化學氣象沉積法有哪些特點

⑴ 什麼是化學氣相沉積法它對對原料，產物和反應類型的要求有哪些

化學氣相沉積法有哪些反應類型，該法對反應體系有什麼要
化學氣相沉積法是指兩種或兩種以上的氣態原材料導入到一個反應室內,然後他們相互之間發生化學反應,形成一種新的材料,沉積到晶片表面上.淀積氮化硅膜(si3n4)就是一個很好的例子,它是由硅烷和氮反應形成的.

⑵ 物理氣相沉積和化學氣相沉積的區別及優缺點

化學氣相沉積過程中有化學反應，多種材料相互反應，生成新的的材料。
物理氣相沉積中沒有化學反應，材料只是形態有改變。
物理氣相沉積技術工藝過程簡單，對環境改善，無污染，耗材少，成膜均勻緻密，與基體的結合力強。缺點膜一基結合力弱,鍍膜不耐磨, 並有方 向性
化學雜質難以去除。優點可造金屬膜、非金屬膜,又可按要求製造多成分的合金膜,成膜速度快,膜的繞射性好

⑶ 原子層沉積和化學氣相沉積有什麼不同

原子層沉積（Atomic
layer deposition)是一種可以將物質以單原子膜形式一層一層的鍍在基底表面的方法。原子層沉積與普通的化學沉積有相似之處。

原子層沉積
但在原子層沉積過程中，新一層原子膜的化學反應是直接與之前一層相關聯的，這種方式使每次反應只沉積一層原子。

單原子層沉積（atomic layer
deposition，ALD），又稱原子層沉積或原子層外延（atomic layer epitaxy）
，最初是由芬蘭科學家提出並用於多晶熒光材料ZnS:Mn以及非晶Al2O3絕緣膜的研製，這些材料是用於平板顯示器。由於這一工藝涉及復雜的表面化學過程和低的沉積速度，直至上世紀80年代中後期該技術並沒有取得實質性的突破。但是到了20世紀90年代中期，人們對這一技術的興趣在不斷加強，這主要是由於微電子和深亞微米晶元技術的發展要求器件和材料的尺寸不斷降低，而器件中的高寬比不斷增加，這樣所使用材料的厚度降低值幾個納米數量級
[5-6]。因此原子層沉積技術的優勢就體現出來，如單原子層逐次沉積，沉積層極均勻的厚度和優異的一致性等就體現出來，而沉積速度慢的問題就不重要了。以下主要討論原子層沉積原理和化學，原子層沉積與其他相關技術的比較，原子層沉積設備，原子層沉積的應用和原子層沉積技術的發展。
原理
原子層沉積是通過將氣相前驅體脈沖交替地通入反應器並在沉積基體上化學吸附並反應而形成沉積膜的一種方法（技術）。當前驅體達到沉積基體表面，它們會在其表面化學吸附並發生表面反應。在前驅體脈沖之間需要用惰性氣體對原子層沉積反應器進行清洗。由此可知沉積反應前驅體物質能否在被沉積材料表面化學吸附是實現原子層沉積的關鍵。氣相物質在

原子層沉積
基體材料的表面吸附特徵可以看出，任何氣相物質在材料表面都可以進行物理吸附，但是要實現在材料表面的化學吸附必須具有一定的活化能，因此能否實現原子層沉積，選擇合適的反應前驅體物質是很重要的。

原子層沉積的表面反應具有自限制性（self-limiting），實際上這種自限制性特徵正是原子層沉積技術的基礎。不斷重復這種自限制反應就形成所需要的薄膜。

原子層沉積的自限制特徵 ：根據沉積前驅體和基體材料的不同，原子層沉積有兩種不同的自限制機制，即化學吸附自限制（CS）和順次反應自限制（RS）過程。

化學吸附自限制沉積過程中，第一種反應前驅體輸入到基體材料表面並通過化學吸附（飽和吸附）保持在表面。當第二種前驅體通入反應器，起就會與已吸附於基體材料表面的第一前驅體發生反應。兩個前驅體之間會發生置換反應並產生相應的副產物，直到表面的第一前驅體完全消耗，反應會自動停止並形成需要的原子層。因此這是一種自限制過程，而且不斷重復這種反應形成薄膜。

