第一章。
1．单晶的主要特性及应用领域，单晶的生长方法的分类？
1）单晶内部晶格位相完全一致，各向异性。（2）应用：金刚石加工业、偏光镜、压电水晶、单晶硅板、水晶装饰等。（3）生长方法：气相生长、溶液生长、熔体生长、固相生长。
2．溶液生长方法分几种？他们依据的基本原理？何为水热生长法？ -水晶生长的基本过程，关键设备，优缺点及应用？
1）分：降温法、蒸发法、凝胶法、水热生长法。（2）基本原理：
将原料溶解在溶剂中，采取适当措施造成溶液的过饱和状态，使晶体在过饱和溶液的亚稳区生长，并要求在整个过程中溶液都保持在亚稳区，使析出的溶质都在籽晶上长成单晶。
降温法—改变温度；蒸发法—减少溶剂；凝胶法—化学法应控制过饱和度；亚稳相法—亚稳相控制过饱和度。（3）水热生长：在高温高压下的过饱和水溶液中结晶方法。
4）过程：sio2四方正交六方三方（-sio2）低温固溶体。 设备：
特质高压釜。 优点：生长低温固相单晶；高粘度材料；高蒸汽压材料；晶体形状完美，热应力小，宏观缺陷少。
缺点：需特制高压釜及保护措施；适当大小优质籽晶；生长过程不能观察，生长速率慢，时间长。 应用：
棱镜、滤光片、偏光片。
3．逐区熔化法和泡生法的生长方法，特点，优缺点，应用？
逐区：生长方法：熔区被限制在一狭窄范围内，熔区向多晶原料方向移动，生长靠晶体长大和多晶原料消耗实现。
特点：体系由晶体、熔体、多晶组成，有2个固熔界面：一个结晶，一个融化。
优点：污染少，纯度高。 应用：
半导体材料，硅单晶，宝石等的生产，高纯而完整的单晶硅。 ②泡生：生长方法：
受冷籽晶与熔体接触，界面温度低于熔点，籽晶开始生长，降低熔体温度，晶体不断长大。 特点：晶体生长不与坩埚接触，压力减少。
4．熔体生长的方法有哪些？依据的基本原理，生长过程，适用范围及优缺点？
1）正常凝固法：晶体提拉法、坩埚移动法（定向凝固法）、泡生法、弧溶法。 逐区熔化法：
水平区熔法、垂直区熔法（悬浮区熔法）、基座法、焰熔法。 生长过程：缓慢向上提拉和转动籽晶传杆，同时缓慢降低加热功率，籽晶逐渐长粗，小心调整加热功率就能得到所需直径的晶体。
（2）基本原理：将结晶物质加热到熔点以上熔化，再在一定温度梯度下冷却，用各种方式缓慢移动固液界面，使熔体逐渐凝压成晶体。（生长过程）（3）适用：
现代电子、光电子所需单晶材料，如si，gaas，al2o3等。
5．晶体提拉法和坩埚移动法的主要特点设备有缺点及应用？
提拉法特点：溶液生长，降温，蒸发，凝胶，水热生长。 设备：
单晶炉、接热器、控制器、坩埚。 优点：生长速率快、纯度高、完整性好。
缺点：坩埚使熔体有污染，含易挥发物时，熔体组分控制困难，适用范围有一定的限制。 应用：
适用无破坏性相变，较低蒸汽压或离解压的同成分融化的化合物或纯元素，如单晶si。
坩埚移动法特点：a.熔体在坩埚中逐渐冷却而凝固；b.
