纳米材料的资料

纳米 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 的资料 1、什么是纳米材料, 任何至少有一个维度的尺寸小于100nm或由小于100nm的基本单元组成的材料。 2、纳米材料有哪几种维度, 0维:原子团簇、纳米微粒等 1维:纳米线 2维:纳米薄膜 3维:纳米块体 3、纳米材料的特征:尺寸效应，量子效应，界面效应(P12) 尺寸效应 所谓尺寸效应，就是当纳米材料的组成相的尺寸如晶粒的尺寸、第二相粒子的尺寸减小时，纳米材料的性能会发生变化，当组成相的尺寸小到与某一临界尺寸相当时，材料的性能将发生明显的变化或突变。 量子效应 随着金属微粒尺寸的减小，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象，以及半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据分子轨道，能隙变宽的现象，均称为量子效应。 界面效应 由于纳米材料中含有大量的晶界，因而晶界上的原子占有相当高的比例，使其自由能增加，处于不稳定状态 4、随着纳米材料尺寸的减小，材料的熔点，热稳定性怎样变化, 由于纳米颗粒小， 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面能高，表面原子数多，这些原子配位不全，大量原子失去配位，活性大，因此熔点降低，热稳定性变差 5、电子在纳米材料中传播的特点 由于纳米材料具有小尺寸效应，含有大量的晶界，晶界上的原子混乱，使电阻增大 6、纳米材料不同于粗晶晶界结构的特点: 1)晶界具有大量未被原子占据的位置或空间。 2)低的配位数和密度。 3)大的原子均方间距。 4)存在三叉晶界。 7、防止纳米晶粒长大的策略有两种: 1)降低晶粒长大的驱动力，即降低晶界的自由能或降低晶界的迁移速率。 2)获得真正亚稳的组织。 8、几种制备方法及制备的微粒的特点，简称, PVD或气相冷凝法: 可制备出粒径为1,l0nm的超细粉末，粉末的纯度高，圆整度好，表面清洁，粒度分布比较集中，粒径的变化通常小于20%，在控制较好的条件下可小于5%。该方法的缺点是粉体的产出率低 1 CVD法: ?气体利用扩散通过界面层达到生长表面?在生长表面反应形成新的材料并进入生长前沿?排除反应的副产品气体 设备简单、容易控制，颗粒纯度高、粒径分布窄，能连续稳定生产，而且能量消耗少 液相法: 是先将材料所需组分溶解在液体中形成均相溶液，然后通过反应沉淀得到所需组分的前驱物，再经过热分解得到所需物质。制得的纳米粉纯度高，均匀性好，设备简单，原材料容易获得，化学组成控制准确。 固相法: 固相法合成与制备纳米材料是在固体材料在不发生熔化、气化的情况下使原始晶体细化或反应生成纳米晶体的过程。固相法的设备简单，但是生成的粉粒易结团，常需要二次粉碎 9、怎样制造纳米薄膜，能用在那里, 采用PVD，可以制备出各种纳米薄膜或纳米复合膜。 采用磁控溅射，可在Si衬底上沉积出MoSi2和SiC相互交叠的纳米多层膜 采用PLD，可沉积出高温超导膜 采用MBE，可以制备出2维平面生长的超晶格薄膜 10、组装体系:自组装和人工组装(P50) 自组装:在合适的物、化条件下，原子团、大分子、纳米丝或纳米晶体等结构单元，在氢键、范瓦斯兼、静电力等非共价键的相互作用，使亲水-疏水相互作用自发的形成具有纳米结构材料的过程 人工组装:采用模板分子或模板剂，剂表面活性剂类分子，使亲水-疏水相互作用自发的形成具有纳米结构材料的过程 11、导致纳米晶金属在拉应力下塑性很低的主要原因有: 1)纳米晶金属的屈服强度的大幅度提高使拉伸时的断裂应力小于屈服应力，因而在拉伸过程中试样来不及充分变形就产生断裂。 