與化學吸附自限制過程不同，順次反應自限制原子層沉積過程是通過活性前驅體物質與活性基體材料表面化學反應來驅動的。這樣得到的沉積薄膜是由於前驅體與基體材料間的化學反應形成的。圖a和b分別給出了這兩種自限制反應過程的示意圖。由圖可知，化學吸附自限制過程的是由吸附前驅體1（ML2）與前驅體2（AN2）直接反應生成MA原子層（薄膜構成），主要反應可以以
原子層沉積
方程式⑴表示。對於順次反應自限制過程首先是活化劑（AN）活化基體材料表面；然後注入的前驅體1（ML2）在活化的基體材料表面反應形成吸附中間體（AML），這可以用反應方程式⑵表示。反應⑵隨著活化劑AN的反應消耗而自動終止，具有自限制性。當沉積反應前驅體2（AN2）注入反應器後，就會與上述的吸附中間體反應並生成沉積原子層。

圖 A.化學吸附（CS）和B.順次反應（RS）自限制原子層沉積過程示意圖

ML2 + AN2 --- MA(film) + 2LN
⑴

AN + ML2 --- AML + NL ⑵

AML + AN2 --- MAN + NL ⑶

這里需要說明的是前軀體1能夠在基體材料表面快速形成穩定的化學吸附層是化學吸附自限制原子沉積過程的必要條件。對於順次反應自限制過程，一方面基體材料表面必須先經過表面活化，另一方面，這種沉積反應實際是半反應⑵和⑶的組合。每個半反應完成後材料表面的功能基團都會發生變化，並且一個原子層沉積完成時，材料表面要恢復到最初的活化基團狀態。這種恢復特點以及材料表面原始活性狀態是區分上述兩種不同的自限制反應沉積過程的主要因素。

化學氣相沉積(Chemical vapor
deposition，簡稱CVD)是反應物質在氣態條件下發生化學反應，生成固態物質沉積在加熱的固態基體表面，進而製得固體材料的工藝技術。它本質上屬於原子范疇的氣態傳質過程。與之相對的是物理氣相沉積（PVD）。

化學氣相沉積是一種制備材料的氣相生長方法，它是把一種或幾種含有構成薄膜元素的化合物、單質氣體通入放置有基材的反應室，藉助空間氣相化學反應在基體表面上沉積固態薄膜的工藝技術。
應用

現代科學和技術需要使用大量功能各異的無機新材料，這些功能材料必須是高純的，或者是在高純材料中有意地摻入某種雜質形成的摻雜材料。但是，我們過去所熟悉的許多制備方法如高溫熔煉、水溶液中沉澱和結晶等往往難以滿足這些要求，也難以保證得到高純度的產品。因此，無機新材料的合成就成為現代材料科學中的主要課題。

化學氣相淀積是近幾十年發展起來的制備無機材料的新技術。化學氣相淀積法已經廣泛用於提純物質、研製新晶體、淀積各種單晶、多晶或玻璃態無機薄膜材料。這些材料可以是氧化物、硫化物、氮化物、碳化物，也可以是III-V、II-IV、IV-VI族中的二元或多元的元素間化合物，而且它們的物理功能可以通過氣相摻雜的淀積過程精確控制。目前，化學氣相淀積已成為無機合成化學的一個新領域。
特點

