纳米材料与技术试卷参考答案.pdf

《纳米材料与技术试卷参考答案.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、中国海洋大学命题专用纸（首页）06-07学年第2学期试题名称：纳米材料与技术期末考试题(A卷)答案共4页第1页一、填空：每空1分，总共30分1.1~100nm。2.运动和变化。3.操纵和加工。************************4.低维材料。5.2，1，2。量子线。6.材料的密度偏低。7.纳米晶粒容易长大，相变。8.晶界、相界、畴界。9.水溶液溶胶-凝胶法，醇盐溶胶-凝胶法。线10.

2、Q

3、>e/2。11.磁性颗粒、表面活性剂，基液。12.短波，蓝移。13.一定波长光。荧光。磷光。14

4、.扶手椅型、锯齿型、螺旋型。15.恒电流模式，恒高度模式。订二、简答题：每题5分，总共45分1、答：主要有两种技术：Topdown（由上而下）的方法和Bottomup（由下而上）的方法（2分）；Topdown由上而下的方法是一种采用物理和化学方法对宏观物质的超细化的纳米科技的研究方法。Bottomup由下而上的方法，以原子、分子、团簇等为基元组装具有特定功能的器件、材料。纳米科技的最终目的是以原子、分子为起点，去制造具有特殊功能装的产品。授课命题教师或命院系负责教师题负责人签字人签字年月日***

5、*****************************************************1中国海洋大学命题专用纸（附页）06-07学年第2学期试题名称：纳米材料与技术期末考试题(A卷共4页第2页2、答：纳米材料通常按照维度进行分类。超细粒子，团簇→0维材料纳米线或管→1维纳米材料纳米膜→2维纳米材料纳米块体→3维纳米材料************************3、答：-9-7-7-5-91）尺度上：分别为10~10m,10~10m,<10m2）物理与化学性质上：（1）微

6、细颗粒不具有量子效应，纳米颗粒有量子效应；（2）团簇有量子效应和幻术效应，而纳米颗粒不具有幻数效应。4、答：在蒸发过程中，蒸气中原材料的原子由于不断地与惰性气体原子相碰撞损失能量而迅速冷却，这将在蒸气中造成很高的局域过饱和，促进蒸气中原材料的原子均匀成核，形成原子团，原子团长大形成纳米粒子，最终在冷阱或容器的表面冷却、凝聚，线收集冷阱或容器表面的蒸发沉积层就可获得纳米粉体。通过调节蒸发的温度和惰性气体的压力等参数可控制纳米粉的粒径。5、答：1）对于粗晶金属，在杂质含量一定的条件下，由于晶界的体积

7、分数很小，晶界对电子的散射是相对稳定的。因此，普通粗晶和微米晶金属的电导可以认为与晶粒的大小无关。2）对于纳米晶材料，由于含有大量的晶界，且晶界的体积分数随晶粒尺寸的减小而大幅度上升，纳米材料的界面效应的影响不能忽略。纳米材料的电导具有尺寸效应，特订别是晶粒小于某一临界尺寸时，量子限制将使电导量子化。纳米材料的电导将显示出许多不同于普通粗晶材料电导的性能。例如：纳米晶金属块体材料的电导随着晶粒度的减小而减小，电阻的温度系数亦随着晶粒的减小而减小，甚至出现负的电阻温度系数。6、答：随着半导体粒子尺

8、寸的减小，其带隙增加，相应的吸收光谱和荧光光谱向短波方向移动，即蓝移。由于纳米颗粒尺度小，而具有大的表面张力，造成晶格畸变，晶格常数变小，键长缩短，导致纳米微粒的键本征振动频率增大，使光吸收带移向了高波数。界面效应引起装纳米材料的谱线蓝移。7、答：量子尺寸效应使纳米光学材料对某种波长的光吸收带有蓝移现象，纳米粉体对各种波长光的吸收带有宽化现象，纳米微粒紫外吸收材料就是利用这两个特性。对紫外吸收好的材料有三种：TiO2纳米粒子的树脂膜、Fe2O3纳米微粒的聚合物膜和纳米Al2O3粉体。大气中的紫外

9、线在300~400nm波段，在防晒油、化妆品中加入纳米微粒，对这个波段的紫外光线进行强吸收，可减少进入人体的紫外线，起到防晒作用。2********************************************************8、答：晶体的自由表面和内界面（如晶界、相界等）处原子的排布与晶体内部的完整晶格有很大差异，且界面原子具有较高的自由能。因此，熔化通常源于具有较高能量的晶体表面或界面。晶粒尺寸减小，使各种界面增多、表面积增大，熔化的非均匀形性位置增多，从而导致熔化在较低温

10、度下开始，即熔点降低。[此题也可以用经典热力学理论解释。小粒子较无穷大平面粒子的吉布斯自由能升高为：⎛⎞111Δ=GV2σ⎜⎟+[或Δ∝G]⎝⎠DD12D************************σ为粒子的表面张力；V为摩尔体积；D1和D2分别为晶粒表面的两个主曲率半径。对于球形粒子D1=D2=D，经一系列推导可得：TDm()Vσ1=−1[或TD()∝−]mTDmm()∞HDTm(D)为尺寸依赖的熔化温度；D是纳米晶体的等效直径；Tm(∞)表示块体的熔化温度；Hm为Tm(D)温度时的熔化焓