第一篇：體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法教學(xué)設(shè)計(jì)

體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法教學(xué)設(shè)計(jì)

背景資料

生物膜的研究發(fā)展迅速。要研究生物膜的組成、結(jié)構(gòu)及功能，首先必須分離出純凈的細(xì)胞膜。分離得到的哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞膜，一般稱(chēng)為“血影”。哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中沒(méi)有一般真核細(xì)胞所具有的細(xì)胞核和細(xì)胞器，容易用它制備純凈的細(xì)胞膜。此外，哺乳動(dòng)物的血液也比較容易獲得，因而是研究細(xì)胞膜的理想材料。

從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離細(xì)胞膜，第一步是將血液收集在加有抗凝劑的容器內(nèi)，用低速離心的方法從血液中分離出紅細(xì)胞，然后用等滲緩沖液反復(fù)洗滌，經(jīng)多次離心，去除血漿。第二步是在紅細(xì)胞中加入低滲緩沖液，由于低滲溶液的作用，大量水分進(jìn)入細(xì)胞，使紅細(xì)胞脹破而溶血。第三步是將溶血的紅細(xì)胞反復(fù)而充分地高速離心、洗滌，去除血紅蛋白和其他的細(xì)胞內(nèi)含物，最終獲得比較純凈的紅細(xì)胞膜。

1．材料 新鮮的哺乳動(dòng)物血液

2．用具 離心機(jī)，離心管，滴管，顯微鏡，載玻片，蓋玻片，吸水紙，小燒杯。3．試劑 檸檬酸鈉或肝素（抗凝劑），生理鹽水（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．9%的NaCl溶液），蒸餾水或清水。

4．操作要點(diǎn)

教師在實(shí)驗(yàn)前做以下準(zhǔn)備工作。

準(zhǔn)備一定量的新鮮的哺乳動(dòng)物血液，如羊血或豬血，在冰箱中靜置一晝夜。用滴管將上清液吸去。再吸取1 mL的沉淀物，放入離心管中，加入生理鹽水2 mL，在2 000 r/min條件下離心5 min。去除上清液，在沉淀中再加入生理鹽水2 mL，再離心一次，去除上清液，留沉淀備用。以上操作的目的是洗去血漿成分，避免血漿對(duì)血細(xì)胞的緩沖作用，從而使紅細(xì)胞的溶血現(xiàn)象更加明顯。

學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作如下。

（1）取一個(gè)5 mL的小燒杯，加入生理鹽水2～3 mL。

（2）用滴管在沉淀的下層吸取一小滴血細(xì)胞，滴入小燒杯的生理鹽水中，以達(dá)到稀釋紅細(xì)胞的目的，以免觀察時(shí)，由于細(xì)胞密度太大，影響觀察效果。

（3）取另一個(gè)滴管，在小燒杯中輕輕攪拌，然后吸取少量的血細(xì)胞稀釋液，在載玻片的中央滴很小的一滴，加蓋玻片。

（4）先在低倍鏡下觀察紅細(xì)胞的正常形態(tài)，可見(jiàn)其邊緣完整發(fā)亮。（5）在蓋玻片的一側(cè)加一滴蒸餾水或清水，在另一側(cè)非常小心地用吸水紙慢慢地吸引，防止把紅細(xì)胞全部吸入吸水紙中而影響觀察。邊加水邊觀察，注意紅細(xì)胞的形態(tài)變化。紅細(xì)胞會(huì)隨著水流向一側(cè)漂移，觀察時(shí)注意移動(dòng)玻片。紅細(xì)胞體積逐漸變大，變得非常鼓脹，在視野中可以找到少數(shù)脹破的紅細(xì)胞，它們已失去完整發(fā)亮的邊緣，變成彌散狀。

5．需要注意的幾個(gè)問(wèn)題

（1）制作臨時(shí)裝片時(shí)，紅細(xì)胞必須稀釋?zhuān)胰〖t細(xì)胞的量要少。

（2）在高倍鏡下觀察，待觀察清晰時(shí)，在蓋玻片的一側(cè)滴加蒸餾水，同時(shí)在另一側(cè)用吸水紙吸引。上述操作均在載物臺(tái)上進(jìn)行，并隨時(shí)調(diào)整鏡筒高度，持續(xù)觀察細(xì)胞的變化。在蓋玻片一側(cè)滴加蒸餾水的量要少，不能讓蓋玻片處于漂浮狀態(tài)；同時(shí)在另一側(cè)用吸水紙吸引時(shí)要小心，不要將血細(xì)胞吸走。

（3）要想取得好的觀察效果，所用顯微鏡的放大倍數(shù)應(yīng)在400倍以上。（4）操作中要認(rèn)真觀察才能看到連續(xù)的變化過(guò)程。

具體教學(xué)步驟

1．分析實(shí)驗(yàn)原理 【提問(wèn)引入】

科學(xué)家要研究細(xì)胞膜，首先要解決的問(wèn)題，是獲得相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料，即細(xì)胞膜。用哪種細(xì)胞來(lái)制備細(xì)胞膜比較合適呢？為什么？

【請(qǐng)學(xué)生討論】。

根據(jù)學(xué)生回答的情況，加以歸納總結(jié)。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中沒(méi)有細(xì)胞核，而且細(xì)胞質(zhì)的結(jié)構(gòu)也比其他真核細(xì)胞簡(jiǎn)單得多，是制備細(xì)胞膜的理想材料。

【進(jìn)一步提問(wèn)】

怎樣才能獲得純凈的細(xì)胞膜呢？直接剝離可以嗎？有沒(méi)有間接的方法？

根據(jù)學(xué)生的回答，肯定溶血的方法。再進(jìn)一步提問(wèn)，如何將細(xì)胞膜與細(xì)胞其他成分分離開(kāi)？引導(dǎo)學(xué)生了解離心技術(shù)的應(yīng)用。由于細(xì)胞膜非常薄，通常要在5 000 r/min及9 000 r/min條件下反復(fù)離心多次，才能得到純凈的細(xì)胞膜。由于時(shí)間和條件的限制，我們?cè)谡n上只用顯微鏡來(lái)觀察紅細(xì)胞溶血前后細(xì)胞邊界的變化，以此來(lái)體驗(yàn)細(xì)胞膜的存在，并對(duì)細(xì)胞膜的制備方法有一個(gè)初步的體驗(yàn)。

2．明晰實(shí)驗(yàn)步驟

讓學(xué)生討論，設(shè)計(jì)具體的實(shí)施步驟。

教師對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的步驟進(jìn)行補(bǔ)充完善。具體實(shí)施步驟參見(jiàn)“操作指南”。

關(guān)于操作要點(diǎn)和難點(diǎn)，可以提出以下問(wèn)題引發(fā)學(xué)生思考。例如，在載玻片上滴加的血細(xì)胞多些好還是少些好？在蓋玻片另一側(cè)用吸水紙吸引時(shí)，要注意什么？如何把握觀察溶血后的紅細(xì)胞的最好時(shí)機(jī)？教師針對(duì)問(wèn)題，指出操作要點(diǎn)并講明原因。

3．分組實(shí)驗(yàn)

學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，教師給予具體的指導(dǎo)和評(píng)價(jià)。4．展示和討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果

可以把教材中紅細(xì)胞溶血前后的照片在投影上展示。根據(jù)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的情況，教師作講解。實(shí)驗(yàn)反思

1．本實(shí)驗(yàn)中可以考查學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能有：臨時(shí)裝片的制作，顯微鏡的使用等。2．關(guān)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)。如果實(shí)驗(yàn)成功，可以看到近水部分的部分紅細(xì)胞體積增大，很快會(huì)看到紅細(xì)胞的邊緣變得不清晰，呈彌散狀。

