铝掺杂纳米ZAO粉体的制备及性能研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1. 引言：

当今透明导电氧化物(TCO)薄膜的应用非常广泛。目前市场上，使用的是透明导电氧化物薄膜In₂O₃:Sn和SnO₂:F，其技术是成熟的^[1]，但由于In和Sn等材料有自然储量少、制备成本高、工艺复杂、稳定性差等缺点，从而限制了其在实际生产中的广泛使用。而ZAO薄膜之所以有望成为ITO膜替代品，是因为ZAO薄膜不仅具有与ITO相当的光学和电学特性，而且有储量丰富、易于制造、成本较低、无毒和热稳定性好等优点。因此ZnO薄膜近年来更成为研究透明导电氧化物薄膜的热点，而ZAO薄膜在ZnO掺杂体系最具有代表性，已经被应用于平板显示、太阳能电池、特殊功能窗口涂层及其它光电器件领域中^[2]。此外ZAO粉体还在抗静电涂料、吸波材料和光催化剂等领域有了广泛应用。

铝掺杂的ZAO纳米粉体兼具有ZAO材料和纳米材料的双重优点。从国内的研究情况来看，ZAO粉体制备方法虽然很多，但是制备技术不够成熟。只有有了成熟的ZAO纳米粉体制备技术的支持，才可以不断拓宽和优化以ZAO粉体为基础的应用，如ZAO薄膜、吸波材料、建筑涂料和光催化剂等，因此找出最佳的ZAO粉体制备工艺参数，从而商业化批量生产ZAO粉体具有重要意义。

2. ZAO的典型晶体结构与性质

ZnO是一种宽禁带的n型半导体材料，直接禁带宽度为3.37eV，具有优良的半导体及光学和压电性能。经过铝掺杂后的氧化锌固溶体，其电阻率下降，导电性能比纯氧化锌有了很大的提高，可见光波段的透光性也有了很大的提高^[3]。

2.1 ZAO的典型晶体结构

ZnO是Ⅱ-Ⅵ族直接带隙宽禁带半导体材料，直接禁带宽度为3.37eV，具有六方纤锌矿结构，属于P6mc空间群，晶格常数为a=0.32496nm，c=0.52065nm，c/a=1.60。其晶体结构如图1所示，4个氧原子按四面体排列，每一个锌原子位于4个相邻的氧原子所组成的四面体的间隙中，但只占据其中半数的氧四面体间隙。在c轴方向上，Zn原子与O原子之间的距离为0.196nm，在其他3个方向上为0.198nm。Al掺杂ZnO是Al³ 对 Zn² 进行部分取代，这使晶格常数c发生变化，但经过适当热处理后，ZAO仍具有六方纤锌矿结构。而且，Al的价电子比Zn的多一个，只需要少量的能量，这个多余的电子就可以摆脱束缚成为自由电子，提高材料的载流子浓度，增强其导电性能^[4]。

2.2 ZAO的性质

ZAO粉体的特性主要表现在电学性能和光学性能两个方面，具有低电阻率、高可见光透过率和高红外反射性。

2.2.1 ZAO的导电性

ZnO本身是半导体材料，虽然它本身的一些缺陷(如空位氧及间隙原子)使材料表现出一定n型半导体性质，但其导电性能并不是很好，特别是在制成薄膜材料以后，由于材料颗粒间存在大量的晶界，载流子在晶界上的散射增多，使其导电性很难满足导电膜性能的要求。为了提高导电性，需要在ZnO中引入施主能级，以提供可以移动的自由电子，提高载流子的浓度，增强薄膜的导电性能。通过一定的掺杂工艺，在纯净的ZnO薄膜中引入Al³ ，当Al³ 取代Zn² 的位置后，由于Al³ 比Zn² 多一个正电荷，相当于形成了一个正离子中心，会有一个多余的电子不再受离子键的作用。正离子中心对该电子的束缚作用较弱，因此，在室温下，它就可以挣脱正离子中心的束缚，形成可以移动的自由电子，增强ZnO 的导电性能^[5]。

