【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 或薄膜時(shí)，將成為優(yōu)異的磁性材料。我們對(duì)納米材料的認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要不斷的探索和研究。相信通過不斷的深入，一定會(huì)使納米在更多的領(lǐng)域里發(fā)揮作用，服務(wù)于生產(chǎn)和生活。第頁(yè)參考文獻(xiàn)：張力德、牟季美《納米材料和納米結(jié)構(gòu)》科學(xué)出版社，2002 陳敬忠、劉劍洪《納米材料科學(xué)導(dǎo)論》高等教育出版社，2006 黃昆原著，韓汝琦改編，《固體物理學(xué)》高等教育出版社，1988第頁(yè)第四篇：納米論文納米復(fù)合材料論文——納米陶瓷復(fù)合材料摘要：本論文主要介紹了納米復(fù)合材料的的設(shè)計(jì)（包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)），討論了納米陶瓷復(fù)合材料的制備方法以及對(duì)所制備的金屬基納米復(fù)合材料的性能進(jìn)行了分析，最后對(duì)納米陶瓷納米復(fù)合材料的發(fā)展進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：納米陶瓷材料納米復(fù)合材料制備性能展望致遠(yuǎn)化學(xué)班F1324005 陳昊 5132409039目 錄前 言 ?????????????????????????1 第1章納米陶瓷材料概述 ?????????????????2 第2章納米陶瓷材料的生產(chǎn)工藝………………………………………4 第3章納米陶瓷材料應(yīng)用……………………………………………5 結(jié)束語(yǔ)…………………………………………………………………7 參考文獻(xiàn) ????????????????????????7前言陶瓷材料在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)及國(guó)防領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用。但是，由于傳統(tǒng)陶瓷材料質(zhì)地較脆，韌性、強(qiáng)度較差，因而使其應(yīng)用受到了很大限制。隨著納米技術(shù)的廣泛應(yīng)用，納米陶瓷隨之產(chǎn)生，希望以此來克服傳統(tǒng)陶瓷的脆性，使其具有像金屬一樣的柔韌性和可加工性。與傳統(tǒng)陶瓷相比。納米陶瓷的原子在外力變形條件下自己容易遷移，因此表現(xiàn)出較好的韌性與一定的延展性，因而從根本上解決了陶瓷材料的脆性問題。英國(guó)著名材料科學(xué)家卡恩在Nature雜志上撰文道：“納米陶瓷是解決陶瓷脆性的戰(zhàn)略途徑。”所謂納米陶瓷，是指陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)中，晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、氣孔尺寸、缺陷尺寸都限于100nm以下，是上世紀(jì)80年代中期發(fā)展起來的新型陶瓷材料。由于納米陶瓷晶粒的細(xì)化，品界數(shù)量大幅度增加，可使材料的韌性和塑性大為提高并對(duì)材料的電學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)等性能產(chǎn)生重要的影響，從而呈現(xiàn)出與傳統(tǒng)陶瓷不同的獨(dú)特性能，成為當(dāng)今材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)。