坩埚可垂直或水平放置，固液界面移动一般采用移动坩埚，也可移动加热炉。 设备：特定结构的坩埚、热梯度单晶炉、程序控温设备。
优点：原料密封，成分易控制，可生长大尺寸晶体，可同时多块生长，效率高。 缺点：
不适合生长冷却体积增大的材料，易引入杂质，若采用籽晶法，生长不好控制，难于观察，生长周期长。 应用：适用碱金属和碱土金属的卤族化合物，如nai等；半导体化合物，如aggase等。
第二章。1．何为非晶态？微观结构特征是什么？
1）传统定义：以不同方法获得的以结构方式无序为主要特征的固体物质状态。
技术词典：从熔体冷却，在室温下还保持熔体结构的固态物质状态，也称“过冷的液体”。一般认为：
组成物质的原子、分子的空间排列不是周期性和平移对称性，晶态的长程有序受到破坏，但因原子间相互关联作用，使其在几个原子间距的小区间内仍保持形貌和组分的短程有序的特殊物质状态，统称为非晶态。（2）特征：只有小区间内短程有序，衍射花样上无结晶态的表征，电镜下无晶粒、晶界等衍射反差。
2．非晶态材料的分类与特征？
1）分类：a非晶态合金：也称“金属玻璃”，成分：金属元素；结构：与玻璃相似，无定形材料。b非晶态半导体材料c非晶态高分子材料d非晶态超导体e非晶体玻璃。
2）特征：高强度，高韧性，抗腐蚀性，软磁特征，超导电性，光学性质（光吸收，光电导，光致发射）光照下产生非平衡载流子，引起材料电导率变化的光学现象。
3．非晶固体的形成条件？
1）晶核形成的热力学势垒△g要大，液体中无成核杂质。（2）结晶动力学势垒要大，物质在tm或液相温度处粘度要大。（3）粘度与温度关系相似时，tm或液相温度要低。
（4）原子要实现较大的重新分配，达到共晶点附近的组成。
4．何为粉末冶金法？气相直接凝聚法？液体急冷法？
1）用液相急冷获得非晶粉末或液相粉末法获得非晶带破碎成粉末，在用粉末冶金法压制或粘结成型，经烧结成非晶的过程。（2）由气象直接凝聚成非晶态固体的方法。（3）将液态金属以大于×5k/s速度急冷，使液态金属中较紊乱的原子排列保留到固体获得金属玻璃的方法。
5．非晶态材料的制备原理、方法与特点？
1）原理：根本条件是足够快的冷却速度，形成原子或分子混乱排列状态，热力学亚稳态在一定范围内保留下来。气相、液相、晶体→非晶体，设法降低熔体临界冷速rc。
2）方法：①粉末冶金：获得非晶粉末，成型，烧结。
②气象直接凝聚法：由气象→非晶态固体，pvd、cvd。③液体急冷法：
★a喷枪法，少量金属装入带孔石墨坩埚，加热熔化，用冲击波使熔体从小孔喷在铜板上，冷却成膜。（厚度不均、疏松多孔、冷速大） b锤砧法，导热面快速挤压下降液珠，极冷成玻璃。（厚度均匀、光滑，但厚度不够） c离心法，材料加入石英管，加热熔化，熔体喷射到高速旋转筒内壁。
（最易形成玻璃，表面精度高，但难取出）★ d压延法（双轴法），熔化金属流入一对高速转辊之间，形成金属玻璃条带。（条带两面光滑，均匀性好） ★e单辊法，熔体喷射到高速转辊面上形成连续条带。（工艺易控制，条带宽度可控制） f熔体沾出法，高速旋转圆盘接近熔体表面，沾出薄层，冷却成条。
（冷速不太高，常用制备微晶合金） g熔滴法，合金棒下电子束加热熔化，液滴接触，转动辊面，拉长，冷固成丝、带。（污染少，不需要坩埚，适合制备高熔点合金条带）
6．何为cvd法？真空蒸发法？溅射法？他们的区别？
1）cvd法：高温下原料气体与基片表面相互作用发生化学反应，获得与原成分不同薄膜材料的方法。（2）真空蒸发法：
在真空中将预先配置好的材料加热蒸发出原子沉积在衬底上成膜的方法。（3）溅射法：在0.