2.2.2 ZAO的透光性

ZnO属于直接带隙半导体，禁带宽度为Eg=3.37eV。当ZnO薄膜材料被能量大于Eg的光子照射时，材料中的电子吸收光子后会从价带跃迁到导带，产生强烈的光吸收；而能量小于Eg的光子大部分被透过，产生明显的吸收边。可见光(Eg=3.1eV)照射不能引起本征激发，因此它对可见光是透明的。而通过元素的掺杂可以调节ZnO薄膜的禁带宽度^[6-7]。

2.2.3 ZAO的光致发光特性

ZnO作为一种六方纤锌矿结构的宽禁带半导体材料，具有很高的激子束缚能(60eV)，是一种很有潜力的紫外激光二极管材料，控制好其掺杂和缺陷浓度，可以得到较强的可见光发射，能开发蓝光、蓝绿光等多种发光器^[8]。

2.2.4 ZAO的红外发射特性

ZAO薄膜除了具有低电阻率、高可见光透射率等性能外，其红外吸收和反射性能也引起了人们的重视，利用这些性能可以制作冰箱热反射玻璃、节能防结雾挡风玻璃和节能型的建筑玻璃。

3. ZAO纳米粉体的制备方法

目前，ZAO纳米粉体的制备方法很多。按反应性质可分为化学、物理以及较多的借助物理手段形成的化学物理合成方法。化学法主要包括：共沉淀法、溶胶凝胶法、水热法、水解法、和电化学沉积法等方法；物理法主要包括：机械研磨法、粒子溅射法、电火花法、蒸汽冷凝法和等离子体法。其中共沉淀法成本最低且最简单可行^[9]。其不同制备方法制得ZAO纳米粉体粒径比较如表1^[2]。下面介绍几种常用的制备方法。

表1 不同制备方法的ZAO纳米粉体粒径比较

3.1 物理粉碎法

该法采用超细磨制纳米粒子，利用介质和物料间相互研磨和冲击，并借助磨剂或大功率超声波粉碎，达到微粒的微细化。此法优点在于成本低、制备工艺简单易行产量大，缺点有粒径均匀性差、易混杂质。

3.2 水热法

水热法是指在密闭的体系如高压釜中，以水为溶剂，加入适量矿化剂，在高温、高压条件下，能提供一个在常压条件下无法得到的特殊的物理化学环境，使前驱体得到充分的溶解，并达到一定的过饱和度，从而形成原子或分子生长基元，再进行成核结晶生成粉末或纳米晶体。在加热过程中溶解度随温度的升高而增加，最终导致溶液过饱和并逐步形成更加稳定氧化物新相。徐迪等^[10]采用水热法制备出的ZAO纳米棒具有六边形横截面和沿(002)晶粒取向生长的特征，随着掺杂量的增加，纳米棒的直径稍有减小，当掺杂量达到2%(摩尔浓度)时，ZAO 纳米棒的直径仅50nm。

水热法是一种很有前途的制备纳米粉体的湿化学方法，它可用来生长各种单晶，制备超细，无聚团或少聚团，结晶性完好的粉体。其最大优点是可以直接制备各种氧化物粉体，不需要二次热处理，使得工艺简单，成品性能优异，其缺点是反应周期长，而且由于反应在高温、高压下进行，故对生产设备的依赖性比较强。

3.3 沸腾回流法

沸腾回流法是利用共沉淀反应，使组分中部分离子在沉淀剂条件下共同沉淀，形成各组分分散均匀的沉淀液体，然后将此液体进行加热、沸腾、回流，即可制得所需的纳米级别的粉体。

沸腾回流法是一种新型的湿法化学，无需高温锻烧，可直接合成粒径小、活性高的纳米粉料。此外，沸腾回流法能耗低，容易实现工业化生产，是一种具有很好应用前景的制备纳米粉体的方法。鲁彬等^[11]采用液相沸腾回流法，制备出不同含量Al元素掺杂的ZnO半导体材料，结果表明：Al元素掺杂后产物ZnO的结构仍然为六方晶系纤锌矿结构；Al元素掺杂量不是无限增大的，当Al元素掺杂量达到24.0mmol/L时，就会趋于饱和，Al元素掺杂的ZnO的导电性能比纯ZnO有所提高，因此证明了这是一条比较优化的工艺合成路线。

