金属纳米晶体超导温度的热力学研究(2)
第一章 绪论1.1 选题的目的及意义1.1.1 选题的目的在这个需要不断进步与创新的 21世纪，对材料的使用要求越来越苛刻，例如元器件逐渐向小型化、个性化与智能化方向发展，这就需要材料的尺寸变得越来越小，而纳米材料正好能解决人们的这些困扰， 它对于当今新材料的探索无疑是最富有潜力的研究对象。 所谓的纳米晶体是指由纳米尺寸级别的材料组成的单相或多相多晶体材料，一般其晶体的尺寸在100 纳米以内。对于我们将要研究的金属纳米晶体而言，它是通过先进的纳米技术制造而得到的金属材料，具有纳米级尺寸的特殊组织结构，这就决定了金属纳米材料的特殊性质与功能。其晶粒非常细小，大量的原子都处于晶粒与晶粒之间的界面上，这样使得金属纳米晶体的力学性能明显不同于大块金属。这种独特的结构特征使得纳米晶体具有高强度、 良好的塑性变形能力、 高比热等优良性能，特别是对于改善金属材料的强韧综合性能提供了很大可能性，由此它被广泛用于医学、国防和生物科技等领域。所以，纳米材料被誉为“21 世纪的新材料”。近年来，由于超导材料在科研和工业上扮演着越来越重要的角色，尺寸对临界转变温度Tc(D)的影响得到了广泛的理论和实验研究。 实验结果发现临界转变温度Tc （D）会随着尺寸 D的减小而减小，因而不难看出，对于自由纳米晶体的Tc(D)最主要的影响因素似乎就是尺寸 D。如果薄膜和基体之间的相互作用低于薄膜内部的相互作用，那么尺寸对临界转变温度起着决定性作用。否则，界面对临界转变温度的影响也会变得非常明显。但是由于薄膜表面和界面处的化学作用非常活跃，所以表面和界面对临界转变温度的影响异常复杂，在这方面上还需要我们去更进一步研究。本论文最重要的目的就是建立金属纳米晶体的热力学模型， 来预测金属纳米晶体超导温度下的Tc(D)函数，搭好理论研究与实验结果之间的这座桥梁。源:自;优尔'-论.文,网·www.youerw.com/
1.1.2 选题的意义纳米晶体超导温度下的热力学性质与其尺寸、以及界面等有着密切的联系,所以对纳米材料的尺寸效应以及界面效应等热力学性质需要加深理解。为此，我们要想预测金属纳米晶体在超导温度下的热力学函数， 首先要建立好金属纳米晶体的热力学模型并对比实验结果。 这是纳米晶体在热力学研究方面需要解决的首要且同样重要的问题。实验表明， 金属纳米晶体超导温度下的热力学性质与大块金属材料的热力学性质相差甚远。研究纳米材料热力学参数的变化规律，利用一系列相应的热力学函数可以预测纳米材料的热力学性质特点，例如其熔点低、强度高等。而金属纳米晶体是一种新的纳米材料，它在光学、电磁、传感器、医学和生物工程等材料领域有着广泛的应用，因此我们对它的了解已经不在那么陌生。由于金属纳米晶体的热力学性质在各方面均显现出与大块金属材料的巨大差异，并且这种差异正是人们所梦寐以求的，因此对于金属超导纳米晶体的热力学研究已经越来越重要。
1.1.3 本课题主要研究方法本课题是在建立热力学模型的基础上， 对金属纳米晶体超导温度下的热力学进行探究，讨论金属纳米晶体超导温度下的尺寸 D对临界转变温度 Tc(D)的影响。并利用相应的热力学函数绘制出 Tc(D)与 D的函数关系图像，分析并比较我们的模型预测结果与实验结果之间的关系，从而得出结论。针对以上内容， 本课题的研究方法主要是利用热力学相关的一系列理论方程并基于内聚能模型，初步建立金属纳米晶体的热力学模型，再利用origin 等相关软件绘制出 Tc(D)与 D的函数关系图，通过对图形的分析、讨论与预测结果对比实验研究来描述金属纳米晶体超导温度的热力学性质。并由金属纳米晶体的热力学函数，来探讨金属纳米晶体超导温度下 Tc(D)随着 D的变化规律。通过对不同金属超导纳米晶体模型分析与实验结果的比较，证明我们模型的正确性。