1)在中溫或高溫下，通過氣態的初始化合物之間的氣相化學反應而形成固體物質沉積在基體上。

2)可以在常壓或者真空條件下(負壓「進行沉積、通常真空沉積膜層質量較好)。

3)採用等離子和激光輔助技術可以顯著地促進化學反應，使沉積可在較低的溫度下進行。

4)塗層的化學成分可以隨氣相組成的改變而變化，從而獲得梯度沉積物或者得到混合鍍層。

5)可以控制塗層的密度和塗層純度。

6)繞鍍件好。可在復雜形狀的基體上以及顆粒材料上鍍膜。適合塗覆各種復雜形狀的工件。由於它的繞鍍性能好，所以可塗覆帶有槽、溝、孔，甚至是盲孔的工件。

7)沉積層通常具有柱狀晶體結構，不耐彎曲，但可通過各種技術對化學反應進行氣相擾動，以改善其結構。

8)可以通過各種反應形成多種金屬、合金、陶瓷和化合物塗層。

⑷ 請問CVD（化學氣相沉積）的原理及應用

其含義是氣相中化學反應的固體產物沉積到表面。CVD裝置由下列部件組成；反應物供應系統，氣相反應器，氣流傳送系統。反應物多為金屬氯化物，先被加熱到一定溫度，達到足夠高的蒸汽壓，用載氣（一般為Ar或H2）送入反應器。如果某種金屬不能形成高壓氯化物蒸汽，就代之以有機金屬化合物。在反應器內，被塗材料或用金屬絲懸掛，或放在平面上，或沉沒在粉末的流化床中，或本身就是流化床中的顆粒。化學反應器中發生，產物就會沉積到被塗物表面，廢氣（多為HCl或HF）被導向鹼性吸收或冷阱。
沉積反應可認為還原反應、熱解反應和取代反應幾類。CVD反應可分為冷壁反應與熱壁反應。在熱壁反應中，化學反應的發生與被塗物同處一室。被塗物表面和反應室的內壁都塗上一層薄膜。在熱壁反應器中只加熱被塗物，反應物另行導入。

⑸ 化學氣相沉積的化學反應有哪些特點

1)在中溫或高溫下，通過氣態的初始化合物之間的氣相化學反應而形成固體物質沉積在基體上。2)可以在常壓或者真空條件下(負壓「進行沉積、通常真空沉積膜層質量較好)。3)採用等離子和激光輔助技術可以顯著地促進化學反應，使沉積可在較低的溫度下進行。4)塗層的化學成分可以隨氣相組成的改變而變化，從而獲得梯度沉積物或者得到混合鍍層。5)可以控制塗層的密度和塗層純度。6)繞鍍件好。可在復雜形狀的基體上以及顆粒材料上鍍膜。適合塗覆各種復雜形狀的工件。由於它的繞鍍性能好，所以可塗覆帶有槽、溝、孔，甚至是盲孔的工件。7)沉積層通常具有柱狀晶體結構，不耐彎曲，但可通過各種技術對化學反應進行氣相擾動，以改善其結構。8)可以通過各種反應形成多種金屬、合金、陶瓷和化合物塗層。

⑹ CVD與PCVD的異同點

CVD與PCVD的異同點如下：
1、工件表面超硬化處理方法主要有物理氣相沉積（PVD），化學氣相沉積（CVD），物理化學氣相沉積（PCVD），擴散法金屬碳化物履層技術，其中，CVD法具有膜基結合力好，工藝繞鍍性好等突出優點，因此其應用主要集中在硬質合金等材料上。PCVD法的沉積溫度低，膜基結合力及工藝繞鍍性均較PVD法有較大改進，但與擴散法相比，膜基結合力有較大的差距，PVD法具有沉積溫度低，工件變形小的優點，但由於膜層與基體的結合力較差，工藝繞鍍性不好，往往難以發揮超硬化合物膜層的性能優勢。此外由於PCVD法是等離子體成膜，雖然繞鍍性較PVD法有所改善，不過沒有辦法消除。
2、由擴散法金屬碳化物覆層技術形成的金屬碳化物覆層，與基體形成冶金結合，具有PVD、PCVD無法比擬的膜基結合力，因此該技術真正能夠發揮超硬膜層的性能優勢，此外，該技術沒有繞鍍性問題，後續基體硬化處理方便，並可多次重復處理，使該技術的適用性更加廣泛。

3、CVD是在高溫遠高於臨界溫度下，產物蒸汽形成過飽和蒸氣壓，自動凝聚成晶核，在聚集成顆粒，在低溫區得到納米粉體。可以選擇條件來控制粉體的大小形狀等。對於PCVD，它是利用電弧產生高溫，將氣體等離子化，然後這些離子逐漸長大聚合，形成超細粉體，該方法反應溫度高，升溫冷卻速率較快。

⑺ 物理氣相沉積法和化學氣相沉積法的優劣勢有哪些

化學氣相沉積過程中有化學反應，多種材料相互反應，生成新的的材料。
物理氣相沉積中沒有化學反應，材料只是形態有改變。
物理氣相沉積技術工藝過程簡單，對環境改善，無污染，耗材少，成膜均勻緻密，與基體的結合力強。缺點膜一基結合力弱,鍍膜不耐磨, 並有方 向性
化學雜質難以去除。優點可造金屬膜、非金屬膜,又可按要求製造多成分的合金膜,成膜速度快,膜的繞射性好

