材料化学重点
材料化学重点
1.1 化学键的本质及分类
材料：可为社会接受而又能经济的制造有用器件的物质叫材料。
离子键：离子键是一种静电型键，是由电荷相反的离子通过其过剩电荷的库仑引力所形成的。
离子极化：在外电场作用下，离子中电子分布的重心会偏离原子核而导致离子的变形，产生诱导偶极矩。
离子极化率：外电场强度除以偶极矩
离子极化率的大小就是表示在外电场的作用下电子云变形的能力，它主要取决于核电荷对外层电子吸引的强弱程度和外层电子的数目。
影响因素：
1.离子半径：离子半径大，极化率大
2.离子价数：离子价数越高，极化力越大
3.离子的电子云构型：含dx电子的过渡元素的正离子一般比具有惰性气体构型的正离子有较大的极化率
共价键的特点：共价键晶体结构稳定没有可移动的电子，所以不导电，熔点从低到高范围较宽，但纯共价晶体的熔点一般都是很高的，硬度很大。
金属键的特征：是没有方向性和饱和性，结构上为密堆积，具有高的配为数和大的密度。
能带理论：能带理论就是认为晶体中的电子是在整个晶体内运动的共有化电子，并且共有化电子是在晶体周期性的势场中运动；结果得到：共有化电子的本征态波函数是Bloch函数形式，能量是由准连续能级构成的许多能带。
金属的能带结构：最高占有带（即价带）仅仅部分充满，或者能带发生重叠。绝缘体的能带结构：价带全满，且与下一个能带被一个大的禁带隔开。
半导体的能带结构：价带全满，且与下一个能带被一个相对于绝缘体禁带隙要小的禁带隔开。（Eg=0.5~3eV）
1.2 利用能带理论来解释固体电性能
本征半导体：半导体性质是由于电子从满带被激发到导带而产生的。
杂质半导体：其电性能受外加掺杂剂控制的一类半导体。
载流子：对电导有贡献的粒子。包括满带中的空穴和导带中的电子。
本征半导体是高纯材料，它的载流子为激发到导带的电子和留在满带的空穴，且两者的浓度相等，其值完全受能带间隙的大小和温度的支配。
本征半导体一般都要求是高纯物质，制备上往往是极其困难的。另外，本征半导体的能隙较宽，一般条件下的热激发是很难逾越的。
1.3缺陷
点缺陷：晶格周期性的破坏发生在一个或几个晶格常数的限度范围内，这类缺陷统称为点缺陷。
肖脱基缺陷：正负离子由正常的格点位置跑出到表面，晶体内部生成相应的空位，其化学组成比是不变的。（正负离子空位成对出现）
弗伦克耳缺陷：离子离开正常格点位置进入间隙位置而形成的。通常移动到间隙位置上的离子其半径都较小，多为阳离子。（空位与填隙原子成对）
杂质点缺陷：a．替代式杂质点缺陷b．填隙式杂质点缺陷
电子缺陷：在固体晶格中，由于本征点缺陷或杂质点缺陷的存在，晶格的周期性势场局部地受到破坏，在这些局部地区，电子的能态同晶体中其它部分的能态有所不同。
半导体中的电子缺陷：能提供给导带以电子，我们们称这种杂质为施主杂质，形成的是n型半导体；能接受满带的电子，满带中出现空穴，我们们称这种杂质为受主杂质，形成的是p型半导体。
点缺陷名称点缺陷所带有效电荷（×中性，·正电荷，’负电荷）缺陷在晶体中所占的格位一般空位缺陷用V表示（空位Vacancy的字首）；杂质缺陷则用该杂质的元素符号表示，电子缺陷用e表示，空穴缺陷用h表示。
1．空位缺陷：如NaCl晶体中，VNa’，VCl·。
2.间隙原子缺陷：AB化合物中有A或B间隙原子缺陷。假设A、B为一价化合物，则有缺陷：Ai·，Bi’。
3．错位原子缺陷：AB×，BA×。
4．杂质原子缺陷：AB中掺有少量的外来杂质L时，假设AB为一价化合物，L
为二价，则有：LA·，LB’，Li··。假设AB为二价化合物，L为一价，则有：LA’，LB·，Li·。
载流子浓度对温度的依耐关系：
耗尽区域B：杂质已全部电离，载流子浓度与温度无关，而电导率由于迁移效应显示随温度进一步上升而缓慢下降的趋势。
∵，n一定，μ随T升高而降低，∴σ随T升高而降低（升温挠动使迁移受阻）本征区域C：由于相当数量的本征载流子被激发导致电导率随温度升高而急剧增大。
对于半导体器件较为方便的使用区域是耗尽区域，正因为它们对温度变化相对地不敏感，才能达到稳定使用的目的。
1.4非晶态的结构特征
晶子学说：
①玻璃是由“晶子?和无定形物质组成；
②晶子是带有晶格变形的有序区而非微晶；
③晶子分散在无定型介质中，二者之间是逐渐过渡的。
无规网络学说：
1)形成玻璃的物质与相应的晶体类似，形成相似的三维空间网络。
2)三维空间网络是由离子多面体通过桥氧相连，向三维空间无规律的发展而构筑起来的。
3)电荷高的网络形成离子位于多面体中心，半径大的变性离子，在网络空隙中统计分布，对于每一个变价离子则有一定的配位数。
两种学说统一的看法是
玻璃是具有近程有序（1.5-2.0nm）、远程无序这样一个结构特点的无定形物质。无规网络学说着重于玻璃结构的无序、连续、均匀和统计性。晶子假说着重于玻璃结构的微不均匀和有序性。
双体概率分布函数g（r）的强度给出了材料的有序程度
1.5高分子材料
基本定义：
高分子：分子量高于约1万的称为高分子
单体：通常将生成高分子的那些低分子原料称为单体。
单体单元：组成高分子链的基本结构单元，通常与形成高分子的原料相联系，所以称单体单元。
结构重复单元：又叫链节，是高分子中重复出现的那部分，高分子的结构式常表示【链节】，n为链节的数目。
聚合度：聚合物分子中，单体单元的数目叫聚合度。
一级结构：单个大分子内与基本结构单元有关的结构。包括结构单元的化学组成、键接方式（头头和头尾）、构型（旋光异构和几何异构）、支化和交联以及共聚物的序列结构。
二级结构指的是若干链节组成的一段链或整根分子链的排列形状。
高分子链有五种基本构象，即无规线团、伸直链、折叠链、螺旋链和锯齿形链。三级结构指在单个大分子二级结构基础上，许多这样的大分子聚集在一起而成的结构，也叫聚集态结构或超分子结构。
三级结构包括结晶结构、非晶结构、液晶结构和取向结构等。
四级结构是指高分子在材料中的堆砌方式。在高分子加工成材料时往往还在其中添加填料、助剂、颜料等外加成份。又称为织态结构。
高分子链的柔顺性及其结构影响因素
a.主链结构.主链全部由单键组成的高分子一般柔顺性较好。主链有杂原子时，由于杂原子上无氢原子或取代基，和/或键长键角较大，从而内旋转较容易而更为柔顺。
主链含芳环或杂环时，由于芳杂环不能内旋转，使可旋转的单键数目减少，所以这类分子链柔性较差，芳环越多柔性越差。
主链含孤立双键时，孤立双键相邻的单键内旋转更容易，由于两个因素即键角较大且相连的双键上的氢原子或取代基只有一个。
B.对于非对称性取代，侧基的极性越大或数目越多，相互作用力越大，分子链内旋转受阻，柔性变差。另一方面，侧基的体积越大，空间位阻越大，内旋转也越困难，柔性也越差。
但侧基如果是柔性的，侧基的增大使分子间距离增加，会使分子间作用力减小，其影响超过空间位阻的影响。对于对称取代，偶极矩抵消了一部分，整个分子极性减小，柔性增加。
c.分子链的长短一般分子链越长，构象数目越多，链的柔性越好。
d.分子间作用力首先是氢键（较刚性），其次是结晶（分子构象无法改变，刚性增大），其三是交联（轻度交联对柔性影响不大，但交联度达到一定程度则链柔性大为减少）。
2.2晶体材料的制备
1.陶瓷法：
含义：在恒温条件下，通过固体原料化合物的直接反应来制备材料，也称为固相反应法。
机理：固体原料化合物在一定的较强烈的反应条件下（如加热至1000～2000℃甚至更高温度），晶体的原料粉末互相混合，通过接触的晶面发生离子的自扩散或互扩散，或原有化学键的断裂和新化学键的形成及新物相的生成，晶体结构产生变化，这种变化向固体原料内部或深度扩散，最终导致一种新多晶材料的生成。陶瓷法的不足：
．反应只能在相界面进行，随后的扩散过程也十分困难。
．反应最终得到的往往是反应物和产物的一个混合体系，极难分离或提纯。 ．即使反应进行的再完全，也很难得到一个纯相的体系。
．还存在反应容器污染产物的问题。
2．化学法
.化学法能够得到陶瓷法所难以得到的高纯和均相的材料，并能在较低的温度条件下，采取较容易的方法来得到，制得的材料有很大表面积，对于制备催化剂载体或其它很细的粉体材料非常有用。
①．前驱体法 反应物在原子级水平上混合，制备出有确定化学计量的单一化合物，这一固态物质称为前驱体，前驱体在加热之后能得到所设计的产物。
缺点：前驱体中化学计量与产物化学计量保持一致较困难。
目前解决的办法常采用共沉淀的办法制备固溶体前驱体
②．局部氧化还原法
插层法是在材料原有的晶体相结构中插入额外的原子或离子来达到氧化还原反应目的的方法。
这种反应是可逆的，当外来原子或离子渗透进入层与层之间的空间时，层可以被推移开，层间距拉大，当插层原子从晶体中逸出时，结构层互相靠近，恢复原状。
③．局部离子交换法
有一定程度的开放性并允许一些外来的原子或离子进入或逸出晶体，还可通过局部离子交换法制备新的晶体材料。
单晶材料的制备：
①．提拉法：
过程：将原料熔于一无反应性的热坩埚中，熔体的温度调节到略高于原料的熔点，即将要生长的材料在坩埚中熔化，然后将籽晶插入（浸入）到熔体里，达到热平衡后，籽晶既不熔掉也不长大，缓慢向上提拉籽晶，同时旋转籽晶，籽晶缓慢的在熔体中生长，当籽晶由熔体里缓慢地拉出时，在界面就连续地发生晶体生长。优点：
