纳米材料及应用综述
纳米材料阻燃性能及应用前景研究进展
纳米材料阻燃性能及应用前景研究进展引言纳米材料是一种具有尺寸在纳米量级（1-100纳米）的特殊材料，相比传统材料，具有独特的物理、化学和电子性质。
纳米材料具有较大的比表面积、比表面活性和较小的尺寸效应等特点，使其在许多领域具有广泛的应用潜力。
其中一个应用领域是阻燃材料。
随着纳米材料在阻燃领域的研究日益深入，人们对纳米材料阻燃性能及其应用前景产生了浓厚的兴趣。
本文将对纳米材料阻燃性能及应用前景的研究进展进行综述。
一、纳米材料阻燃性能纳米材料由于其特殊的尺寸效应和表面效应，使其具有优异的阻燃性能。
研究表明，纳米材料可以通过以下几个方面来提高材料的阻燃性能：1. 溶胶-凝胶法制备纳米材料溶胶-凝胶法是一种常用的纳米材料制备方法，通过控制溶胶和凝胶的反应条件，可以调控纳米材料的结构和性能。
例如，采用溶胶-凝胶法合成无机氧化物纳米材料，可以提高阻燃材料的热稳定性和耐燃性。
2. 纳米粒子的表面修饰纳米粒子的表面修饰可以增强材料的阻燃性能。
通过改变纳米粒子的表面性质，可以增强材料的炭化特性、抑制热解和延缓燃烧速率。
近年来，研究人员通过将聚合物包覆在纳米粒子表面或利用金属氧化物修饰纳米粒子表面等方法，成功提高了材料的阻燃性能。
3. 纳米复合材料的构筑纳米复合材料是指将纳米材料与基体材料进行复合得到的材料。
通过在基体材料中引入纳米材料，可以提高材料的热稳定性、抗烧蚀性和抑制烟雾生成能力。
研究发现，纳米复合材料具有更好的阻燃性能和热分解特性，具有广阔的应用前景。
二、纳米材料阻燃应用前景纳米材料具有出色的阻燃性能，可以在多个领域应用，拥有广阔的前景。
以下是几个纳米材料在阻燃领域的应用前景：1. 电子设备随着电子设备的普及，电子设备的火灾事故也时有发生。
纳米材料作为阻燃新材料，可以有效提高电子设备的安全性能，降低火灾事故的风险。
2. 轻量化材料纳米材料具有轻质、高强度和良好的抗热性能，可以用于制造轻量化材料，如汽车和飞机等。
纳米材料综述功能材料与应用论文(已处理)
纳米材料综述功能材料与应用论文（已处理）纳米材料综述摘要概述了纳米材料的基本概念、分类方法及结构特征, 重点介绍了纳米材料的光谱、催化、光电化学及反应性等化学特性及应用.1、纳米材料的基本概念纳米材料是指颗粒尺寸为纳米量级 0.11 nm, 100nm 的超微粒子纳米微粒及由其聚集而构成的纳米固体材料。
纳米固体材料分为纳米晶体材料、纳米非晶态材料及纳米准晶态材料。
其中纳米晶体材料按其结构形态又可分为四类:1 零维纳米晶体, 即纳米尺寸超微粒子;2 一维纳米晶体, 即在一维方向上晶粒尺寸为纳米量级, 如一维纤维, 一维碳纳米管;3 二维纳米晶体, 即在二维方向上晶粒尺寸为纳米量级, 如纳米薄膜、涂层;4 三维纳米晶体, 指晶粒在三维方向上均为纳米尺度, 如纳米体相材料, 纳米陶瓷材料。
另外, 还有纳米复合材料, 以复合方式不同分为0-0、0-2、0-3 型复合, 即零维纳米粒子分别与纳米粒子、二维及三维材料复合而成的固体材料。
纳米材料科学是现代化学、物理学、材料学、生物学等多门学科相互交叉、相互渗透的新兴学科, 其研究内容主要包括两个方面:1 系统地研究纳米材料的性能、微结构和谱学特性,通过和常规材料对比, 找出纳米材料的特殊规律, 建立描述和表征纳米材料的新概念和新理论, 发展完善纳米材料科学体系;2 探索新的制备方法, 发展新型的纳米材料, 研究制备工艺与材料结构、性能之间的关系规律, 并拓宽其应用领域。
2、纳米材料的性质2.1、纳米微粒的结构和特性纳米粒子处于原子簇和宏观物体交界的过渡区域，是由数目很少的原子或分子组成的聚集体。
由于纳米粒子具有壳层结构。
粒子的表面原子占很大比例，并且是无序的类气状结构, 而在粒子内部则存在有序-无序结构，这与体相样品的完全长程有序结构不同。
纳米粒子的结构特征使其产生了小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应，并由此派生出传统固体材料所不具备的许多特殊性质。
纳米银应用综述
纳米银应用综述摘要纳米材料因具有很高的表面能和化学活性而显示出独特的热、电、光、声、磁、力学性能和催化性能，广泛应用于超导、化工、医学、光学、电子、电器等行业，具有广阔的应用前景。