3．影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素可能有以下幾個(gè)方面。（1）紅細(xì)胞發(fā)生溶血的比例與操作是否得當(dāng)有關(guān)。（2）顯微鏡使用是否熟練。（3）是否認(rèn)真、連續(xù)地觀察。

教學(xué)反思

（1）教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)原理分析時(shí)是否需要對(duì)凝血原理進(jìn)行拓展教學(xué)。

（2）教師引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)材料的選取時(shí)怎樣準(zhǔn)確的引導(dǎo)學(xué)生選擇動(dòng)物的紅細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料。（3）在實(shí)驗(yàn)步驟的示范與講解時(shí)注意講解每步實(shí)驗(yàn)的作用。（4）正確的引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)圖片

第二篇：細(xì)胞膜的教學(xué)設(shè)計(jì)

細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能

學(xué)習(xí)目標(biāo) 一．知識(shí)與技能： 1．概述細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)。2．簡(jiǎn)述細(xì)胞膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。

3．舉例說(shuō)出線(xiàn)粒體、高爾基體、溶酶體、中心體、液泡、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、葉綠體等8種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能 4.嘗試操作顯微鏡觀察線(xiàn)粒體和葉綠體。二． 情感態(tài)度與價(jià)值觀：

認(rèn)同細(xì)胞中結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性，部分與整體的統(tǒng)一性的觀念。三。過(guò)程與方法：

（1）.通過(guò)進(jìn)化觀點(diǎn)資料搜集，增強(qiáng)信息獲取處理能力（2）.通過(guò)問(wèn)題探討，培養(yǎng)合作交流能力

（注：黑色字為學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)，紅色字體為學(xué)生活動(dòng)）[第一課時(shí)] 1利用實(shí)驗(yàn) 導(dǎo)入新課——教師演示實(shí)驗(yàn)：取兩支試管，分別加入等量的蒸餾水和鹽酸，然后加入等量的玫瑰花瓣，請(qǐng)學(xué)生觀察試管顏色的變化。學(xué)生將會(huì)觀察到加鹽酸的試管顏色變紅，而加蒸餾水的試管沒(méi)變色。此時(shí)教師及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生推測(cè)其變色的原因是：細(xì)胞膜在鹽酸作用下遭到破壞，使玫瑰花細(xì)胞內(nèi)中的色素出來(lái)了，從而說(shuō)明細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能，是細(xì)胞的邊界，引出今天的內(nèi)容：細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界。通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，并能夠活躍課堂氣氛。

過(guò)渡：教師提出問(wèn)題：如果要研究細(xì)胞膜的化學(xué)組成，我們應(yīng)該怎么做？學(xué)生通過(guò)討論，必然會(huì)得出答案，首先必須獲得細(xì)胞膜？

過(guò)渡：教師提出問(wèn)題：如果要研究細(xì)胞膜的化學(xué)組成，我們應(yīng)該怎么做？學(xué)生通過(guò)討論，必然會(huì)得出答案，首先必須獲得細(xì)胞膜。

1.體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法

由教師展示高等動(dòng)物細(xì)胞、高等植物細(xì)胞、細(xì)菌細(xì)胞、哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞四張圖片，讓學(xué)生選出符合研究細(xì)胞膜的細(xì)胞，并說(shuō)明理由。

學(xué)生通過(guò)討論，一般會(huì)得出三種答案。

教師進(jìn)行糾正總結(jié)：高等植物和細(xì)菌外面有細(xì)胞壁，不容易獲得細(xì)胞膜。而高等動(dòng)物雖沒(méi)有細(xì)胞壁，但細(xì)胞內(nèi)還有一些細(xì)胞器含有膜，而哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有細(xì)胞核和其它眾多的細(xì)胞器，可以避免細(xì)胞膜與其它膜結(jié)構(gòu)混在一起。因此選擇哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞。通過(guò)設(shè)置問(wèn)題情境，找到探究的方向，避免學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)盲目實(shí)驗(yàn)，失去探究意義。通過(guò)對(duì)問(wèn)題的思考激起學(xué)生的探究熱情，為學(xué)生主動(dòng)探究做鋪墊。那么有了材料以后，我們用什么方法才能獲得細(xì)胞膜呢？

此時(shí)教師展示紅細(xì)胞在不同溶液中的圖片，通過(guò)觀察，學(xué)生很快得出結(jié)論：用蒸餾水可以使細(xì)胞吸水漲破從而獲得細(xì)胞膜。

多媒體播放這個(gè)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)教師加以講解實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)：①紅細(xì)胞要用生理鹽水稀釋。②注意蓋蓋玻片的方法，防止出現(xiàn)氣泡。③用吸水紙吸引時(shí)，注意不要把細(xì)胞吸跑。④上述操作均在載物臺(tái)上進(jìn)行。⑤實(shí)驗(yàn)中持續(xù)觀察細(xì)胞的變化。

過(guò)渡：通過(guò)制備細(xì)胞膜，知道細(xì)胞膜確實(shí)存在，從而引出細(xì)胞膜的成分。

2.細(xì)胞膜的成分

學(xué)生活動(dòng)：閱讀材料回答問(wèn)題：細(xì)胞膜的成分有哪些？

材料一：1859年，歐文頓選用500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)動(dòng)物細(xì)胞膜的通透性進(jìn)行了上萬(wàn)次的研究。發(fā)現(xiàn)凡是易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，也容易穿過(guò)膜，反之，不容易溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，也不容易穿過(guò)膜。

材料二：科學(xué)家對(duì)細(xì)胞膜化學(xué)成分深層分析發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜會(huì)被蛋白酶分解(提示：蛋白酶是生物體內(nèi)普遍存在的只對(duì)蛋白質(zhì)分解起催化作用的物質(zhì))。

學(xué)生根據(jù)已有的化學(xué)知識(shí)，不難得出細(xì)胞膜的主要成分是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，同時(shí)教師補(bǔ)充細(xì)胞膜的成分除了蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，還有少量的糖類(lèi)，并用柱形圖的形式展示各成分的比例。

過(guò)渡：從圖中可以看出蛋白質(zhì)的比例比較高，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的承擔(dān)者，細(xì)胞膜的各項(xiàng)功能與膜上的蛋白質(zhì)密切相關(guān)。因此，細(xì)胞膜有很多功能，接下來(lái)我們學(xué)習(xí)細(xì)胞膜的功能。

3.細(xì)胞膜的功能

學(xué)生閱讀課本42頁(yè)，聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)，理解細(xì)胞膜的功能。

這部分是本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，知識(shí)抽象，學(xué)生缺乏感性認(rèn)識(shí)，所以，筆者主要采用講授法并借助視頻圖像，重點(diǎn)將“控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞”、“進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流”等細(xì)胞膜的功能形象直觀地介紹給學(xué)生，幫助學(xué)生展開(kāi)想象的翅膀，拓展思維的空間。

(1)將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)

膜的出現(xiàn)是生命起源過(guò)程中至關(guān)重要的階段，它將生命物質(zhì)與外界環(huán)境分隔開(kāi)，產(chǎn)生了原始的細(xì)胞，并成為相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)。細(xì)胞膜保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。

(2)控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞

(展示動(dòng)畫(huà))，可以看出有些物質(zhì)可以從外界進(jìn)入細(xì)胞，而有些物質(zhì)則不容易進(jìn)入。細(xì)胞內(nèi)的某些物質(zhì)可以排出到細(xì)胞外，而有些成分則不能出去。由此可見(jiàn)，細(xì)胞膜像邊防檢查站一樣，對(duì)進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的“檢查”，所以，細(xì)胞膜有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能。細(xì)胞需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以從外界進(jìn)入細(xì)胞，細(xì)胞不需要，或?qū)?xì)胞有害的物質(zhì)則不容易進(jìn)入。細(xì)胞產(chǎn)生的廢物及分泌的抗體、激素合成后可以排到細(xì)胞外，而細(xì)胞內(nèi)的核酸等重要成分卻不會(huì)流失到細(xì)胞外。

