文档介绍：纳米材料的性质、制备与表征班级:材料125 姓名:陈志权学号:121895作为最有前途的材料,纳米材料无疑将会在生活和生产屮得到广泛的应用,为人们提供各种便利,服务于人民。纳米技术开辟了人类认识世界的新层次,使人们改造自然的能力直接延伸到分子、原子水平,标志着人类的科学技术水平进入了一个新时代,即纳米科技时代。在纳米量级范围内(-IOOnm)对分子、原子进行操纵和加工的技术,是用单个原子、分子制造物质的技术,是研究一小堆原子(团簇)甚至于单个原子或分子的一门学科;是以纳米科学为基础,制造新材料、新器件、研究新工艺的方法和手段。纳米材料的分类按照维度不同可分为:零维:指在空间三维尺度均在纳米尺度,如纳米尺度颗粒、原子团簇等;一维:指在空间有两维处于纳米尺度,如纳米丝、纳米棒、纳米管等;二维:指在三位空间小有一维在纳米尺度,如超薄膜、多层膜、超晶格等;三维:指三维空间屮含有上述纳米材料的块体,如纳米陶瓷等。一、纳米材料的性质1、纳米材料的热学性质:⑴熔点显著降低。与常规粉末体材料相比,纳米粒子的表而能高,表而原子数多,这些表而原子近邻配位不全,活性大,因此,其熔化吋所需增加的内能小得多,这就使得纳米粒子熔点急剧下降。⑵不同方法制备的纳米晶体材料的过剩比热不同。惰性气体冷凝法和高能球磨法制备的纳米晶体材料的过剩热容很大,非晶晶化和电解沉积法制备的纳米晶体材料的却很小。原因是不同制备方法引入不同缺陷密度。惰性气体冷凝和高能球磨方法制备的纳米材料,存在大量的微孔、杂质和结构缺陷,使这种极大的差异不能代表纳米材料的本征热熔差别。非晶晶化和电解沉积方法制备的纳米晶休,内部结构缺陷较少,且很少有微孔和杂质,其热容与粗晶和比增加不大。⑶纳米晶体材料的特征温度和热膨胀系数的变化。各种方法制备的纳米晶体的特征温度都要小于其粗晶体的值。纳米晶体材料的热膨胀系数变化不一致,与纳米样品的制备方法和结构尤其是微孔有密切关系。⑷纳米晶体的热稳定性。当晶粒尺寸细化到纳米量级吋,晶粒长大的驱动力很高,甚至在室温下即可长大。实验屮己发现纳米晶Cu、Ag、Pd在室温或略高于室温吋的异常长大现象。大量实验观察表明,通过各种方法制备的纳米晶体材料,无论是纯金属、合金还是化合物在一定程度上都具有很高的晶粒尺寸稳定性。2、纳米材料的电学性质:⑴纳米材料的电导特性:①纳米晶金属块体材料的电导随着晶粒度的减小而减小②电阻的温度系数亦随着晶粒的减小而减小,甚至出现负的电阻温度系数③金属纳米丝的电导被量子化,并随着纳米丝直径的减小出现电导台阶、非线性的曲线及电导振荡等粗晶材料所不具有的电导特性。⑵纳米材料的介电特性:纳米介电材料具有尺寸效应和界面效应,这将较强烈地影响其介电性能。这些影响主要表现在:①空间电荷引起的界而极化。由于纳米材料具有大休积分数的界面,在外电场的作用下在界面两侧可产生较强的空间电荷引起界面极化或空间电荷极化②介电常数或介电损耗具有较强的尺寸效应。随着尺寸的减小,铁电体单畴将发生由尺寸驱动的铁电•顺点相变,使h发极化减弱,居里点降低,这都将影响取向极化及介电性能③纳米介电材料的交流电导常远大于常规电介质的电导。例如纳米a-Fe2O3>Y-Fe2O3固体的电导就比常规材料的电导大3〜4个数量级,纳米氮化硅随尺寸的减小也具有明显的交流电导。纳米介电材料电导的升高将导致介电损耗的