化学气象沉积法有哪些特点

⑴ 什么是化学气相沉积法它对对原料，产物和反应类型的要求有哪些

化学气相沉积法有哪些反应类型，该法对反应体系有什么要
化学气相沉积法是指两种或两种以上的气态原材料导入到一个反应室内,然后他们相互之间发生化学反应,形成一种新的材料,沉积到晶片表面上.淀积氮化硅膜(si3n4)就是一个很好的例子,它是由硅烷和氮反应形成的.

⑵ 物理气相沉积和化学气相沉积的区别及优缺点

化学气相沉积过程中有化学反应，多种材料相互反应，生成新的的材料。
物理气相沉积中没有化学反应，材料只是形态有改变。
物理气相沉积技术工艺过程简单，对环境改善，无污染，耗材少，成膜均匀致密，与基体的结合力强。缺点膜一基结合力弱,镀膜不耐磨, 并有方 向性
化学杂质难以去除。优点可造金属膜、非金属膜,又可按要求制造多成分的合金膜,成膜速度快,膜的绕射性好

⑶ 原子层沉积和化学气相沉积有什么不同

原子层沉积（Atomic
layer deposition)是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法。原子层沉积与普通的化学沉积有相似之处。

原子层沉积
但在原子层沉积过程中，新一层原子膜的化学反应是直接与之前一层相关联的，这种方式使每次反应只沉积一层原子。

单原子层沉积（atomic layer
deposition，ALD），又称原子层沉积或原子层外延（atomic layer epitaxy）
，最初是由芬兰科学家提出并用于多晶荧光材料ZnS:Mn以及非晶Al2O3绝缘膜的研制，这些材料是用于平板显示器。由于这一工艺涉及复杂的表面化学过程和低的沉积速度，直至上世纪80年代中后期该技术并没有取得实质性的突破。但是到了20世纪90年代中期，人们对这一技术的兴趣在不断加强，这主要是由于微电子和深亚微米芯片技术的发展要求器件和材料的尺寸不断降低，而器件中的高宽比不断增加，这样所使用材料的厚度降低值几个纳米数量级
[5-6]。因此原子层沉积技术的优势就体现出来，如单原子层逐次沉积，沉积层极均匀的厚度和优异的一致性等就体现出来，而沉积速度慢的问题就不重要了。以下主要讨论原子层沉积原理和化学，原子层沉积与其他相关技术的比较，原子层沉积设备，原子层沉积的应用和原子层沉积技术的发展。
原理
原子层沉积是通过将气相前驱体脉冲交替地通入反应器并在沉积基体上化学吸附并反应而形成沉积膜的一种方法（技术）。当前驱体达到沉积基体表面，它们会在其表面化学吸附并发生表面反应。在前驱体脉冲之间需要用惰性气体对原子层沉积反应器进行清洗。由此可知沉积反应前驱体物质能否在被沉积材料表面化学吸附是实现原子层沉积的关键。气相物质在

原子层沉积
基体材料的表面吸附特征可以看出，任何气相物质在材料表面都可以进行物理吸附，但是要实现在材料表面的化学吸附必须具有一定的活化能，因此能否实现原子层沉积，选择合适的反应前驱体物质是很重要的。

原子层沉积的表面反应具有自限制性（self-limiting），实际上这种自限制性特征正是原子层沉积技术的基础。不断重复这种自限制反应就形成所需要的薄膜。

原子层沉积的自限制特征 ：根据沉积前驱体和基体材料的不同，原子层沉积有两种不同的自限制机制，即化学吸附自限制（CS）和顺次反应自限制（RS）过程。

化学吸附自限制沉积过程中，第一种反应前驱体输入到基体材料表面并通过化学吸附（饱和吸附）保持在表面。当第二种前驱体通入反应器，起就会与已吸附于基体材料表面的第一前驱体发生反应。两个前驱体之间会发生置换反应并产生相应的副产物，直到表面的第一前驱体完全消耗，反应会自动停止并形成需要的原子层。因此这是一种自限制过程，而且不断重复这种反应形成薄膜。

