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第卷第期
机一械程材料【年【月
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新型纳米微晶材料的结构、性能和制备
· 院研
’摘要综述了纳采微晶材料的结构特征、性能、击和开发应用前帚·并提出了开展研究的方
中向主题词微晶材料结句性能制备方法新型材料/—/
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纳米微晶材料的结构可以用射线衍射、穆斯堡尔
引言
蔚、扩展射线吸收精细结构、正电子湮没
纳米错晶材料是指度~ 的超微粒. 等手段进行研究。
竖压制、饶结或溅射而战的凝聚志固体。占是年代
纳米微晶材料的性能
刚刚发展起来的新型材料被美国材料科学会誉为
世纪最有前途的材料,圆此受到发达国家的高度重由于纳米徽晶材料具有特殊的结掏,使纳米微晶
视,在其发展高技术的计划中,都瞄准这一新的材料领材料的性能明显地不同于相而化学成分的晶杰及非晶
域,投入相的凡力和物力。本艾结实倒,就纳米微志材料。就纳米徽晶材料的某些性能作一介绍
晶材料的结构特征、性能、制备和应片前景进行综音介. 纳米微晶的比热
绍,并提出开展研究的方向。纳米盘属和台金的比热比同类粗晶高出
~ 。图为的比热随温度的变化关系结果表
纳米微晶材料的结构特征⋯
\/ 明,在~范围内,纳米微晶材料的比热比
.
纳米微晶材料可看成由两部分组成,一是晶体, 多晶材料增加~ ,而玻璃态”的
是界面。其界面原数的比例极,一般占丘右。比多品高约的增加与界面结构有关,界面
这种超微颗粒可由晶枉或非晶态物质组成,但其界面结陶越开放,的增加幅度就越大。的增加缘于界
无规剥分布纳术微品中的娘子排列既不同于长程面原耦台变弱。纳米晶比热的增加与实验观察
有序的晶体,也同于长程无序、短程有序的气体状”到热嘭胀系数的增加相一致,是纳米晶界结构的反映。
固体结构。因此,一些研究人员把纳米微晶. 纳米徽晶的电学性能
材料称之为晶志、非晶态之外的“第三态嘟体材料”纳米微晶材料的电导率明显高丁同成分的晶态或
多相纳米微晶材料也可用七述的结构模型米描述。非晶态材料的电导宰。例如,近年来,走量的研究发现,
纳米硅薄膜的室温电导率可达。’· ~ ,已接
收刊初稿, 一收到掺改槁近于本征单晶硅的室温电导率值~ · ,
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王王中等型纳采擞晶抖十的结构、性能和制奋
证实纳米微晶陶瓷辆在常温下肆有很好
的刨性和延展性。等凡的实验也证实了纳米品
●陶瓷、可在~ 下进行范性矸.
形变量可选
扩散。。
●
纳米微晶材料单位体积中有很大的界面面积,密

集的界面网络成为嵌莲扩散的通道,
藕
料中不仅扩散系数高,且准各向同性。如纳米晶铜中的
扩散系数比铜单晶中的扩散系数大~ 个数量级,
温度/ 也比多晶铜大个数量级。纳米徽晶材荆的激话焓转
目置皇籁璃’】鲋比热随小和七块试样表面激活皓差不多,围而蚋米微晶材料
温嚏的变化图中左上茸为纳米晶骚中沿界面的扩散机制与表面扩散机带叮相似,而不同于
, 吼的比热相对于多晶的增加粗晶粒晶界扩散机制
纳米晶. 多晶
纳米微晶材料的制备方法
而非晶硅薄嚆的