關鍵詞:無機合成 硬化學 軟化學
合成化學的發展是推動化學學科及其相關學科發展的主要動力,其中無機合成的發展方向是進行特定結構和性質的無機材料定向設計和合成。
隨著科學技術的日益發展和科技條件的提高,人們提出了兩種製備無機材料的方法,即硬化學方法和軟化學方法[1-2]。
硬化學方法一般指那些要在超高溫或超低溫、超真空、強射線輻射、失重等極端條件下進行的化學合成。
在這些極端條件下,可以形成許多種在一般條件下無法得到的新化合物及新物相與物態。
例如,在模擬宇宙空間的無重力、高真空的情況下,可能合成出沒有位錯的高純度晶體;在超高壓下,許多物質的內外層電子軌道的距離均會發生變化,從而使元素的穩定價態發生質的飛躍。
隨著現代科學技術的發展,憑藉已有的和將有的能力集中力量進行極端條件下的無機化學合成研究,將會在新材料、新知識、新裝置和新工藝等方面獲得重大進展。
硬化學方法主要包括:失重合成、超高溫高壓合成、等離子體合成、自蔓延高溫合成、固體火焰燃燒反應以及一些爆炸反應等。
在硬化學法提供的諸多材料製備技術中,等離子體合成法是目前研究最多的一種。
等離子體可分為冷等離子體和熱等離子體。
冷等離子體中氣體溫度低而電子溫度高,主要用於那些反應吸熱大、產物高溫不穩定的化合物,如nh3-h3n、h2n-nh2的合成。
在熱等離子體中,由於達到了區域性熱力學平衡狀態,而且溫度很高,複雜分子一般無法存在,大都離解成原子和離子,因此特別適用於粉末冶金、金屬精煉和特種高溫材料的合成,也適用於大的吸熱反應。
例如等離子體合no2,比傳統方法利用天然氣先合成nh3,再合成no2的方法簡單的多[3];美國las alamos國家實驗室成功的合成了si3n4、sic、b4c等超純超細無機粉末,主要依賴於一種等離子體系統,其可以合成超純、超細材料的射頻。
隨著科技的發展,越來越多的硬化學方法被開發出來,並應用到實際生產中,如離子束合成、濺射合成等。
硬化學合成方法的特點是高溫、高真空、高壓、高能和高製備成本,依賴於“硬環境”的硬化學方法所獲得的材料必須是在熱力學平衡態的,同時還需要有高精尖的裝置和巨大的資金投入。
軟化學是近年來在的新材料研究中形成的一種全新的製備思路,是指在較溫和條件下實現的緩慢地化學反應過程。
軟化學是在較低溫度的“軟環境
關鍵詞:無機合成 硬化學 軟化學
合成化學的發展是推動化學學科及其相關學科發展的主要動力,其中無機合成的發展方向是進行特定結構和性質的無機材料定向設計和合成。
隨著科學技術的日益發展和科技條件的提高,人們提出了兩種製備無機材料的方法,即硬化學方法和軟化學方法[1-2]。
硬化學方法一般指那些要在超高溫或超低溫、超真空、強射線輻射、失重等極端條件下進行的化學合成。
在這些極端條件下,可以形成許多種在一般條件下無法得到的新化合物及新物相與物態。
例如,在模擬宇宙空間的無重力、高真空的情況下,可能合成出沒有位錯的高純度晶體;在超高壓下,許多物質的內外層電子軌道的距離均會發生變化,從而使元素的穩定價態發生質的飛躍。
隨著現代科學技術的發展,憑藉已有的和將有的能力集中力量進行極端條件下的無機化學合成研究,將會在新材料、新知識、新裝置和新工藝等方面獲得重大進展。
硬化學方法主要包括:失重合成、超高溫高壓合成、等離子體合成、自蔓延高溫合成、固體火焰燃燒反應以及一些爆炸反應等。
在硬化學法提供的諸多材料製備技術中,等離子體合成法是目前研究最多的一種。
等離子體可分為冷等離子體和熱等離子體。
冷等離子體中氣體溫度低而電子溫度高,主要用於那些反應吸熱大、產物高溫不穩定的化合物,如nh3-h3n、h2n-nh2的合成。
在熱等離子體中,由於達到了區域性熱力學平衡狀態,而且溫度很高,複雜分子一般無法存在,大都離解成原子和離子,因此特別適用於粉末冶金、金屬精煉和特種高溫材料的合成,也適用於大的吸熱反應。
例如等離子體合no2,比傳統方法利用天然氣先合成nh3,再合成no2的方法簡單的多[3];美國las alamos國家實驗室成功的合成了si3n4、sic、b4c等超純超細無機粉末,主要依賴於一種等離子體系統,其可以合成超純、超細材料的射頻。
隨著科技的發展,越來越多的硬化學方法被開發出來,並應用到實際生產中,如離子束合成、濺射合成等。
硬化學合成方法的特點是高溫、高真空、高壓、高能和高製備成本,依賴於“硬環境”的硬化學方法所獲得的材料必須是在熱力學平衡態的,同時還需要有高精尖的裝置和巨大的資金投入。
軟化學是近年來在的新材料研究中形成的一種全新的製備思路,是指在較溫和條件下實現的緩慢地化學反應過程。
軟化學是在較低溫度的“軟環境