(3)進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流

信息交流有三種形式：第一種激素分泌傳遞作用過(guò)程(動(dòng)畫(huà))。例如：內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的激素，隨血液到達(dá)全身各處，與靶細(xì)胞的細(xì)胞膜表面的受體結(jié)合，將信息傳遞給靶細(xì)胞。

第二種是細(xì)胞可以通過(guò)細(xì)胞膜的直接接觸來(lái)傳遞信息(圖片)。精子和卵細(xì)胞之間的識(shí)別和結(jié)合就是這種方式。

第三種是胞間連絲(圖片)。

相鄰兩個(gè)植物細(xì)胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過(guò)通道進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞，例如高等植物細(xì)胞間通過(guò)胞間連絲相互連接，也有信息交流的作用。

對(duì)多細(xì)胞生物來(lái)說(shuō)，如果沒(méi)有信息交流，生物體不可能作為一個(gè)整體完成生命活動(dòng)，由此也可以看出細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的重要性。

除了以上提到的幾種功能外，細(xì)胞膜還有很多功能。我們?cè)诘?章將會(huì)深入體會(huì)細(xì)胞膜的功能與相適應(yīng)的關(guān)系。

過(guò)渡：我們都知道植物的最外層是細(xì)胞壁，那么細(xì)胞壁是植物細(xì)胞的邊界嗎，請(qǐng)閱讀課本回答？

4.細(xì)胞壁

通過(guò)閱讀課本，學(xué)生知道細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，有支持和保護(hù)的作用。沒(méi)有控制物質(zhì)進(jìn)出的功能，因此不是細(xì)胞的邊界。同時(shí)教師提示學(xué)生細(xì)胞壁具有全透性。5.當(dāng)堂知識(shí)達(dá)標(biāo)自測(cè) 完成達(dá)標(biāo)檢測(cè)

6.學(xué)生總結(jié)反思本專(zhuān)題主要知識(shí)

第三篇：發(fā)光材料的制備方法

發(fā)光材料的制備方法

隨著發(fā)光材料基質(zhì)類(lèi)型的不斷發(fā)展，其制備方法也逐漸趨于多樣化[7~10]針對(duì)各種基質(zhì)的特點(diǎn)，相應(yīng)發(fā)展出了溶膠－凝膠法、高溫固相法、燃燒合成法、微波加熱法、水熱法、噴霧熱解法、化學(xué)沉淀法、電弧法等制備技術(shù)。這些制備方法的基本原理有著顯著的差別，適用性也有所不同，具有較強(qiáng)的針對(duì)性。

1、溶膠—凝膠法

溶膠一凝膠法(Sol-Gel)是低溫合成材料的一種新工藝，它最早是用來(lái)合成玻璃的，但近十多年來(lái)，一直是玻璃陶瓷等先進(jìn)材料合成技術(shù)研究的熱點(diǎn)，其原理是將組成元素的金屬無(wú)機(jī)或有機(jī)化合物作為先驅(qū)體，經(jīng)過(guò)水解形成凝膠，這些凝膠經(jīng)過(guò)烘干成為玻璃粉末并進(jìn)行成型，再在較低溫度下進(jìn)行燒結(jié)，形成玻璃陶瓷。溶膠一凝膠法是應(yīng)用前景非常廣泛的合成方法。它是采用特定的材料前驅(qū)體在一定條件下水解，形成溶膠，然后經(jīng)溶劑揮發(fā)及加熱等處理，使溶膠轉(zhuǎn)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠，再經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)暮筇幚砉に囆纬杉{米材料的一種方法。

利用溶膠一凝膠法(Sol-Gel)制備發(fā)光材料時(shí)，把選好的基質(zhì)材料制成溶液，配以激活劑、助溶劑等的有機(jī)化合物溶液或化合物的水溶液，混合均勻，溶液靜化數(shù)小時(shí)后形成凝膠，經(jīng)干燥、灼燒除去有機(jī)物后，再在一定氣氛下燒結(jié)成產(chǎn)品，得到發(fā)光材料粉體。范恩榮[11]用溶膠一凝膠新工藝制備出硅酸鋅、硅酸鈣發(fā)光材料。

此方法制備發(fā)光材料具有均勻性好，燒結(jié)溫度低，反應(yīng)容易控制，材料的發(fā)光帶窄，發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)。但存在著要使用金屬有機(jī)溶劑，成本高、操作繁瑣、生產(chǎn)周期長(zhǎng)，凝膠在燒結(jié)過(guò)程中收縮較大，制品易變形，對(duì)發(fā)光性能有一定影響等缺點(diǎn)。

溶膠－凝膠技術(shù)作為一種先進(jìn)的工藝方法，具有反應(yīng)溫度低、對(duì)基材的尺寸與形狀沒(méi)有過(guò)高要求、儀器費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)單、材料性能調(diào)節(jié)余地大等特點(diǎn)，可以很方便地通過(guò)改變參與反應(yīng)的有機(jī)與無(wú)機(jī)組分的含量來(lái)實(shí)現(xiàn)納米涂層性能的調(diào)節(jié)。

溶膠是分散介質(zhì)中基本單元尺寸為1～100 nm的固體粒子而形成的分散體系。在Sol-Gel涂層制備中，溶膠的制備可分為有機(jī)途徑和無(wú)機(jī)途徑兩種。有機(jī)途徑是通過(guò)有機(jī)醇鹽的水解與縮聚而形成溶膠；無(wú)機(jī)途徑則是通過(guò)某種方法制得 1 的氧化物小顆粒穩(wěn)定懸浮在某種溶劑中而形成溶膠。其中有機(jī)醇鹽水解法是Sol-Gel法中應(yīng)用最廣泛的一種。該法采用金屬醇鹽為先驅(qū)體溶于溶劑中發(fā)生水解或醇解反應(yīng)，反應(yīng)生成物聚集成幾納米至十幾納米尺寸的粒子并形成溶膠。溶膠的形成過(guò)程如下：

無(wú)機(jī)鹽水解水解反應(yīng)： Mn+ + nH2O → M(OH)n + nH+

金屬醇鹽M(OR)n(n為金屬M(fèi)的化合價(jià))與水反應(yīng)為： M(OR)n + xH2O→M(OH)x(OR)n－x + xROH 縮聚反應(yīng)

①失水縮聚-M-OH + OH-M→-M-O-M-+ H2O ②失醇縮聚-M-OR + OH-M→-M-O-M-+ ROH 凝膠是由溶膠經(jīng)膠凝作用或膠凝反應(yīng)得到的產(chǎn)物。溶膠變成凝膠伴隨有明顯的結(jié)構(gòu)變化和化學(xué)變化，參與變化的主要物質(zhì)是膠粒，溶劑的變化不大。在膠凝過(guò)程中，膠粒相互作用變成骨架或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，失去流動(dòng)性；而溶劑的大部分依然在凝膠骨架中保留，且能自由流動(dòng)。這種特殊的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)賦予凝膠以特別發(fā)達(dá)的比表面積及良好的燒結(jié)活性。

同熔融法和燒結(jié)法相比：

其優(yōu)點(diǎn)為:在材料合成的初期就進(jìn)行控制，材料的均勻性可以達(dá)到納米級(jí)甚至分子級(jí)水平，故可獲得均質(zhì)高純材料;該法合成溫度比傳統(tǒng)方法大為降低，能有效防止某些組分揮發(fā)并減少污染，能夠合成出成分嚴(yán)格符合設(shè)計(jì)要求的玻璃陶瓷;可擴(kuò)展基礎(chǔ)玻璃的組成范圍，合成傳統(tǒng)方法無(wú)法獲得的材料、不能形成玻璃的系統(tǒng)和具有高液相組成的玻璃陶瓷以及具有高溫、高強(qiáng)、高韌性以及其它特殊性能的高新技術(shù)材料;較容易合成包含高度分散的極細(xì)小第二相粒子的復(fù)相材料，甚至合成出一維第二相(晶須)復(fù)相材料。