⑻ 高一化學上冊第一章知識點總結

高一化學第一章知識點

1、復合材科的定義、組分功能和作用：

定義：由兩種或兩種以上物理和化學性質不同的物質組合而成的一種多相固體材料。復合後的產物為固體時才稱為復合材料，為氣體或液體不能稱為復合材料。

組分：其組分相對獨立，通常有一相連續相，稱為基體，另一相分散相，稱為增強相(增強體)。

功能和作用：復合材料既可以保持原材料的特點，又能發揮組合後的新特徵，可以根據需要進行設計，從而最合理地達到使用所要求的性能。

2、復合材料的命名

強調基體，以基體材料的名稱為主，如樹脂基復合材料，金屬基復合材料，陶瓷基復合材料等;

強調增強體，以增強體材料的名稱為主，如玻璃纖維增強復合材料，碳纖維增強復合材料，陶瓷顆粒增強復合材料;

基體材料與增強體材料名稱並用，如玻璃纖維增強環氧樹脂復合材料(玻璃鋼)。

3、復合材料的分類方式

按基體材料類型分：聚合物基復合材料，金屬基復合材料，無機非金屬基復合材料;按增強材料種類分：玻璃纖維復合材料，碳纖維復合材料，有機纖維復合材料，金屬纖維復合材料，陶瓷纖維復合材料;

按增強材料形態分：連續纖維復合材料，短纖維復合材料，粒狀填料復合材料，編制復合材料;

按用途分：結構復合材料，功能復合材料;

4、常用的基體材料及各自的適用范圍

輕金屬基體(主要包括鋁基和鎂基)，用於450℃左右;鈦合金及鈦鋁金屬間化合物作基體的復合材料，適用溫度650℃左右，鎳、鈷基復合材料可在1200℃使用。

5、常用熱固性基體復合材料：環氧樹脂，熱固性聚醯亞胺樹脂。

常用熱塑性基體復合材料：聚醚醚酮，聚苯硫醚，聚醚碸，熱塑性聚醯亞胺。常用陶瓷基體復合材料：玻璃，氧化物陶瓷，非氧化物陶瓷，無機膠凝材料;

6、玻璃和玻璃陶瓷的定義及不同

玻璃是無機材料經高溫熔融、冷卻硬化而得到的一種非晶態固體;玻璃陶瓷是將特定組成的玻璃進行晶化熱處理，在玻璃內部均勻析出大量微小晶體並進一步長大，形成緻密的微晶相;玻璃相充填於晶界，得到的像陶瓷一樣的多晶固體材料。

7、氧化物陶瓷有哪些，屬於什麼結構：氧化物陶瓷主要為單相多晶結構，主要有Al2O3，MgO，SiO2，ZrO2，莫來石等;

8、非氧化物陶瓷有：碳化硅，氮化硅。

9、什麼是復合材料的界面，復合材料的界面效應以及作用如何實現

復合材料基體與增強體接觸構成的界面，是一層具有一定厚度(納米以上)、結構隨基體和增強體而異、與基體和增強體有明顯差別的新相—界面相(界面層)。它是增強相和基體相連接的「紐帶」，也是應力和其他信息傳遞的「橋梁」。

界面作用產生的效應：

①傳遞效應界面能傳遞力，

即將外力傳遞給增強物，起到基體和增強物之間的橋梁作用;

②阻斷效應結合適當的界面有阻止裂紋擴展、中斷材料破壞、減緩應力集中的作用;

③不連續效應在界面上產生物理性能的不連續性和界面摩擦出現的現象，如抗電性、電感應性、磁性、耐熱性等;

④散射和吸收效應光波、聲波、熱彈性波、沖擊波等在界面產生散射和吸收，如透光性、隔熱性、耐沖擊性等;