a．在生长过程中可以方便的观察晶体的生长状况。
b．晶体在熔体表面处生长，而不与坩埚相接触，这样能显著的减小晶体的应力，并防止埚壁的寄生成核。
c．可以方便的使用定向籽晶和“缩颈”工艺。缩颈后配籽，其位错可大大减小，这样可使放大后生长出来的晶体，其位错密度降低。
成功实现提拉法必须满足的准则：
a．晶体（或晶体加掺杂）熔化过程中不能分解，否则有可能引起反应物和分解产物分别结晶。
b．要求坩埚不污染熔体。
c．炉子及加热元件要保证能加热到熔点，该熔点要低于坩埚的熔点。坩埚熔点比工作温度必须高出200℃左右。
d．要能够建立足以形成单晶材料的提拉速度与热梯度相匹配的条件。
化学气相沉积技术（CVD）：
Ⅰ．氢还原反应：
Ⅱ．歧化反应（自身氧化—还原反应）
Ⅲ．热分解反应
Ⅳ．热分解—合成反应
半导体晶体生长的气相外延法：
可从熔体中生长出来半导体晶体，可从高温溶液中生长出半导体晶体。
气相外延生长的温度远低于所生长材料的熔点，因此有利于获得高纯材料、具有高离解压难以从熔体中生长的材料和陡峭P-N结或异质结构材料。
生长速度典型值为每小时几到几十μm，适于生长超晶格和量子阱结构。
焰熔法的优点：
(1)生长设备简单，此方法不需要坩埚，节约了制作坩埚的耐高温材料，又避免了晶体生长过程中坩埚的污染；
(2)氢氧焰燃烧时，温度可达2800℃，所以原则上讲，高熔点的单晶体，只要不挥发，不怕氧化，都可以用这种方法生长。
(3)生长速度快，短时间用此法可以生长出较大的晶体。
焰熔法的缺点：
(1)因为发热源是燃烧的气体，故其温度不可能控制得很稳定；
(2)火焰中的温度梯度较大，造成结晶层的纵向温度梯度和横向温度梯度均较大，生长出来的晶体质量欠佳，
(3)生长的晶体位错密度较高，内应力也较大。
2.3无定形材料的制备
非晶态材料的基本特征：
(1)各向同性。非晶态材料各个方向的性质，如硬度、弹性模量、折射率、热膨胀系数、导热率等都是相同的。
(2)介稳性。玻璃是由熔体急剧冷却而得，由于在冷却过程中黏度急剧增大，质点来不及进行有规则的排列，系统的内能尚未处于最低值，因而处于介稳状态，在—定的外界条件下，仍具有自发放热转化为内能较低的晶体的倾向。
(3)无固定熔点。玻璃态物质由固体转变为液体是在一定温度区间（转化温度范围内）进行的，与结晶态物质不同，无固定的熔点。
(4)物理、化学性质随温度变化的连续性和可逆性。非晶态材料由熔融状态冷却转变为固体(玻璃体)是渐变的，需在一定温度范围内完成，其物理、化学性质的变化是连续的、可逆的。
(5)没有任何长程有序，只存在小区间内的短程有序。
（6)衍射花纹是由较宽的晕和弥散环组成
1．非晶态金属的性能特点
具有优异的软磁性能、力学性能、耐腐蚀特性、催化特性、电学和耐辐射（中子、γ射线等）特性
力学上：强度比一般金属都高，接近于晶须弹性比晶态合金低30～40％各向同性
电学上：电阻率高，为晶态的2～5倍。
2．制备的一般原理
①．必须使熔体金属以大于临界速度急速冷却，使结晶过程受阻而形成非晶态，不同成分的非晶态金属的临界冷却进速度可在102—107K/s6个数量级之内变化，且多数非晶态合金可在105－106K/s的冷却速度下获得。
②．必须将金属玻璃冷到或低于它的再结晶温度，将这种热力学上的亚稳态保存下来，而不向晶态转变。
玻璃的优异性能：
1)玻璃具有极高的透光性，是一类理想的透明材料，并且随添加物的不同，可以得到各种不同的颜色。
2)玻璃质地坚硬、致密，具有较高的机械强度和气密性；
3)玻璃具有极高的化学稳定性，其耐腐蚀性能远较金属材料要高得多；
4)玻璃具有很好的成型性能和加工性能，可以很容易地制作成各种特殊形状的玻璃器件；
5)一般情况下，玻璃具有电绝缘性，同时也具有较好的热稳定性和隔热性能；
6)通过改变玻璃成分和玻璃制作工艺，可以得到具有不同特殊性能的玻璃；
7)玻璃的制备原料来源广泛，价格低廉。
玻璃中常见成分的作用：
SiO2是玻璃中最主要的成分，玻璃所具有的耐热、耐压、脆性、化学稳定性和透明等性能主要是由SiO2提供（网络形成剂）
Na2O和K2O同属碱金属氧化物，可统一用R2O来表示，它们的引入能降低玻璃的粘度，有利于熔化和成型。
CaO和MgO同属于碱土金属氧化物，其引入可以避免玻璃的析晶，提高化学稳定性和机械强度。
Al2O3亦能降低玻璃的析晶趋势，同时提高玻璃的化学稳定性，但其高含量会引起玻璃粘度的增加，不利于玻璃的熔
制。
2.4聚合物材料的制备
链式聚合反应的一般性特征：链式反应的一般方式是由引发剂产生一个活性种(活性种可以是自由基、阳离子或阴离子)，然后引发链式聚合，使聚合物活性链连续增长。
逐步聚合反应有两个显著的特征：
（1)相对分子质量随转化率增高而逐步增大；
(2)在高转化率才能生成高相对分子质量的聚合物，这是逐步聚合反应区别小分子缩合反应的一个重要特征。
双基偶合反应是两链自由基头部的单电子相互结合成稳定的共价键，其结果大分子链增长了一倍，两端都带有引发剂的根基。
双基歧化反应是两个生长着的大分子链相互作用，一个链自由基夺取另一个链自由基上的氢原子，获得氢原子后的大分子端基饱和，失去氢原子的大分子的端基则不饱和，其结果，聚合度与链自由基中的单元数相同，每个大分子只有一端连有一个引发剂的根基，生成一个饱和，另一个不饱和的聚合物。
阳离子聚合：阳离子聚合引发剂都是亲电试剂，主要包括以下几类：
质子酸：其引发阳离子为离解产生的质子H+，包括：
无机酸：H2SO4，H3PO4等
有机酸：CF3CO2H, CCl3CO2H等
超强酸：HClO4，CF3SO3H, ClSO3H等。
活性中心是碳阳离子，极性大的溶剂有利于链增长活性中心与抗衡阴离子的离解，有利于聚合反应速率的增大
阴离子聚合：
阴离子加成类引发剂：引发剂离解产生的阴离子与单体加成引发聚合反应：
电子转移类引发剂：锂、钠、钾等碱金属原子最外层只有一个价电子，容易转移给单体或其他物质，生成阴离子，引发聚合。这种引发称做电子转移引发。
活性中心可以是自由离子，离子对，甚致于处于缔合状态的阴离子活性种。
离子聚合反应对单体有高度选择性：
阳离子只能引发那些含有给电子取代基如烷氧基、苯基和乙烯基等烯类单体聚合，如异丁烯和烷基乙烯基醚等。
阴离子只能引发那些含强吸电子基团如硝基、腈基、酯基、苯基和乙烯基等烯类单体聚合。从热力学观点．开环聚合的可行性顺序为：三元环、四元环>八元环>五元环、七元环>六元环。
环化反应的可能性
双官能团单体通过逐步聚合反应来合成线型聚合物，有时由于环化反应的竞争而复杂化。可能发生分子内和分子间成环。（二元醇，二元胺，二异氰酸酯，氨基
酸或羟基酸）
光纤优点：
传光效率高、集光能力强、信息量大、速度快、频率高、抗干扰、耐腐蚀、可弯曲、保密性好、资源丰富、成本低等一系列优点。
光纤分类：
按折射率分布：阶跃折射率型梯度折射率型
传输模数：能传输多种形式的光纤称为多模光纤
阶跃型光纤，当特征频率＜2.405时，能传输基模称为单模光纤。
光纤制备工艺：
光纤预制棒（Φ10-20mm）→拉丝（Φ 125μm）玻璃纤维→装套
薄膜制备工艺有真空蒸镀、溅射、分子束外延、化学气相沉积、溶胶－凝胶法、液相外延、还有电镀、涂布以及机械压制等许多方法。
纳米：纳米是一个长度计量单位，1纳米= 10-9米，纳米结构通常是指尺寸在100纳米以下（1-100nm）的微小结构。
纳米效应：
小尺寸效应、量子效应（含宏观量子隧道效应）、表面效应和界面效应
纳米金属的熔点比普通金属低几百度；
气体在纳米材料中的扩散速度比在普通材料中快几千倍；
纳米磁性材料的磁记录密度可比普通的磁性材料提高１０倍；
纳米复合材料对光的反射度极低，但对电磁波的吸收性能极强，是隐形技术的突破；
纳米材料颗粒与生物细胞结合力很强。
材料表面与界面化学
表面：表面—指物体与真空或本身的蒸气接触的面。由于绝对的真空并不存在，许多场合下，把固相与气相、液相与气相之间的分界面都称为表面。
弛豫表面：固体表面层之间以及表面和体内原子层之间的垂直距离偏离固体内部的晶格常数，而其晶胞结构基本不变，这种情况称为弛豫。
重构表面：重构是指表面原子层在水平方向上的周期性不同于体内，但重直方向的层间间距与体内相同。
界面行为：在任何两相交界的界面上，质点所受的力不平衡，因而存在着界面张力，在界面张力作用下界面上会发生一系列物理化学过程：吸附、润湿、粘附、磨擦、封接等等。
吸附通常是指处于气相的分子或原子与表面的结合。
产生吸附的原因：固体表面具有过剩的能量――表面自由焓。
①．物理吸附
?含义：指气体分子或原子被与之不同的物质所组成的表面势阱较浅的力所捕获，即范德华力。
?特点：
?a．物理吸附不需激活能，可自发进行，吸附过程中放出能量不大，约20kj/mol。?b．吸附时吸附质点的性质没有变化，脱附时还保留自己的原始形态。
c．可在固体表面形成多层吸附分子层，吸附速度解吸速度快，易于达到吸附平衡状态。
?d．吸附剂结合的几率与气体温度、吸附剂、吸附质结合、表面温度有关。②．化学吸附
?含义与物理吸附不同，具有很紧密的结合，作用力是共价键或离子键。
?特点：
?a．有明显的选择性