缺點(diǎn)是成本高、周期長(zhǎng):凝膠在燒結(jié)過(guò)程中收縮較大，制品易變形。以金屬氧化物和純鹽為原料制備粉體材料的工藝流程圖，如下圖所示：

2、高溫固相法

高溫固相法是制備發(fā)光材料的傳統(tǒng)方法，應(yīng)用范圍較廣。固相反應(yīng)制備多晶粉末是以固態(tài)物質(zhì)為初始原料，固體顆粒直接參與化學(xué)反應(yīng)。固相反應(yīng)過(guò)程分為產(chǎn)物成核和生長(zhǎng)兩部分。如果體系中存在氣相或液相則能夠加速物質(zhì)的傳輸，在固相反應(yīng)中起重要作用，因此在固相反應(yīng)法制備發(fā)光材料是往往加入適量助溶劑。高溫固相反應(yīng)的傳質(zhì)過(guò)程可以分為蒸發(fā)—凝聚、擴(kuò)散和粘滯流動(dòng)等多種機(jī)制進(jìn)行。

固相反映法制備發(fā)光材料具有晶化程度高、發(fā)光亮度高、發(fā)光顏色純等特點(diǎn)，因此固相反應(yīng)法是目前制備發(fā)光材料的主要方法之一。

3、燃燒合成法

燃燒合成法是指通過(guò)前驅(qū)體的燃燒合成材料的一種方法。當(dāng)反應(yīng)物達(dá)到放熱反應(yīng)的點(diǎn)火溫度時(shí)，以某種方法點(diǎn)燃，隨后的反應(yīng)由放出的熱量維持，燃燒產(chǎn)物就是擬制備的材料。該方法的主要原理是將反應(yīng)原料制成相應(yīng)的硝酸鹽，加入作為燃料的還原劑，在一定的溫度下加熱幾分鐘，經(jīng)劇烈的氧化還原反應(yīng)，溢出大量氣體看，進(jìn)而燃燒，幾十秒后即得疏松的泡沫狀材料，不結(jié)團(tuán)，易粉碎。用燃燒法合成發(fā)光材料具有相當(dāng)?shù)倪m用性，燃燒過(guò)程產(chǎn)生的氣體還可以充當(dāng)還原保護(hù)氣體。

該方法的優(yōu)點(diǎn)是制得的產(chǎn)物成泡沫狀、疏松、不結(jié)團(tuán)、容易粉碎，發(fā)光下降不明顯，不需要高溫爐等用于外部加熱的復(fù)雜設(shè)備，生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)便，反應(yīng)迅速，產(chǎn)品純度高，發(fā)光亮度不易受破壞，節(jié)省能源，成本低，是一種很有前途的合成方法。但產(chǎn)品的發(fā)光性能還不太優(yōu)良，在燃燒過(guò)程中還伴隨有對(duì)環(huán)境有污染的氣體。

4、微波加熱法

微波的頻率大約介于300MHz~300GHz，即波長(zhǎng)在100cm~1mm范圍內(nèi)電磁波。它位于電磁波譜的紅外輻射和無(wú)線(xiàn)電波之間。微波加熱是材料在電磁場(chǎng)中由介電損耗引起的體內(nèi)加熱。物質(zhì)與微波作用有三種類(lèi)型：物質(zhì)是微波的反射體，物質(zhì)是微波的傳導(dǎo)體，物質(zhì)是微波的吸收體。

微波加熱法具有較好的應(yīng)用價(jià)值，具有快速、省時(shí)、耗能少，僅需20~30分鐘，操作簡(jiǎn)便，設(shè)備簡(jiǎn)單，周期短，結(jié)果重現(xiàn)性好:產(chǎn)品疏松、粒度小、分布均勻；發(fā)光性能不低于常規(guī)方法等特點(diǎn)，但缺少適合工業(yè)化大生產(chǎn)的微波窯爐。

5、水熱法

水熱法是指在密閉的體系中，以水為介質(zhì)，加熱到一定的溫度時(shí)，在水自身產(chǎn)生的壓強(qiáng)下。體系中的物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生新的物相或新的物質(zhì)。密閉的容器是用高強(qiáng)度的合金鋼（如1Cr18Ni合金鋼）制成的反應(yīng)釜，內(nèi)部有聚四氟乙烯或貴金屬制成的襯套。水熱法反應(yīng)按反應(yīng)溫度的高低分為三類(lèi)：低溫水熱法的操作溫度是在100℃以下，中溫水熱法是指在100℃~300℃之間的反應(yīng)，高溫水熱法工作的溫度可達(dá)1000℃，壓力高達(dá)0.3Gpa。水熱法是利用做為反應(yīng)介質(zhì)的水的超臨界狀態(tài)下的性質(zhì)以及反應(yīng)物質(zhì)在高溫高壓水熱條件下的特殊物理和化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)。目前一些發(fā)光材料的制備反應(yīng)多半是在低溫水熱和中溫水熱條件下進(jìn)行的。

在加熱升壓的水熱反應(yīng)中，可以使物質(zhì)中離子之間遷移擴(kuò)散速度加快，水解反應(yīng)加劇，也使物質(zhì)的化學(xué)勢(shì)和電化學(xué)勢(shì)發(fā)生明顯變化，因此可以使子在常壓加熱條件下難以發(fā)生的反應(yīng)在水熱條件下可以進(jìn)行。水熱反應(yīng)可以用于生長(zhǎng)單晶和合成化合物。這種比較緩和的化學(xué)反應(yīng)特別有利用于制備亞微米級(jí)和納米級(jí)粒度均

一、不結(jié)團(tuán)、形貌規(guī)整的發(fā)光材料粉體。

該法的優(yōu)點(diǎn)是合成溫度低，條件溫和，產(chǎn)物缺陷不明顯，體系穩(wěn)定。但所得產(chǎn)物的發(fā)光強(qiáng)度較弱，有待改善。

6、噴霧熱解法

噴霧熱解法是制備發(fā)光材料納米和亞微米級(jí)的粉體，是將與產(chǎn)物組成相應(yīng)的原料化合物配制成溶液和膠體溶液，在超聲震蕩作用下霧化成氣凝膠的霧滴，用惰性氣體或還原性氣體將氣凝膠狀霧滴載帶到高溫?zé)峤鉅t中，在幾秒短暫的時(shí)間內(nèi)，霧滴發(fā)生溶劑蒸發(fā)、溶質(zhì)沉淀、干燥和熱解反應(yīng)。首先生成疏松的顆粒，并立即燒結(jié)成致密的微米級(jí)粉體。

7、化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法有時(shí)稱(chēng)為“前驅(qū)化合物法”或濕化學(xué)法，是利用水溶性物質(zhì)為原料，通過(guò)液相化學(xué)反應(yīng)，生成難溶物質(zhì)從水溶液中沉淀出來(lái)。沉淀物經(jīng)洗滌、過(guò)濾后送入焙燒爐中進(jìn)行熱分解而制得高純度超細(xì)粉體。

在沉淀法中，常選用草酸作為沉淀劑，因?yàn)樵诓菟崛芤褐?，?dāng)pH>6時(shí)，C2O4 2+的分布系數(shù)為 1 [12]，故將pH值控制在8~9有利于金屬離子完全沉淀。也有人選碳酸氫餒和碳酸按的飽和溶液作為沉淀劑[13]，并適當(dāng)添加有機(jī)試劑。