⑤誘導效應增強物的表面結構使聚合物基體與之接觸的結構，由於誘導作用而發生改變而產生一些現象，如強的彈性、低的膨脹性、耐沖擊性等。

10、金屬基復合材料的界面類型及各自特點

1)類型：I類界面相對比較平整，只有分子層厚度，界面除了原組成物質外，基本不含其它物質;II類界面為犬牙交錯的溶解擴散界面，基體的合金元素和雜質可能在界面上富集或貧化;III類界面則含有亞微級的界面反應產物層。

2)相容性特點：I類界面纖維與基體互不反應亦不溶解;II類界面纖維與基體互不反應但相互溶解;III類界面纖維與基體反應形成界面反應層。

附上：

高一化學第二章知識點

1、彌散增強和顆粒增強的原理

1)彌散增強：復合材料是由彌散顆粒與基體復合而成，荷載主要由基體承擔，彌散微粒阻礙基體的位錯運動，微粒阻礙基體位錯運動能力越大，增強效果愈大，微粒尺寸越小，體積分數越高，強化效果越好。

2)顆粒增強：復合材料是由尺寸較大(直徑大於1m)顆粒與基體復合而成，載荷主要由基體承擔，但增強顆粒也承受載荷並約束基體的變形，顆粒阻止基體位錯運動的能力越大，增強效果越好;顆粒尺寸越小，體積分數越高，顆粒對復合材料的增強效果越好。

2、什麼是混合法則，其反映什麼規律

混合法則(復合材料力學性能同組分之間的關系)：E為彈性模量，V為體積百分比，c、m和f分別代表復合材料、基體和纖維;

反映的規律：纖維基體對復合材料平均性能的貢獻正比於它們各自的體積分數。

3、金屬基復合材料界面及改性方法有哪些

金屬基復合材料界面結合方式：

①化學結合

②物理結合

③擴散結合

④機械結合。

界面改性方法：

①纖維表面改性及塗層處理，

②金屬基體合金化，

③優化制備工藝方法和參數。

4、界面反應對金屬基復合材料有什麼影響

界面反應和反應程度(弱界面反應、中等程度界面反應、強界面反應)決定了界面的結構和性能，其主要行為有：

①增強了金屬基體與增強體界面的結合強度;

②產生脆性的界面反應產物;

③造成增強體損傷和改變基體成分。

高一化學第三章知識點

1、玻璃纖維的分類：無鹼玻璃纖維(鹼含量小於1%)、中鹼玻璃纖維(1.5%~12.5%之間)、有鹼玻璃纖維(鹼性氧化物含量大於12%)、特種玻璃纖維。

2、玻璃纖維是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經高溫熔制、拉絲、絡紗、織布等工藝製成，單絲直徑為幾微米到幾十微米。

3、玻璃纖維的化學組成：二氧化硅、三氧化二硼、氧化鈣、三氧化二鋁等。

4、玻璃纖維的物理性能：

①外觀和比重：表面光滑，密度2.16~4.30g/cm3;

②表面積大

③拉伸強度高

④耐磨性和耐折性差

⑤熱性能：導熱系數小、耐熱性較高

⑥電性能：取決於化學組成、溫度和濕度(無鹼纖維的電絕緣性比有鹼纖維優越，鹼金屬離子增加，電絕緣性能變差;溫度升高，電阻率下降;濕度增加電阻率下降)，

⑦光學性能：玻璃纖維的透光性比玻璃差，玻璃纖維可用於通信領域以傳送光束或光學物象。

5、影響玻璃纖維化學穩定性因素：

①玻璃纖維的化學成分

②纖維比表面增大其相應的耐腐蝕性降低

③侵蝕介質體積和溫度(溫度升高，化學穩定性降低;介質體積越大，對纖維侵蝕越嚴重)

6、玻璃纖維的製造方法：坩堝法、池窯拉絲法。

7、玻璃纖維製造怎樣避免表面損傷

玻璃纖維製造工藝三個步驟制球、拉絲、紡織。可以在在拉絲過程中用浸潤劑，它的作用：

①原絲中的纖維不散亂而能相互粘附在一起

②防止纖維間磨損

③便於紡織加工。

8、碳纖維是有機纖維經固相反應轉變而成的纖維狀聚合物碳。含碳95%左右的稱為碳纖維，含碳量99%左右的稱為石墨纖維。

9、碳纖維的分類：

根據力學性能分類：高性能碳纖維、低性能碳纖維

根據原絲類型分類：聚丙烯腈基纖維、瀝青基碳纖維、纖維基碳纖維、其他基纖維基碳纖維

根據功能分類：受力用碳纖維、耐焰碳纖維、活性炭纖維、導電用碳纖維、潤滑用碳纖維、耐磨用碳纖維

10、碳纖維的製造方法：先驅體轉化法(有機纖維碳化法)原材料有人造絲(膠黏纖維)、聚丙烯腈纖維、瀝青基碳纖維;工藝過程：5個階段：拉絲、牽引、穩定、碳化、石墨化。

