高铁用玻璃--作业
-8.5 高技术玻璃
-8.5 高技术玻璃--作业
-本讲练习--作业
-9.1 何谓高分子和聚合物
-9.1 何谓高分子和聚合物--作业
-9.2 聚合物的合成
-9.2 聚合物的合成--作业
-9.3 从结构层次看聚合物
-9.3 从结构层次看聚合物--作业
-本讲练习--作业
-10.1 高分子材料性能与加工
--10.1.8 聚合物的成形加工及设备(1)——压缩模塑和传递模塑
--10.1.9 聚合物的成形加工及设备(2)——挤出成型和射出成型
--10.1.10 聚合物的成形加工及设备(3)——塑料薄膜和纤维丝制造
-10.1 高分子材料性能与加工--作业
-10.2 胶粘剂和涂料
-10.2 胶粘剂和涂料--作业
-本讲练习--作业
-11.1 复合材料的定义和分类
-11.1 复合材料的定义和分类--作业
-11.2 增强材料和基体材料
-11.2 增强材料和基体材料--作业
-11.3 复合材料的应用
-11.4 天然复合材料
-11.5 生物材料
-11.3-11.5 节练习--作业
-本讲练习--作业
-12.1 磁性的来源
--12.1.2 过渡金属元素3d壳层的电子结构与其磁性的关系
-12.1 磁性的来源--作业
-12.2 磁性材料的分类
-12.2 磁性材料的分类--作业
-12.3 磁畴和磁滞回线
-12.3 磁畴和磁滞回线--作业
-12.4 软磁材料与硬磁材料
-12.4 软磁材料与硬磁材料--作业
-本讲练习--作业
-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件
-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件--作业
-13.2 薄膜制备——PVD法
-13.2 薄膜制备——PVD法--作业
-13.3 薄膜制备——CVD法
-13.3 薄膜制备——CVD法--作业
-13.4 薄膜的加工
--13.4.2 反应离子刻蚀(RIE)和反应离子束刻蚀(RIBE)
-13.4 薄膜的加工--作业
-13.5 薄膜材料的应用
-13.5 薄膜材料的应用--作业
-本讲作业--作业