关键词纳米银应用一、超导方面用70nm的银粉制成的轻烧结体做热交换材料，可使制冷机工作温度达到0．0I一0．003K，效率较传统材料高30％。
通过研究不同含量纳米银掺杂的f Bi，Pb)2Sr2Ca2CuO 块材，发现纳米银掺杂使材料熔点降低，加速了高(指临界温度，即从正常状态到超导态的过程中，电阻消失的温度)相的形成；纳米银掺杂大大提高了磁通蠕动激活能，其中最佳掺杂15％(质量)Ag时激活能提高5～6倍；纳米银掺杂样品的钉扎能u(H)随磁场降低比非掺杂样品要慢，改善了磁场下的传输性能；纳米银掺杂使晶问损耗峰向高温移动20K，改善了晶界弱连接，并大大增强了晶界的涡旋钉扎能力。
二、光学领域1、纳米银可用作表面增强喇曼光谱(SERS)的基质，实验证明SERS谱的获得与吸附分子的电性及纳米银的表面电性有关。
根据分子的电性，选取不同电性的纳米银，可以获得较强的SERS谱，进而扩大SERS的研究范围。
同时，纳米银粒子由于其表面等离子振荡吸收峰附近具有超快的非线性光学响应，科学家发现把纳米银掺杂在半导体或绝缘体中，可获得较大的非线性极化率，利用这一特性可制作光电器件，如光开关、高级光学器件的颜色过滤器等。
2、用纳米银制备的Ag-BaO功能薄膜，是一种全新的光发射材料，具有很高的光吸收系数，光发射性好。
纳米银和PVP复合制成薄膜，对特定的红外波长具有很强的光吸收能力。
Yoshio HAYASHI等人采用干式银盐成像法，利用少量感光性卤化银、非感光性长链有机银盐（RCOOAg）和适当的还原剂均匀分散在聚合物基体中，曝光后卤化银分解形成潜像Ag核，在120-140摄氏度范围内原位形成纳米银粒子，制备出纳米银/高分子光学材料。
3、在化纤中加入少量的纳米银，可以改变化纤品的某些性能，并赋予很强的杀菌能力。
纳米材料综述范文
纳米材料综述范文纳米材料是自上世纪90年代以来兴起的一项新兴科技，其具有独特的物理、化学和生物性能，因此受到了广泛的关注和研究。
本文将综述纳米材料的定义、制备方法、应用领域以及潜在的风险和挑战。
首先，纳米材料是指至少在一个维度上具有纳米级尺寸（1-100纳米）的材料。
由于其尺寸处于微观和宏观之间，纳米材料往往具有与传统材料不同的物理和化学性质。
例如，纳米颗粒表面积大大增加，导致其在催化、光学和磁性等方面具有更高的活性和敏感性。
此外，纳米材料还具有较高的比表面积和功率密度，使其在能源存储、传感器和生物医学等领域有着广泛的应用前景。
纳米材料的制备方法多种多样，但可以分为两大类：自下而上和自上而下。
自下而上方法是通过控制和组装分子、原子或离子来构建纳米结构。
例如，溶液法、气相沉积和电化学沉积等方法可以制备出纳米颗粒、纳米薄膜和纳米线等结构。
自上而下方法则是通过纳米加工工艺将材料从大尺寸逐渐减小到纳米级。
常见的自上而下方法包括球磨、机械研磨和激光刻蚀等。
纳米材料具有广泛的应用领域，包括能源、环境、生物医学、电子等。
在能源领域，纳米材料被广泛应用于太阳能电池、燃料电池和储能材料中。
纳米材料的高比表面积可以提高电池的能量密度和效率。
在环境领域，纳米材料可以用于水处理、污染物检测和空气净化等方面。
例如，纳米颗粒可以作为催化剂用于有害气体的催化转化和光催化分解。
在生物医学领域，纳米材料可以用于药物输送、分子成像和组织修复等方面。
纳米颗粒可以通过控制其大小和表面修饰来实现药物的靶向输送和释放。
在电子领域，纳米材料可以用于制备纳米电子元件和纳米传感器等。
纳米材料的尺寸效应和表面效应使其在电子器件的性能和灵敏度方面具有巨大的优势。
然而，纳米材料的应用也面临着一些潜在的风险和挑战。
首先，纳米材料的生产和处理过程中可能释放出有害物质，并对环境和人体健康造成潜在风险。
此外，由于纳米材料的小尺寸和特殊性质，其对生物体的毒性和生物互作性尚不完全了解。
纳米材料分散的综述
纳米材料分散的综述一、纳米材料简介纳米材料是指尺寸在纳米级别的材料，具有优异的物理、化学和机械性能。
由于其独特的性质，纳米材料在能源、环保、医疗、信息技术等领域具有广泛的应用前景。
二、纳米材料制备方法纳米材料的制备方法多种多样，主要包括物理法、化学法以及生物法。