与化学吸附自限制过程不同，顺次反应自限制原子层沉积过程是通过活性前驱体物质与活性基体材料表面化学反应来驱动的。这样得到的沉积薄膜是由于前驱体与基体材料间的化学反应形成的。图a和b分别给出了这两种自限制反应过程的示意图。由图可知，化学吸附自限制过程的是由吸附前驱体1（ML2）与前驱体2（AN2）直接反应生成MA原子层（薄膜构成），主要反应可以以
原子层沉积
方程式⑴表示。对于顺次反应自限制过程首先是活化剂（AN）活化基体材料表面；然后注入的前驱体1（ML2）在活化的基体材料表面反应形成吸附中间体（AML），这可以用反应方程式⑵表示。反应⑵随着活化剂AN的反应消耗而自动终止，具有自限制性。当沉积反应前驱体2（AN2）注入反应器后，就会与上述的吸附中间体反应并生成沉积原子层。

图 A.化学吸附（CS）和B.顺次反应（RS）自限制原子层沉积过程示意图

ML2 + AN2 --- MA(film) + 2LN
⑴

AN + ML2 --- AML + NL ⑵

AML + AN2 --- MAN + NL ⑶

这里需要说明的是前躯体1能够在基体材料表面快速形成稳定的化学吸附层是化学吸附自限制原子沉积过程的必要条件。对于顺次反应自限制过程，一方面基体材料表面必须先经过表面活化，另一方面，这种沉积反应实际是半反应⑵和⑶的组合。每个半反应完成后材料表面的功能基团都会发生变化，并且一个原子层沉积完成时，材料表面要恢复到最初的活化基团状态。这种恢复特点以及材料表面原始活性状态是区分上述两种不同的自限制反应沉积过程的主要因素。

化学气相沉积(Chemical vapor
deposition，简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。它本质上属于原子范畴的气态传质过程。与之相对的是物理气相沉积（PVD）。

化学气相沉积是一种制备材料的气相生长方法，它是把一种或几种含有构成薄膜元素的化合物、单质气体通入放置有基材的反应室，借助空间气相化学反应在基体表面上沉积固态薄膜的工艺技术。
应用

现代科学和技术需要使用大量功能各异的无机新材料，这些功能材料必须是高纯的，或者是在高纯材料中有意地掺入某种杂质形成的掺杂材料。但是，我们过去所熟悉的许多制备方法如高温熔炼、水溶液中沉淀和结晶等往往难以满足这些要求，也难以保证得到高纯度的产品。因此，无机新材料的合成就成为现代材料科学中的主要课题。

化学气相淀积是近几十年发展起来的制备无机材料的新技术。化学气相淀积法已经广泛用于提纯物质、研制新晶体、淀积各种单晶、多晶或玻璃态无机薄膜材料。这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间化合物，而且它们的物理功能可以通过气相掺杂的淀积过程精确控制。目前，化学气相淀积已成为无机合成化学的一个新领域。
特点