一、納米陶瓷材料的性能納米陶瓷材料的結(jié)構(gòu)與常規(guī)材料相比發(fā)生了很大變化，顆粒組元細(xì)小到納米數(shù)量級(jí)，界面組元大幅度增加，可使材料的強(qiáng)度、韌性和超塑性等力學(xué)性能大為提高，并對(duì)材料的熱學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、電學(xué)等性能產(chǎn)生重要的影響。硬度和斷裂韌度：對(duì)納米晶TiO2進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在室溫壓縮時(shí)，納米顆粒已有很好的結(jié)合，高于500℃很快致密化，而晶粒大小只有稍許的增加，所得的硬度和斷裂韌度值與單晶TiO2或粗顆粒壓縮體的相應(yīng)值比，性能相當(dāng)或更好。納米晶TiO2其硬度和斷裂韌度隨燒結(jié)溫度的增加(即空隙度的降低)而增加，在800~900℃溫度范圍燒結(jié)，與經(jīng)優(yōu)化燒結(jié)的塊狀陶瓷相比，兩者的硬度和斷裂韌度值相符。低溫?zé)Y(jié)后，納米晶TiO2就能獲得好的力學(xué)性能。通常硬化處理材料變脆，造成斷裂韌度的降低，而就納米晶而言，硬化和韌化由空隙的消除來形成，這樣就增加了材料的整體強(qiáng)度。納米晶TiO2經(jīng)800℃燒結(jié)后，維氏硬度H=630，斷裂韌度Kic(Mpam1/2)，空隙度為10％；而1000℃燒結(jié)后，H=925，Kic=，空隙度為5％。(1)比熱，納米材料的界面結(jié)構(gòu)中原子分布比較混亂，與常規(guī)材料相比，界面體積分?jǐn)?shù)較大，因而納米材料熵對(duì)比熱的貢獻(xiàn)比常規(guī)材料大得多。如對(duì)應(yīng)粒徑為80nmAl2O3的比熱，比常規(guī)粗晶Al2O3高8％。(2)熱膨脹，納米非晶氮化硅熱膨脹系數(shù)比常規(guī)晶態(tài)Si3N4高1～26倍。其原因是納米非晶氮化硅的結(jié)構(gòu)與常規(guī)晶態(tài)Si3N4有很大差別，前者是由短程有序的非晶態(tài)小顆粒構(gòu)成的，它們之間的界面占很大比例，界面原子的排列較之非晶顆粒內(nèi)部更為混亂。在相同條件下，原子和鍵的非線性熱振動(dòng)比常規(guī)晶態(tài)顯著得多，因此對(duì)熱膨脹的貢獻(xiàn)也必然很大。(3)導(dǎo)熱或超絕熱，絕熱材料目前在我國(guó)尚處于實(shí)驗(yàn)研究與工業(yè)實(shí)驗(yàn)的中間階段。由于氣孔尺寸小到納米級(jí)，主要產(chǎn)生如下納米效應(yīng)：當(dāng)輕質(zhì)材料中的氣孔尺寸小于50nm時(shí)，氣孔中的空氣分子就失去了自由流動(dòng)的能力，因此相當(dāng)于抽了真空，稱為“零對(duì)流效應(yīng)”。由于材料的體積密度較小，氣孔尺寸很小，這時(shí)氣孔壁的數(shù)目趨于“無窮多”。對(duì)于每一個(gè)氣孔壁來說都具有遮熱板的作用，因而產(chǎn)生近于“無窮多遮熱板”的效應(yīng)，從而使輻射傳熱下降到最小的極限。由于近于無窮多納米孔的存在．熱流在固體中傳遞時(shí)就只能沿著氣孔壁傳遞，近于無窮多的氣孔壁構(gòu)成了近于“無窮多路徑”效應(yīng)，使固體熱傳導(dǎo)的能力下降到接近最低極限。將硅酸鈣復(fù)合納米孔超級(jí)絕熱材料用于鋼結(jié)構(gòu)防火可使防火時(shí)間從目前一般厚質(zhì)防火涂料的2h左右延長(zhǎng)到15h，給滅火贏得充足的時(shí)間。將該材料用于太陽(yáng)能熱水器，可使其集熱效率提高一倍以上，而散熱損失下降到現(xiàn)在的30％。材料的光學(xué)性能與其內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)，特別是電子態(tài)、缺陷態(tài)和能級(jí)態(tài)結(jié)構(gòu)有關(guān)。納米材料在結(jié)構(gòu)上與常規(guī)材料有很大差別，突出表現(xiàn)在小尺寸顆粒和龐大體積分?jǐn)?shù)的界面，界面原子排列和鍵的組態(tài)的無規(guī)則性較大，使納米材料的光學(xué)性能出現(xiàn)一些與常規(guī)材料不同的新現(xiàn)象。