采用這種方法，最主要的是沉淀?xiàng)l件的控制，要使不同金屬離子盡可能同時(shí)生成沉淀，以保證復(fù)合粉料組分的均勻性。該法的優(yōu)點(diǎn)是組分的均勻性好；缺點(diǎn)是對(duì)原料的純度要求較高，合成路線(xiàn)相對(duì)較長(zhǎng)，周期長(zhǎng)，極易引入雜質(zhì)

二、納米半導(dǎo)體發(fā)光材料的制備方法

主要是用化學(xué)方法制備，化學(xué)方法可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是膠體化學(xué)方法，另一類(lèi)是封裝法又稱(chēng)尺寸量子化方法。6.1、膠體化學(xué)法

膠體化學(xué)方法制備半導(dǎo)體納米發(fā)光材料，是在具有穩(wěn)定劑存在的情況下進(jìn)行均相沉淀反應(yīng)的方法。穩(wěn)定劑的作用是將生成的納米顆粒包裹起來(lái)，抑制已經(jīng)形成的納米微粒再繼續(xù)長(zhǎng)大，并使它能夠穩(wěn)定存在而不結(jié)團(tuán)。這種方法的應(yīng)用非常

廣泛，只要選擇好適當(dāng)?shù)钠鹗挤磻?yīng)物和穩(wěn)定劑，幾乎可以制備出所有的半導(dǎo)體納米材料，甚至可以將某些材料制得相當(dāng)多的數(shù)量。6.2、封裝法

在一個(gè)納米尺寸的微小空間里進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，制備納米發(fā)光材料的方法，稱(chēng)作封裝法，又稱(chēng)尺寸量子化法，就是在玻璃、氣溶膠或沸石分子篩等的微孔中制備納米微晶發(fā)光材料。

第四篇：材料合成與制備方法

第一章 1、1 溶膠凝膠

1、什么是溶膠——凝膠？

答：就是用含高化學(xué)活性組分的化合物作前驅(qū)體，在液相下將這些原料均勻混合，并進(jìn)行水解、縮合化學(xué)反應(yīng)，在溶液中形成穩(wěn)定的透明溶膠體系，溶膠經(jīng)陳化膠粒間緩慢聚合，形成三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠，凝膠網(wǎng)絡(luò)間充滿(mǎn)了失去流動(dòng)性的溶劑，形成凝膠。

2、基本原理（了解）

3、設(shè)備：磁力攪拌器、電力攪拌器

4、優(yōu)點(diǎn)：該方法制備塊體材料具有純度高、材料成分易控制、成分多元化、均勻性好、材料形狀多樣化、且可在較低的溫度下進(jìn)性合成并致密化等

5、工藝過(guò)程：自己看

6、工藝參數(shù)：自己看 2、1水熱與溶劑熱合成

1、水熱法：是指在特制的密閉反應(yīng)器（高壓釜）中，采用水溶液作為反應(yīng)體系，通過(guò)對(duì)反應(yīng)體系加熱、加壓(或自生蒸氣壓），創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)高溫、高壓的反應(yīng)環(huán)境。

2、溶劑熱法：將水熱法中的水換成有機(jī)溶劑或非水溶媒（例如：有機(jī)胺、醇、氨、四氯化碳或苯等），采用類(lèi)似于水熱法的原理，以制備在水溶液中無(wú)法長(zhǎng)成，易氧化、易水解或?qū)λ舾械牟牧稀?/p>

3、優(yōu)點(diǎn)：a、在有機(jī)溶劑中進(jìn)行的反應(yīng)能夠有效地抑制產(chǎn)物的氧

化過(guò)程或水中氧的污染；

b、非水溶劑的采用使得溶劑熱法可選擇原料范圍大大擴(kuò)大； c、由于有機(jī)溶劑的低沸點(diǎn)，在同樣的條件下，它們可以達(dá)到比水熱合成更高的氣壓，從而有利于產(chǎn)物的結(jié)晶；

d、由于較低的反應(yīng)溫度，反應(yīng)物中結(jié)構(gòu)單元可以保留到產(chǎn)物中，且不受破壞。同時(shí)，有機(jī)溶劑官能團(tuán)和反應(yīng)物或產(chǎn)物作用，生成某些新型在催化和儲(chǔ)能方面有潛在應(yīng)用的材料

4、生產(chǎn)設(shè)備：

高壓釜是進(jìn)行高溫高壓水熱與溶劑熱合成的基本設(shè)備；（分類(lèi)自己看),高壓容器一般用特種不銹鋼制成，5、合成工藝：選擇反應(yīng)物核反應(yīng)介質(zhì)——確定物料配方——優(yōu)化配料順序——裝釜、封釜——確定反應(yīng)溫度、壓力、時(shí)間等試驗(yàn)條件 ——冷卻、開(kāi)釜——液、固分離——物相分析

6、水熱與溶劑熱合成存在的問(wèn)題：

1、無(wú)法觀察晶體生長(zhǎng)和材料合成的過(guò)程，不直觀。

2、設(shè)備要求高耐高溫高壓的鋼材，耐腐蝕的內(nèi)襯、技術(shù)難度大溫壓控制嚴(yán)格、成本高。

3、安全性差，加熱時(shí)密閉反應(yīng)釜中流體體積膨脹，能夠產(chǎn)生極大的壓強(qiáng)，存在極大的安全隱患。

7、水熱生長(zhǎng)體系中的晶粒形成可分為三種類(lèi)型：

a、“均勻溶液飽和析出”機(jī)制

b、“溶解-結(jié)晶”機(jī)制

c、“原位結(jié)晶”機(jī)制

8、水熱與溶劑熱合成方法的適用范圍：低溫生長(zhǎng)單體、制備薄膜、制備超細(xì)（納米）粉末 1、3化學(xué)氣相沉積

1、化學(xué)氣相沉積乃是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)的方式，利用加熱、等離子激勵(lì)或光輻射等各種能源，在反應(yīng)器內(nèi)使氣態(tài)或蒸汽狀態(tài)的化學(xué)物質(zhì)在氣相或氣固界面上經(jīng)化學(xué)反應(yīng)形成固態(tài)沉積物的技術(shù)。

2、氣相中析出的固體的形態(tài)主要有：在固體表面上生成薄膜、晶須和晶粒、在氣體中生成粒子

3、常用三種CVD技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)：

APCVD（常壓化學(xué)氣相沉積）

優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、沉積速率快、低溫沉積

缺點(diǎn)：階梯覆蓋能差、粒子污染

LPCVD（低壓化學(xué)氣相沉積)

優(yōu)點(diǎn)：高純度、階梯覆蓋能力極佳、產(chǎn)量高、適合于大規(guī)模生產(chǎn)

缺點(diǎn)：高溫沉積、低沉積速率

PECVD(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積）

優(yōu)點(diǎn)：低溫制程、高沉積速率、階梯覆蓋性好

缺點(diǎn)：化學(xué)污染、粒子污染

4、切削工具的應(yīng)用（自己看）、模具（自己看）

5、氣相化學(xué)沉積的生產(chǎn)裝置：氣相反應(yīng)室、加熱系統(tǒng)、氣體控制系統(tǒng)、排氣系統(tǒng) 1、4 自蔓延高溫合成（SHS)又稱(chēng)燃燒合成（CS)

1、自蔓延高溫合成是：利用反應(yīng)物之間高的化學(xué)反應(yīng)熱的自加熱和自傳導(dǎo)做用來(lái)合成材料的一種技術(shù)，當(dāng)反應(yīng)物一旦被引燃，便會(huì)自動(dòng)向尚未反應(yīng)的區(qū)域傳播，直至反應(yīng)完全，是制備無(wú)機(jī)化合物高溫材料的一種新方法。

