【正文】 有 兩個問題應該 考 慮 ： ?試樣 制 備過 程中界面 結構 弛豫 問題 ，即制 備 TEM試樣時 ，由于 應 力松弛， 導 致 納 米材料界面 結構弛豫，使 觀 察 結 果可能 與 原始 狀態(tài) 有很大差 別 ； ?電 子束 誘導 界面 結構 弛豫 問題 。 . TEM結構觀 察 ?高分辨 TEM（ Transmission Electron Microscopy）是直接觀察納米材料的結構，尤其是界面結構的一種有效方法。 ?Eastman研 究了 納 米晶 Pd的 氫 化行 為 ，結 果 見圖 15。3 納 米固體材料 界面的 研 究方法 ?. XRD結構 分析 ?. TEM結構觀 察 ?. 正 電 子湮 沒研 究 . XRD結構 分析 圖 14為 Fe的納米微粒、納米塊體和界面的 XRD曲線。 ?有人用高分辨 TEM觀 察了 納 米晶 Pd塊 體的界面 結構 ，在同一 個試樣 中 既 看到了有序界面，也看到了無序界面。 結構 特征分布模型 ?結構 特征分布模型 的 觀 點是： 納 米材料的界面不是 單 一的、同 樣 的 結構 ，界面 結構是多 種 多 樣 的。至1990年以 來 文 獻 上不再引用 該 模型。 類氣態(tài) 模型 ?類氣態(tài) 模型 （ gasslike） 認為 ， 納 米晶體界面原子的排列， 既沒 有 長 程有序，也 沒有短程有序，是一 種類氣態(tài) 的、無序度很高的 結構 。2 納 米固體材料的 界面 結構 模型 ?納 米固體材料的 結構研 究，主要 應 考 慮 ：顆 粒 的尺寸、形 態(tài) 及分布， 界面 的形 態(tài) 、原子 組態(tài) 或 鍵組態(tài) ， 顆 粒 內(nèi) 和界面 內(nèi) 的 缺陷 種類 、 數(shù) 量及 組態(tài) ， 顆 粒和界面的 化 學組 成 ， 雜質(zhì) 元素的分布等。 這 主要 歸結 于孔洞的存在，因而孔洞率的 問題 是 決 定 納 米固體材料致密化的 關鍵 。 ?孔洞 一般 處 于 晶界 上。 ?空位 團 主要分布在 三叉晶界 上。 納 米固體材料中的 空位 ?在 納 米材料中，界面（包括晶界和三叉晶界）體 積 分 數(shù)比常 規(guī) 多晶材料大得多，界面中的原子 懸鍵較 多，使得空位、空位 團 和孔洞等點缺陷增加。 當 粒 徑從 100nm減小到 2nm時 ，三叉晶界體 積 分 數(shù) 增加了三個數(shù) 量 級 ，而晶界體 積 分 數(shù)僅 增加 約 一 個數(shù) 量 級 。 Palumbo等人假 設 三叉晶界為 三 棱 柱， 見圖 13所示。 并 且， 對 于同一種 材料，粒子的形 狀 不同，位 錯穩(wěn) 定存在的 臨 界尺寸也不同。 ?俄 國 Gryaznov等人 從 理 論 上分析了 納 米材料的 小尺寸 效 應對 晶粒 內(nèi) 位 錯組態(tài) 的影響 ， 對 多 種 金 屬納 米晶體的位 錯組態(tài)發(fā) 生突 變 的 臨 界尺寸 進 行了 計 算。 納 米材料中的 位 錯 ?目前， 許 多人用高分辨 TEM分 別 在 納 米晶 Pd中 觀 察到位 錯 、位 錯網(wǎng)絡 、 孿 晶等。 若一個晶面在晶體內(nèi)部突然終止于某一條線處，則稱這種不規(guī)則排列為一個 刃位錯 。 納 米材料中的 位 錯 ?位錯 又可稱為差排（英語： dislocation），在 材料科學 中，指 晶體材料的一種內(nèi)部微觀缺陷，即 原子 的局部不規(guī)則排列（晶體學缺陷）。