纳米科技报告-精品ppt课件

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1、纳米科学与技术阎鹏勋兰州大学等离子体与金属材料研究所演讲者个人情况简介阎鹏勋博士兰州大学等离子体与金属材料研究所教授，博士生导师，所长中科院兰州化物所，河南大学，兼职教授曾赴日本，德国,英国,荷兰,瑞典,新加坡,法国，比利时，卢森堡，丹麦等国进行学术交流。目录纳米科技的一些基本概念纳米材料是纳米科技的重要组成部分纳米材料的基本理论和它的特殊物理化学特性纳米材料的制备和加工手段纳米技术的研究领域和应用前景国内外重视纳米技术的研究纳米电子学基础研究等离子体金属纳米材料研究迎接纳米科技时代“纳米”是英文nanometer的译名，是一

2、种度量单位，是十亿分之一米，可写为1nm=10-9m。相当于一根头发丝的万分之一到几万分之一。或10个氢原子连在一起的尺度。纳米科技的基本涵义是在纳米尺度（通常是在0.1-100nM)范围内认识和改造自然，或者直接操作和安排原子,分子创造新物质。研究它们的组成，运动规律，相互作用和可能的应用中的技术问题的科学和技术。和传统的材料的加工技术包括显微加工技术的由大到小的制造技术（如，刨，切，锯等）比较，纳米科技的核心是以单个原子、分子为原料由小到大制造新材料和新物质的科学技术。纳米技术以空前的分辨率为人类揭示了一个可见的原子、分子

3、世界，并以其构造具有特定功能的产品。纳米技术是现代科学和技术相结合的产物，它涉及到几乎现有的一切基础性科学技术领域。一些科学家认为，纳米技术将会迅速改变物质产品的生产方式，导致重大的社会变革…应该明确纳米材料或产品或器件并不都是纳米尺度，它们可以大到飞机大炮，也可以小到原子,分子。纳米科技的内涵正在不断扩展，它的应用正在不断扩大。一.纳米科技的一些基本概念二.纳米材料是纳米科技的重要组成部分纳米材料一般分为两个层次纳米超微粒子（0.1—100nM)包括零维（空间三维均在纳米尺寸如纳米颗粒，原子团簇）.一维(空间三维有两维处在纳

4、米尺度）如纳米丝，纳米棒，纳米管。二维（指空间三维仅一维是纳米尺度）如超薄膜，多层膜。纳米固体--纳米超微粒子制成的固体材料。由于纳米粒子本身的结构和特性决定了纳米固体材料的许多特性，所以弄清纳米粒子特别是0,1-100纳米粒子的性质就能举一反三推而广之，进一步弄清其他纳米材料的性质。下面我们主要讨论纳米超细微粒的制备，结构和特性。1990年以前纳米晶或纳米相材料1994年到现在纳米组装材料1994年以前纳米复合材料纳米材料发展的历史三、纳米材料的制备１.纳米微晶制备纳米材料的制备方法很多，可大体分为物理方法和化学方法物理方法

5、1.真空冷凝法：用真空蒸发、加热、高频感应,等离子体等方法使原料气化，形成超微粒，然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、粒度可控，但技术设备要求高。2.物理粉碎法：通过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。3.机械球磨法：采用球磨方法，控制适当的条件得到纯元素、合金或复合材料的纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。4。喷雾法等等。化学方法1.气相沉积法利用金属化合物蒸气化学反应合成纳米材料。其特点产品纯度高，粒度分布窄。2.沉淀法（单一沉淀法，共沉

6、淀法，均相沉淀法）把沉淀剂加入到盐溶液中反应后，将沉淀物经热处理得到纳米材料。其特点简单易行，但纯度低，颗粒半径大，适合制备氧化物。3.水热合成法高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中进行沉淀，氧化，分解等反应，再经分离和热处理得纳米粒子。其特点纯度高，分散性好、粒度易控制。4.溶胶-凝胶法（胶体化学法）金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再经低温热处理而生成纳米粒子。其特点反应物种多，产物颗粒均一，过程易控制，适于氧化物和Ⅱ～Ⅵ族化合物的制备。5.微乳液法两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液，在微泡中经成核、聚结、团聚、

7、热处理后得纳米粒子。其特点粒子的单分散和界面性好，Ⅱ～Ⅵ族半导体纳米粒子多用此法制备。2.碳纳米管(CNTs)的制备方法1.碳纳米管的发现及其结构特征1985年以前，人们普遍认为由碳原子组成的晶体：石墨和金刚石。1985年以后，英国，美国(1985)，日本(1991)，比利时(1994)先后发现这长链碳分子，卷曲成3600形成的无缝中空管等。分单臂(单层)和多臂(多层)。单根单个根碳管和阵列碳管。２.碳纳米管的制备方法和生成机理A.电弧放电法；B.碳氢气体热解法;（激光蒸发法;固相热解法;辉光放电法;气体燃烧法).3.介孔模板

8、CVD法).模板法零维纳米点一维纳米线纳米管纳米棒通过各种化学/物理的方法在模板中组装各种形状的粒子可以制备各种形状的金属/半导体或它们的复合/多层结构3.纳米组装-模板法制备纳米有序结构4.纳米组装材料的加工技术1.扫描遂道电镜技术——“纳米手”石墨原子像多个原子排成的中国