2、SHS技術(shù)同其它常規(guī)工藝方法相比，具有的優(yōu)點(diǎn)：

答：(1)節(jié)省時(shí)間，能源利用充分；

(2)設(shè)備、工藝簡(jiǎn)單；

(3)產(chǎn)品純度高（因?yàn)镾HS能產(chǎn)生高溫，某些不純物質(zhì)蒸發(fā)掉了），反應(yīng)轉(zhuǎn)化率接近100%；

(4)不僅能生產(chǎn)粉末，如果同時(shí)施加壓力，還可以得到高密度的燃燒產(chǎn)品；

(5)產(chǎn)量高（因?yàn)榉磻?yīng)速度快）

3、目前SHS研究中仍存在著一些問(wèn)題：難以獲得致密度非常高的產(chǎn)品、理論研究明顯滯后于技術(shù)開(kāi)發(fā)、這項(xiàng)技術(shù)并不能適用于所有體系、由于體系的多樣化，迫切需要對(duì)各種體系進(jìn)行試驗(yàn)和總結(jié)、國(guó)際間交流和合作還不廣泛 1、5等離子體燒結(jié)技術(shù)

1、SPS：放電等離子燒結(jié)技術(shù)

PAS(Plasma Activated Sinteriny）：等離子活化燒結(jié)

PAS（Plasma Assister Sinteriny）：等離子體輔助燒結(jié)

2、等離子體燒結(jié)技術(shù)的適用范圍：SPS技術(shù)具有升溫速度快、燒結(jié)溫度低、燒結(jié)時(shí)間短、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，SPS已廣泛應(yīng)用于納米材

料、梯度功能材料、金屬材料、電磁材料、復(fù)合材料、陶瓷材料等的制備。

3、等離子體是宇宙中物質(zhì)的一種形態(tài)，是除固、液、氣三態(tài)外物質(zhì)的第四種形態(tài)。等離子體是指電力程度較高、電離電荷相反、數(shù)量相等的氣體，通常是有電子、離子、原子或自由基等粒子組成的集合體。

4、等離子體燒結(jié)技術(shù)的工藝流程：選擇適當(dāng)模具——選擇適當(dāng)模具——填充模具——施加壓力——放入等離子體燒結(jié)——靜壓成型——電腦調(diào)節(jié)燒結(jié)參數(shù)等離子體快速燒結(jié)——試樣成品——性能檢測(cè)與研究

第二章 2、1特種陶瓷制備原理

1、特種陶瓷產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)、研究與開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)（自己看）2、2特種陶瓷粉體的制備

1、粉體顆粒：指在物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變的情況下，分散或細(xì)化得到的固態(tài)基本顆粒。

2、一次顆粒：指沒(méi)有堆積、絮聯(lián)等結(jié)構(gòu)的最小單元的顆粒。

3、二次顆粒：指存在有在一定程度上團(tuán)聚了的顆粒。

4、團(tuán)聚：一次顆粒之間由于各種力的作用而聚集在一起成為二次顆粒的現(xiàn)象。

5、粒度分布：分為頻率分布和累積分布，常見(jiàn)的表達(dá)形式有粒度分布曲線(xiàn)、平均粒徑、標(biāo)準(zhǔn)偏差、分布寬度等。

6、頻率分布：表示與各個(gè)粒徑相對(duì)應(yīng)的粒子占全部顆粒的百分含量。

7、累積分布：表示小于（或大于）某一粒徑的粒子占全部顆粒的百分含量，累積分布是頻率分布的積分形式。

8、粒度分布曲線(xiàn)： 包括累積分布曲線(xiàn)和頻率分布曲線(xiàn)。

9、比表面：?jiǎn)挝惑w積粉料所具有的表面積

10、空隙量的表示方法有：

表觀密度：即單位體積粉體層的質(zhì)量。

氣孔率：即粉體層中空隙部分所占的容積率。

11、粉體的制備方法一般來(lái)說(shuō)有兩種：粉碎法、合成法

12、固液氣相反應(yīng)的特點(diǎn)（了解）

13、機(jī)器粉碎設(shè)備：

1、機(jī)械沖擊式粉碎（破碎）：鄂式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、輪碾機(jī)

2、球磨粉碎

14、影響粉碎效率因素：

答：

1、球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速；

2、研磨體的比重、大小及形狀；

3、球磨方式（球磨方式有濕法和干法兩種）；

4、裝料方式；

5、球磨機(jī)直徑；

6、球磨機(jī)內(nèi)襯的材質(zhì)。2、3

1、粉料的造粒為什么？

答：對(duì)于特陶的粉料，一般希望越細(xì)越好，但對(duì)于成型，尤其是干壓成型，粉料的假顆粒度越細(xì)，流動(dòng)性反而不好，不能充滿(mǎn)模子，成形后氣孔較多，致密度不高。所以成型前要進(jìn)行造粒。

2、造粒：在很細(xì)的粉料中加入一定的塑化劑（如水），制成粒度較粗，具有一定顆粒級(jí)配、流動(dòng)性好的粒子（約20目~80目）。

3、造粒的方法：一般造粒法、加壓造粒法、噴霧造粒法、凍結(jié)干燥法

4、陶瓷成型的方法：注漿成型、熱壓鑄成型、可塑法成型、干壓成型、等靜壓成型、帶式成型法

5、高溫排蠟為什么？

答：因?yàn)槿绻麩汕安幌冉?jīng)過(guò)排蠟處理，則燒成時(shí)石蠟在高溫下熔化流失、揮發(fā)、燃燒，坯體將失去粘結(jié)而解體，不能保持其形狀。

6、排蠟溫度通常為900~1100 ℃。若溫度太低，粉料之間無(wú)一定的燒結(jié)出現(xiàn)，不具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，坯體松散，無(wú)法進(jìn)行后續(xù)的工序；若溫度偏高，直至完全燒結(jié)，則會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的粘結(jié)，難以清理坯體的表面。排蠟后的坯體要清理表面的吸附劑，然后再進(jìn)行燒結(jié)。

7、干壓與等靜壓成型的特點(diǎn)（了解）2、4 特種陶瓷的燒結(jié)

1、燒結(jié)：是指多孔狀陶瓷坯體在高溫條件下，表面積減小、孔隙率降低、機(jī)械性能提高的致密化過(guò)程。

2、陶瓷的燒結(jié)，可以分為固相燒結(jié)和液相燒結(jié)。

高純物質(zhì)在燒結(jié)溫度下通常無(wú)液相出現(xiàn)，屬固相燒結(jié)，如高純氧化物等結(jié)構(gòu)陶瓷，而有些在燒結(jié)時(shí)常有液相出現(xiàn)，屬液相燒結(jié)，如滑石瓷。

3、實(shí)現(xiàn)低溫?zé)Y(jié)的方法：采用先進(jìn)的燒結(jié)技術(shù)、補(bǔ)加添加劑、粉料細(xì)化

4、哪些情況采用氣氛燒結(jié)？

答：

1、制備透光性陶瓷的氣氛燒結(jié)

2、防止氧化的氣氛燒結(jié)

3、引入氣氛片的燒結(jié)

5、微波燒結(jié)是利用微波具有的特殊波段與材料的基本細(xì)微結(jié)構(gòu)耦合而產(chǎn)生熱量，材料在電磁場(chǎng)中的介質(zhì)損耗使材料整體加熱至燒結(jié)溫度而實(shí)現(xiàn)致密化的方法。

6、微波燒結(jié)優(yōu)點(diǎn) ：

答：①整體加熱②能實(shí)現(xiàn)空間選擇性燒結(jié)。③升溫速度快，燒結(jié)時(shí)間短，且降低燒結(jié)溫度。④易控制性和無(wú)污染