?b．只能是单分子层吸附
?c．放出热量很大，40~400KJ/mol和化学反应热的数量级差不多。
d．化学吸附的作用力较强，所以被吸附的物质在固体表面上比较稳定，不易解吸，不完全可逆，一般化学吸附的吸附和解吸速度都较小，且不易达到吸附平衡。?e．温度上升可加快化学吸附的速度。
吸附热：吸附所释放出的能量近似地表征了吸附质点和吸附剂的结合的牢固性
吸附平衡与吸附等温线：用吸附平衡式描写吸附状态，吸附平衡式函数关系。
σ：单位时间内单位面积上的吸附量，Ｔ、Ｐ温度和压强?吸附平衡式描述的一种动态平衡，即单位时间内固体表面的吸附分子数与离开的分子数相等，表现出吸附速率为０。
粘湿：当固体表面与液体接触后，原有的固－气界面和液－气界面都不符存在，而生成新的固－液界面。
粘湿功的大小反映了将固—液界面分开的难易程度。当≥0时，液体能粘湿固体的表面。
浸湿：将固体全部浸入液体之中，即固—液界面完全取代原有的固—气界面，这个过程称为浸湿。
浸没功：反映液体在固体表面取代气体的能力。一定T，P条件下，当≥0时才能发生浸湿过程。
铺展：当液体在固体表面铺展开来形成均匀液膜时，不仅固—液界面取代了原来的固—气界面，并且原有的液—气界面也得以扩大。
当S>0时，铺展过程可以自由进行，只要液体的数目足够，就可直接将整个固体表面铺满，完全以固—液界面取代原有的固—气界面。
粘附：含义：粘附实质相互接触的两个表面之间的相互吸引。
固体表面催化：
1.催化剂：能够增加化学反应达到平衡的速度而在过程中不被消耗的物质。
特点：寿命长、容易活化、再生、回收，在使用过程中易于采取自控操作。
多相催化：催化剂与反应物分属不同的相。
催化剂组成：催化剂活性组分—催化剂中起主要作用。它具有催化性能。
助催化剂—以各种浓度加入的非活性组分，目的在于改善催化剂的催化性能。载体—是活性组分的基体或粘接剂
多相催化反应的过程
1．反应物扩散到固体催化剂的表面。
2．反应物为固体催化剂的表面所吸附。
3．反应物与固体催化剂表面发生反应，生成中间产物进而生成最终产物。4．反应生成的最终产物由固体催化剂的表面脱附。
5．反应产物由扩散作用而离开固体催化剂的表面。催化反应的速率往往是由这五个基本步骤中进行最慢的过程所控制。
固体催化剂（特别是金属催化剂，其不同晶面的催化活性是不同的）
表征其表面结构的一些参量是催化活性组分的晶态，晶格常数，晶粒大小及分布，表面积，孔隙率和孔分布。
催化活性的固体表面在粗糙是不均一的，它呈现出台阶似的晶面，不同台阶形貌不同，其原子的电荷密度不同，它们对催化和脱附的性能也由此而不同。
在实际工作中总是尽可能将固体催化剂做成比表面积很大的，海绵状或者多孔结构颗粒，但一些结构敏感性的催化剂需要有最合适的晶粒度。
催化反应的几何对应原则：在多相催化反应中，分子的活性是通过与催化剂表面的化学吸附作用而实现的。要求反应物分子结构和催化剂原子结构在几何尺寸上接近。
能量对应原则：反应物与催化剂之间形成化学吸附所释放的能量与反应物断键和产物形成新键所需的能量之间有一定的对应关系。
固体酸：包括给出质子的酸(B酸)(即布朗斯德酸Bronsted)或可从反应物接受电子对的L酸(即路易斯酸Lewis)两类固体。
固体碱：能向反应物给出电子对的固体称为路易斯碱，能接受质子（H+）的物质称布朗斯德碱。
产生固体酸碱中心的催化反应机理
各种固体酸碱物质由于本身的结构不同而引起酸碱中心，酸碱中心对反应分子的吸附能力较强，并且能使其发生活化或者解离，进而与催化剂表面发生反应生成中间产物，然后再进一步生成最终的产物。
简单氧化物中形成酸、碱的一般机理
固体氧化物的酸碱性主要来自其中的金属离子，金属离子的酸碱性可用金属离子的电负性作为判据。M电负性大为酸，电负性小为碱
例：氧化铝表面上有L酸中心，也有B酸中心，同时还有碱中心。
?实验表明，氧化铝表面上由吸附H2O而生成的Ｂ酸酸性很弱，而本身的Ｌ酸却很强。
?碱中心也是有实验依据的（Al2O3上吸附的NH3解离时产生OH-）。因此，对于Al2O3而言，其表面酸主要是Ｌ酸。
二元氧化物混合物固体酸中心形成规则
Thomas规则：金属氧化物中加入另一种金属或非金属氧化物时，或者由于价态不同，或者虽价态相同但配位数不同，因同晶取代产生酸中心。
Tanabe规则：凡是电荷出现不平衡就会有酸性产生；电荷为正过剩则产生Ｌ酸，电荷为负过剩则产生Ｂ酸。
表面改性就是通过表面处理保持表面的特性与活性或者改变材料表面的物理、化学或机械性能，以适应各种预期的要求。
分类：电镀、化学镀及化学转化膜，表面着色技术，此类技术一方面起保护材料作用，另一方面还有装饰功能：涂装新技术：包含有机涂料、无机涂层等新型涂料；表面扩散渗入处理技术：如渗硼、渗碳、渗氮；热喷涂表面覆盖新技术
新型表面改性技术；表面改性与表面活性剂。
材料激发化学与电化学
等离子体：气体分子电离产生的带电粒子密度达到一定数值时，这种电离气体是有别于普通气体的一种新的物质聚集态，列为物质的第四态。无论气体是部分电离还是完全电离，其中的正负电荷总数在数值上总是相等的，故称为等离子体。电离气体与普通气体的区别
1）．组成上电离气体是带电粒子和中性粒子组成的集合体；普通气体是由电中性的分子或原子组成。
2）性质上：电离气体是一种导电流体，能在与气体体积相比拟的宏观尺度内维持电中性。电离气体中的带电粒子间存在库仑力，而普通气体分子间并不存在净电磁力。 离气体作为一个带电粒子学，其运动行为受到磁场的影响和支配。等离子体的温度被定义为电子温度Te、离子温度Ti和中性粒子温度Tg
热平衡等离子体：Te＝Ti时称为热平衡等离子体，简称为热等离子体。
点：电子温度高，重粒子温度也高。
非平衡等离子体：Te＞＞Ti
点：电子温度高达104k以上，离子和原子之类重粒子温度都可低到
300-500k、一般压力＜102Pa下形成。
等离子体判据：
等离子体鞘：当等离子体与容器壁接触时，偏离电中性薄层。
鞘层的形成：鞘层是等离子体受某种扰动时，由德拜屏蔽产生的空间电荷层。光化学反应的主要特点：①光化学反应是从物质吸收光子开始的。
②一个有效的光化学反应是激发态分子化学退激速度常数与物理退激速度常数相竟争的结果。其化学退激的速度常数应远大于物理退激的速度常数。
③光化学反应与热化学反应相比。光化学反应的选择性更强。
④对于光化学反应来说，用光源辐照反应体系，不仅能提高化学反应速率，而且可以改变化学反应平衡状态。
⑤光化学反应产物和产物的产率与光源辐射波长密切相关。
光化学反应的初级过程：涉及激发态的反应步骤。光化学反应的次级过程：由初级过程中形成的中间产物所发生的后继反应。
化学退激：光化学中，把由激发态分子（原子，离子）产生中间产物或直接生成产物的过程即化学退激。
物理退激：把激发态分子（原子，离子）光辐射退激和无辐射退激过程称为物理退激。
光化学反应中适用的光：具有的能量应足以使化学键断裂，即此能量对应的相应的波长范围的光。光化学有效的光的波长范围为100nm~1000nm(28.6kCal/mol)。通常适用的光的波长范围为200~700nm，200nm是石英光窗材料的透射限，700nm 是简单单分子引起光化学反应的吸收限。
分子吸收光子由基态跃迁到激发态，处于电子激发态的分子可以通过发射，辐射失去能量，这个过程称为发光，主要的发光类型为荧光，磷光。
荧光：由最低单线态S1到基态S0的发射过程；
磷光：由最低三线态T1到基态S0的发射过程。
量子产率定义：
化学电源是一种能将化学能接转变成电能的贮能或换能装置。
燃料电池是两个电极的反应物和生成物不储存在电池内部，而是由外部连续不断的供给反应物及时从电池内部排除生成物的电池，能连续的把燃料的化学能直接转变成电能的装置。
电池容量Ｃ指电池所输出的能量，它表明由电池中能取出的电量值。一般以安培小时为单位，简称“安时”“Ah”“AH”。
电池能量密度指电池输出的电能与电池的重量或体积之比。
电池的功率密度指电池的输出功率与电池的质量或体积之比，分别称为质量功率
和体积功率密度。
一次电池是一种经常处于可工作状态、放电后不能靠通入反向电流使两电极的活性物质恢复原来状态的电池。
二次电池是一种电能的贮存器，电池反应可以正向进行，也可以逆向进行。
影响锌－锰电池性能的因素及防护措施
电池的自放电：一是H+的阴极还原，O2的还原；二是制作过程中的各种不均匀因素引起的局部腐蚀(碳粉混合不均匀，表面加工不均等)。
措施：1，应采用纯度高的锌锭（99.9%以上）；2，冲压加工锌筒时厚度均匀一致并经汞齐处理；3，加入缓蚀剂，使锌表面形成一个保护层。
镍－氢蓄电池：
铅酸蓄电池放电截止后必须立即充电，因为电池放电时两极生成许多PbSO4微小晶体。若不及时充电长期处于放电状态， PbSO4的微晶颗粒会自径长大，充电时不能全部恢复原状使电池的容量显著下降。
燃料电池的基本原理和特点
原理：该电池主要由多孔性电极与夹在两电极中间的电解质溶液构成，当使用磷酸水溶液为电解质时，氢气在氢电极中释放出电子变为H+，是负极H2→2H++2e- 而在氧电极的细孔中，H+和O2反应生成水，正极2H++1/2O2+2e-→H2O ，用导线将用电器串联到两电极上，即有电流通过而得到电能。