2)纳米晶金属的密度低，内部含有较多的孔隙等缺陷，而纳米晶金属由于屈服强度高，因而在拉应力状态下对这些内部缺陷以及金属的表面状态特别敏感。 3)纳米晶金属中的杂质元素含量较高，从而损伤了纳米金属的塑性。 4)纳米晶金属在拉伸时缺乏可移动的位错，不能释放裂纹尖端的应力。 12、材料的超塑性是指材料在拉伸状态下产生颈缩或断裂前的伸长率至少大于100% 13、在低维纳米固体结构中，通过改变电压的方式能操纵电子一个一个地运动，这就是单电子效应或单电子现象 14、由于电子具有量子属性，所以它能以一定的概率隧穿通过势垒，这一现象称为量子隧穿。 由此可得出隧穿的条件为 ?Q?,e/2。 15、电极化，是指材料中的原子或离子的正、负电荷中心在电场作用下相对移动(产生电位 2 移)，从而导致电矩(电偶极矩)的现象。 产生电极化的主要机理有: 1).电子位移极化:在外电场作用下原子的电子云和原子核发生相对位移。 2).粒子位移极化:在外电场作用下正、负离子间发生相对位移。 3).取向极化:某些物质的分子在无外电场作用时本身正、负电荷中心就不重合，存在固有的电偶极矩。 4)自发极化:因温度的变化而变化 16、什么是磁性液体及特点, 磁性液体是经过表面活性剂处理的超细磁性颗粒高度分散在某种液体中而形成的一种磁性胶体溶液。 磁性液体中的磁性颗粒的尺寸一般为10nm或更小，具有自发磁化特性。这些颗粒在液体中处于布朗运动状态，它们的磁矩是混乱无序的，处于超顺磁状态。 磁性液体既有固体磁性材料的磁性，又具有液体的流动性。 17、发生红移和蓝移的原因, 由于纳米微粒颗粒小，大的表面张力使晶格畸变，晶格常数变小，键长的缩短导致纳米微粒的键本征振动频率增大，结果使红外光吸收带移向了高波数，界面效应引起纳米材料的谱线蓝移。 能隙减小，带隙、能级间距变窄，从而导致电子由低能级向高能级及半导体电子由价带到导带跃迁引起的光吸收带和吸收边发生红移 18、纳米材料起防晒的原因,(利用纳米材料对紫外吸收特性) 利用量子尺寸效应使纳米材料对某种波长的光吸收有蓝移现象和纳米微粒粉体对各种波长光的吸收带有宽化现象，根据这两特征可制造纳米微粒的紫外吸收材料。 大气中的紫外线在300,400nm波段，在防晒油、化妆品中加人纳米微粒，对这个波段的紫外光线进行强吸收，可减少进人人体的紫外线 19、晶粒尺寸对TiO2光催化活性的影响表现在: ?对能带结构的影响;?对光生载流子的输送和量子产率的影响;?对光吸收及光吸附能力的影响。 随着粒径的减小，由于量子效应TiO2的导带和价带变为分立的能级，能隙变宽，价带的电位变得更正，导带的电位变得更负，光生电子和空穴的能量更高，因而具有更强的氧化?还原能力 20、C60的特性和应用 C60分子比较稳定，C60晶体升华温度为673K，296K时C60单晶体的热导率为0.4W/(m?k)。C60分子可与许多金属原子形成金属化合物。C60晶体是面心立方晶体结构，在其四面体和八面体间隙位置可以掺加碱金属原子，形成MxC60,它们形成的化合物具有超导性。 