3.4 溶胶-凝胶法

溶胶一凝胶法是以金属醇盐为原料，在有机介质中进行水解、缩聚等化学反应，使溶液产生溶胶-凝胶过程，凝胶经干燥，然后煅烧得到产品。它的基本原理是:易于水解的金属氧化物(无机盐或金属醇盐)，在某种溶剂中与水发生反应，经过水解与缩聚过程逐渐胶化，再经过干燥烧结等后处理得到所需材料，基本反应有水解反应和聚合反应。葛启函^[12]、岳春晓^[13]和黄兴^[14]等人均利用此法制备了理想的ZAO粉体材料，并对各工艺参数对实验结果做了一定研究。

溶胶-凝胶法采用蒸馏或重结晶技术来保证原料的纯度，所得粉体粒径较小，且粒度分布窄。但是它也有不足之处，如原料价格高，有机溶剂的毒性以及在高温下做热处理时会使颗粒快速团聚，工艺过程放大较难。该方法比较适合实验室研究。

3.5 化学共沉淀法

化学共沉淀法基本方法是选择一种或多种可溶性金属盐，按成分计量配成溶液，使各元素呈离子或分子态，再用一种沉淀剂，将所需物质均匀沉淀、结晶出来，经脱水或者加热等过程而制得超细粉。刘秀兰^[15]等人用Al(NO₃)、Zn(CH₃COO)₂和La(NO₃)溶液为原料，采用共沉淀法制备了掺镧ZAO纳米粉体，所得粉末为球形，粒径小于20nm。李征^[16]分别以Zn(NO₃)和ZnSO₄、Al(NO₃)₃和Al₂(SO₄)₃为原料，采用化学共沉淀法制备了纳米级的ZAO粉体，粒径一般在20-30nm左右。

3.5.1 化学共沉淀法的优点

化学共沉淀法可以精确控制各组分的含量，使不同组分实现分子或原子水平的混合，且反应物溶液浓度高，有较高的粉末产出比，并有一系列的优点，如工艺简单，操作方便，对设备的要求又不高，投资少，生产成本低，产物纯度高，成分可控，组分均匀，易于实现工业化生产，并且生产的粉末分散性好。

3.5.2 化学共沉淀法缺点及改进方法

化学共沉淀法制备粉体的最大问题是粉体的团聚。粉体的团聚主要是由于颗粒间的范德华力、库仑力和化学键的作用。目前解释团聚现象的理论比较有代表性的有：毛细管吸附理论、晶桥理论、氢键作用理论和化学键作用理论等。解决办法有物理分散包括机械搅拌分散、超声波分散和高能处理法等；化学分散包括表面化学修饰和分散剂分散等；有机物洗涤；共沸蒸馏脱水；选择合理干燥方式和控制煅烧前驱体过程等。

3.6 制备方法小结

目前纳米ZAO粉体的制备方法各有其优点，也有其局限性：有的原料价格高，有的制备工艺污染环境，有的制得的纳米ZAO粉体易团聚，有的反应周期长等等。从纳米透明隔热涂料的应用角度看，ZAO粉体应该具备纯度高、生产成本低、生产过程无污染、分散好等特点。通过对比分析，其中化学沉淀法具有工艺简单，操作方便，对设备的要求不高，投资少，生产成本低，产物纯度高，成分可控，组分均匀，易于实现工业化生产，并且生产出来的粉体分散性好等优点。

因此，本文拟采用化学沉淀法制备ZAO粉体，针对制备过程中的团聚现象，在反应过程中引入分散剂消除一次团聚，在干燥前用有机溶剂洗涤，以减少消除二次团聚。而在煅烧过程中，由于表面自由能的降低，会造成粉体的硬团聚，添加表面活性剂可阻碍颗粒表面生成氧桥、盐桥等，抑制团聚。

4．制备工艺对ZAO粉体的影响

ZAO纳米粉体制备工艺参数主要为：Al₂O₃掺杂量、pH值、煅烧时间和煅烧温度等。其中Al掺杂量最为关键。许多研究者采用了不同方法制备出ZAO粉体，并探究了不同工艺参数对ZAO形貌、粒径大小和性能的影响，力图找出一种最佳的工艺路线。

