纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。它包括了纳米粒子、纤维、薄膜以及块状固体。一般情况下,以结构有序为划分,可以分为两种基本的固体结构,即长程有序的晶态和短程有序的非晶态。而纳米微晶又区别于两者,反而与气体结构特征有相似之处,所以纳米微晶素有“气态固体”之名,或称“气体状”结构。纳米粒子的特殊结构层次,决定了它的许多特殊的性质与功能,例如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、介电限域效应以及宏观量子隧道效应,这些特殊的物理效应使纳米材料拥有许多特别的性质以及性能,在生物、陶瓷、化工、医学、催化、光学、电学以及磁学等学科有着广泛的应用,科学家们用这些材料的特性解决了许多技术瓶颈,可以说,纳米科技大大促进了科技的发展。

纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的数量、种类以及结构形态进行精确的观测、识别以及控制的技术,是在纳米尺寸内研究物质的特性及相互作用,并利用这些研究成果制造出具有特定功能的多学科交叉的高新技术功能产品。其实最终的目标是能按照人类的自由意志控制单个原子、分子,来制造特定功能的产品。、文献综述

如果想要实现纳米材料产业的规模化,那么我们就要把如何制备高纯、超细、均匀的纳米材料作为重要的研究课题。相关纳米材料的制备方法,有多种形式,本文将作出叙述以及比较。

2 基本特性

由于纳米材料是由相当于分子甚至是原子大小的微小单元组成,所以粒子的特殊结构层次,决定了它的许多特殊的性质与功能,例如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、介电限域效应以及宏观量子隧道效应,这些特殊的物理效应使纳米材料拥有许多特别的性质以及性能,例如力学特性、热学特性、电学特性、磁学特性,在生物、陶瓷、化工、医学、催化、光学、电学以及磁学等学科有着广泛的应用。

2。1力学特性

结构材料开发应用永远的主题——韧性、硬度、强度。纳米材料结构的粒径越小,强度越大。纳米材料脱位的密度很低,增殖和位错滑移符合frank-reed扩散模型[1],其临界位错圈的直径都比纳米晶粒粒径大,而且一般情况下,增殖后位错塞积的平均间距比晶粒大,所以纳米材料中位错扩散、滑动和增殖都不会发生,这就是纳米强化效应。金属陶瓷作为刀具材料使用已经有五十多年的历史了,因金属陶瓷混合烧结使其晶粒粗大导致其力学强度难以提高,但是使用纳米技术可以制作成纳米晶或超细材料,从而大大提高材料的韧性、硬度、强度,在难以加工的领域稳居主导地位。纳米技术的应用使纤维、陶瓷普遍运用于航空、航海、石油钻探等恶劣环境中。

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