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1、第22卷第l期沈阳工业大学学报Vol.22N6.l2000年2月JournalofShen姆ngUniversityo,ChnologyFeb.2000:l仪幻一l翻《加印)O21一文章绷号卜0。纳米材料的特殊性能及其应用,,,刘忆刘卫华誉树燕王彦芳,(辽宁工程技术人学机械工程学院辽宁阜新123(X刃):,、摘要纳米材料因其独特的显徽结构和组织形貌使材料的物理化学和机械性能发生了巨大的变化,极大地拓宽了材料的应用领域.叙述了纳米材料独特的显微结构、组织形态和物理、化学及机械性能,总结归纳了纳米材料的应用领域和发展前景.:;;关艘词纳米材料特殊性能超细化:I
2、:中图分类每U142文献标识码A纳米材料是结构单元(结晶体)至少在一个方1纳米材料的结构向上具有纳米特征的固体材料11.根据其形态可,分为零维、一维、二维和三维纳米材料IZj.纳米材料由于晶粒的超细化导致结构内有,,界面积/体积比序区域范围缩小界面原子增多零维纳米材料是在三维尺寸都达到纳米特征,,.尺寸的材料.主要包括纳米粒子和纳米团簇,粒增大缺陷密度增加构成了独特的结构形态.子尺寸范围介子宏观块体和微观原子之间.可用11纳米材料的徽观结构、、,,于磁记录介质高效催化剂助燃剂等是纳米材由于组成纳米固体的顺粒极小使界面组元·,料的一个重要研究领域口,一维纳米
3、材料是在二所占比重显著增大若纳米微粒为snm材料界维方向具有纳米材料特征的材料.如纳米管、纳面的体积将占全部体积的50%左右.即材料中一米棒.其中纳米碳管是由单层或多层石墨片卷曲半左右的原子是分布在界面内,每立方厘米体积.而成的无缝纳米级管网,内存在10怜个不同的界面结构材料中的界面组其强度比其它显微组织的材料高200倍旧.二维纳米材料是指一维方向元就是所有这些界面结构的组合,而界面上的原.,如纳米薄膜等,用作子间距又各不一样所以,界面组元内的原子排具有纳米特征尺寸的材料、.,、、、结构涂层可以减摩抗氧化耐高温耐腐蚀;列无序度馄乱度高于传统的晶态和非晶态格
4、、,、、、莱特(GleiH)平德海等人对气相凝聚法制备用作功能涂层可以消光绝缘超导传感ter一:二..等.三维纳米材料是指纳米超微颗粒在高压下压的Ag:Cu(005蕊x续040)纳米合金样品,,,界面均无亚稳相,原子呈有制成型或经一定的热处理工序后所生成的微微观结构研究发现.,细结构为纳米结构的致密型固体材料.其主要特序结构冈纳米固体Pd中晶界上既有有序区,,又有局部不完整或无序征是具有巨大的颗粒间界面原子的扩散系数比域区域以及纳米级空洞卿.,大块材料高1014~1016倍l闷所以具有高韧性纳米尺寸晶粒的结构与完整晶格有很大差异四·,;和超塑性如SIN纳米
5、陶瓷的塑性是微米级的纳米晶粒非常小相邻晶粒间的错配增大了晶界,,214%;Z2纳米陶瓷在1250℃和73MPa时压区域原子的间距造成晶界区域的应力场扩展到心,.缩应变量达380%【咫晶内使晶内原子从理想点阵位置向晶界移动,,纳米材料的应用尚处于探索阶段,世界各国虽然保持原晶体结构但点阵被扩张了与理想.对纳米材料的应用抱有极大的兴趣.目前,已在点阵结构产生了差异隋曼玲对非晶化法制备的·,冶金、电子、磁性材料、传感器、日用化妆品等领NiP合金复相纳米晶体测试发现Ni〕P纳米相,,域得到应用.中空位浓度增加导致晶格畸变晶粒尺寸越小:1(为9一10一13收稿日期,
6、,,,.:刘忆一)作者简介(1956女四川中汀人辽宁工程技术人学副教授硕士沈阳工业大学学报第22卷,.畸变程度越大”1相应降低,当体积能与热能相当或更小时,点阵常数偏离了平衡值会发1.2纳米材料生强磁状态向超顺磁状态转变.当颗粒尺寸与光的热稳定性纳米材料具有亚稳态结构,在适当的外界条,,波的波长传导电子德布罗意波长超导体的相件下、(温度压力)将向较稳定的亚稳态或稳定态干长度或投射深度等物理特征尺度相当或更小,..转变并放出热量,纳米晶很容易长大纳时,,所以会产生光的等离子共振频移介电常数与超米晶体热稳定性是一个重要研究课题.导性能的变化.,、、、叶锡生对纳
7、米卜03,纳尺寸效应会使材料的光学热学磁学力残磁粉的研究发现一、、、米YFeZO3磁粉的DTA曲线上有一个不能重超导电性声学性能及化学性能发学介电性能现的放热峰,X射线衍射分析证实此峰对应于生显著变化.一一..YFe3向aFeZO3;吴秋允等对电213界面效应p结构相变圈镀纳米镍的热稳定性研究发现,,峰值温度为由表1可以看出随着纳米材料的粒径减..392℃;UKlernent测得镍层晶粒大小为nm,20小界面原子所占比例迅速增加巨大的纳米材,时晶粒长大放热峰为28℃;C云rakiA等测得料界面处的原子排列相当混乱原子在外力作用晶粒为n,,50~60m时晶粒
8、放热峰在327℃左下很容易迁移因此表现出很好的韧性与一定·,.右1