(1)紅外吸收：對(duì)納米材料紅外吸收的研究表明，紅外吸收譜中出現(xiàn)藍(lán)移和寬化。納米相Al2O3，紅外吸收譜在400～1000cm1波數(shù)范圍內(nèi)有一個(gè)寬廣的吸收帶，與A12O3單晶相比，紅外吸收峰有明顯的寬化，其中對(duì)應(yīng)單晶的637cm1和442cm1的吸收峰。(2)熒光現(xiàn)象：用紫外光激發(fā)摻Cr和Fe的納米相A12O3時(shí)，在可見光范圍觀察到新的熒光現(xiàn)象。(3)光致發(fā)光：退火溫度低于673K時(shí)，納米非晶氮化硅塊體在紫外光到可見光范圍的發(fā)光現(xiàn)象與常規(guī)非晶氮化硅不同，出現(xiàn)6個(gè)分立的發(fā)光帶，而常規(guī)非晶氮化硅在紫外光到可見光很寬的波長(zhǎng)范圍的發(fā)光呈現(xiàn)一個(gè)很寬的發(fā)光帶。納米材料與常規(guī)材料在結(jié)構(gòu)上，特別是在磁結(jié)構(gòu)上有很大差別，因此在磁性方面會(huì)有其獨(dú)特的性能。除磁結(jié)構(gòu)和磁化特點(diǎn)不同外，納米晶材料顆粒組元小到納米級(jí)，具有高的矯頑力，低的居里溫度，顆粒尺寸小于某一臨界值時(shí)，具有超順磁性等。同時(shí)，納米材料的界面組元與粗晶材料有很大差別，使界面組元本身磁性具有獨(dú)特性能。例如界面的磁各向異性小于晶內(nèi)，居里溫度低于常規(guī)材料等。由于納米材料中存在龐大體積分?jǐn)?shù)的界面，使平移周期在一定范圍內(nèi)遭到嚴(yán)重破壞，顆粒愈小，電子平均自由程愈短，偏離理想周期場(chǎng)愈嚴(yán)重。因此，納米材料的電學(xué)性能(如電導(dǎo)、介電性、壓電性等)與常規(guī)材料存在明顯的差別。(1)電阻和電導(dǎo)，晶界原子排列愈混亂，晶界厚度愈大，對(duì)電子散射能力就愈強(qiáng)。界面這種高能壘是使電阻升高的主要原因。當(dāng)晶粒尺寸小于電子平均自由程時(shí)，晶界組元對(duì)電子的散射起主導(dǎo)作用，這時(shí)電阻與溫度的關(guān)系以及電阻溫度系數(shù)的變化都明顯偏離粗晶情況，甚至出現(xiàn)反?，F(xiàn)象。納米非晶氮化硅(粒徑大約15nm)的電導(dǎo)比常規(guī)非晶氮化硅高。(2)介電特性。納米材料在結(jié)構(gòu)上與常規(guī)材料存在很大差別，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)在介電常數(shù)和介電損耗對(duì)顆粒尺寸有很強(qiáng)的依賴關(guān)系，電場(chǎng)頻率對(duì)介電行為有極強(qiáng)的影響。納米材料的介電常數(shù)隨電場(chǎng)頻率的降低而升高，并顯示出比常規(guī)粗晶材料高的介電性。納米材料隨著電場(chǎng)頻率的下降，介質(zhì)的多種極化都能跟上外加電場(chǎng)的變化，介電常數(shù)增大。(3)壓電效應(yīng)，經(jīng)研究表明，未經(jīng)退火和燒結(jié)的納米非晶氮化硅塊體具有強(qiáng)的壓電效應(yīng)，而常規(guī)非晶氮化硅不具有壓電效應(yīng)。二、納米陶瓷材料制備工藝與方法 蒸發(fā)凝聚法(PVD法)蒸發(fā)凝聚法是制備納米粉體的一種早期的物理方法，蒸發(fā)法所得產(chǎn)品顆粒粒度一般在5～100納米之間。蒸發(fā)法是將金屬或化合物顆粒的原料加熱、蒸發(fā)，使之成為原子或分子，再使許多原子或分子凝聚，生成極微細(xì)的納米粉體。目前已發(fā)展出多種蒸發(fā)凝聚技術(shù)手段制備納米陶瓷粉體，這些方法大體上可分為：真空蒸發(fā)法、氣體蒸發(fā)法等。而按原料加熱蒸發(fā)技術(shù)手段不同，又可將蒸發(fā)法分為：太陽(yáng)爐加熱蒸發(fā)法、電子束加熱蒸發(fā)法、等離子體加熱蒸發(fā)法及激光束加熱蒸法等。蒸發(fā)冷凝法也是一種蒸發(fā)凝聚法，