物理法包括机械球磨法、真空蒸发法等；化学法包括溶液法、气相法等；生物法则利用生物分子的自我组装和生物模板法。
不同的制备方法适用于不同类型的纳米材料，且具有各自的优势和局限性。
三、纳米材料的应用领域纳米材料因其优异的性能被广泛应用于以下领域：1.能源领域：太阳能电池、燃料电池、储能电池等；2.环保领域：空气净化器、水处理设备等；3.医疗领域：药物输送、生物成像、癌症治疗等；4.信息技术领域：电子器件、量子计算等。
四、纳米材料的分散技术纳米材料的分散技术是实现其应用的关键。
纳米材料由于其高比表面积和表面能，容易发生团聚，因此需要对其进行分散。
分散技术可分为物理分散和化学分散。
物理分散包括机械搅拌、超声波分散等；化学分散则是利用表面活性剂或偶联剂进行分散。
五、纳米材料分散的物理化学原理纳米材料分散的物理化学原理主要包括表面能作用、静电力作用和空间位阻作用。
表面能作用是纳米材料分散的主要驱动力，静电力作用则是在带电纳米粒子间的相互作用，空间位阻作用则是利用高分子物质对纳米粒子进行稳定分散。
六、纳米材料分散的方法与技术纳米材料分散的方法与技术主要包括以下几种：1.机械搅拌分散：通过机械搅拌的方式将纳米材料分散在溶剂中，可加入适量的表面活性剂或分散剂以增强分散效果。
2.超声波分散：利用超声波的振动能将纳米材料打散在溶剂中，可有效破解团聚现象。
3.化学分散：利用化学反应改变纳米材料的表面性质，如通过偶联剂对纳米材料进行改性，使其具有更好的分散稳定性。
4.溶剂热法：在高温高压条件下，利用溶剂的性质将纳米材料溶解分散在溶剂中。
此方法可用于制备一些具有特殊性质的纳米材料。
纳米材料在混凝土中的应用综述
纳米材料在混凝土中的应用综述
纳米技术日益成熟，纳米材料已经广泛应用于各个领域，其中混凝土是其重要的应用领域。
混凝土是一种复合材料，具有良好的抗压强度、耐久性和耐腐蚀性，因此被广泛应用于建筑和工程领域。
纳米材料在混凝土中的应用是改进混凝土性能的有效方法，可以改善混凝土的压缩强度、抗拉强度、耐久性和降低温度变形等性能。
纳米材料可以用于混凝土的防水保护，可以抑制渗水和渗漏，改善混凝土的耐久性。
此外，纳米材料还可以改善混凝土的抗冻性能，减少混凝土的温度变形，提高混凝土的抗冲击性能，从而更好地满足建筑物的需要。
纳米材料还可以用于混凝土的修复和防护，对混凝土的结构和外观进行修复，防止混凝土表面受到腐蚀、蚀变和热损伤等影响，从而延长其使用寿命。
纳米材料还可以用于混凝土的绝热保温，可以提高混凝土的绝热保温性能，降低能耗，使建筑物更加节能环保。
纳米材料可以有效改进混凝土的性能，提高混凝土的耐久性和抗冲击性能，降低能耗，保护混凝土的外观和结构，延长其使用寿命。
因此，纳米材料在混凝土中的应用将受到越来越多的重视，并且被广泛应用于建筑和工程领域。
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一、引言
化学是一门研究物质的性质、组成以及变化规律等方面的科学。
随着科技的不断发展，化学领域的研究也日益深入。
本文将介绍化学领域中的一些研究成果，旨在为读者提供一些有关于化学方面的综述。
二、文献综述
1. 纳米材料在化学领域中的应用
纳米材料是一种具有特殊性质的材料，其尺寸一般在1-100纳米之间。
由于其具有较高的比表面积和较小的粒径，纳米材料在化学领域中应用广泛。
例如，纳米氧化铁材料可应用于废水处理，纳米铜材料可用于触媒反应等方面。
2. 金属有机框架材料
金属有机框架材料是一种由金属离子和有机配体组成的多孔材料。
由于其具有良好的催化效果和吸附性能，金属有机框架材料在催化反应、
气体分离等方面得到了广泛的应用。
3. 离子液体
离子液体是一种由离子构成的液体，其具有较低的挥发性和较高的热稳定性。
由于其具有良好的溶解性和可调控性，离子液体在催化反应、溶剂、分离技术、电化学等领域得到了广泛的应用。
4. 异质结构催化剂
异质结构催化剂是由两种或多种材料组成的催化剂。
由于其具有较好的催化效果和较高的稳定性，异质结构催化剂在燃料电池、化学品合成、环境保护等方面得到了广泛的应用。
三、结论
通过对化学领域中的一些研究成果的介绍，我们可以发现，化学领域中的研究不仅仅是关于基础理论的探索，还包括对新材料的探究和应用，这些新材料在能源、环保等方面有着广泛的应用前景。