特点：主机无运转部件，易建设，易维修，比功率高，污染少。
熔融碳酸盐型燃料电池
特点：1．发电中没有多次能量转换过程，发电效率高
2．污染少，环境效益好
3．主机无运转部件，无须润滑，无噪声，启动快，故障少，重量轻
4．易建设，易维修
化学导论论文
化学与现代社会的发展 熊俊杰 材化学院应用化学一班(03111128) 摘要:化学在我们的日常生活中随处可见,已经渗透到我们生活的各个方面,它在改善人类的生活和社会的发展等方面起着非常重要的作用。 关键词：化学与生活，化学与科技，化学与环境 化学与生活 化学是一门基础自然科学,它是人类认识世界、改造世界的锐利武器。目前化学科学已经渗透到国民经济的—切技术领域,它在为人类提供丰美的食品、丰富的能源、品种繁多的材料、治疗疾病的医药,以及保护人类的生存环境等方面起了巨大的作用。 先说说化学对日常生活的影响。由于有了化学，我们的住房才有多彩的装饰。生石灰浸在水中成熟石灰，熟石灰涂在上干后成洁白坚硬的碳酸钙，覆盖了泥土的黄色，房子才显得整洁明亮。化学炼出钢铁，我们才有铁制品使用。化学加工石油，我们才能用上轻便的塑料，而塑料，这是我们每天都必须接触的东西，电脑外壳，键盘，鼠标，塑料杯子，拖鞋，衣服，都离不开塑料。化学锻烧陶土，才能使房屋有漂亮的瓷砖表面。 化学反应是交通工具得以行驶的动力。没有燃料的燃烧放出热量，车辆根本无法开动。化学能是它们得以行动的最原始的能量来源，即使用了电做动力，也不能忘记化学能伟大的贡献。在现在，化学仍是交通工具的生命仍对人们出行起重大作用。可以说没有化学就没有我们现在的美好生活。 这几年苹果产品在全求掀起了一股热潮，但是一切物质包括我们人类自己，都是由化学物质构成的，所以没有化学就没有苹果的产品。不但如此，现在我们生活用的电子电器产品譬如手机，相机等都离不开工程塑料。 化学与生物 再说化学对生物医学的影响。医药上：所有西药及部分中药都是化学合成的，青霉素，阿司匹林这些都属于化学范畴，在医药方面有重大贡献，而医学的发展和人们的健康息息相关。举个例子，1933年Fl e ming氏十年前(1928)发现青霉素可以对抗很多致病菌的文章后，对青霉素的兴趣大增。Fle mi ng虽然发现了青霉素的抗菌性能，但是认为要把它提纯大量生产作药用，却是很难实现的。傅氏却不接受这一看法，与另一个化学家C hai n氏合作，而使用工业的方法，在二次大战末期，大规模生产出实用的青霉素。使战场受伤的士兵伤口受到感染的机会大减。后来又用於对很多其它细菌感染的疾病，产生
材料学化学专业的就业前景
材料学化学专业的就业前景 材料化学是材料科学的一个分支，是一门材料科学与现代化学、现代物理等多门学科相互交叉、渗透发展形成的新兴交叉边缘学科，是运用现代化学的基本理论和方法研究材料的制备、组成、结构、性质及应用的学科。化学工程专业毕业生是目前很有“钱”途的毕业生，化学工程的毕业生市场需求很大，材料化学专业就业前景甚好，尤其是进入石油业或煤业的学生，材料化学专业是化学与工程两种知识结合的专业，在国民经济发展和科学前沿领域中都起着不可替代的重要作用。 主干学科：材料科学、化学。主要课程：有机化学、无机化学、分析化学、物理化学、结构化学、流体力学、工程力学、材料化学、材料物理等。主要实践性教学环节：包括生产实习、毕业论文等，一般安排10--20周材料化学就业前景材料化学就业前景。修业年限：四年授予学位：理学或工学学士 培养适应社会需要，系统地掌握材料科学的基本理论与技术，具备化学相关的基本知识和基本技能，能运用材料科学和化学的基础理论、基本知识和实验技能在材料科学与化学及其相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的高级专门人才和具有开拓性、前瞻性的复合型高级人才。
可在化工、石油、轻工、日化、制药、冶金、建材等部门从事各类化工产品及其生产技术的研究、开发、设计、生产和管理等方面的工作或者出国深造。本专业的毕业生出国难度不是很大，不过出国之后从事的也是基础研究，比如测相图(非常繁杂琐碎)，处于比热门冷、比冷门热的位置。在材料科学与工程各专业中，材料化学专业的毕业生就业情况还是比较不错的，不过目前能去而专业比较对口的，主要还是国有大中型企业，特别是大型钢铁制造公司，有些“夕阳产业”的味道。考研的选择也不少，除上面提到的高校外，很多工科比较齐全的学校都开设了相关专业，基本上都是在材料科学与工程系/学院下面 材料化学专业的学生有较强的化学知识，材料设计制备、检测分析知识，能够在很多领域就业。如电子材料、金属材料、冶金化学、精细化工材料、无机化学材料、有机化学材料以及其它与材料、化学、化工相关的专业材料化学就业前景职业规划。与化工、化学等专业相比，材料化学专业更注重研究新材料的开发和应用。同时在一些边沿学科诸如环境、药物、生物技术、纺织、食品、林产、军事和海洋等领域，材料化学专业的人才也有较强的用武之地。市场需求预期：根据北京市“十一五”发展规划：要依托燕山石化，重点发展环境污染孝资源消耗少、附加值高的化工新型材料、精细化工制造业，可以看出燕山石化、大宝、宝洁、双鹤医药、
化学导论
化学导论 摘要：人类的进化史就是化学的发展史。对化学的了解对于每一个人都是十 分重要的了。透过化学所能了解的东西更是广阔。通过对化学与工业，我们明白啦化学在建立于发展现代工业所起的重要作用，还有化学-与生活，化学与军事，化学与能源，化学与环境等等等。总之，我们离不开化学。 化学与生活：化学来源于生活又服务于生活，当远古人类发现和使用火的时 候，人类就接触到了化学，后来随着人类的进步，人类把化学应用于生活，通过粮食发酵酿出了酒和醋，就利用了化学中的缓慢氧化原理，而应农业与军事的需要，人们开始有意识的用化学来炼铜和冶铁，更别说现代社会中人类的衣，食，住，行等各个方面，无处都有化学的身影，可以说化学与生活息息相关，渗透到我们生活的每个角落。 比如说涤纶布料的衣服，穿起来不怎么透气，如果经过改进以后利用合成的一些材料，制成了像真丝的衣服，及软又透气，人们穿起来就会很舒服。这就是化学在“衣”方面的用处的简单举例。 说道“食”，不得不提的就是尿素的合成与合成氨了。人类过去是靠天吃饭，但随着人口的增加，尤其是我国这种人口大国，吃饭问题是至关重要的。1905年，德国的化学家哈勃第一次解决了这个问题，把氨气变成了肥料。这是人类发展史上一个非常重要的事件。由于有了化学，我们的住房才有了多姿多彩的装饰。生石灰浸在水中变成了熟石灰，熟石灰涂在墙体上风干后成了洁白坚硬的碳酸钙，覆盖了泥土的黄色，房子才显得整洁明亮。而化学煅烧陶土，才使得房屋有漂亮的瓷砖表面。 化学与军事：人类刚刚迈进21世纪的门槛，由于科学技术的迅速发展，社会生产力极大提高，世界经济得到前所未有的繁荣。全球性的科技竞赛推动科技的高速发展，国际金融一体化进程将加快，世界金融业将掀起新一轮的兼并和联合浪潮，国际贸易和跨国直接投资迅猛发展。跨区域、洲际间的区域经济组织进一步发展，合作的空间不断扩大。各区域经济组织之间的相互联系将进一步加强，合作的领域和范围进一步拓展。世界多极化日益发展，世界的和平发展趋势日益明显，全球迎来一个高速发展的时期。但是在某些地区仍存在着不和谐的因素，争斗不断，战争频发。如伊拉克战争，叙利亚局势，利比亚战争，巴以问题等等，这些地方的人民深受其害，生活处于水深火热之中。因此各国开始扩充军备，企图用军事实力来安定国家。我国人民虽然爱好和平，珍惜这来之不易的幸福生活，但也要阻止外来势力的挑衅，建立强大的军事力量，加强震慑力，吓阻一切敌人。化学作为一门基础学科，是建立强大军队，研制新型武器的重要保障。 纵观世界军事发展史，化学在其中起着举足轻重的作用。每一种新型武器的发明 都与化学息息相关。军事武器的进步也是化学的进步，化学的发展带动着军事发
材料化学考试重点整理