21、C纳米管怎么制作,如何提纯,性能及应用, 碳纳米管有单壁与多壁之分:如果碳纳米管仅由一层石墨烯片卷曲而成，就成为单壁碳纳米管，多壁碳纳米管包含两层以上石墨烯片层，片层间距为0.34,0.4nm 碳纳米管的制备方法主要有电弧法、化学气相沉积法(也称气相催化热解法)和激光蒸 3 发法; 提纯碳纳米管有物理法和化学法，研究和使用较多的是气相氧化法和液相氧化法。氧化法主要利用碳纳米管和无定形碳、碳纳米颗粒等杂质的氧化速率的差异，以达到纯化的目的。用不同方法制备的多壁或单壁碳纳米管，其抗氧化能力差异较大，所含的杂质也不同，因此需选择合适的方法及合适的温度进行处理。 性能:碳纳米管具有极高的轴向强度，单壁碳纳米管具有单电子输送特征，多壁管的场发射性能优于单壁管，相同电场下开口多壁碳纳米管的场致发射电流高于闭口的。 应用:碳纳米管比较可行的应用是作为原子力显微镜和扫描隧道显微镜的探针碳纳米管的独特结构和性能以及良好的化学稳定性使其成为比较理想的场发射材料 22、BaTiO3的介电性能,(P104) ?BaTiO3的介电常数具有很强的尺寸效应和温度效应; ?BaTiO3的介电常数与样品的密度有关; ?BaTiO3的介电常数与电场频率有关; ?BaTiO3的介电损耗与掺杂量的比例有关; ?BaTiO3的介电常数与晶粒尺寸的大小有明显关系; ?BaTiO3的介电常数与掺杂的材料有关。 23、库伦阻塞效应, 当C足够小时(如为aF数量级)，只要注人一个电子，它给库仑岛附加的充电能EC,k BT，从而阻止第二个电子进人该岛，这就是库仑阻塞效应，EC称作库仑阻塞能。 24、巨磁电阻效应, 微弱的电场变化，引起巨大的电阻变化的现象 25、纳米光致发光和粗晶材料有什么不同, ?小的量子尺寸颗粒，大的比表面积，界面中存在大量的缺陷，这就可能在能隙中产生许多附加能隙 ?纳米结构材料中由于平移周期被破坏，在动量k空间中常规材料电子跃迁的选择定则对纳米材料很可能不适用，在激光下纳米态所产生的发光带就是在常规材料中受选择定则限制而不可能出现的光子 ?量子限域效应使纳米材料激子发光很容易出现，激子放光带的强度随颗粒的减小而增大 26、纳米材料和硬度的关系, ?不同制备处理方法，影响界面原子结构和吉布斯自由能，从而与硬度有关; ?孔隙度、密度、缺陷都与硬度有关 ?随着晶粒的减小，许多材料的硬度升高，有些降低，也有先升后降，2-7倍 27、什么是超顺磁性, 超顺磁性是当微粒体积足够小时，热运动能对微粒自发磁化方向的影响引起的磁性。 超顺磁性可定义为:当一任意场发生变化后，磁性材料的磁化强度经过时间t后达到平衡态的现象(?无磁带迴线;?矫顽力等于零) 4 28、什么是纳米复合材料, 两种或两种以上的纳米组元均匀混合在一起而组成的材料 29、CVD(化学气相沉积)，MBE(分子束外延 )，PVD(物理气相沉积)，PE-CVD(等离子体增强化学气相沉积法)，PLD(脉冲激光沉积)，SWNTS(单壁碳纳米管)，MWNTS(多壁碳纳米管) 30、纳米和粗晶材料电导为什么不同及特点, P=PL+Pr，PL表示受晶格振动散射影响的电阻率与温度有关，Pr表示受杂质与缺陷影响的电阻率与温度有关。杂质、缺陷可以改变金属电阻的阻值，但不改变电阻的温度系数dp/dT，对于粗晶金属，在杂质含量一定的条件下，由于晶界的体积分数小，晶界对电子散射相对稳定，可以认为粗晶金属与温度大小无关 由于纳米晶粒中含有大量的晶界，其体积分数随尺寸的减小而大幅上升，此时的界面效应对Pr的影响不能忽略，因此纳米材料的电导具有尺寸效应，特别是晶粒小于某一临界尺寸时，量子限制将使电导量子化，所以纳米材料显示出许多不同于普通粗晶材料的电导性能。 5