納米材料的性能與制備方法-wenkub.com
2025-05-09 12:06 本頁面
【正文】 ?巨磁電阻效應 由鐵磁性和非磁性金屬材料組成的納米結構多層膜所表現出的效應 。 ?銀的常規(guī)熔點為 690℃ ， 而超細粉制成的導電漿料可在低溫下燒結 。 ?比熱變化： 納米材料的比熱容 Cp也大于同類粗晶材料 ，納米金屬或合金的 Cp值可高出 10％ 一 80％ 。而許多納米陶瓷在較低溫度下就可發(fā)生塑性變形 ： ?納米 Ti02的塑性行為：在 180℃ 時的塑性變形可達 100％，帶預裂紋的試樣在 180℃ 彎曲時不發(fā)生裂紋擴展。 如果用硬度來表示 ，關系式可表示如下 H=Ho+Kd1/2 這一普適的經驗規(guī)律 ， 對各種粗晶和微晶材料都是適用的 。 許多金屬納米材料室溫下在空氣中就會被強烈氧化而燃燒 ， 將納米 Er和納米 Cu在室溫下進行壓結就能夠反應形成 CuEr—— 金屬間化合物； 即使是耐熱 、 耐腐蝕的氮化物 （ 例如平均粒徑為 45nm的納米TiN） 也變得不穩(wěn)定 ， 在空氣中加熱便燃燒變?yōu)榘咨? 暴露在大氣中的無機納米材料會吸附氣體 ， 形成吸附層 ， 可利用納米材料的氣體吸附性制成氣敏元件 ， 以便對不同氣體進行檢測； 金紅石結構的 TiO2納米材料，當其比表面積由 m2/g(粒徑約400 nm)變?yōu)?76m2/g（約 12 nm)時，它對 H2S氣體分解反應的催化效率可提高 8倍以上。 這主要是其比表面積大 ，出現在表面上的活性中心數增多所致 。 例如納米 Fe和納米 Fe203單磁疇的臨界尺寸分別為12 nm和 40 nm。這樣，金屬中自由電子的平均自由程將會減小，導致電導率的降低。 但當它們的粒徑分別減小到 5nm和 4nm以下時 ， 由于能帶結構的變化 ， 就會表現出明顯的可見光發(fā)射現象 ， 且粒徑越小 ， 發(fā)光強度越強 ， 發(fā)光光譜逐漸藍移 。 金屬納米粒子變黑的原因是什么？ 在半導體納米晶粒中 ， 光照產生的電子和空穴不再自由 ，即存在庫侖作用 ， 此電子 — 空穴對類似于宏觀晶體材料中的激子 。 用途：利用此特性可制作 高效光熱 、 光電轉換材料 ，可高效地將太陽能轉化為熱電能 ， 此外又可作為 紅外敏感元件 、 紅外隱身材料 等 。 這一效應與量子尺寸效應一起，確定了微電子器件進一步微型化的極限，也限定了采用磁帶磁盤進行信息儲存的最短時間。 庫侖阻塞效應示意圖 回顧： 單電子隧道效應 兩個量子點通過一個隧道結連接起來，單個電子從一個量子點穿過勢壘到另一個量子點的過程稱隧道效應。 由于 原子和大塊材料之間的納米材料的能帶將分裂為分立的能級 ， 能級間的間距隨顆粒尺寸減小而增大 。因此，許多現象（磁性、內壓、光吸收、熱阻、化學活性、催化性及熔點等）就不能用通常有無限個原子的塊狀物質的性質加以說明。 這種高能量的表面原子不但引起納米粒子表面原子輸運和結構的變化 ， 同時也引起表面電子自旋構象和電子能譜的變化 ， 在化學變化 、 燒結 、 擴散等過程中 成為物質傳遞的巨大驅動力 ， 同時還影響相變化 、晶形穩(wěn)定性等平衡狀態(tài)的性質 。隨著粒徑的減小，納米陶瓷的應變速率敏感率迅速增大。 原因：主要歸因于大量的界面因素。 隨著納米材料粒徑的減小， 坯體在燒成過程中的變化 如納米固體 Cu中的自擴散系數比晶格擴散系數高 14～ 20個數量級。隨著粒徑的減小 ， 納米材料的表面積 、 表面能及表面結合能都迅速增大 。 原因 ： 處于表面的原子數較多，表面原子的晶場環(huán)境和結合能與內部原子不同所引起的。 納米粒子的性質 已經知道，納米粒子是尺寸在 1— 100 nm之間的粒子，處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區(qū)域。 熱解法 通過碳氫化物的分解得到碳納米管。 ?細尖極易發(fā)射電子：用于做電子槍，可做成幾厘米厚的壁掛式電視屏。 納米管 ： 納米碳管、 WS2管、 MoS2管、 BN管、 NC管、環(huán)糊精管等等。 物理新概念 ， 最早稱為量子點 ， 如半導體的量子點 、 量子棒 、 量子圓盤甚至量子器件等 。 納米材料晶界的結構不同理論 (一 )完全無序說 ：這種假說認為納米晶粒間界的原子排列具有隨機性 ， 原子間距較大 ， 原子密度低 ， 即無長程有序 ， 又無短程有序 。 納米微粒 1~100nm的納米微粒（球形或近球形），尺寸大于原子簇，小于通常的微粉，只能在高分辨電鏡下觀察。 C60分子就以短程線圈頂結構設計者巴克明斯特 .富勒 (Buckminster Fuller)的名字命名，稱為Buckminsterfullerene簡稱富勒烯 (Fullerene)。在一個杯形集結區(qū)內，碎片離子經氣相的熱碰撞反應成為新的碳原子簇。 C60是碳單質的第三種穩(wěn)定的存在形式 ： Diamond(West Africa,) 足球烯發(fā)現的偶然性與必然性： 偶然的合作和發(fā)現： 1985 年英國薩塞克斯大學的波譜學家 ， 發(fā)現碳元素可以形成由 60個或70個 碳原子構成的有籠狀結構的 C60和 C70分子 。碳簇的各種結構和拓撲學。 （ 2） 團簇特性 確定各種尺寸團簇的磁化率等特性。 納米材料的微結構 研究的幾個層次： 零維調制（原子團簇和納米微粒）； 一維調制（納米管、絲、棒）； 二維調制（納米多層膜）； 三
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