4.1 对红外发射率的影响

Al₂O₃掺杂量、pH值、煅烧时间、煅烧温度均对ZAO粉体红外发射率有不同影响。武晓威^[17]等利用液相共沉淀法制备了ZAO粉末材料，探究了制备工艺对ZAO红外发射率的影响。结果表明：所得的ZAO粉末在各波段的红外发射率均随终点PH值的增加先增大后变小。在pH=8.5时，发射率最低；随Al₂O₃掺杂量的增加先降低，后升高，当Al₂O₃的掺杂量3% 时，发射率最低；随煅烧温度的升高先下降而后上升，在800℃时最小。

王志勇等^[18]采用聚丙烯酰胺凝胶法制备高浓度Al掺杂ZAO前驱体，研究煅烧工艺对ZAO粉体光学性能的影响。研究表明：Al在ZnO中的固溶度降低。当煅烧温度为750℃时，生成ZnAl₂O₄相。提高煅烧温度，粉体的紫外吸收峰从 366nm红移至373nm；延长煅烧时间，紫外吸收峰发生蓝移，吸收强度明显增大。室温下ZAO粉体光致发光(PL)光谱主要由354nm的紫外发射峰406nm的近边紫外发射峰430 nm的蓝光发射峰组成。

黄芸等^[19]采用共沉淀法制备了ZAO粉末，研究了反应物终点pH值、煅烧温度、Al³ 掺杂量对所合成的ZAO粉末红外辐射率的影响。研究表明：ZAO粉末的红外发射率随终点pH值的增加而变小，pH=8.5时，发射率最低。ZAO粉末的红外发射率随着煅烧温度的升高先下降而后上升，在650℃煅烧下制得的粉末的红外发射率最低。ZAO粉末的红外发射率随着Al³ 掺杂量的增加先下降后上升，x(Al³ )=6%时，红外辐射率最低。

4.2 对ZAO粉体的电阻率的影响

任明放等^[20]采用直流磁控溅射工艺在室温下制备了ZAO薄膜，研究了Al³ 掺杂量和溅射工艺参数对ZAO薄膜光电特性的影响。实验表明：在Al³ 掺杂量低于3%时，薄膜的电阻率随着掺杂量的增加而减小，Al³ 掺杂量超过3%后，薄膜的电阻率又逐渐增大。

4.3 对ZAO粉体形貌粒径的影响

朱协彬等^[21]采用水相共沉淀法，在ZnCl₂和AlCl₃6H₂O的混合溶液中添加聚乙二醇，并滴加不同浓度氨水制备了ZAO前驱体，然后煅烧得到ZAO粉体。实验表明，ZAO粉体为六方晶系纤锌矿结构，具有良好的结晶度。颗粒呈棒状，平均直径约为 1 长径比约达10，分散性良好。为了得到较小的粉体颗粒，反应过程控制溶液pH在6 ~ 8。

李芸等^[22]以均匀沉淀法作为纳米氧化锌铝掺杂的制备方法，通过正交试验，考察了铝离子掺杂量、煅烧温度等反应参数对纳米氧化锌粉体粒径的影响。试验制的粒径较小的Al掺杂纳米氧化锌，呈六方晶相结构，为灰色，以Al/ZnO 固溶体的形式存在。结果表明：水解温度的影响最大，其次是煅烧时间，尿素配比和煅烧温度影响较小。Al的最佳掺杂量是5%，在此掺杂量下制得了粒径为20 nm的Al掺杂纳米氧化锌。

汤洋等^[23]使用电沉积方法在Zn(NO₃)₂电解液中添加NH₄NO₃与Al(NO₃)₃制备出ZnO纳米柱阵列，通过控制Al(NO₃)₃的添加浓度实现了对所制备的ZnO纳米柱阵列的直径、密度和间距的调控。

5. ZAO纳米粉体的应用领域及前景

ZAO的主体组成Zn和Al自然界储存丰富，生产成本低，稳定性高，技术简单，具有与ITO相媲美的光电性能，因而得到了广泛的应用。

ZAO的应用主要分为两大类：ZAO薄膜的应用和ZAO粉体的应用。

5.1 ZAO薄膜的应用

ZAO粉体的特性主要表现在电学性能和光学性能两个方面，具有低电阻率、高可见光透过率和高红外反射性^[24]。用ZAO粉体制备的ZAO薄膜与传统TCO薄膜相比，光学性能相近，可见光透过率不小于85%。但ZAO导电薄膜成本低、无毒无害、制备方法简单多样、热稳定性好，因此近年来被运用到很多领域。