第三章 3、1

1、氧化鋁陶瓷是一種以α-Al2O3為主晶相的陶瓷材料。常見(jiàn)的有三種，即α-Al2O3、β-Al2O3和γ-Al2O3。已有α、β、γ、δ、ε、δ、ε、ζ、κ、λ、ρ及無(wú)定型氧化鋁等12種

2、Al2O3預(yù)燒的目的：①使γ-Al2O3 全部轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Al2O3，減少燒成收縮。②排除Al2O3原料中的Na2O，提高原料的純度。

3、Al2O3預(yù)燒質(zhì)量的檢查： 染色法、光學(xué)顯微鏡法、密度法

4、Al2O3陶瓷的生產(chǎn)工藝：原料的燃燒——磨細(xì)——配方——加粘結(jié)劑——成型——素?zé)夼鳌獰Y(jié)——表面處理

5、影響Al2O3陶瓷燒結(jié)的因素：（需要展開(kāi)所以最好自己看）

答：成形方法的影響、燒結(jié)制度的影響、燒結(jié)氣氛的影響、添加劑的影響、燒結(jié)方法的影響 3、2 ZrO2陶瓷

1、ZrO2的性質(zhì)：斜鋯石（ZrO2）和鋯英石（ZrO2?SiO2）。

2、ZrO2的結(jié)晶形態(tài)：?jiǎn)涡本?m-ZrO2)、四方晶系(t-ZrO2)、立方晶系(c-ZrO2)。

3、穩(wěn)定劑：Y2O3、MgO、CaO、CeO等，可使ZrO2變成無(wú)異常膨脹、收縮的穩(wěn)定ZrO2

4、ZrO2 增韌陶瓷：ZrO2 顆粒彌散在其它陶瓷基體中，當(dāng)基體對(duì)ZrO2顆粒有足夠的正應(yīng)力，而ZrO2的顆粒度又足夠小，則其相變溫度可降至室溫以下，這樣在室溫時(shí)ZrO2 仍可以保持四方相。當(dāng)材料受到外應(yīng)力時(shí)，基體對(duì)ZrO2 的壓抑作用得到松弛，ZrO2 顆粒即發(fā)生四方相到單斜相的轉(zhuǎn)變，并在基體中引起微裂紋，從而吸收了主裂紋擴(kuò)展的能量，達(dá)到增加斷裂韌性的效果，這就是ZrO2 的相變?cè)鲰g。（自己在適當(dāng)?shù)目偨Y(jié)一下）

5、ZrO2 增韌陶瓷研究發(fā)展趨勢(shì)：高溫增韌、中低溫時(shí)效性、抗熱震性、抗熱震性、納米顆粒增韌 3、3MgO、BeO陶瓷

BeO作業(yè)題分?jǐn)?shù)不多 3、4碳化物陶瓷

1、典型碳化物陶瓷材料有碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C)、碳化鈦(TiC)、碳化鋯(ZrC)、碳化釩(VC)、碳化鉭(TaC)、碳化鎢(WC)和碳化鉬(Mo2C)等。

2、非氧化物陶瓷：是包括金屬的碳化物、氮化物、硫化物、硅化物和硼化物等陶瓷的總稱(chēng)。

3、非氧化物陶瓷在以下三方面不同于氧化物陶瓷： 1）非氧化物在自然界很少存在，需要人工來(lái)合成原料。

2）在原料的合成和陶瓷燒結(jié)時(shí)，易生成氧化物，因此必須在保護(hù)性氣體（如N2、Ar等）中進(jìn)行；

3）氧化物原子間的化學(xué)鍵主要是離子鍵，而非氧化物一般是鍵性很強(qiáng)的共價(jià)鍵，因此，非氧化物陶瓷一般比氧化物難熔和難燒結(jié)。

4、碳化物在非常高的溫度下均會(huì)發(fā)生氧化，但許多碳化物的抗氧化能力都比W、Mo等高熔點(diǎn)金屬好，這是因?yàn)樵谠S多情況下碳化物氧化后所形成的氧化膜具有提高抗氧化性能的作用。

5、B4C的硬度僅次于金剛石和立方氮化硼，但碳化物的脆性一般較大。

6、SiC陶瓷基本特性：硬度高、，強(qiáng)度好，熱導(dǎo)率高，抗氧化性好。SiC有多種晶型，低溫型為立方相b-SiC，2100℃向高溫型a-SiC轉(zhuǎn)變。

7、SiC的合成方法主要有化合法、碳熱還原法、氣相沉積法、有機(jī)硅先驅(qū)體裂解法、自蔓延(SHS)法、溶膠-凝膠法等。

8、碳化硅陶瓷制造工藝：熱壓燒結(jié)、常壓燒結(jié)、反應(yīng)燒結(jié)、浸漬法、浸漬法

3.5

氮化物陶瓷

1、氮化物陶瓷主要有氮化硅(Si3N4)、氮化鋁（AlN）、氮化硼（BN）、氮化鈦（TiN）和賽隆陶瓷。

2、氮化硅陶瓷基本特性： A-Si3N4：低溫型，是針狀結(jié)晶體。β-Si3N4：高溫型，是顆粒狀結(jié)晶體。

3、BN有兩種晶型：立方BN和六方BN，在高溫高壓下六方BN可轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎紹N。立方氮化硼(CBN)硬度僅次于金剛石。六方氮化硼(HBN)又稱(chēng)之為白石墨。

4、氮化鋁陶瓷基本特性：最大的特點(diǎn)是導(dǎo)熱率高，熱膨脹系數(shù)小，強(qiáng)度高，電絕緣性能好

5、賽隆陶瓷：是Si3N4與尖晶石AlN.Al2O3的固溶體

第四章 4、1磁性陶瓷

1、按鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)分：尖晶石型（MFe2O4）；石榴石型（R3Fe5O12）；磁鉛石型（MFe12O19）（M為鐵族元素，R為稀土元素）。4、2電介質(zhì)陶瓷

1、性質(zhì)分別稱(chēng)為壓電陶瓷、熱釋電陶瓷和鐵電陶瓷。

2、一般特性：電絕緣與極化、介電損耗

4.3 壓電陶瓷

1、極化：是指電介質(zhì)陶瓷中的分子正負(fù)電荷移動(dòng)，造成正負(fù)電荷中心不重合，在電介質(zhì)陶瓷內(nèi)部形成偶極矩。

2、壓電效應(yīng)：在沒(méi)有對(duì)稱(chēng)中心的晶體上施加一個(gè)機(jī)械力（壓力、張力或切向力）時(shí)，則發(fā)生與應(yīng)力成比例的介質(zhì)極化，在晶體表面的兩電極上會(huì)出現(xiàn)等量的正、負(fù)電荷，電荷多少與力的大小成正比，當(dāng)機(jī)械力撤去后，電荷會(huì)消失，這種現(xiàn)象稱(chēng)為正壓電效應(yīng)。當(dāng)在晶體上施加一個(gè)外電場(chǎng)引起極化時(shí)，晶體會(huì)發(fā)生形變，且形變大小與電場(chǎng)成正比，若撤除電場(chǎng)，則晶體又恢復(fù)原狀，這一現(xiàn)象稱(chēng)為逆壓電效應(yīng)。正、逆效應(yīng)統(tǒng)稱(chēng)為壓電效應(yīng)。