133~13.3pa ar气氛中，施加高电场生成高能ar离子轰击靶材表面，使靶材原子逸出沉积于衬底上，形成薄膜的方法（4）区别：装置不同；气氛不同（分别是原料气，真空，ar气）；形成膜不同（分别是与原成分不同，与原材料相同，与靶材相同）。
第三章。1、什么是复合材料？共同特点是？
1）两种或者两种以上的物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。
2）按机体类型分：聚合物基~，金属基~，陶瓷基~。（3）特点：
a有两种或多种不同性能的组分通过宏观或微观复合在一起的新型材料，组分之间存在明显界限。 b各组分保持各自固有特性的同时可最大限度的发挥各组分的特点，赋予单一材料不具备的优良特殊性能。 c最大特点是具有可设计性。
2、树脂基复合材料的基体材料有哪些？试述主要制备方法、工艺过程及优缺点，这类材料的性能特点及应用？
1）基体材料（树脂类型）：不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、双马来酰亚胺树脂等。
2）制备方法：手糊成型、模压成型、喷射成型、挤出成型、连续缠绕成型、层压成型、注射成型等。
3）a手糊工艺。
模具准备→涂脱模剂。
树脂胶液配制 ﹜→手糊成型→脱。
增强材料准备
模→后处理→检验→制品。
先在模具上涂一层脱模剂，将含有固化剂的树脂混合物涂刷在模具上，铺一层剪裁好的纤维织物，压挤织物排除气泡再涂再铺，重复至所需厚度。 优点：不受产品尺寸形状限制，适合尺寸大、量小，形状复杂产品，工艺简单，可在产品不同部位任意增补材料。
缺点：效率低，劳动强度大，条件差，质量不易控制，力学性能较差。
b模压成型。
金属模具准备→图脱模剂﹁
模塑料模压成型固。
短纤维。化→脱模→后处理→检验→制品。
定量模塑料或颗粒状树脂与短纤维混合物放入敞开金属对模中，闭模，加热融化，压力下充满模腔。优：效率较高，尺寸准确，表面光洁，复杂制品一次成型，尺寸重复性好，易实现自动化。
缺：模具设计复杂，投资高，适合批量中小型制品。
c连续缠绕成型。胶浸配置。
沙团→浸胶→烘干→络纱→胶纱纱锭。
张力控制张力控制。
加热粘流。纵环向缠绕 →芯模 ← 纵环向缠绕
固化→脱模→打模喷漆→成品。
优：规整度高，精度高，可实现等强度设计，比强度比模量高。 缺：投资大。
d层压成型—只能生产板材。
增强材料。浸液→胶布→裁剪结合→热。
固热性树脂。
压→脱模→切边→产品。
4）性能：高比强度，高比模量，抗疲劳性能好，减震性好，安全性好，可整体成型，加工性能好既具有多种功能性，耐高温，耐老化，材料强度低。
5）应用：航天火箭上：（减重）卫星天线、支撑结构等。
交通运输：汽艇、轻型车辆外壳、保险杠等。 航空：
军用飞机机体。 石油化工：玻璃钢用于化工管道、泵等。
文体用品：frp应用。 建筑：
透明玻璃、gfrp人造大理石等。
3、何为纤维与晶须？目前复合材料常用的增强纤维和晶须有哪些？
1）纤维：凡能保持长度比本身直径大100倍的均匀条状或丝状的高分子材料。 晶须：
具有一定长径比的纤维状单晶体。（2）常用增强纤维：玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、氮化铝纤维、碳化硅纤维、芳纶纤维。
常用增强晶须：碳化硅晶须、三氧化二铝晶须、四氮化三硅晶须等。
4、金属基复合材料的常用基体材料有哪些？主要制备方法、工艺流程、优缺点，与传统金属材料相比的性能的优点，应用？
1）基体材料：铝基、镍基、钛基、铜基等。（2）制备方法：
a固态法，粉末冶金法：金属粉末和增强相均匀混合，固化成锭轧制成型材。 优：
温度低，界面反应可控，增强相与基体任意比例混合，利于净成型，二次加工性好。 缺：工艺复杂，基体必须为粉末。
热压扩散成型法：高温下施压，使纤维与基体依靠扩散结合（静压力扩散结合）。b液态法：
压铸成型法：含增强材料的金属熔体倒入预热磨具，迅速加压，使基凝固。 优：
组织细化，无气孔，工艺设备简单，成本低，质量稳定。 半固态铸造成型法（流变铸造法）：基体合金在固液两相区内搅拌加入增强物，分布均匀，界面结合好时，加热到浇注温度，浇注成型。
（组织细化、质密，分散均匀）适合短纤维、晶须增强。
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