另外，納米粉體壓成塊體后，晶格常數(shù)會增加或減少，晶格常數(shù)的變化也會使缺陷增加。1 結構 特征及 缺陷 缺陷 是實際晶體結構偏離了理想晶體結構的區(qū)域。 納米固體材料的結構缺陷有三種類型： 點 缺陷（ 空位 、空位對、空位團、溶質(zhì)原子、雜質(zhì)原子等）、 線 缺陷（刃型 位錯 、螺型位錯、混合型位錯等）、 面 缺陷（層錯、相界、晶界、 三叉晶界 、孿晶界等）。 物理上的界面不只是指一個幾何分界面，而是指一個 薄層 ，這種分界的表面（界面）具有和它兩邊基體不同的特殊性質(zhì)。1 結構 特征 及缺陷 納 米固體材料是由 顆 ?；蚓Я３叽?為 1100nm的粒子凝聚而成的三 維塊 體。2 納 米固體材料的界面 結構 模型 ?167。第七章 納 米固體材料 內(nèi) 容 ?一 、 納 米 結構 材料 結構 特征 及 研 究方法 ?二 、 納 米 結構 材料的性能 ?三 、 納 米材料的制 備 方法 ?四 、 納 米 復 合材料 一、 納 米 結構 材料 結構 特征及 研 究方法 ?167。1 結構 特征及缺陷 ?167。3 納 米固體材料界面的 研 究方法 167。納 米固體材料的基本 構 成是 納 米微粒 加上 它們 之 間的 界面 。因為物體界面原子和內(nèi)部原子受到的作用力不同，它們的能量狀態(tài)也就不一樣，這是一切界面現(xiàn)象存在的原因。 167。 納米材料結構 中平移周期遭到很大破壞，界面原子排列比較混亂，界面中原子配位數(shù)不全使得缺陷增加。 這就是說， 納米材料實際上是缺陷密度十分高的一種材料。從 幾何 角度看，位錯屬于一種線缺陷，可視為晶體中已滑移部分與未滑移部分的分界線， 其存在對材料的 物理性能 ，尤其是 力學性能 ，具有極大的影響。刃位錯附近的原子面會發(fā)生朝位錯線方向的扭曲。 圖 12為納 米晶 鈀 Pd中的位 錯 和 孿 晶的高分辨像。他 們認為 ：當 粒 徑 小于某一 臨 界尺寸 時 ，位 錯 不 穩(wěn) 定，趨 于離 開 晶粒； 當 粒 徑 大于此 臨 界尺寸 時 ，位 錯穩(wěn) 定地 處 于晶粒中。 納 米固體材料中的三叉晶界 ?三叉晶界 是三 個 或三 個 以上相 鄰 晶粒之 間的交叉 區(qū) 域。 ?三叉晶界體 積 分 數(shù)對 晶粒尺寸的敏感度 遠遠 大于晶界體 積 分 數(shù) 。 這 意味著三叉晶界 對納 米晶 塊 體材料性能的影 響將 是非常大的。 ?單 空位 主要存在于 晶界 上，是由于 納 米固體 顆 粒在 壓 制成 塊 體 時 形成的。 它 的形成一部分 歸結為單 空位的 擴 散凝聚，另一部分是在 壓 制 塊 體 時 形成的。 納 米固體材料用一般的 壓 制和 燒結 方法很 難獲 得高致密度。 167。 ?其中， 界面的微 觀結構 是影 響納 米固體材料性能的最主要因素， 龐 大體 積 的界面 對納 米固體材料的性能 負 有重要的 責 任。 該 模型 與 大量事 實 有出入。 有序模型 ?有序模型 認為納 米固體材料的界面原子排列是有序的， 納 米材料的界面 結構 和常 規(guī)粗晶材料的界面 結構 本 質(zhì) 上 沒 有太大差 別 。 納 米材料的界面 結構 存在一 個 分布， 它們 都 處 于無序到有序的中 間狀態(tài) 。 167。從中可見，界面的 XRD曲線不同于非晶 Fe，卻類似于氣態(tài) Fe的結構。 說 明 納 米晶 Pd的界面不是 擴 展的無序晶界。 Thomas等人對納米晶 Pd的