第一章 1、材料的基本概念 材料是人类赖以生存的基础，材料的发展和进步伴随着人类文明发展和进步的全过程。材料是国民经济建设，国防建设和人民生活不可缺少的重要组成部分，是社会现代化的物质基础与先导。 材料，尤其是新材料的研究、开发与应用反映着一个国家的科学技术与工业水平。 材料特别是新材料与社会现代化及现代文明的关系十分密切，新材料对提高人民生活，增加国家安全，提高工业生产率与经济增长提供了物质基础，因此新材料的发展十分重要。 材料是一切科学技术的物质基础，而各种材料的起点主要来源于材料的化学制备和化学改性。 2、什么是材料科学工程 具有物理学、化学、冶金学、金属学、陶瓷学、计算数学等多学科交叉与结合的特点，并且具有鲜明的工程性。 3、什么是材料化学 材料化学在研究开发新材料中的作用，就是用化学理论和方法来研究功能分子以及由功能分子构筑的材料的结构与功能关系，使人们能够设计新型材料，提供的各种化学合成反应和方法使人们可以获得具有所设计结构的材料。 采用新技术和新工艺方法，合成新物质和新材料，通过化学反应实现各组分在原子或分子水平上的相互转换过程。涉及材料的制备、组成、结构、性质及其应用的一门科学。 材料化学既是材料科学的一个重要分支，也是材料科学的核心内容。同时又是化学学科的一个组成部分，具有明显的交叉学科、边缘学科的性质。是材料学专业学生的一门重要的专业基础知识课程。 4、材料的分类 （1）按照材料的使用性能：可分为结构材料与功能材料两类 结构材料的使用性能主要是力学性能； 功能材料的使用性能主要是光、电、磁、热、声等功能性能。 （2）以材料所含的化学物质的不同将材料分为四类：金属材料、非金属材料、高分子材料及由此三类材料相互组合而成的复合材料。 第二章 1、原子结合---键合 两种主要类型的原子键：一次键和二次键。 （1）一次键的三个主要类型：离子键、共价键和金属键。（一次键都涉及电子的转移，或者是电子的共用。）一次键通常比二次键强一个数量级以上。 ①金属键：自由电子和正离子组成的晶体格子之间的相互作用就是金属键。没有方向性和饱和性的。 ②离子键：包含正电性和负电性两种元素的化合物最通常的键类型为离子键。阴阳离子的电子云通常都是球形对称的，故离子键没有方向性和饱和性。 ③共价键：由两个原子共有最外层电子的键合，使每个原子都达到稳定的饱和电子层。共价键具有方向性和饱和性。 （2）二次键：范德华键（二次键既不涉及电子的转移，也不涉及电子的共用。） 以弱静电吸引的方式使分子或原子团连接在一起的，比前3种键合力要弱得多。包含色散效应、分子极化、氢键。 ①色散效应：对称的分子和惰性气体原子，由于电子运动的结果，有时分子或原子的内部会发生电子的偏离而引起瞬时的极化，形成诱导瞬间电偶极子，就会产生很弱的吸引力，这样的吸引力在其它力不存在时能使分子间产生结合。 ②分子极化：原子、离子及分子的电荷并不是固定在一定部位上，它们在相互靠近时，电荷会发生偏移，形成
常用材料标准及化学成分表 (1)
常用材料所用标准及化学成分表 标准牌号 元素质量分数%（除给出范围外为最大值） 序 号 标准 牌号 C Mn P S Si Cu Ni Cr Mo V Nb 备注 1 ASTM A216 WCB 0.30 1.00 0.04 0.045 0.60 0.30 0.50 0.50 0.20 0.03 … 铸件① 2 WCC 0.25 1.20 0.04 0.045 0.60 0.30 0.50 0.50 0.20 0.0 3 … 铸件① 3 ASTM A352 LCB 0.30 1.00 0.04 0.045 0.60 0.30 0.50 0.50 0.20 0.03 … 铸件 4 LCC 0.2 5 1.20 0.04 0.045 0.60 0.30 0.50 0.50 0.20 0.03 … 铸件 5 LC3 0.15 0.50～ 0.80 0.04 0.045 0.60 … 3.00～ 4.00 … … … … 铸件 6 LC9 0.13 0.90 0.04 0.045 0.45 0.30 8.50～ 10.0 0.50 0.20 0.03 … 铸件 7 ASTM A105 A105 0.35 0.60～ 1.05 0.035 0.04 0.10～ 0.35 0.40 0.40 0.30 0.12 0.08 …锻件②
标准牌号 元素质量分数%（除给出范围外为最大值） 序 号 标准 牌号 C Mn P S Si Ti Ni Cr Mo V W 备注 8 ASTM A182 304 0.08 2.00 0.045 0.03 1.00 … 8.00～ 11.0 18.0～ 20.0 … … … 锻件 9 316 0.08 2.00 0.045 0.03 1.00 … 10.00～ 14.0 16.0～ 18.0 2.0～ 3.0 … … 锻件 10 316L 0.03 2.00 0.045 0.03 1.00 … 10.00～ 15.0 16.0～ 18.0 2.0～ 3.0 … … 锻件 11 321 0.08 2.00 0.045 0.03 1.00 0.70 9.00～ 12.0 17.0～ 19.0 …… …锻件③
材料化学专业就业前景与就业方向解析
材料化学专业就业前景与就业方向解析 材料化学专业学生主要学习化学和材料科学方面的基本理论、基本知识和基本技能，接受科学思维与科学实验方面的基本训练，并能够熟练运用，充分了解材料化学理论和应用的最新发展动态，掌握信息收集检索的方法，具有运用化学和材料学的基础理论、基本知识和基本技能独立进行研究、教学、生产和开发的基本能力。培养系统掌握材料化学的基本理论与技术，具备材料化学相关的基本知识和基本技能，能运用化学和材料科学的基础理论、基本知识和实验技能在材料科学与化学及其相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的具有开拓型、前瞻性、复合型的高级人才。 材料化学专业所研究的大多跟传统产业有关，属于解决实际问题的理论学科，因此材料化学专业研究的课题没有那么新潮和热门，但是在现实生产中，对优秀的材料化学方面人才的需求是巨大的，例如说冶金行业，在钢铁、有色金属冶炼过程中效率低、产品质量差、生产过程中浪费严重等问题，都需要用材料化学的知识来解决。中国虽然一直以陶瓷闻名世界，但实际世界上精密陶瓷绝大部分是由日本制造的，就是因为我们在配料、控制烧结条件等环节技术力量太差，而材料化学正是解决这些问题的。所以材料化学专业不仅实用价值高，而且发展空间大。材料化学专业的学生具有比较强的化学背景，能够在电子材料、金属材料、冶金化学、精细化工材料、无机化学材料、有机化学材料以及其它与材料、化学、化工相关的领域内找到适合自己的工作。 材料化学专业在专业学科中属于理学类中的电子信息科学类，其中电子信息科学类共9个专业，材料化学专业在电子信息科学类专业中排名第2，在整个理学大类中排名第11位。截止到XX年12月24日，45429位材料化学专业毕业生的平均薪资为4005元，其中10年以上工资1000元，应届毕业生工资3384元，0-2年工资4009元，3-5年工资4803元，6-7年工资6630元，8-10年工资8061元。就业前景比较好的城市有：上海、北京、广州、深圳、东莞、五洲、南京、杭州、宁波、武汉。 整体说来，材料化学专业就业都还是不错的。毕业生可在化学化工，材料，医药，食品，环境，能源和分析检验等领域和行业的企业事业单位和行政 1/ 3
材料化学导论2-8章练习题,唐小真版
2章材料化学的理论基础 1.用固体能带理论区别导体、半导体、绝缘体。 2.晶体的宏观特性有那些。 3.说明晶体点阵缺陷的分类情况。 4.用实验事实简述非晶体材料的几何特征。 5.写出TiO2在还原气氛中失去部分氧，生成的缺陷反应，说明代表的意义。 6.晶体一般的特点有哪些；点阵和晶体的结构有何关系。 7.晶体衍射的两个要素是什么？它们与晶体结构有何对应关系？在衍射图上有何反映。 8.总结位错在金属材料中的作用。 9.说明晶界对材料性能及变形的影响。 10.画出fcc晶胞中（111）晶面上的所有[110]晶向。 11.假设把MgO固溶到ZrO2中（10%），,（1）写出两种可能的固溶反应式；（2）设Mg2+进入Zr2+位置的摩尔分数为x，试写出相应两种固溶体分子式。 12.一个立方晶系晶胞中，一晶面在晶轴X、Y、Z上的截距分别为2a、1/2a 、 2/3a，确定此晶面的晶面指数，并图示。 13.简述P型半导体和N型半导体导电机理。 14.Mg（熔点924K）和Zn（熔点692K）的相图具有两个低共熔点，一个为641K （3.2%Mg，质量分数），另一个为620K（49%Mg，质量分数），体系的熔点曲线上有一个最高点863K（15.7%Mg）。（1）绘出Mg和Zn的T—x（温 度—组成）图。（2）标明各区中的相。 15.四面体型分子CH3Cl具有哪些那些对称元素。 16. 在立方晶系中写出面OBC’、ODD’O’的晶面 指数和OB、OD晶向指数（AD=1/2AB）。 17.图例是A-B-C三元系成分三角形的一部分，其中X合金的成分是 _______________。
17题图18题图 18.如图是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题： （1）写出点P，R，S的成分； （2）设有2kgP，问需要多少何种成分的合金Z才可混熔成6kg成分为R的合金。 19.相变的含义是什么？从热力学角度来划分，相变可以分为哪几类？ 3章材料结构的表征 1.什么是材料结构的表征？包括那些内容？ 2.热分析技术包括那些？可研究那些内容？ 3.X射线衍射技术 4.简述波谱技术的分类。 4章材料制备化学 1.晶体材料制备的方法有哪些，简述其原理。 2.分别从热力学和动力学分析MgO和Al2O3以1：1摩尔比生成尖晶石MgAl2O4的固态反应。 3.如何控制晶体颗粒的生长。 5章材料结构的物理性能 1.简述晶体材料共同的和基本的特性。 2.晶体缺陷在材料的改性和制备新型或特殊性能材料的作用。
材料化学专业介绍与就业前景
