【正文】 子氣相化學(xué)法制備陶瓷納米粉體材料具有許多優(yōu)點(diǎn):a、等離子體中具有較高的電離度，可以得到多種活性組分，有利于各類反應(yīng)的進(jìn)行；b、等離子體反應(yīng)空間大，可以使相應(yīng)物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)完全；c、與激光誘導(dǎo)氣相沉積法相比，等離子氣相化學(xué)法更容易工業(yè)化。4等離子體氣相合成法（PCVD法）等離子化學(xué)氣相沉積伊（Plasma Chemical Vapor Deposition PCVD)法是納米陶瓷粉體制備的常用方法之一，它具有反應(yīng)溫度高、升溫和冷卻速率快等特點(diǎn)。3激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相法(LICVD法)激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積(Laser Indueed Chemical Vapor DePosition LICVD)法是利用反應(yīng)氣體分子對(duì)特定波長(zhǎng)激光束的吸收而產(chǎn)生熱解或化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)成核生長(zhǎng)形成超細(xì)粉末。這些晶核在加熱區(qū)不斷長(zhǎng)大、聚集成顆粒，且隨著氣流進(jìn)人低溫區(qū)使顆粒生長(zhǎng)、聚集和晶化過(guò)程停止，最終在收集室內(nèi)收集得到納米陶瓷粉體。蒸發(fā)凝聚法的缺點(diǎn)是裝備龐大，設(shè)備投資昂貴，且不能制備高熔點(diǎn)的氧化物和碳化物粉體，所得粉體一般粒徑分布范圍較寬。蒸發(fā)冷凝法也是一種蒸發(fā)凝聚法，在真空蒸發(fā)室內(nèi)充人低壓惰性氣體，加熱金屬或化合物蒸發(fā)源，蒸氣將凝聚成納米尺寸的團(tuán)簇，并在液氮冷卻棒上聚集得到納米粉體。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。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。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。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。納米非晶氮化硅(粒徑大約15nm)的電導(dǎo)比常規(guī)非晶氮化硅高。界面這種高能壘是使電阻升高的主要原因。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。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。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。(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。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(wú)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。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％。由于近于無(wú)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(wú)窮多的氣孔壁構(gòu)成了近于“無(wú)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。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(wú)窮多”。(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。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。如對(duì)應(yīng)粒徑為80nmAl2O3的比熱，比常規(guī)粗晶Al2O3高8％。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％。低溫?zé)Y(jié)后，納米晶TiO2就能獲得好的力學(xué)性能。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。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)。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。與傳統(tǒng)陶瓷相比。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。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。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。一般常見的磁性物質(zhì)均屬多磁區(qū)之集合體，當(dāng)粒子尺寸小至無(wú)法區(qū)分出其磁區(qū)時(shí)，即形成單磁區(qū)之磁性物質(zhì)。研究表明，人的牙齒之所以具有很高的強(qiáng)度，是因?yàn)樗怯辛姿徕}等納米材料構(gòu)成的。因?yàn)榧{米材料具有大的界面，界面的原子排列是相當(dāng)混亂的，原子在外力變形的條件下很容易遷移，因此變現(xiàn)出很好的韌性和延展性，使陶瓷材料具有新奇的力學(xué)性質(zhì)。利用磁性，人們已經(jīng)將磁性超微粒制成用途廣泛的磁性液體。由此可見，金屬超微顆粒對(duì)反光的反射率很低。具體的光學(xué)性質(zhì)是當(dāng)黃金被分割到小于光波波長(zhǎng)的尺寸時(shí)，即失去了原有的富貴光澤而呈黑色。由第頁(yè) 于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為小尺寸效應(yīng)。當(dāng)互補(bǔ)的微粒在溶液中存在時(shí)，黃金微粒會(huì)緊緊地結(jié)合在一起，改變懸浮液的顏色。美國(guó)西北大學(xué)開發(fā)的一種比色傳感器，已經(jīng)成功探測(cè)出結(jié)核桿菌。還有，納米組件有很大的表面積，這能夠使它們成為理想的催化劑和吸收劑等，并且在放電能和向人體細(xì)胞施藥方面派上用場(chǎng)。這樣，在納米尺寸上組織物質(zhì)的結(jié)構(gòu)就有可能使科學(xué)家在不改變材料化學(xué)成分的前提下，控制物質(zhì)的基本特性，比如磁性、蓄電能力和催化能力等。美國(guó)國(guó)納米技術(shù)計(jì)劃初期研究的重點(diǎn)是，在分子尺度上具有新奇的特性并且系統(tǒng)、物理和化學(xué)性能有明顯提高的材料。如果一個(gè)結(jié)構(gòu)的某個(gè)維度小于臨界長(zhǎng)度，那么物質(zhì)的性質(zhì)就常常無(wú)法用傳統(tǒng)的理論去解釋。也就是說(shuō)，納米技術(shù)不只是向小型化邁進(jìn)了一步，而且是邁入了一個(gè)嶄新的微觀世第頁(yè) 界。比如，預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)一種強(qiáng)度是鋼鐵10倍的材料，具有超導(dǎo)彈性，透明材料和具有更高熔點(diǎn)的材料。例如，美國(guó)國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)曾經(jīng)發(fā)布的一份研究報(bào)告就描述了這些設(shè)想的特種新奇材料的特性。比如，利用精確控制形狀和成分的納米“磚塊”，人類有可能合成出自然界沒有的材料。利用這項(xiàng)技術(shù)的目的是在納米尺寸上操縱物質(zhì)，以創(chuàng)造出具有全新分子組織形式的結(jié)構(gòu)。將人類帶入新的微觀世界。有些納米材料（如納米金剛石）經(jīng)過(guò)表面改性和分散，可以均勻分布到聚合物的熔融體中，經(jīng)過(guò)噴絲、冷卻形成具有特殊功能的納米纖維，添加比列很低，但每根短纖維上有成千上萬(wàn)個(gè)納米顆粒。第頁(yè) 納米材料與技術(shù)是在20世紀(jì)80年代末才逐步發(fā)展起來(lái)的前沿交叉性新興學(xué)科領(lǐng)域，它與住處技術(shù)和生物技術(shù)一起并稱為21世紀(jì)三大前沿高新技術(shù)，并可能引導(dǎo)下一場(chǎng)工業(yè)革命。量子尺寸效應(yīng)帶來(lái)的能級(jí)改變、能隙變寬，使微粒的發(fā)射能量增加，光學(xué)吸收向短波長(zhǎng)方向移動(dòng)（藍(lán)移），直觀上表現(xiàn)為樣品顏色的變化，如CdS微粒由黃色逐漸變?yōu)闇\黃色，金的微粒失去金屬光澤而變?yōu)楹谏?。量子尺寸效?yīng)指當(dāng)金屬或半導(dǎo)體從三維減小至零維時(shí)，載流子在各個(gè)方向上均受限，隨著粒子尺寸下降到接近或小于某一值（激子玻爾半徑）時(shí)，費(fèi)米能級(jí)附近的電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)能級(jí)變?yōu)榉至⒛芗?jí)的現(xiàn)象稱為量子尺寸效應(yīng)。由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為小尺寸效應(yīng)?，F(xiàn)在從尺寸效應(yīng)探討其特性和應(yīng)用