3、壓電陶瓷：經(jīng)過(guò)人工極化處理具有壓電效應(yīng)的陶瓷制品。

4、壓電陶瓷的性能參數(shù)：（自己看好多）

5、典型的壓敏陶瓷;碳酸鋇、鈦酸鉛、鈦鋯酸鉛 4.4

敏感陶瓷

1、熱敏陶瓷分為負(fù)溫度系數(shù)NTC、正溫度系數(shù)PTC熱敏陶瓷、臨界溫度熱敏電阻C.T.R及線(xiàn)性阻溫特性熱敏陶瓷

2、典型的氣敏陶瓷：SnO2系氣敏陶瓷、ZnO系氣敏陶瓷、Fe2O3系氣敏陶瓷

4.4

超導(dǎo)陶瓷

1、超導(dǎo)體，是指當(dāng)某種物質(zhì)冷卻到低溫時(shí)電阻突然變?yōu)榱?，同時(shí)物質(zhì)內(nèi)部失去磁通成為完全抗磁性的物質(zhì)。

2、判斷材料是否具有超導(dǎo)性，有兩個(gè)基本的特征：超導(dǎo)電性、完全

抗磁性

3、從材料來(lái)分，可分為三大類(lèi)，即元素超導(dǎo)體、合金或化合物超導(dǎo)體、氧化物超導(dǎo)體（即陶瓷超導(dǎo)體）。

從低溫處理方法來(lái)分，可分為液氦溫區(qū)超導(dǎo)體（4.2K以下），液氫溫區(qū)超導(dǎo)體（20K以下），液氮溫區(qū)超導(dǎo)體（77K以下）和常溫超導(dǎo)體。

4、表征超導(dǎo)材料的基本參量有：臨界溫度TC、臨界磁場(chǎng)HC、臨界電流IC和磁化強(qiáng)度M。

5、測(cè)量臨界溫度有不同的方法，主要有：1）電阻測(cè)量法。2）磁測(cè)量法。

4.5

抗菌材料

1、目前所應(yīng)用的無(wú)機(jī)抗菌材料主要有：

1）載銀、銅、鋅等抗菌離子的離子型抗菌材料。

2）利用二氧化鈦光催化活性的無(wú)機(jī)抗菌材料。

2、銀離子的抗菌機(jī)理只是停留在假說(shuō)階段，目前有接觸反應(yīng)說(shuō)和催化反應(yīng)說(shuō)。

3、光催化抗菌材料的抗菌機(jī)理：

當(dāng)含有紫外線(xiàn)的光照射到抗菌劑時(shí)，產(chǎn)生電子（e-）和空穴（h+），產(chǎn)生的電子和空氣中的組分反應(yīng)，生成過(guò)氧化氫（還原反應(yīng)）： e-+ O2+ H2→H2O2 空穴和抗菌劑表面的微量水分反應(yīng)生成氫氧根（氧化反應(yīng)）：h+ + H2O→OH-+ H+

過(guò)氧化氫和氫氧團(tuán)具有殺菌作用，可將有機(jī)物分解成二氧化碳和水，因此可將細(xì)菌慢慢分解，并具有防污、除臭功能。

4、銀系抗菌材料的抗菌性能評(píng)價(jià)：

答;①抗菌能力：主要通過(guò)最低抗菌質(zhì)量濃度（MIC）、最小殺菌質(zhì)量濃度（MBC）和殺菌率三個(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)。

②安全性：③細(xì)菌的耐藥性： ④耐光性⑤耐熱性⑥緩釋性能 4、6的課件打不開(kāi)題目沒(méi)搞：

1、生物陶瓷應(yīng)具備的性能

2、生物陶瓷的優(yōu)點(diǎn)

3、生物陶瓷的種類(lèi)

4、生物惰性陶瓷的種類(lèi)

5、活性陶瓷的種類(lèi)

第五篇：細(xì)胞膜教學(xué)反思

《細(xì)胞膜--系統(tǒng)的邊界》教學(xué)反思

本節(jié)課是高中生物新課改生物必修1分子與細(xì)胞第三章第一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容是在學(xué)習(xí)了生物的物質(zhì)基礎(chǔ)和細(xì)胞的種類(lèi)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，所以學(xué)好本節(jié)內(nèi)容既能幫助學(xué)生鞏固前面的知識(shí)，又能為學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)物和植物的代謝作好鋪墊，它在教材中起著承上啟下的橋梁作用。因此本節(jié)課在教學(xué)中起著至關(guān)重要的作用。

細(xì)胞膜是細(xì)胞中必不可少的結(jié)構(gòu)。本節(jié)課主要講述細(xì)胞膜的成分和功能。教材首先介紹了細(xì)胞膜的成分，隨后重點(diǎn)分析了細(xì)胞膜的功能，最后簡(jiǎn)要講述了植物細(xì)胞壁的成分與功能。結(jié)合教學(xué)實(shí)際情況，做了一下微調(diào)，沒(méi)有把植物細(xì)胞壁的成分與功能放到本節(jié)課來(lái)學(xué)習(xí)。

回顧本節(jié)課，我認(rèn)為有以下幾點(diǎn)可取之處。

恰當(dāng)運(yùn)用打比方，讓學(xué)生很容易接受細(xì)胞膜是系統(tǒng)的邊界。國(guó)家之間有陸地、海域、領(lǐng)空的邊界；正如我們校園周?chē)袊鷫?，是學(xué)校的邊界；那么細(xì)胞作為最基本的生命系統(tǒng)，也有它的邊界，細(xì)胞的邊界是什么呢？是細(xì)胞膜。

通過(guò)重溫科學(xué)家發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜成分實(shí)驗(yàn)和不同細(xì)胞細(xì)胞膜成分不同，引導(dǎo)學(xué)生分析，提取有效信息，形成結(jié)論，突破細(xì)胞膜成分這一教學(xué)重點(diǎn)。通過(guò)用學(xué)校的圍墻、校門(mén)和保安與細(xì)胞膜的功能進(jìn)行類(lèi)比，幫助學(xué)生理解細(xì)胞膜的功能

學(xué)生全員參與，親身體驗(yàn)細(xì)胞膜的制備，也可以重溫顯微鏡的使用。實(shí)驗(yàn)涉及到材料的選擇，合適的材料是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。要特別重視實(shí)驗(yàn)材料的選擇和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路、原理及操作。高一學(xué)生在初中已知道細(xì)胞的基本組成以及顯微鏡的使用方法。知道一些生活中與血液中紅細(xì)胞有關(guān)的事例。部分學(xué)生可能通過(guò)各種媒體接觸相關(guān)知識(shí)。在此基礎(chǔ)上利用學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行“問(wèn)題探討”，之后安排實(shí)驗(yàn)“體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法”。由于學(xué)生的動(dòng)手能力比較差，先視頻播放“制備細(xì)胞膜的方法”，指導(dǎo)學(xué)生觀看，然后學(xué)生體驗(yàn)細(xì)胞膜的制備，培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力。

合理創(chuàng)設(shè)問(wèn)題。依據(jù)學(xué)生的個(gè)性差異，設(shè)計(jì)出不同的問(wèn)題，讓不同層次的學(xué)生都能參與其中，調(diào)動(dòng)全體學(xué)生的積極性，促進(jìn)全體學(xué)生的發(fā)展。

合理綜合運(yùn)用各種教法，堅(jiān)持啟發(fā)性教學(xué)原則，利用講授、談話(huà)、討論、觀察直觀教具、電化教學(xué)和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)等多種方法的綜合運(yùn)用，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，并根據(jù)學(xué)生的年齡特點(diǎn)和學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，力求做到因材施教。

比較好地突破了細(xì)胞膜的功能這一重點(diǎn)知識(shí)。借助實(shí)驗(yàn)和動(dòng)畫(huà)，說(shuō)明細(xì)胞膜能控制物質(zhì)的進(jìn)出和細(xì)胞間的信息交流。

當(dāng)然也有些不足之處，比如說(shuō)語(yǔ)言不夠生動(dòng)，講課激情不高，這些都是在以后的教學(xué)中應(yīng)該努力學(xué)習(xí)并加以改進(jìn)的地方。