材料化学专业介绍与就业前景材料化学是一门新兴的交叉学科，属于现代材料科学、化学和化工领域的重要分支，是发展众多高科技领域的基础和先导。在新材料的发现和合成，纳米材料制备和修饰工艺的发展以及表征方法的革新等领域，材料化学作出了的独到贡献。材料化学在原子和分子水准上设计新材料的战略意义有着广阔应用前景。 本专业有机融合并着重培养学生掌握材料科学、化学工程、化学等学科知识与实验技能。本专业旨在培养学生系统掌握纳米材料与功能材料设计、制备与表征的基础理论及专业知识，综合解决材料规模化/工业化生产中的化工技术问题。本专业的毕业生将具备良好的国际化视野、材料工程技术素质和实验技能，是符合社会主义市场经济发展和国际竞争需要的、具有较强管理技能的高层次精英人才和复合型技术人才。 主干学科：材料科学、化学 主要课程：化工原理、反应工程、有机化学、无机化学、分析化学、物理化学、结构化学、材料力学、材料分析测试技术、材料成型、粉体材料科学与技术、碳材料科学、材料化学等。 主要实践性教学环节：包括生产实习、专业课程实验、
毕业论文等，一般安排10~20周。 主要专业实验：材料制备与合成、材料加工、材料结构与性能测定等。 就业方向： 材料化学专业的学生有较强的化学知识，材料设计制备、检测分析知识，能够在很多领域就业。如电子材料、金属材料、冶金化学、精细化工材料、无机化学材料、有机化学材料以及其它与材料、化学、化工相关的专业。与化工、化学等专业相比，材料化学专业更注重研究新材料的开发和应用。同时在一些边沿学科诸如环境、药物、生物技术、纺织、食品、林产、军事和海洋等领域，材料化学专业的人才也有较强的用武之地。 就业岗位： 研发工程师、销售工程师、化验员、销售代表、工艺工程师、质检员、实验员、销售经理、初中化学教师、技术研发工程师、检验员、高中化学教师等。 推荐院校： 武汉理工大学、山东大学、中南大学、四川大学、南京大学、哈尔滨工业大学、华东理工大学、复旦大学、重庆大学、吉林大学、河北工业大学、南开大学等。 锁定专业：简单的性格测试，了解适合自己的专业 定位大学：根据分数推荐适合的院校，初步定位高考目
材料化学 课程报告
北京科技大学 课程报告 题目：GaN纳米材料研究进展 课程名称：材料化学基础 学院： 专业： 班级： 学生姓名： 学生学号： 日期：
前言： 随着光电产业的不断发展，对半导体材料的要求也越来越高。进入20世纪90年代以后，由于一些关键技术获得突破以及材料生长和器件工艺水平的不断提高，使GaN薄膜研究空前活跃，GaN基器件发展十分迅速。氮化镓（GaN） =3.39eV）、发光效率高、电子属III-V族宽直接带隙半导体，具有带隙宽（E g 漂移饱和速度高、热导率高、硬度大、介电常数小、化学性质稳定、抗辐射、耐高温等优点。由于以上优越的性能，GaN具有着巨大的应用潜力和广阔的市场前景，如高亮度蓝光发光二极管（LED）、紫外—蓝光激光二极管（LD）、异质结场效应晶体管（HFETs）、紫外探测器等光电子器件、抗辐射、高频、高温、高压等电子器件。[1]GaN也因此被誉为继第一代锗、磷化铟化合物半导体材料之后的第三代主导半导体材料，成为目前全球半导体研究者们关注的焦点。[2]第三代半导体也被誉为高温半导体，且其具有更宽的禁带宽度，因此可以广泛用于导弹防御、相控阵雷达、通信、电子对抗以及智能武器等军事装备，也可用于半导体照明以及光存储与处理，是推动信息技术在新世纪继续发展的关键技术。[3]日本和欧美都非常重视开展对宽禁带半导体技术的研究，分别制定和实施了各自的宽禁带半导体技术发展计划。日本于2001年就出台了“下一代半导体材料和工艺技术开发”计划，将GaN晶体管视为未来民用通信系统的核心，希望“GaN基HEMT”能替代目前在无线基站中起放大信号作用的硅和砷化镓芯片，并还可应用于汽车雷达等领域。而欧美则将宽禁带半导体技术视为下一代军事系统与装备的关键。2002年美国国防先进研究计划局实施了WBGSTI（宽禁带半导体技术）计划，成为加速改进SiC、GaN以及AlN等宽禁带半导体材料特性的重要“催化剂”。欧洲也于2005年制定并实施KORRIGAN（GaN集成电路
常用金属材料中各种化学成分对性能的影响
常用金属材料中各种化学成分对性能的影响 ．生铁： 生铁中除铁外，还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。这些元素对生铁的性能均有一定的影响。 碳（C）：在生铁中以两种形态存在，一种是游离碳（石墨），主要存在于铸造生铁中，另一种是化合碳（碳化铁），主要存在于炼钢生铁中，碳化铁硬而脆，塑性低，含量适当可提高生铁的强度和硬度，含量过多，则使生铁难于削切加工，这就是炼钢生铁切削性能差的原因。石墨很软，强度低，它的存在能增加生铁的铸造性能。 硅（Si）：能促使生铁中所含的碳分离为石墨状，能去氧，还能减少铸件的气眼，能提高熔化生铁的流动性，降低铸件的收缩量，但含硅过多，也会使生铁变硬变脆。 锰（Mn）：能溶于铁素体和渗碳体。在高炉炼制生铁时，含锰量适当，可提高生铁的铸造性能和削切性能，在高炉里锰还可以和有害杂质硫形成硫化锰，进入炉渣。 磷（P）：属于有害元素，但磷可使铁水的流动性增加，这是因为硫减低了生铁熔点，所以在有的制品内往往含磷量较高。然而磷的存在又使铁增加硬脆性，优良的生铁含磷量应少，有时为了要增加流动性，含磷量可达1.2%。硫（S）：在生铁中是有害元素，它促使铁与碳的结合，使铁硬脆，并与铁化合成低熔点的硫化铁，使生铁产生热脆性和减低铁液的流动性，顾含硫高的生铁不适于铸造细件。铸造生铁中硫的含量规定最多不得超过0.06%（车轮生铁除外）。 2．钢： 2．1元素在钢中的作用 2．1．1 常存杂质元素对钢材性能的影响 钢除含碳以外，还含有少量锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)、氧（O）、氮（N）和氢（H）等元素。这些元素并非为改善钢材质量有意加入的，而是由矿石及冶炼过程中带入的，故称为杂质元素。这些杂质对钢性能是有一定影响，为了保证钢材的质量，在国家标准中对各类钢的化学成分都作了严格的规定。 1）硫 硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。它是钢中的一种有害元素。硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中，FeS和Fe形成低熔点(985℃)化合物。而钢材的热加工温度一般在1150～1200℃以上，所以当钢材热加工时，由于FeS化合物的过早熔化而导致工件开裂，这种现象称为“热脆”。含硫量愈高，热脆现象愈严重，故必须对钢中含硫量进行控制。高级优质钢：S＜0.02%～0.03%；优质钢：S＜0.03%～0.045%；普通钢：S＜0.055%～0.7%以下。 部分常用钢的牌号、性能和用途1 《信息来源：无缝钢管》
材料化学硕士教学大纲.doc-西北大学化学与材料科学学院
材料化学专业硕士研究生课程 教学大纲 课程名称：材料化学导论课程编号：0703212X01 学分：3 总学时：54 开课学期：1－2 学期考核方式：笔试＋课程论文课程说明： 本课程是材料化学专业硕士研究生学位课。要求同学以固体结构、用为主线，掌握二元离子晶体和三元典型离子晶体的结构描 述和各类点缺陷，握主要类型电、光和磁功能材料 的结构和性能， 纳米技术。教学内容、要求及学时分配： 01 绪论（4 学时）定义和分类材料科 学中基本化学问题 02 理想晶体的结构（10学时）宏观 特征等径球主要堆积方式 03 缺陷晶体的结构（10学时）两类热 缺陷非化学整比化合物不等价元 素置换固溶体能带理论的概念 04 固体的电学性质与电功能材料（固 体电导率定义Frenkel 导体和 Schottky 导体超导概念和特征参 数压电效应和压电材料 材料与新技术革命 点阵概念 间隙杂质和替代杂质缺陷点缺 陷F- 心双重价态控制半导体 各类 缺陷 的拟化学平衡 10 学时）固体中的离子扩散快离子导 体两类超导体和库柏电子对模 型铁电效应和铁电材料 性能和应掌 了解固体材料的基本制备方法和
05 固体的光性质和光功能材料（8 学时） 光导电和光电转化材料发光材料组固体光吸收的本质发光材料的发光特性 成和发光原理 激光原理和激光材料 06 固体的磁性和磁功能材料（6 学时） 固体的磁性磁化率与温度的关系 磁性材料的分类过渡金属、合金和铁氧体的磁结构 分子磁体及其磁化学 07 纳米材料化学简介（6 学时） 纳米材料的概念、特性及应用主要纳米技术 纳米粉材料、孔材料和纳米碳管材料制备原理和典型示例 教材或主要参考书目： [1]张逢星、李珺编著，《材料化学导论》，西北大学本科讲义，2004 年 [2]张逢星、李珺编译，《无机材料化学》，牛津双语读物，2005 年 [3]苏勉曾，固体化学导论，北京大学出版社，1996 年 [4]唐小真主编，材料化学导论，高等教育出版社，1997 年 （大纲起草人：张逢星大纲审定人：史启祯） 课程名称：功能高分子材料导论 课程编号：0703212X02 学分：3 总学时数：54 开课学期：第1-2 学期 考核方式：笔试 课程说明： 本课程是材料化学专业硕士研究生学位课。功能高分子材料在生态环境保护、信息功能化、生物医用器材、物质分离膜、能量转换和储能技术等工业领域有着极为广泛的应用。本课程的目的是使学生了解和掌握功能高分子材料的基本内容、研究方法、主要研究领域、国内外发展现状及发展趋势。要求学生全面了解和掌握功能高分子材料类型、结构和功能的关系、制备原理及方法，提高研究、开发特种功能高分子材料的能力。