因此，我们可以预见，在未来的科研领域中，化学领域将会得到更加广泛的关注和研究。
纳米薄膜应用综述
纳米薄膜应用综述引言纳米技术作为21世纪的一个新兴领域，正日益受到人们的关注和重视。
纳米材料具有尺寸效应、表面效应和量子效应等特性，展现出许多与传统材料不同的奇特性能，被广泛应用于材料、生物、医学、环境、电子信息等领域。
纳米薄膜作为纳米材料的一种重要形式，具有极大的表面积和高度的界面能，被广泛应用于涂层、传感器、光伏、生物医学等领域。
一、纳米薄膜的制备方法1. 物理气相沉积法物理气相沉积法包括热蒸发法、溅射法、分子束外析等，通过在真空环境下使材料直接蒸发或溅射，然后在基底表面沉积形成纳米薄膜。
该方法制备的纳米薄膜均匀度高，结晶度好，但设备成本高，生产效率低。
2. 化学气相沉积法化学气相沉积法包括液相沉积法、气相沉积法等，通过在气相反应体系中使一种化学气体在基底表面发生化学反应，生成纳米薄膜。
该方法成本低，易于实现大面积生产，但纳米薄膜的结晶质量相对较差。
3. 溶液法溶液法包括溶液浸渍法、溶液旋涂法等，通过在溶液中将纳米材料溶解或悬浮，然后在基底表面沉积成薄膜。
该方法简单易行，设备成本低，但纳米薄膜的结晶度较低。
以上是一些常见的纳米薄膜制备方法，不同方法适用于不同的应用场景，制备出来的纳米薄膜性能也各有差异。
二、纳米薄膜在涂层领域的应用1. 自清洁涂层自清洁涂层是一种能够在接触光线、风力、水汽等环境下自动清洁的功能涂层，可以减少人工清洁成本，保持表面光亮。
纳米薄膜可以使涂层具有一定的光催化和亲水性能，使涂层在受光照射下具有氧化有机污染物的分解能力，保持表面清洁。
2. 防护涂层防护涂层是一种用于防止金属、塑料等基底受到外部侵蚀、氧化等危害的功能涂层，可以提高材料的使用寿命。
纳米薄膜可以提高涂层的硬度和耐磨性，防止基底受到腐蚀和氧化，延长材料的使用寿命。
3. 共价键涂层共价键涂层是一种将纳米材料与涂层基底形成共价键结构的功能涂层，可以提高涂层的附着力和稳定性。
纳米薄膜可以在涂层基底表面形成稳定的共价键结构，增强涂层的附着力，提高涂层的稳定性。
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纳米材料及应用综述蔡春波摘要:纳米材料是当今材料学科发展领域最重要的前沿研究课题，本文详细介绍纳米材料的范围、定义、四个基本效应以及介绍了纳米材料与传统材料的区别及在涂料、催化和精细化工及陶瓷、电子学等方面的应用,最后对纳米材料技术的发展进行了展望方面的具体应用情况。
关键词：纳米材料发展应用Abstract: Nano materials is the most important development of materials research, the frontiers of nanometer materials is introduced in detail in this paper, the definition and scope of four basic effects and introduces the nanometer material and the difference between traditional materials and coatings, catalysis and fine chemical industry and ceramics, electronics, etc, the application of nanometer materials technology development prospects of specific application.Key word: Nano materials development application1.引言纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级(10-9米)的超细材料，它的微粒尺寸大于原子簇，小于通常的微粒，一般为100一102nm。
它包括体积分数近似相等的两个部分:一是直径为几个或几十个纳米的粒子;二是粒子间的界面。
前者具有长程序的晶状结构，后者是既没有长程序也没有短程序的无序结构。