1)在中温或高温下，通过气态的初始化合物之间的气相化学反应而形成固体物质沉积在基体上。

2)可以在常压或者真空条件下(负压“进行沉积、通常真空沉积膜层质量较好)。

3)采用等离子和激光辅助技术可以显着地促进化学反应，使沉积可在较低的温度下进行。

4)涂层的化学成分可以随气相组成的改变而变化，从而获得梯度沉积物或者得到混合镀层。

5)可以控制涂层的密度和涂层纯度。

6)绕镀件好。可在复杂形状的基体上以及颗粒材料上镀膜。适合涂覆各种复杂形状的工件。由于它的绕镀性能好，所以可涂覆带有槽、沟、孔，甚至是盲孔的工件。

7)沉积层通常具有柱状晶体结构，不耐弯曲，但可通过各种技术对化学反应进行气相扰动，以改善其结构。

8)可以通过各种反应形成多种金属、合金、陶瓷和化合物涂层。

⑷ 请问CVD（化学气相沉积）的原理及应用

其含义是气相中化学反应的固体产物沉积到表面。CVD装置由下列部件组成；反应物供应系统，气相反应器，气流传送系统。反应物多为金属氯化物，先被加热到一定温度，达到足够高的蒸汽压，用载气（一般为Ar或H2）送入反应器。如果某种金属不能形成高压氯化物蒸汽，就代之以有机金属化合物。在反应器内，被涂材料或用金属丝悬挂，或放在平面上，或沉没在粉末的流化床中，或本身就是流化床中的颗粒。化学反应器中发生，产物就会沉积到被涂物表面，废气（多为HCl或HF）被导向碱性吸收或冷阱。
沉积反应可认为还原反应、热解反应和取代反应几类。CVD反应可分为冷壁反应与热壁反应。在热壁反应中，化学反应的发生与被涂物同处一室。被涂物表面和反应室的内壁都涂上一层薄膜。在热壁反应器中只加热被涂物，反应物另行导入。

⑸ 化学气相沉积的化学反应有哪些特点

1)在中温或高温下，通过气态的初始化合物之间的气相化学反应而形成固体物质沉积在基体上。2)可以在常压或者真空条件下(负压“进行沉积、通常真空沉积膜层质量较好)。3)采用等离子和激光辅助技术可以显着地促进化学反应，使沉积可在较低的温度下进行。4)涂层的化学成分可以随气相组成的改变而变化，从而获得梯度沉积物或者得到混合镀层。5)可以控制涂层的密度和涂层纯度。6)绕镀件好。可在复杂形状的基体上以及颗粒材料上镀膜。适合涂覆各种复杂形状的工件。由于它的绕镀性能好，所以可涂覆带有槽、沟、孔，甚至是盲孔的工件。7)沉积层通常具有柱状晶体结构，不耐弯曲，但可通过各种技术对化学反应进行气相扰动，以改善其结构。8)可以通过各种反应形成多种金属、合金、陶瓷和化合物涂层。

⑹ CVD与PCVD的异同点

CVD与PCVD的异同点如下：
1、工件表面超硬化处理方法主要有物理气相沉积（PVD），化学气相沉积（CVD），物理化学气相沉积（PCVD），扩散法金属碳化物履层技术，其中，CVD法具有膜基结合力好，工艺绕镀性好等突出优点，因此其应用主要集中在硬质合金等材料上。PCVD法的沉积温度低，膜基结合力及工艺绕镀性均较PVD法有较大改进，但与扩散法相比，膜基结合力有较大的差距，PVD法具有沉积温度低，工件变形小的优点，但由于膜层与基体的结合力较差，工艺绕镀性不好，往往难以发挥超硬化合物膜层的性能优势。此外由于PCVD法是等离子体成膜，虽然绕镀性较PVD法有所改善，不过没有办法消除。
2、由扩散法金属碳化物覆层技术形成的金属碳化物覆层，与基体形成冶金结合，具有PVD、PCVD无法比拟的膜基结合力，因此该技术真正能够发挥超硬膜层的性能优势，此外，该技术没有绕镀性问题，后续基体硬化处理方便，并可多次重复处理，使该技术的适用性更加广泛。

3、CVD是在高温远高于临界温度下，产物蒸汽形成过饱和蒸气压，自动凝聚成晶核，在聚集成颗粒，在低温区得到纳米粉体。可以选择条件来控制粉体的大小形状等。对于PCVD，它是利用电弧产生高温，将气体等离子化，然后这些离子逐渐长大聚合，形成超细粉体，该方法反应温度高，升温冷却速率较快。

⑺ 物理气相沉积法和化学气相沉积法的优劣势有哪些

化学气相沉积过程中有化学反应，多种材料相互反应，生成新的的材料。
物理气相沉积中没有化学反应，材料只是形态有改变。
物理气相沉积技术工艺过程简单，对环境改善，无污染，耗材少，成膜均匀致密，与基体的结合力强。缺点膜一基结合力弱,镀膜不耐磨, 并有方 向性
化学杂质难以去除。优点可造金属膜、非金属膜,又可按要求制造多成分的合金膜,成膜速度快,膜的绕射性好

