纳米材料_材料科学_工程科技_专业资料

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1、一•四大效应小尺寸效应：当纳米粒子的尺寸•光波波长、徳布罗意波长、超导态的相干长度或与磁场穿透深度相当或更小时，晶体周期性边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近的原子密度减小，导致声、光、电、磁、热力学等特性岀现异常的现象光：纳米微粒较人的比表而导致了平均配位数下降，不饱和键和悬键增多，因而存在较宽的键振动模分布，使得纳米微粒的频带吸收宽化。力：纳米材料具有人的界面，界面的原子排列是相当混乱的，原子在外力变形的条件下很容易迁移，因此表现出甚佳的韧性与一定的延展性热：纳米微粒的表面能高、比表面原子数多，这些表面原子临近配位不全，活性人以及熔化时所

2、需增加的内能小，使得纳米微粒熔点急剧下降常见现象1、金属纳米相材料的电阻增大与临界尺寸现彖（电子平均口由程）动量2、宽频带强吸收性质（光波波长）3、激子增强吸收现彖（激子半径）4、磁有序态向磁无序态的转变（超顺磁性）（各向异性能）5、超导相向正常相的转变（超导相T•长度）6、磁性纳米颗粒的高矫顽力（单畴临界尺寸）量子尺寸效应：当粒子尺寸卜•降到某一值时，金屈费米能级附近的电子能级市准连续变为离散能级的现象；纳米半导体颗粒存在不连续的最髙被占•据分子轨道（HOMO）和最低未被占-据分了轨道能级（LUMO）,能隙变宽的现象，光吸收兰移，称为量了尺寸效应。1.

3、导体向绝缘体的转变2•吸收光谱的兰移现象3.磁矩的大小和颗粒屮电子是奇数还是偶数有关4.纳米颗粒的发光现象表面效应是指纳米粒子的表面原了数与总原子数之比随着粒子尺寸的减小而人幅度的增加,粒子的表面能及表面张力也随着增加，从而引起纳米粒子物理、化学性质的变化1、比表而积的增加2、表而原了数的增加3、较高的表面能。主要影响1、表面化学反应活性5J参与反应）o2、催化活性。3、纳米材料的（不）稳定性。4、铁磁质的居里温度降低。5、熔点降低。6、烧结温度降低。7、晶化温度降低。8、纳米材料的超塑性和超延展性。9、介电材料的高介电常数（界面极化）。10、吸收光谱的

4、红移现象。宏观量子隧道效应电子具有粒子性又具有波动性，因此存在隧道效应。微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应二.库伦阻塞和电子隧穿通常把小体系这种单电子运输行为，称为库仑堵塞效应.如果两个呆了点通过一个“结”连接起來，一个量子点上的单个电子穿过势垒到另一个量子点上的行为叫量子隧穿。只有当热运动能K汀小于库仑堵塞能，才能观察到库仑堵塞效应和量子隧道效应（41子由一个粒了跃到另一个小导体）。三.纳米颗粒和纳米薄膜的制备方法纳米颗粒：蒸发-冷凝法此种制备方法是在低压的Ar、He等惰性气体屮加热金属，使其蒸发汽化，然后在气体介质中冷凝后形成5-100nni的纳

5、米微粒。通过在纯净的馆性气体中的蒸发和冷凝过程获得较T净的纳米粉体。化学沉淀法包含一种或多种离了的可溶性盐溶液，当加入沉淀刘（如OH、C2O产，CO产等）后，或于一定温度下使溶液发生水解，形成不溶性的氢氧化物成效类从溶液中析出，并将溶液小原有的阴离子洗去，经热分解即得到所得的氧化物粉料。乳液法：利用两种互不和溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成一个均匀的乳液，从乳液屮析出固相，这样可使成核、生长、聚结、团聚等过程局限在一个微小的球形液滴内，从而可形成球形颗粒，避免了颗粒Z间进一步团聚。喷雾法是将溶液通过各种物理手段进行雾化获得纳米粒子的一种化学与物理相结合的

6、方法。它的基木过程包括溶液的制备、喷雾、干燥、收集和热处理，其特点是颗粒分布比较均匀，具体的尺寸范围取决于制备工艺和喷雾的方法。纳米薄膜：溶胶-凝胶法。该方法制备薄膜的基木步骤如下：首先用金属无机盐或有机金属化台物制备溶胶，然后将衬底（如Si02玻璃衬底等）浸入溶胶后以一定速度进行提拉,结果溶胶附着在衬底上，经一定温加热后即得到纳米微粒的膜。膜的厚度控制可通过提拉次数来控制。电沉积法。一般II-VI族半导体薄膜可用此法制备。下面简单介绍CdS和CdSe薄膜的制备过程：用Cd盐和S或Se制成非水电解液，通电示在电极上沉积CdS或CdSe透明的纳米微粒膜。粒

7、径为5nm左右。高速纳米粒子沉积法（气体沉积法）O该制各方法的基本原理是:用蒸发或溅射等方法获得纳米粒子，用一•定气压的惰性气体作载流气休。通过喷嘴，在基板上沉积成膜。宜接沉积法。这种方法是当前制备纳米薄膜普遍采用的方法，它的基木原理是把纳米粒了直接沉淀在低温基片上。制备纳米粒子的方法主要有三种：惰性气体蒸发法、等离子溅射法和辉光放电等离了诱导化学气相沉积法，基片的位置、气体的压强、沉淀速率和基片温度是影响纳米膜质量的重要因素。二.各种纳米结构的构造方法，列举三种。1nwrap-bake-peelapproachhydrothermalprocess2、

8、嵌段共聚物口组装刻蚀3、纳米多孔材料4、核壳结构水热法5、在CNTs上钏钉纳米颗