納米材料分類ppt課件(參考版)
2025-05-08 18:09本頁面
【正文】 實驗安排： 第 1周：講座，檢索相關資料，初步擬定方案 第 2周 : 根據(jù)資料分析，擬定選擇實驗內(nèi)容和初步方案，準備儀器 第 37周：分組實驗，每組 3人，共 10組，表征 第 8周：分析結(jié)果，完成實驗總結(jié) 題目、摘要，引言、實驗材料與方法，結(jié)果與討論，小結(jié)，參考文獻 。螺旋位錯生長機理與二維成核式生長機理相比較，主要區(qū)別在于前者不需要形成二維晶核，晶體在一定條件下就能生長。螺旋位錯生長機理是 Frank提出的，他認為實際晶體是不完整的，如果生長面上存在著螺旋位錯露頭點，由后者在晶面上引起的臺階可以直接作為晶體生長的臺階源，在生長過程中生長臺階繞著螺旋位錯線回旋擴展但永不消失。通過臺階作多次重復的運動和扭結(jié)的不斷延伸，生長面最終被新晶層覆蓋。若界面上不存在臺階，則二維臨界晶核是生長界面上提供臺階的唯一來源。根據(jù)生長界面結(jié)構的不同 ,金屬電結(jié)晶可能按兩種不同的機理進行，即二維成核式的生長機理和螺旋位錯生長機理。然而，瞬時成核與連續(xù)成核僅僅是成核速度常數(shù)很大和很小時出現(xiàn)的兩種極端情況，在實際體系中更多更普遍的應是介于兩者之間的情況 [2]。電沉積開始時一段時間內(nèi)還原原子在表面的核化可用下列關系式表示： ? N=N0[1exp（ At） ] ? 式中， N為在不同反應時間單位面積上分布于電極表面核的數(shù)目， N0為活化位置的數(shù)目密度， A是每個位置上穩(wěn)態(tài)核化的速率常數(shù)。 ? 金屬離子還原繼而形成結(jié)晶層的電結(jié)晶過程一般包括以下步驟： ? （ 1）溶液中的離子向電極表面的擴散； ? （ 2）電子遷移反應； ? （ 3）部分或完全失去溶劑化外殼，導致形成吸附原子； ? （ 4）光滑表面或異相基體上吸附原子經(jīng)表面擴散到缺陷或位錯等有利位置； ? （ 5）電還原得到的其他金屬原子在這些位置聚集，形成新相的核，即形核； ? （ 6）還原的金屬原子結(jié)合到晶格中生長，即核化； ? （ 7）沉積物的結(jié)晶及形態(tài)特征的發(fā)展。 ? 金屬電結(jié)晶理論概述 ? 金屬離子在電極上放電還原為吸附原子后，需經(jīng)歷由單吸附原子結(jié)合為晶體的另一過程方可形成金屬電沉積層，這種在電場作用下進行的結(jié)晶過程稱為電結(jié)晶。 ? 影響電沉積的因素（溶液，基底，電化學工藝） ? 銅為什么難沉積在鐵基底上？ ? 如何計算沉積層厚度？估算粒子半徑？ ? 現(xiàn)象、結(jié)論（形貌與條件關系） ? 各種表面形貌形成機理。為制備可控功能性納米材料提供參考。 ?每一步影響因素有哪些？ ?現(xiàn)象、結(jié)論，為什么？ ?注意事項 ?參考文獻資料，你對共享結(jié)果的思考。 要交的材料，五一前交 ?實驗設計方案 ?實驗記錄。主要內(nèi)容： （ 1）選題的目的； （ 2）選題的意義； （ 3）課題研究的性質(zhì)； （ 4）國內(nèi)外同類課題研究的現(xiàn)狀； （ 5）研究方法和手段的科學性； （ 6）應具備的客觀條件可行（設備、方法、人員素質(zhì)等）； （ 7）課題組的人員條件； （ 8）課題成果形式與推廣價值。這些方法為進一步研究納米結(jié)構和準一納米材料的物性，推進它們在納米結(jié)構器件的應用奠定了良好的基礎。我國已建立了多種物理和化學方法制備納米材料，研制了氣體蒸發(fā)、磁控濺射、激光誘導 cvd、等離子加熱氣相合成等 10多臺制備納米材料的裝置，發(fā)展了化學共沉淀、溶膠一凝膠、微乳液水熱、非水溶劑合成和超臨界液相合成制備包括金屬、合金、氧化物、氮化物、碳化物、離子晶體和半導體等多種納米材料的方法，研制了性能優(yōu)良的多種納米復合材料。也可以作為顯象管底板涂層，生產(chǎn)出薄型、節(jié)能的壁掛式電視屏。 ? 超微顆粒的小尺寸效應還表現(xiàn)在超導電性、介電性能、聲學特性以及化學性能等方面。呈納米晶粒的金屬要比傳統(tǒng)的粗晶粒金屬硬 3～ 5倍。美國學者報道 氟化鈣 納米材料在室溫下可以大幅度彎曲而不斷裂。 納米材料的性能 ? 特殊的力學性質(zhì) ? 陶瓷材料在通常情況下呈脆性，然而由納米超微顆粒壓制成的納米陶瓷材料卻具有良好的韌性。利用磁性超微顆粒具有高矯頑力的特性，已作成高貯存密度的磁記錄磁粉，大量應用于磁帶、磁盤、磁卡以及磁性鑰匙等。通過電子顯微鏡的研究表明，在趨磁細菌體內(nèi)通常含有直徑約為 2′102微米的磁性氧化物顆粒。 納米材料的性能 ? 特殊的磁學性質(zhì) ? 人們發(fā)現(xiàn) 鴿子 、 海豚 、 蝴蝶 、 蜜蜂 以及生活在水中的趨磁細菌等生物體中存在超微的磁性顆粒，使這類生物在地磁場導航下能辨別方向，具有回歸的本領。超微顆粒熔點下降的性質(zhì)對粉末冶金工業(yè)具有一定的吸引力。采用超細銀粉漿料，可使膜厚均勻，覆蓋面積大，既省料又具高質(zhì)量。例如，金的常規(guī)熔點為 1064C℃ ，當顆粒尺寸減小到 10納米尺寸時，則降低 27℃ ， 2納米尺寸時的熔點僅為 327℃ 左右；銀的常規(guī)熔點為 670℃ ，而超微銀顆粒的熔點可低于 100℃ 。此外又有可能應用于紅外敏感元件、紅外隱身技術等。由此可見，金屬超微顆粒對光的反射率很低，通?？傻陀?l％，大約幾微米的厚度就能完全消光。事實上，所有的 金屬 在超微顆粒狀態(tài)都呈現(xiàn)為黑色。對超微顆粒而言，尺寸變小，同時其比表面積亦顯著增加，從而產(chǎn)生如下一系列新奇的性質(zhì)。最常見的有：電導滴定法和循環(huán)伏安法。（ 3）電化學性能：由于 Fe3O4納米磁性復合材料大多含有功能性官能團，在電極上易發(fā)生氧化還原反應和電化學反應。 納米材料的表征 ? 4 性能表征（
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