⑻ 高一化学上册第一章知识点总结

高一化学第一章知识点

1、复合材科的定义、组分功能和作用：

定义：由两种或两种以上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。复合后的产物为固体时才称为复合材料，为气体或液体不能称为复合材料。

组分：其组分相对独立，通常有一相连续相，称为基体，另一相分散相，称为增强相(增强体)。

功能和作用：复合材料既可以保持原材料的特点，又能发挥组合后的新特征，可以根据需要进行设计，从而最合理地达到使用所要求的性能。

2、复合材料的命名

强调基体，以基体材料的名称为主，如树脂基复合材料，金属基复合材料，陶瓷基复合材料等;

强调增强体，以增强体材料的名称为主，如玻璃纤维增强复合材料，碳纤维增强复合材料，陶瓷颗粒增强复合材料;

基体材料与增强体材料名称并用，如玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(玻璃钢)。

3、复合材料的分类方式

按基体材料类型分：聚合物基复合材料，金属基复合材料，无机非金属基复合材料;按增强材料种类分：玻璃纤维复合材料，碳纤维复合材料，有机纤维复合材料，金属纤维复合材料，陶瓷纤维复合材料;

按增强材料形态分：连续纤维复合材料，短纤维复合材料，粒状填料复合材料，编制复合材料;

按用途分：结构复合材料，功能复合材料;

4、常用的基体材料及各自的适用范围

轻金属基体(主要包括铝基和镁基)，用于450℃左右;钛合金及钛铝金属间化合物作基体的复合材料，适用温度650℃左右，镍、钴基复合材料可在1200℃使用。

5、常用热固性基体复合材料：环氧树脂，热固性聚酰亚胺树脂。

常用热塑性基体复合材料：聚醚醚酮，聚苯硫醚，聚醚砜，热塑性聚酰亚胺。常用陶瓷基体复合材料：玻璃，氧化物陶瓷，非氧化物陶瓷，无机胶凝材料;

6、玻璃和玻璃陶瓷的定义及不同

玻璃是无机材料经高温熔融、冷却硬化而得到的一种非晶态固体;玻璃陶瓷是将特定组成的玻璃进行晶化热处理，在玻璃内部均匀析出大量微小晶体并进一步长大，形成致密的微晶相;玻璃相充填于晶界，得到的像陶瓷一样的多晶固体材料。

7、氧化物陶瓷有哪些，属于什么结构：氧化物陶瓷主要为单相多晶结构，主要有Al2O3，MgO，SiO2，ZrO2，莫来石等;

8、非氧化物陶瓷有：碳化硅，氮化硅。

9、什么是复合材料的界面，复合材料的界面效应以及作用如何实现

复合材料基体与增强体接触构成的界面，是一层具有一定厚度(纳米以上)、结构随基体和增强体而异、与基体和增强体有明显差别的新相—界面相(界面层)。它是增强相和基体相连接的“纽带”，也是应力和其他信息传递的“桥梁”。

界面作用产生的效应：

①传递效应界面能传递力，

即将外力传递给增强物，起到基体和增强物之间的桥梁作用;

②阻断效应结合适当的界面有阻止裂纹扩展、中断材料破坏、减缓应力集中的作用;

③不连续效应在界面上产生物理性能的不连续性和界面摩擦出现的现象，如抗电性、电感应性、磁性、耐热性等;

④散射和吸收效应光波、声波、热弹性波、冲击波等在界面产生散射和吸收，如透光性、隔热性、耐冲击性等;

⑤诱导效应增强物的表面结构使聚合物基体与之接触的结构，由于诱导作用而发生改变而产生一些现象，如强的弹性、低的膨胀性、耐冲击性等。

10、金属基复合材料的界面类型及各自特点

1)类型：I类界面相对比较平整，只有分子层厚度，界面除了原组成物质外，基本不含其它物质;II类界面为犬牙交错的溶解扩散界面，基体的合金元素和杂质可能在界面上富集或贫化;III类界面则含有亚微级的界面反应产物层。

