Список вопросов к экзамену по курсу "Теоретические Основы и Технологии Получения Перспективных Материалов" (классификация керамических материалов, композиционные материалы, керметы, экстракция)

Список вопросов к экзамену по курсу "Теоретические Основы и Технологии Получения Перспективных Материалов" – 2010-2011 гг.

1.  Классификация керамических материалов. Основные стадии керамической технологии. Термодинамические свойства дисперсных систем. Механизмы спекания. Кинетика спекания. Стадии спекания.

2.  Композиционные материалы (КМ). Признаки композиционных конструкционных материалов. Компоненты композиции. Состав и свойства дисперсно-упрочненных композитов (ДУ). Требования к частицам ДУ. Теория Орована.

3.  Керметы. Классификация, состав и свойства.

4.  ВКМ. Непрерывные и дискретные волокна. Нагрузка в ВКМ. Состав и свойства.

5.  Совместимость компонентов в КМ. Термодинамический анализ композиции МеО – Ме¢. Кинетика взаимодействия фаз в композитах. Диффузионная и химическая кинетика.

6.  Технология изготовления деталей из ВКМ. Преимущества и недостатки КМ.

7.  Способы выражения степени чистоты металлов и полупроводниковых материалов. Целевая и физическая чистота материала.

8.  Общая характеристика и классификация способов разделения и очистки. Понятие о коэффициентах распределения и разделения.

9. Экстракция. Виды экстракции. Взаимная растворимость 2-х жидкостей (диаграммы состояния для жидкостей (А и В)).  Закон распределения Нернста. Закон Н. А. Шилова.
10. Практическое осуществление экстракции. Аппарат периодического действия. Аппараты непрерывного действия: с пневматическим перемешиванием, секционированный экстрактор с механическим перемешиванием, горизонтальный шнековый экстрактор, 3-хшнековый и ленточный экстракторы и др.
11. Правило фаз и равновесие в системах жидкость—пар. Понятия дистилляции, сублимации, ректификации. Уравнение Клаузиуса-Клапейрона. Закон Рауля (графическое изображение концентрационной зависимости от упругости пара в системе A-B).
12. Количественные характеристики разделения или очистки при испарении. Законы Д. П. Коновалова (в виде диаграмм состояния). Практическое осуществление процесса дистилляции и ректификации. Ректификационная колонна периодического действия.
13. Кристаллизация. Причины кристаллизации. Степень пересыщения. Механизм процесса кристаллизации. Термодинамика и  кинетика кристаллизации.
14. Варианты проведения процесса кристаллизации в химической технологии: методы массовой кристаллизации, кристаллизация на охлаждаемых поверхностях. Достоинства и недостатки. Аппаратурное оснащение методов.
15. Варианты проведения процесса кристаллизации в химической технологии: направленная кристаллизация, зонная плавка. Достоинства и недостатки. Аппаратурное оснащение методов.
16. Выращивание монокристаллов. Скорость выращивания. Методы выращивания: из пара, из расплава. Достоинства и недостатки. Аппаратурное оснащение методов.
17. Выращивание монокристаллов. Скорость выращивания. Методы выращивания: из раствора, из твердой фазы. Достоинства и недостатки. Аппаратурное оснащение методов.
18. Эпитаксия (Э). Идея метода. Схема реактора для получения эпитаксиальных пленок (ЭП). Число Рейнольдса. Механизмы наращивания ЭП. Молекулярно-лучевая Э (схема и принцип работы реактора).
19. Стадии процесса эпитаксиального наращивания на поверхности пластины. Легирование при Э. Технологическое оборудование. Дефекты ЭП. Применение ЭП.
20. Аморфные сплавы. Схематическое изображение ТТТ диаграммы. Особенности образования и свойства аморфной структуры.
21. Методы получения аморфных металлов. Методы получения тонкой ленты, проволоки, порошков. Применение и недостатки аморфных сплавов.
22.  Наноматериалы и нанотехнологии (НиН). Основные составляющие науки о НиН. Причины интереса. Терминологические подходы к понятию наноматериалов. Основы классификации и физические причины специфики наноматериалов.
23. Основные области применения наноматериалов в настоящее время. Ограничения в использовании. Основные методы получения и исследования наноматериалов.