納米材料的性能與制備方法-全文預(yù)覽
【正文】 忽略；但當(dāng)粒徑逐漸接近于原子直徑時(shí) ， 表面原子的數(shù)目及其作用就不能忽略 ， 而且晶粒的表面積 、 表面能和表面結(jié)合能等都發(fā)生了很大的變化 ，由此而引起的種種特異效應(yīng)統(tǒng)稱為 表面效應(yīng) 。 由以上基本結(jié)構(gòu)單元組成的納米材料可分為四類： 167。 納米碳管可分為： 單壁納米碳管 (Single walled carbon nanotube, SWNT， 直徑一般為 1－ 6 nm， 最小直徑大約為 nm，直徑大于 6nm以后特別不穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生管的塌陷，長度則可達(dá)幾百納米到幾個(gè)微米 ) 多壁納米碳管 ( Multiwalled carbon nanotube, MWNT， 層間距約為 ，直徑在幾個(gè)納米到幾十納米，長度一般在微米量級(jí)，最長者可達(dá)數(shù)毫米 ) 多壁 碳納米管掃描電鏡照片 批判的頭腦，思想上不受現(xiàn)有的知識(shí)的束縛，敢于大膽想象，敢于創(chuàng)新 碳納米管的主要制備方法 電弧法 兩根石墨電極直流放電，在陰極上產(chǎn)生碳納米管。具有良好的表面、機(jī)械和電學(xué)特性，被科學(xué)家譽(yù)為 “ 21世紀(jì)的材料 ” ： ?隨電壓的變化，碳管的長度會(huì)規(guī)律地伸展或收縮：可制成人造肌肉纖維 ?材料很輕而結(jié)實(shí)： 密度是鋼的 1/6，強(qiáng)度卻是鋼的100倍。 C60 band each other 量子阱 人造原子與真正原子的主要差別： 人造原子含有一定數(shù)量的真正原子； 人造原子的形狀和對稱性多種多樣； 人造原子電子間的強(qiáng)交互作用更復(fù)雜； 電子容易發(fā)生電荷漲落。 人造原子 小于 100nm、 由一定數(shù)量的實(shí)際原子組成的聚合體 ， 一種自然界不存在的新的凝聚態(tài)物質(zhì)形式 。 納米固體材料的兩個(gè)重要特征：納米晶粒和由此而產(chǎn)生的高濃度晶界。 ?創(chuàng)造性的思維： 批判的頭腦，思想上不受現(xiàn)有的知識(shí)的束縛，敢于大膽想象，敢于創(chuàng)新。 Smalley經(jīng)過反復(fù)嘗試，終于用 20個(gè)正六邊形和 12個(gè)正五邊形拼成一個(gè) 60個(gè)頂點(diǎn)的 C60分子結(jié)構(gòu)模型。 C60的發(fā)現(xiàn)過程 在惰性氣體環(huán)境下，用高功率的激光照射石墨表面，照射釋放出來的由碳原子構(gòu)成的碎片等離子體進(jìn)入真空室。 C60結(jié)構(gòu)圖示意圖 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 由 12個(gè)五邊形和 20個(gè)六邊形組成的球形 32面體，屬于 In點(diǎn)群 。各種可能構(gòu)型的穩(wěn)定性。 可分為： ?一元原子團(tuán)簇 Fen, 碳簇 , Nan, Nin等 ?二元原子團(tuán)簇 CunSm, CnHm等 ?多元原子團(tuán)簇 Vn(C6H6)m等 ?原子簇化合物 團(tuán)簇與其它分子以配位鍵形成的化合物 團(tuán)簇的獨(dú)特性質(zhì)： 表面 /界面效應(yīng) 幻數(shù)效應(yīng) 原子團(tuán)尺寸小于臨界值時(shí)的 “ 庫侖爆炸 ” 原子團(tuán)逸出功的振蕩行為 團(tuán)簇物理主要研究內(nèi)容： （ 1） 團(tuán)簇結(jié)構(gòu)的光譜、光電子能譜研究 目的是確定各種團(tuán)簇的能級(jí)和振動(dòng)能級(jí)，從而確定電子能級(jí)。 納米熱電材料等 （ 4） 按其應(yīng)用 ： 納米電子材料 納米光電子材料 納米生物醫(yī)用材料 納米敏感材料 納米儲(chǔ)能材料等 。 包括 原子簇、納米顆粒；納米線、納米管；納米薄膜和納米固體在內(nèi)的材料總稱。 問題一：談?wù)勀銓Σ牧霞捌渲匾缘恼J(rèn)識(shí)。 問題二：什么是納米材料？ 問題三：納米材料的兩個(gè)必備條件？ 問題四：請說出納米材料的分類依據(jù)并舉例。 材料的發(fā)展歷史： 問題二：什么是納米材料？ 處于 體。 請說出納米材料的分類依據(jù)并舉例 （ 2） 按化學(xué)組成及其特性 ： （ 3） 按材料物性 ： 納米金屬 納米半導(dǎo)體 納米陶瓷 納米磁性材料 納米玻璃 納米光學(xué)材料 納米高分子 納米超導(dǎo)材料 納米復(fù)合材料 。材料的結(jié)構(gòu)（ Structure）表明材料中的物質(zhì)成分的排列和運(yùn)動(dòng)方式 : 原子結(jié)構(gòu) 分子結(jié)構(gòu) 晶體結(jié)構(gòu) 顯微結(jié)構(gòu) 介觀結(jié)構(gòu) 宏觀結(jié)構(gòu) 納米結(jié)構(gòu)單元 納米粒子的性質(zhì) 納米粒子的制備方法 其它合成方法 納米結(jié)構(gòu)單元 團(tuán)簇 納米微粒 人造原子 納米管 、 納米棒 、 納米絲和納米線 團(tuán)簇 一類新發(fā)現(xiàn)的化學(xué)物種 ， 指粒徑小于或等于 1nm的 、 由幾個(gè)至幾百個(gè)原子的聚集體 。 （ 3） 團(tuán)簇理論 團(tuán)簇的尺寸由小而大的結(jié)構(gòu)及構(gòu)型的互相轉(zhuǎn)化。 典型的團(tuán)簇：碳簇 C60 (足球稀 ) 富勒烯系列全碳分子的代表 富勒烯（ fullerene）是由碳原子形成的一系列籠形分子的總稱，它是碳單質(zhì)的第三種穩(wěn)定的存在形式， C60是富勒烯系列全碳分子的代表。 11年后 ， 三位科學(xué)家因?yàn)榘l(fā)現(xiàn) C60并提出其分子結(jié)構(gòu)模型而榮獲 1996年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) 。 質(zhì)譜儀上觀察到質(zhì)量較大的碳原子簇所含的碳原子個(gè)數(shù)均是偶數(shù)，其中分子質(zhì)量數(shù)落在 720處的質(zhì)譜峰信號(hào)最強(qiáng)，它恰好對應(yīng)一
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