2)相容性特点：I类界面纤维与基体互不反应亦不溶解;II类界面纤维与基体互不反应但相互溶解;III类界面纤维与基体反应形成界面反应层。

附上：

高一化学第二章知识点

1、弥散增强和颗粒增强的原理

1)弥散增强：复合材料是由弥散颗粒与基体复合而成，荷载主要由基体承担，弥散微粒阻碍基体的位错运动，微粒阻碍基体位错运动能力越大，增强效果愈大，微粒尺寸越小，体积分数越高，强化效果越好。

2)颗粒增强：复合材料是由尺寸较大(直径大于1m)颗粒与基体复合而成，载荷主要由基体承担，但增强颗粒也承受载荷并约束基体的变形，颗粒阻止基体位错运动的能力越大，增强效果越好;颗粒尺寸越小，体积分数越高，颗粒对复合材料的增强效果越好。

2、什么是混合法则，其反映什么规律

混合法则(复合材料力学性能同组分之间的关系)：E为弹性模量，V为体积百分比，c、m和f分别代表复合材料、基体和纤维;

反映的规律：纤维基体对复合材料平均性能的贡献正比于它们各自的体积分数。

3、金属基复合材料界面及改性方法有哪些

金属基复合材料界面结合方式：

①化学结合

②物理结合

③扩散结合

④机械结合。

界面改性方法：

①纤维表面改性及涂层处理，

②金属基体合金化，

③优化制备工艺方法和参数。

4、界面反应对金属基复合材料有什么影响

界面反应和反应程度(弱界面反应、中等程度界面反应、强界面反应)决定了界面的结构和性能，其主要行为有：

①增强了金属基体与增强体界面的结合强度;

②产生脆性的界面反应产物;

③造成增强体损伤和改变基体成分。

高一化学第三章知识点

1、玻璃纤维的分类：无碱玻璃纤维(碱含量小于1%)、中碱玻璃纤维(1.5%~12.5%之间)、有碱玻璃纤维(碱性氧化物含量大于12%)、特种玻璃纤维。

2、玻璃纤维是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制成，单丝直径为几微米到几十微米。

3、玻璃纤维的化学组成：二氧化硅、三氧化二硼、氧化钙、三氧化二铝等。

4、玻璃纤维的物理性能：

①外观和比重：表面光滑，密度2.16~4.30g/cm3;

②表面积大

③拉伸强度高

④耐磨性和耐折性差

⑤热性能：导热系数小、耐热性较高

⑥电性能：取决于化学组成、温度和湿度(无碱纤维的电绝缘性比有碱纤维优越，碱金属离子增加，电绝缘性能变差;温度升高，电阻率下降;湿度增加电阻率下降)，

⑦光学性能：玻璃纤维的透光性比玻璃差，玻璃纤维可用于通信领域以传送光束或光学物象。

5、影响玻璃纤维化学稳定性因素：

①玻璃纤维的化学成分

②纤维比表面增大其相应的耐腐蚀性降低

③侵蚀介质体积和温度(温度升高，化学稳定性降低;介质体积越大，对纤维侵蚀越严重)

6、玻璃纤维的制造方法：坩埚法、池窑拉丝法。

7、玻璃纤维制造怎样避免表面损伤

玻璃纤维制造工艺三个步骤制球、拉丝、纺织。可以在在拉丝过程中用浸润剂，它的作用：

①原丝中的纤维不散乱而能相互粘附在一起

②防止纤维间磨损

③便于纺织加工。

8、碳纤维是有机纤维经固相反应转变而成的纤维状聚合物碳。含碳95%左右的称为碳纤维，含碳量99%左右的称为石墨纤维。

9、碳纤维的分类：

根据力学性能分类：高性能碳纤维、低性能碳纤维

根据原丝类型分类：聚丙烯腈基纤维、沥青基碳纤维、纤维基碳纤维、其他基纤维基碳纤维

根据功能分类：受力用碳纤维、耐焰碳纤维、活性炭纤维、导电用碳纤维、润滑用碳纤维、耐磨用碳纤维

10、碳纤维的制造方法：先驱体转化法(有机纤维碳化法)原材料有人造丝(胶黏纤维)、聚丙烯腈纤维、沥青基碳纤维;工艺过程：5个阶段：拉丝、牵引、稳定、碳化、石墨化。