11、氧化鋁纖維的基本組成主要分為：氧化鋁，含有少量的'SIO2、B203或Zr2O3、MgO等。

12、碳化硅纖維制備的工藝：

①化學氣相沉積法(CVD法)

②燒結法(先驅體轉化法)

1)化學氣相沉積法：它的結構可大致分成四層由纖維中心向外依次為芯絲、富碳的碳化硅層、碳化硅層、外表面富硅塗層。制備的步驟：

①反應氣體向熱芯絲表面遷移擴散

②反應氣體被熱芯絲表面吸附

③反應氣體在熱芯絲表面上裂解

④反應尾氣的分解和向外擴散。

13、芳綸纖維的性能：優異的拉伸強度和拉伸模量、優良的減震性、耐磨性、耐沖擊性、抗疲勞性、尺寸穩定性、耐化學腐蝕、低膨脹、低導熱、不燃不熔、電絕緣、透磁性、密度小。缺點：熱膨脹系數具有各向異性、耐光性差、耐老化能力差、溶解差、抗壓強度差、吸濕性強。

14、晶須：是以單晶結構生長的直徑極小的短纖維，由於直徑小(<3um)，造成晶體中的缺陷少，原子排列高度有序，故其強度接近於相鄰原子間成鍵力的理論值。由於晶須的直徑非常小，所以不適合容納在大晶體中常出現的缺陷，因而強度接近於完整晶體的理論值。

15、晶須的性能：

①晶須沒有顯著的疲勞效應

②具有比纖維增強體更優異的高溫性能和蠕變性能

③它的延伸率與玻璃纖維接近，彈性模量與硼纖維相當。

16、顆粒增韌的三種機制：相變增韌和微裂紋增韌、復合材料中的第二種顆粒使裂紋擴展路徑發生改變、混合增韌。

17、剛性顆粒增強體：指具有高強度、高模量、耐熱、耐磨、耐高溫的陶瓷和石墨等非金屬顆粒，如碳化硅、氧化鋁、氮化硅、碳化鈦、碳化硼、石墨、細金剛石等。

18、延性顆粒增強體：主要為金屬顆粒，一般是加入到陶瓷、玻璃和微晶玻璃等脆性基體中，目的是增加基體材料的韌性。

⑼ 物理氣相沉積法與化學氣相沉積法有何區別

物理氣相沉積法與化學氣相沉積法有3點不同，相關介紹具體如下：

一、兩者的特點不同：

1、物理氣相沉積法的特點：物理氣相沉積法的沉積粒子能量可調節，反應活性高。通過等離子體或離子束介人，可以獲得所需的沉積粒子能量進行鍍膜，提高膜層質量。通過等離子體的非平衡過程提高反應活性。

2、化學氣相沉積法的特點：能得到純度高、緻密性好、殘余應力小、結晶良好的薄膜鍍層。由於反應氣體、反應產物和基體的相互擴散，可以得到附著力好的膜層，這對表面鈍化、抗蝕及耐磨等表面增強膜是很重要的。

二、兩者的實質不同：

1、物理氣相沉積法的實質：用物理的方法（如蒸發、濺射等）使鍍膜材料汽化，在基體表面沉積成膜的方法。

2、化學氣相沉積法的實質：利用氣態或蒸汽態的物質在氣相或氣固界面上發生反應生成固態沉積物的過程。

三、兩者的應用不同：

1、物理氣相沉積法的應用：物理氣相沉積技術已廣泛用於各行各業，許多技術已實現工業化生產。

2、化學氣相沉積法的應用：化學氣相沉積法的鍍膜產品涉及到許多實用領域。