纳米材料学复习资料.doc

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1、lOOnm）范围或由它们作为纳米材料：指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度（lnm基本单位构成的材料纳米科学技术的三大支柱是：纳米材料，纳米加T.技术，纳米测试技术量了尺寸效应：当粒了尺寸下降到某一值时，金属费米能级附近的电了能级由准连续变为离散能级的现象和纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据分了轨道和最低未被占据的分子轨道能级，能隙变宽现象表面效应：是指纳米粒了的表面原了数与总原了数之比随粒径的变小而急剧增大，而表面原了由于配位数不足和高的表面能使这些原了有很高的活性，从而引起的性质上的变化。原了分子团簇（团簇）：是由几个

2、乃至上千个原了，分了或离了通过物理和化学结合力组成相对稳定的聚集体，其物理和化学性质随着所含原了数目的不同而变化。团簇的分类：一元原了团簇，二元原了团族，多元原了团簇，原子簇化合物幻数：在团簇质谱分析中，含有某些特殊原了数的团簇的强度呈现峰值，表明这些团簇特别稳定，所含的原子数称为“幻数”团簇的基本研究问题：1,揭示团簇产生机理，即团族如何由原了分了逐步发展而成的，以及随着这种发展，团族的结构和性质的变化规律。包括团族发展成宏观固体的临界尺寸和过程变化规律。2,固体的电了能带是如何形成和发展的。团簇的研究意义：1,构成物理学

3、和化学的学科交汇点，是材料科学一个新的生长点。2,团篷是有限粒子构成的集合，其所含的粒子数可多可少，这就为量子和经典理论研究多体问题提供了合适的体系。3,团胶的微观结构特点和奇异的物理化学性能为制造和发展特殊性能的新材料开辟了全新的技术途径。团簇的制备方法：真空合成法，气相合成，凝聚相合成法模拟计算理论方法：从头计算法，密度泛函方法，分子动力学模拟方法，第四章纳米颗粒纳米颗粒:通常是指颗粒尺寸介于原子与物质之间的一类粉末，它的尺寸大于原子就，小于通常的微粉，一般在1〜lOOnm之间。纳米颗粒与微细颗粒和原了团簇的区别：1尺寸

4、方面的区别，一般烟尘颗粒尺寸为数微米，纳米颗粒的尺寸比可见光波长还短，与细菌的尺寸相当。2,物理与化学方面，微细颗粒一般不具有景子效应，而纳米颗粒具有量了效应;团就具有景了尺寸效应和幻数效应，而纳米颗粒不具有幻数效应。一，气相法制备纳米微粒1,主要特征：生成条件以控制，具有凝聚小，粒径分布窄，平均粒径和形貌能通过生长条件加以调节的特点。2,气相合成方法：惰性气体蒸发冷凝法,流动汕面上真空蒸发法，溅射法，爆炸丝法,通电加热蒸发法，激光诱导化学气相沉积等。3,蒸发-冷凝法中的加热方式：电阻加热，电弧放电，等离子体，高频感应，激光

5、，电子束加热等。二，液相法制备纳米微粒1,主要特征；能精确控制化学组成，易于添加微量有效成分，超细粒了形状和尺寸也比较容易控制，而且在反应过程中还可以利用各种精制手段，工业化成本比较低。2,液相合成方法；沉淀法，溶胶-凝胶法，水热合成法，酹:盐水解法，溶剂蒸发法3,沉淀法；通常是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合，在混合溶液中加入适当的沉淀剂制备纳米颗粒的前驱体沉淀物，再将此沉淀物进行干燥或瑕烧，从而制得相应的纳米颗粒。4,溶胶■凝胶法；是制备纳米颗粒的一种湿化学法。基木原理是以液体的化学试剂配置成金属无机盐或金属醇盐前驭

6、物，前驱物溶于溶剂中形成均匀的溶液，溶质与溶剂产生水解或醇解反应，反应生成物经聚集后，一般生成Inm左右的粒子并形成溶胶。5,水热合成发；是液相中制备纳米颗粒的一种新方法。一般是在100〜350摄氏度温度下和高气压环境下使无机或有机化合物与水化合，通过对加速渗析反应和物理过程的控制，可以得到改进的无机物，再过滤，洗涤，干燥，从而得到高纯，超细的各类纳米颗粒。三，固相法制备纳米颗粒1，主要合成方法；高能球磨法，自蔓延高温合成法，固相反应法，四，纳米颗粒的表面改性1，纳米颗粒的表面改性；用物理，化学方法改变纳米微粒表面的结构和状

7、态，实现人们对纳米微粒表面的控制2,表面改性方法；表面包裹，高能处理，表面化学改性，胶囊化改性机械力化学改性。3,机械力化学改性；在矿物超细粉碎同时实施表面化学改性，利用粉碎机械力效应，可促进和强化改性效果。粉碎过程中施加的大量机械能，除消耗于颗粒细化外，还有一部分用于改变颗粒的晶格与表面性质，从而呈现激活现象。激活的颗粒极易与周围的固体，液体和气体物质发生反应，这就是机械力化学效应。纳米颗粒的结构表征1,粒径评估方法；透射电镜观察法，X射线衍射线宽法，拉曼散射法，激光衍射散射法，沉降法2,纳米微粒的结构和形貌特点；一般呈现

8、球形或类球形，不同品种的纳米颗粒的形貌大相庭径，纳米颗粒中存在位错，层错，挛晶，堆垛层错等缺陷。纳米微粒的性能1,热血性能：纳米颗粒的熔点，开始烧结温度和晶化温度比常规分体低得多。由于颗粒小,纳米颗粒的表面能高，比表面原了数多，这些表面原了近邻配位不全，活性大以及体积远小于大块材料，因此纳