5.1.1 在平板显示器方面的应用

ZAO薄膜因其具有低的电阻率和高的可见光透过率而在平板显示器中被大量运用应用^[25]。平板显示器件(FPD)是最近一段时间来极具活力的消费电子产品，因其轻、薄、能耗小、辐射低、图像失真度低等优点而颇受人们欢迎。在平板显示器中，一般都是ITO和SnO₂作为透明电极，但是随着对ZAO材料研究的深入，ZAO有望取代前两者的位置。另外，ZAO导电膜也可以沉积在聚合物衬底上，由于ZAO导电膜和有机聚合物的成本都很低，利用它们可以来制造新型的柔性平板显示器件。目前，在场致发光显示器(EL)、等离子显示(PD)、有机薄膜显示(OLD)、电致荧光(ECD)等平板显示领域里，低电阻率和高透射率ZAO薄膜将会在电极部件制备中被大量应用。

5.1.2 在太阳能方面的应用

在太阳能电池上，透明导电膜作为减反射层和透明电极使用，可以提高太阳能的转换率，也可以作为太阳能电池的窗口材料，降低高能粒子辐射损失，提高材料充放电性能。用ZAO薄膜代替ITO薄膜，不仅可以降低生产成本，而且稳定性强，对太阳能电池的发展具有重要意义。

5.1.3 在节能视窗方面的应用

ZAO薄膜在制造节能窗方面具有绝对优势，利用其高可见光透过率和高红外反射的特性。可以制作在寒冷环境下的视窗或者太阳能收集器的视窗，将热量屏蔽在密闭空间，可以大大节省能源消耗。ZAO薄膜的可见光透过率约为85%，且太阳能热反射率约为50%。据估算，这种热反射膜若完全用于民用的建筑，则居民日生活节能可达20%左右，公共建筑节能也可达12%左右。随着我国居民生活水平的日益提高，人们对建筑材料节能的需求也在不断的增长，因此节能窗的市场也会随之日益增大。此外，在火车、航天器、潜艇等观察窗中使用，不仅可以起隔热降温作用，而且薄膜通电后，还可以有去雾除霜的功能。

5.1.4 在电磁屏蔽方面的应用

ZAO对电磁波的吸收能力很强，可以将ZAO薄膜作为电磁屏蔽层涂敷车辆、飞机、甚至是大型战舰上，利用ZAO薄膜对电磁波的吸收作用，能够抑制电磁干扰，屏蔽那些不希望泄露的电磁波，甚至还可以使这些装备在敌方雷达设备上隐形，给敌人以出其不意的打击。另外，还可以把ZAO薄膜涂在镜片上做成防紫外线、红外线的护目镜，作为特种作业的工人所使用的防护用具。

5.1.5 在气敏传感器方面的应用

透明导电薄膜在气敏传感器方面也有一定的应用，利用周围气氛的变化，引起电阻率发生相应变化的原理，可以把透明导电薄膜作为气敏传感器，在污染控制、火灾及毒气监测等方面都能发挥重要的作用。

5.2 ZAO粉体的应用

5.2.1 功能材料

ZAO纳米粉体特有的结构和性能，使其在光、电、磁、化学等方面表现出优良的特性，被广泛的于光电材料、雷达波吸收材料、紫外线屏蔽剂、传感器材料及抗菌材料的制备中，有着广阔的应用前景。李永梅等^[26]通过将ZAO复合于SmBO₃表面的方法，获得了1.06 激光低反射率和8-14 红外低发射率的ZAO/SmBO₃纳米复合粒子。当SmBO₃粒径为97nm时，添加SmBO₃的物质的量和ZnO的物质的量的比值为0.5时，所制备的ZAO/SmBO₃复合材料具有最好的激光和红外隐身效果，这时的激光反射率为0.33%，红外发射率为0.68。

5.2.2 填充材料

ZAO导电粉体可作为塑料、涂料、纤维等材料的一种功能性填料，能够赋予其抗静电、电磁屏蔽等性能，目前已经引起人们的广泛关注和研究^[27]。王书媚等^[28]采用钛酸酯偶联剂NDZ-311w对ZAO导电粉体进行表面预处理，以丙烯酸乳液为成膜物质，制备了环保型复合抗静电涂料，将其喷涂于陶瓷表面,制备出外观光滑平整、附着力好、表面电阻在10⁷~10⁸ 范围内的复合涂层，达到了陶瓷表面抗静电的要求。这种新型掺合型抗静电涂料，导电氧化锌涂料耐油性和附着力好，颜色较浅，无污染，并且价格便宜，将逐步取代过去的导电涂料，在各个方面发挥着越来越大的作用^[29]。