11、氧化铝纤维的基本组成主要分为：氧化铝，含有少量的'SIO2、B203或Zr2O3、MgO等。

12、碳化硅纤维制备的工艺：

①化学气相沉积法(CVD法)

②烧结法(先驱体转化法)

1)化学气相沉积法：它的结构可大致分成四层由纤维中心向外依次为芯丝、富碳的碳化硅层、碳化硅层、外表面富硅涂层。制备的步骤：

①反应气体向热芯丝表面迁移扩散

②反应气体被热芯丝表面吸附

③反应气体在热芯丝表面上裂解

④反应尾气的分解和向外扩散。

13、芳纶纤维的性能：优异的拉伸强度和拉伸模量、优良的减震性、耐磨性、耐冲击性、抗疲劳性、尺寸稳定性、耐化学腐蚀、低膨胀、低导热、不燃不熔、电绝缘、透磁性、密度小。缺点：热膨胀系数具有各向异性、耐光性差、耐老化能力差、溶解差、抗压强度差、吸湿性强。

14、晶须：是以单晶结构生长的直径极小的短纤维，由于直径小(<3um)，造成晶体中的缺陷少，原子排列高度有序，故其强度接近于相邻原子间成键力的理论值。由于晶须的直径非常小，所以不适合容纳在大晶体中常出现的缺陷，因而强度接近于完整晶体的理论值。

15、晶须的性能：

①晶须没有显着的疲劳效应

②具有比纤维增强体更优异的高温性能和蠕变性能

③它的延伸率与玻璃纤维接近，弹性模量与硼纤维相当。

16、颗粒增韧的三种机制：相变增韧和微裂纹增韧、复合材料中的第二种颗粒使裂纹扩展路径发生改变、混合增韧。

17、刚性颗粒增强体：指具有高强度、高模量、耐热、耐磨、耐高温的陶瓷和石墨等非金属颗粒，如碳化硅、氧化铝、氮化硅、碳化钛、碳化硼、石墨、细金刚石等。

18、延性颗粒增强体：主要为金属颗粒，一般是加入到陶瓷、玻璃和微晶玻璃等脆性基体中，目的是增加基体材料的韧性。

⑼ 物理气相沉积法与化学气相沉积法有何区别

物理气相沉积法与化学气相沉积法有3点不同，相关介绍具体如下：

一、两者的特点不同：

1、物理气相沉积法的特点：物理气相沉积法的沉积粒子能量可调节，反应活性高。通过等离子体或离子束介人，可以获得所需的沉积粒子能量进行镀膜，提高膜层质量。通过等离子体的非平衡过程提高反应活性。

2、化学气相沉积法的特点：能得到纯度高、致密性好、残余应力小、结晶良好的薄膜镀层。由于反应气体、反应产物和基体的相互扩散，可以得到附着力好的膜层，这对表面钝化、抗蚀及耐磨等表面增强膜是很重要的。

二、两者的实质不同：

1、物理气相沉积法的实质：用物理的方法（如蒸发、溅射等）使镀膜材料汽化，在基体表面沉积成膜的方法。

2、化学气相沉积法的实质：利用气态或蒸汽态的物质在气相或气固界面上发生反应生成固态沉积物的过程。

三、两者的应用不同：

1、物理气相沉积法的应用：物理气相沉积技术已广泛用于各行各业，许多技术已实现工业化生产。

2、化学气相沉积法的应用：化学气相沉积法的镀膜产品涉及到许多实用领域。