什么是纳米材料

什么是纳米材料,第1张

纳米材料是纳米科学技术的一个重要的发展方向。纳米材料是指由极细晶粒组成,特征维度尺寸在纳米量级(1~100nm)的固态材料。由于极细的晶粒,大量处于晶界和晶粒内缺陷的中心原子以及其本身具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等,纳米材料与同组成的微米晶体(体相)材料相比,在催化、光学、磁性、力学等方面具有许多奇异的性能,因而成为材料科学和凝聚态物理领域中的研究热点。

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解析:

纳米材料技术的概况

纳米级结构材料简称为纳米材料,是指其晶粒大小介于1纳米~100 纳米范围之间。由于它的尺寸已接近光的波长,加上其具有大表面的特殊效应,因此其所表现的特性,例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等,往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。

纳米技术的广义范围可包括纳米材料技术及纳米加工技术、纳米测量技术、纳米应用技术等方面。其中纳米材料技术着重于材料生产(超微粉、镀膜等),性能检测技术(化学组成、微结构、表面形态、物、化、电、磁、热及光学等性能)。纳米加工技术包含精密加工技术(能量束加工等)及扫描探针技术。

纳米材料具有一定的独特性,当物质尺度小到一定程度时,则必须改用量子力学取代传统力学的观点来描述它的行为,当粉末粒子尺寸由 10微米降至10纳米时,其粒径虽改变为1000倍,但换算成体积时则将有 109倍之巨,所以二者行为上将产生明显的差异。

纳米粒子异于大块物质的理由是在其表面积相对增大,也就是超微粒子的表面布满了阶梯状结构,此结构代表具有高表面能的不安定原子。这类原子极易与外来原子吸附键结,同时因粒径缩小而提供了大表面的活性原子。

就熔点来说,纳米粉末中由于每一粒子组成原子少,表面原子处于不安定状态,使其表面晶格震动的振幅较大,所以具有较高的表面能量,造成超微粒子特有的热性质,也就是造成熔点下降,同时纳米粉末将比传统粉末容易在较低温度烧结,而成为良好的烧结促进材料。

一般常见的磁性物质均属多磁区之 体,当粒子尺寸小至无法区分出其磁区时,即形成单磁区之磁性物质。因此磁性材料制作成超微粒子或薄膜时,将成为优异的磁性材料。

纳米粒子的粒径(10纳米~100纳米)小于光波的长,因此将与入射光产生复杂的交互作用。金属在适当的蒸发沉积条件下,可得到易吸收光的黑色金属超微粒子,称为金属黑,这与金属在真空镀膜形成时高反射率光泽面成强烈对比。纳米材料因其光吸收率大的特色,可应用于红外线感测器材料。

纳米技术在世界各国尚处于萌芽阶段,美、日、德等少数国家,虽然已经初具基础,但是尚在研究之中,新理论和技术的出现仍然方兴未艾。我国已努力赶上先进国家水平,研究队伍也在日渐壮大。(中国建材报/83 汪一佛)

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。

广义地说,所谓纳米材料,是指微观结构至少在一维方向上受纳米尺度1nm-100nm调制的各种液体超细材料,它还包括零维的原子团蔟-和纳米微粒。一维调制的纳米多层膜,二维调制的纳米微粒膜,以及三维调制的纳米相材料。

非常简单地说,是会用晶粒尺寸为纳米级的微小颗粒做成的各种材料,其纳米颗粒的大小不应多达100纳米,而通常情况下不应多达10纳米。目前,国际上将正处于1-100nm纳米尺度范围内的AMD颗粒及其颗粒的聚集体,以及由纳米微晶所包含的材料。

纳米技术

纳米技术是纳米材料技术的缩写,是指在规模为1纳米=10-9米区域即原子或分子上,自由地控制技术,以这种规模开发新材料,或以这种规模开发设备。纳米技术的范围非常广泛,包括各种技术,例如使用称为分子自组装的全新方法制造半导体器件,以及开发称为纳米级纳米材料的新材料。

该新材料的静止部分和计算机的阶段到已施加到该处理器的程度,但纳米尺寸的由该技术未来的机器人和去处理,在添加到具有自增殖能力建筑物被用于有望成为可能,它被认为是将在21世纪大发展的领域。

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