材料化学专业个人简历模板
材料化学专业个人简历模板 基本信息 姓名：性别：女 出生日期：1991.10.05 民族：汉族 身高：170cm 体重：50kg 目前所在地:北京户口所在地：东北 毕业院校：xxxx学院政治面貌：中共党员 最高学历：本科所修专业：材料化学 毕业年份：20xx 联系方式：135xxxxxxxx 求职意向 人才类型：应届毕业生 期望类别：------ 到职时间：随时 求职类型：全职 月薪要求：面议 希望工作地区：不限 主修课程 材料科学基础、结晶化学、高分子化学、高分子物理、现代材料分析技术、材料研究与测试方法、材料性能学、材料化学、材料工艺学 奖励情况
1、10-11学年：获学业优秀三等奖 2、10-11学年：获优秀学生二等奖 3、11-12学年：荣获学院三好学生 校内工作 1、20xx年9月-20xx年6月班级组织委员 职责: 组织班级参加学院、学校、班级的各种活动 2、20xx年9月-20xx年6月辅导员助理 职责：辅助辅导员管理班级事务，替辅导员分担工作 工作（培训）经历 1、20xx年7月-20xx年8月 xxxx公司职员 工作描述：工作期间认真负责，深受领导和同事的好评。 2、20xx年7月-20xx年8月学校实验室 工作描述：进行高分子吸水材料的制作 语言能力 英语：良好（六级）国语：优秀粤语：良好 工作技能（个人技巧） 1、能熟练运用office办公软件，熟练操作 Windows XP/win7平台； 2、在校已过全国计算机三级； 自我评价 1、品行端正，乐于助人； 2、吃苦耐劳，对工作认真负责；
3、善于沟通，能够与人很好的相处； 4、做事不紧不慢，有条不紊； 5、在社会交际方面具备一定的能力。 ---来源网络整理，仅供参考
材料化学复习资料
第一章材料科学基础 1.1 原子间的键合、分子间作用 1、原子的键合、分子间作用有哪些？ 原子：金属键、离子键 分子：共价键、氢键、德华键 2、各种键合有什么特点和特性？ 3、形成氢键的两个条件是什么？ 分子中必须含活性氢、另一个元素必须是显著的非金属元素 1.2 晶体结构与缺陷 1、晶态与非晶态之间的转化？ 非晶态所属的状态属于热力学亚稳态，所以非晶态固体总有向晶
态转化的趋势，即非晶态固体在一定温度下会自发地结晶，转化到稳定性更高的晶体状态。通常呈晶体的物质如果将它从液态快速冷却下来也可能得到非晶态。 2、晶格常数（晶系）？ 例如：正交晶系的晶格常数特征是什么？（选择题） 3、按几何形态分晶体缺陷有哪几种？ 点缺陷（零维缺陷）：缺陷尺寸处于原子大小的数量级上，即三维方向上缺陷的尺寸都很小。包括：空位；间隙质点；错位原子或离子。线缺陷（一维缺陷）：指在一维方向上偏离理想晶体中的周期性、规则性排列所产生的缺陷，即缺陷尺寸在一维方向较长，另外二维方向上很短。 面缺陷(二维缺陷)：是指在二维方向上偏离理想晶体中的周期性、规则性排列而产生的缺陷。如晶界、堆积层错等。
1.3 材料的亚稳态 1、为什么纯金属做玻璃不可能？ 因为可用于做玻璃的多元合金需满足以下条件： 合金系有三个以上组元、主要组元要有12%以上的尺寸差、各元素间要有大的混合热 第三章高分子材料学基础 3.1.1 高分子链近程结构 1、常见的高分子的缩写及单体？ 聚氯乙烯：PVC，CHCLl=CH2 有机玻璃：PMMA聚甲基丙烯酸甲酯， 塑料王：PTFE,聚四氟乙烯，CF2=CF2 2、聚乙烯醇在水中可不可以水解？ 3、链的原子种类和排列特点及举例？ 特点举例 碳链高分子不溶于水，可塑性（可加 工性）但耐热性差PP聚丙烯, PE聚乙烯,PS聚苯乙烯.PVC聚氯乙烯、PMMA聚甲基丙烯酸甲酯 杂链高分子具有极性，易水解、醇解， 耐热性比较好，强度高PA（尼龙）、PET（涤纶）、PPO（聚苯醚）、PSU （聚砜）、POM（聚甲醛）、PPS（聚苯硫醚）。 元素有机高分子具有无机物的热稳定性， 有机物的弹性和塑性 硅橡胶 4、几何异构：顺式异构和反式异构举例？ 顺式聚异戊二烯: 弹性大，是一种橡胶 反式聚异戊二烯:由于结构对称，极易结晶，为坚硬塑料
材料化学导论习题库
材料化学导论习题库 第一篇高分子材料导论 第一章 1.叙述高分子科学在科学技术发展中的地位。 2.说出获得诺贝尔奖的高分子科学家的名字和他们的主要贡献。 3.说出十种你日常生活中遇到的高分子的名称。 4.查阅最新的全世界合成材料的年产量，并与图1-2相比较，看又增长了多少？(提示： 从当年的“塑料工业”、“橡胶工业”和“合成纤维工业”的有关文章中可查到前一年的数据) 5.调查学习高分子的学生毕业后就业的百分比是多少？ 6.下列产品中哪些属于聚合物？(1) 水；（2）羊毛；(3) 肉；(4) 棉花；(5) 橡胶轮胎；(6) 涂料 7.写出下列高分子的重复单元的结构式：(1) PE；(2) PS；(3) PVC；(4) POM；(5) 尼龙； (6) 涤纶 8．用简洁的语言说明下列术语：（1）高分子；(2) 链节；（3）聚合度；(4) 多分散性； (5) 网状结构；(6) 共聚物 9．说出具有下列重复单元的一种聚合物的名称。 A．亚乙基—CH2—CH2— B．苯酚和甲酚缩合后的单元 C．氨基酸缩和后的单元 10．H（CH2CH2）3000H的分子量是多少？ 11．平均分子量为100万的超高分子量PE的平均聚合度是多少？ 12．已知一个PS试样的组成如下表所列，计算它的数均分子量、重均分子量和d。 组分重量分数平均分子量组分重量分数平均分子量 1 0.10 20.19 30.24 4 0.18 1.2万 2.1万 3.5万 4.9万 5 6 7 8 0.11 0.08 0.06 0.04 7.5万 10.2万 12.2万 14.6万 13．按值递增的次序排列数均分子量、重均分子量、Z均分子量和粘均分子量。 14．下列哪一种聚合物是单分散的？（1）天然橡胶；(2) 玉米淀粉；(3) 棉纤维素；(4) 牛奶酪蛋白；(5) 高密度聚乙烯；(6) 聚氯乙烯；(7) β—角蛋白；(8) 尼龙-66；(9) 脱氧核糖核酸；(10) 石腊 15．高分子结构有哪些层次？各层次研究的内容是什么？ 16．什么是高分子的构型？什么是高分子的构象？请举例说明。 17．有一种等规度不高的聚丙烯，能否通过改变构象的办法提高它的等规度？为什么？18．由以下单体聚合得到的高分子是否存在有规立构体？有几种？ (1) CH2=CH－CH2－CH=CH2；(2) CH2=C(CH3)2 19．画出PE的平面锯齿形构象示意图。 20．当n=2000时，高密度聚乙烯分子链的近似长度为多少？重复单元数目相同的聚氯乙烯分子链的近似长度是多少？ 21．线形聚合物和支化聚合物中碳原子的近似键角各是多少度？
材料化学就业前景认识
材料化学就业前景认识 材料化学是材料科学的一个分支，是一门材料科学与现代化学、现代物理等多门学科相互交叉、渗透发展形成的新兴交叉边缘学科，是运用现代化学的基本理论和方法研究材料的制备、组成、结构、性质及应用的学科。化学工程专业毕业生是目前很有“钱”途的毕业生，化学工程的毕业生市场需求很大，材料化学专业就业前景甚好，尤其是进入石油业或煤业的学生，材料化学专业是化学与工程两种知识结合的专业，在国民经济发展和科学前沿领域中都起着不可替代的重要作用。 主干学科：材料科学、化学。主要课程：有机化学、无机化学、分析化学、物理化学、结构化学、流体力学、工程力学、材料化学、材料物理等。主要实践性教学环节：包括生产实习、毕业论文等，一般安排10--20周材料化学就业前景材料化学就业前景。修业年限：四年授予学位：理学或工学学士 培养适应社会需要，系统地掌握材料科学的基本理论与技术，具备化学相关的基本知识和基本技能，能运用材料科学和化学的基础理论、基本知识和实验技能在材料科学与化学及其相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的高级专门人才和具有开拓性、前瞻性的复合型高级人才。 可在化工、石油、轻工、日化、制药、冶金、建材等部
门从事各类化工产品及其生产技术的研究、开发、设计、生产和管理等方面的工作或者出国深造。本专业的毕业生出国难度不是很大，不过出国之后从事的也是基础研究，比如测相图(非常繁杂琐碎)，处于比热门冷、比冷门热的位置材料化学就业前景文章材料化学就业前景出自在材料科学与工程各专业中，材料化学专业的毕业生就业情况还是比较不错的，不过目前能去而专业比较对口的，主要还是国有大中型企业，特别是大型钢铁制造公司，有些“夕阳产业”的味道。考研的选择也不少，除上面提到的高校外，很多工科比较齐全的学校都开设了相关专业，基本上都是在材料科学与工程系/学院下面 材料化学专业的学生有较强的化学知识，材料设计制备、检测分析知识，能够在很多领域就业。如电子材料、金属材料、冶金化学、精细化工材料、无机化学材料、有机化学材料以及其它与材料、化学、化工相关的专业材料化学就业前景职业规划。与化工、化学等专业相比，材料化学专业更注重研究新材料的开发和应用。同时在一些边沿学科诸如环境、药物、生物技术、纺织、食品、林产、军事和海洋等领域，材料化学专业的人才也有较强的用武之地。市场需求预期：根据北京市“十一五”发展规划：要依托燕山石化，重点发展环境污染孝资源消耗少、附加值高的化工新型材料、精细化工制造业，可以看出燕山石化、大宝、宝洁、双鹤医药、