5.2.3 光催化剂

氧化锌纳米粉体是一种重要的可用来降解有机污染物的光催化剂。但纯的 ZnO仅仅能够吸收紫外光和部分可见光，不能够充分利用太阳光。单润强等^[30]采用了一种络合凝胶法来合成掺杂Al的ZnO纳米粉体。所制备出来的纳米颗粒尺寸在20-50nm之间，它不仅对波长范围在200-400nm之间的紫外光有很强的吸收，而且对波长范围在400-700nm之间的可见光也有相当强的吸收。在模拟太阳光的照射下，与纯的ZnO纳米粉体相比，Al掺杂的ZnO纳米粉体显示了很高的对甲基橙的脱色率，而且ZnO纳米粉体的光催化活性随着Al掺杂量的增加而提高。苏苏等^[31]采用溶胶凝胶法制备纯纳米ZnO和掺杂铝离子的ZnO，用活性艳蓝XB-R作为降解物，研究表明：掺杂铝离子改善了ZnO的光催化活性，随着掺杂量的增加，对活性艳蓝的降解率增加，当掺杂量超过5%后，掺杂离子成为电子和空穴的复合中心，光催化性能降低。5%是最佳的掺杂量。

6．小结

氧化锌(ZnO)是一种n型半导体，具有较宽的禁带3.4eV。而铝掺杂的ZAO纳米粉体兼具有ZAO材料和纳米材料的双重优点。ZAO纳米粉体不仅具有优良的光学和电学特性，而且有储量丰富、易于制造、成本较低、无毒、热稳定性好等优点，使得ZAO粉体在平板显示器、太阳能电池、节能视窗、吸波材料、抗静电涂料和光催化剂等领域有较大应用潜力。目前国内的研究情况来看，ZAO粉体制备方法虽然很多，但是制备技术不够成熟。只有有了成熟的ZAO纳米粉体制备技术的支持，才可以不断拓宽和优化以ZAO粉体为基础的应用，如ZAO薄膜、吸波材料、建筑涂料和光催化剂等，因此找出最佳的ZAO粉体制备工艺参数，从而商业化批量生产ZAO粉体具有重要意义。

目前，ZAO纳米粉体的制备方法很多。按反应性质可分为化学、物理以及较多的借助物理手段形成的化学物理合成方法。化学法主要包括：共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、水解法、和电化学沉积法等方法；物理法主要包括：机械研磨法、粒子溅射法、电火花法、蒸汽冷凝法和等离子体法。其中共沉淀法应用最为广泛，因为化学共沉淀法可以精确控制各组分的含量，使不同组分实现分子或原子水平的混合，且反应物溶液浓度高，有较高的粉末产出比，并有一系列的优点，如工艺简单，操作方便，对设备的要求又不高，投资少，生产成本低，产物纯度高，成分可控，组分均匀，易于实现工业化生产，并且生产的粉末分散性好。但是，该方法也有其不足之处，主要问题是阴离子的洗涤较困难，粉体易团聚。

这为后续将要开展的实验提供了思路。本课题拟选用共沉淀法制备纳米ZAO粉作为研究对象。改变纳米ZAO粉的制备工艺参数会对其形貌、尺寸以及性能产生影响，因此针对制备纳米ZAO粉的工艺特点，对纳米ZAO的制备进行工艺参数的改变，并对制备的ZAO粉体的光学性能及隔热进行表征，从而找出性能最佳的制备工艺。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

根据上述研究进展，一般zao粉体有着纯度不高、粒径分布不均匀、容易团聚以及性能不佳等问题，希望通过改变纳米zao粉的制备工艺参数，来研究其对形貌、尺寸以及性能产生影响，来解决上述问题。

1．主要研究内容及关键技术

(1) 拟采用共沉淀法制备纳米zao粉体，研究改变纳米zao粉的制备工艺参数对其形貌、尺寸以及性能产生的影响。