材料化学与材料物理
材料化学与材料物理 材料0802 材料化学是从化学的角度研究材料的设计、制备、组成、结构、表征、性质和应用的一门科学。它既是材料科学的一个重要分支，又是化学学科的一个组成部分，具有明显的交叉学科、边缘学科的性质。通过应用研究可以发现材料中规律性的东西，从而指导材料的改进和发展。在新材料的发现和合成，纳米材料制备和修饰工艺的发展以及表征方法的革新等领域所作出了的独到贡献。材料化学在原子和分子水准上设计新材料的战略意义有着广阔应用前景。随着国民经济的迅速发展以及材料科学和化学科学领域的不断进展，作为新兴学科的材料化学发展日新月异。是一个跨学科领域涉及的问题性质及其应用领域的各种科学和工程。这一科学领域探讨了在原子或分子尺度材料的结构之间的关系及其宏观性能。随着媒体的关注明显集中在纳米科学和纳米技术，在近年来材料科学逐步走在很多大学的前列。对一个给定的材料往往是时代的选择，它的界定点。材料的化学分析方法可分为经典化学分析和仪器分析两类。前者基本上采用化学方法来达到分析的目的，后者主要采用化学和物理方法（特别是最后的测定阶段常应用物理方法）来获取结果，这类分析方法中有的要应用较为复杂的特定仪器。现代分析仪器发展迅速，且各种分析工作绝大部分是应用仪器分析法来完成的，但是经典的化学分析方法仍有其重要意义。应用化学方法或物理方法来查明材料的化学组分和结构的一种材料试验方法。鉴定物质由哪些元素（或离子）所组成，称为定性分析；测定各组分间量的关系（通常以百分比表示），称为定量分析。有些大型精密仪器测得的结果是相对值，而仪器的校正和校对所需要的标准参考物质一般是用准确的经典化学分析方法测定的。因此，仪器分析法与化学分析法是相辅相成的，很难以一种方法来完全取代另一种。 经典化学分析根据各种元素及其化合物的独特化学性质，利用与之有关的化学反应，对物质进行定性或定量分析。定量化学分析按最后的测定方法可分为重量分析法、滴定分析法和气体容量法。 ①重量分析法：使被测组分转化为化学组成一定的化合物或单质与试样中的其他组分分离，然后用称重方法测定该组分的含量。 ②滴定分析法：将已知准确浓度的试剂溶液（标准溶液）滴加到被测物质的溶液中，直到所加的试剂与被测物质按化学计量定量反应完为止，根据所用试剂溶液的体积和浓度计算被测物质的含量。 ③气体容量法：通过测量待测气体(或者将待测物质转化成气体形式)被吸收（或发生）的容积来计算待测物质的量。这种方法应用天平滴定管和量气管等作为最终的测量手段。 仪器分析根据被测物质成分中的分子、原子、离子或其化合物的某些物理性质和物理化学性质之间的相互关系，应用仪器对物质进行定性或定量分析。有些方法仍不可避免地需要通过一定的化学前处理和必要的化学反应来完成。仪器分析法分为光学、电化学、色谱和质谱等分析法。 光学分析法：根据物质与电磁波(包括从γ射线至无线电波的整个波谱范围)的相互作用，或者利用物质的光学性质来进行分析的方法。最常用的有吸光光度法（红外、可见和紫外吸收光谱）、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、发射光谱法、荧光分析法、浊度法、火焰光度法、X射线衍射法、X射线荧光分析法、放射化分析法等。 材料物理是使用物理描述材料在许多不同的方式，如力，热，光，力学。这是一个综合
常用金属材料中各种化学成分对性能的影响
常用金属材料中各种化学成分对性能的影响 1．生铁： 生铁中除铁外，还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。这些元素对生铁的性能均有一定的影响。 碳（C）：在生铁中以两种形态存在，一种是游离碳（石墨），主要存在于铸造生铁中，另一种是化合碳（碳化铁），主要存在于炼钢生铁中，碳化铁硬而脆，塑性低，含量适当可提高生铁的强度和硬度，含量过多，则使生铁难于削切加工，这就是炼钢生铁切削性能差的原因。石墨很软，强度低，它的存在能增加生铁的铸造性能。 硅（Si）：能促使生铁中所含的碳分离为石墨状，能去氧，还能减少铸件的气眼，能提高熔化生铁的流动性，降低铸件的收缩量，但含硅过多，也会使生铁变硬变脆。 锰（Mn）：能溶于铁素体和渗碳体。在高炉炼制生铁时，含锰量适当，可提高生铁的铸造性能和削切性能，在高炉里锰还可以和有害杂质硫形成硫化锰，进入炉渣。 磷（P）：属于有害元素，但磷可使铁水的流动性增加，这是因为硫减低了生铁熔点，所以在有的制品内往往含磷量较高。然而磷的存在又使铁增加硬脆性，优良的生铁含磷量应少，有时为了要增加流动性，含磷量可达1.2%。 硫（S）：在生铁中是有害元素，它促使铁与碳的结合，使铁硬脆，并与铁化合成低熔点的硫化铁，使生铁产生热脆性和减低铁液的流动性，顾含硫高的生铁不适于铸造细件。铸造生铁中硫的含量规定最多不得超过0.06%（车轮生铁除外）。 2．钢： 2．1元素在钢中的作用 2．1．1 常存杂质元素对钢材性能的影响 钢除含碳以外，还含有少量锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)、氧（O）、氮（N）和氢（H）等元素。这些元素并非为改善钢材质量有意加入的，而是由矿石及冶炼过程中带入的，故称为杂质元素。这些杂质对钢性能是有一定影响，为了保证钢材的质量，在国家标准中对各类钢的化学成分都作了严格的规定。 1）硫 硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。它是钢中的一种有害元素。硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中，FeS和 Fe 形成低熔点(985℃)化合物。而钢材的热加工温度一般在1150～1200℃以上，所以当钢材热加工时，由于 FeS 化合物的过早熔化而导致工件开裂，这种现象称为“热脆”。含硫量愈高，热脆现象愈严重，故必须对钢中含硫量进行控制。高级优质钢：S＜0.02%～0.03%；优质钢：S ＜0.03%～0.045%；普通钢：S＜0.055%～0.7%以下。 2）磷 磷是由矿石带入钢中的，一般说磷也是有害元素。磷虽能使钢材的强度、硬度增高，但引起塑性、冲击韧性显著降低。特别是在低温时，它使钢材显著变脆，这种现象称"冷脆"。冷脆使钢材的冷加工及焊接性变坏，含磷愈高，冷脆性愈大，故钢中对含磷量控制较严。高级优质钢： P ＜0.025%；优质钢： P＜0.04%；
四川师范大学材料化学专业就业前景
四川师范大学材料化学专业就业前景材料化学是材料学的一个分支，研究新型材料在制备，生产，应用和废弃过程中的化学性质，研究的范围涵盖整个材料领域，研究包括无机和有机的各类应用材料的化学性能。材料化学专业学生主要学习材料科学方面的基本理论、基本知识和基本技能，受到科学思维与科学实验方面的基本训练，具有运用材料化学的基础理论、基本知识和实验技能进行材料研究和技术开发的基本能力。材料化学专业培养系统掌握材料化学的基本理论与技术，具备材料化学相关的基本知识和基本技能，能运用化学和材料科学的基础理论、基本知识和实验技能在材料科学与化学及其相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的具有开拓型、前瞻性、复合型的高级人才。 在材料科学与工程各专业中，材料化学专业的毕业生就业情况还是比较不错的。毕业生适宜到材料相关的企业、事业、技术和行政管理部门从事应用研究、科技开发、生产技术和管理工作，适宜到科研机构、高等学校从事科学研究和教学工作。毕业生主要担任研发工程师、销售工程师、化验员、销售代表、工艺工程师、质检员、实验员、销售经理、初中化学教师、技术研发工程师、检验员、高中化学教师等岗位。 材料化学专业的学生有较强的化学知识，材料设计制备、
检测分析知识，能够在很多领域就业。如电子材料、金属材料、冶金化学、精细化工材料、无机化学材料、有机化学材料以及其它与材料、化学、化工相关的专业。与化工、化学等专业相比，材料化学专业更注重研究新材料的开发和应用。同时在一些边沿学科诸如环境、药物、生物技术、纺织、食品、林产、军事和海洋等领域，材料化学专业的人才也有较强的用武之地。市场需求预期：根据北京市“十一五”发展规划：要依托燕山石化，重点发展环境污染孝资源消耗少、附加值高的化工新型材料、精细化工制造业，可以看出燕山石化、大宝、宝洁、双鹤医药、四环制药等石油化工、精细化工、生物制药以及能源企业在北京经济发展中的主要作用，所以，材料化学专业在未来3到5年内的需求应该比较稳定。 据统计，材料化学专业就业前景最好的地区有：1、上海、2、北京、3、广州、4、深圳、5、杭州、6、苏州、7、宁波、8、佛山、9、天津、10、武汉，平均薪酬在4116元。