1984年德国萨尔兰大学的Gleiter以及美国阿贡试验室的Siegel相继成功地制得了纯物质的纳米细粉。
Gleite;在高真空的条件下将粒径为6nm的Fe粒子原位加压成形，烧结得到纳米微晶块体，从而使纳米材料进入了一个新的阶段。
1990年7月在美国召开的第一届国际纳米科学技术会议，正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支。
从材料的结构单元层次来说，它介于宏观物质和微观原子、分子的中间领域。
在纳米材料中，界面原子占极大比例，而且原子排列互不相同，界面周围的晶格结构互不相关，从而构原子排列互不相同，界面周围的晶格结构互不相关，从而构.在纳米材料中，纳米晶粒和由此而产生的高浓度晶界是它的两个重要特征。
纳米晶粒中的原子排列已不能处理成无限长程有序，通常大晶体的连续能带分裂成接近分子轨道的能级，高浓度晶界及晶界原子的特殊结构导致材料的力学性能、磁性、介电性、超导性、光学乃至热力学性能的改变。
纳米相材料和其他固体材料都是由同样的原子组成，只不过这些原子排列成了纳米级的原子团，成为组成这些新材料的结构粒子或结构单元。
其常规纳米材料中的基本颗粒直径不到l00nm，包含的原子不到几万个。
一个直径为3nm的原子团包含大约900个原子，几乎是英文里一个句点的百万分之一，这个比例相当于一条300多米长的帆船跟整个地球的比例。
纳米材料研究是目前材料科学研究的一个热点，其相应发展起来的纳米技术被公认为是21世纪最具有前途的科研领域。
2.纳米材料的构成：纳米是一个尺度的度量，1 nm=10-9m，纳米来命名材料是在20世纪80年代。
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（小于100 nm）或由它们作为基本单元构成的材料。
它的尺寸大于原子簇而小于通常的微粉，处原子簇和宏观物体交界的过渡区域；是近年来发展起来的新型结构的材料。
它与晶体和非晶态材料不同。
晶态的基本特征是长程有序，非晶态的基本特征是长程无序，短程有序。
纳米态的基本特征是中程有序原子与类“气态状”原子并存。
纳米材料由2种结构组元构成:晶体组元和界面组元。
晶体组元由所有晶粒中的原子组成，这些原子都严格位于晶格位置上；界面组元由处于各晶粒之间的界面原子组成，这些原子由超微晶粒的表面原子转化而来。
超微晶粒内部的有序原子与超微晶粒的界面无序原子各占薄膜总原子数的50%。
界面结构由相邻晶粒的相对取向和边界的倾角决定。
如果晶粒取向是随机的，则纳米材料所有晶粒间界面将具有不同的结构，此结构由不同的原子间距表征。
所有晶界的原子间距不同，从统计意义来说，不具有择优的原子间距，这些界面的平均结果将导致各种可能的原子间距取值，从这个意义上说，可以认为界面的结构既不具有晶体的长程序，也不具有非晶态的短程序；但从另一意义上说，界面原子是由晶粒表面原子组成，所以这些原子又具有某种特殊的序。
因此，界面原子处于一种特殊的状态，是一种物质新态—纳米态。
研究纳米材料是德国物理学家H.Gleiter[1]运用逆向思维的一个结果。
长期以来人们视具有完整空间点阵结构的实体是晶体材料的主体，而把空间点阵中的空位、替位原子、间隙原子、相界、位错和晶界看作晶体材料中的缺陷。
而他设想：把“缺陷”作为主体，研制出一种晶界占有相当大体积比的材料，那么世界将会怎样？经过四年的不懈工作，他终于在1984年研制成功黑色金属粉末。
实验表明，任何金属颗粒，当其尺寸在纳米量级时都呈黑色，尽管各种块状金属各具色彩。
3.纳米材料特性：一般在宏观领域中，某种物质固体的理化特性与该固体的尺度大小无关。
当物质颗粒小于100 nm时，物质本身的许多固有特性均发生质的变化。
这种现象称为“纳米效应”。
纳米材料具有三大效应：表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。
3.1表面效应纳米材料的表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。
随着粒径变小，表面原子所占百分数将会显著增加。
当粒径降到1 nm时，表面原子数比例达到约90%以上，原子几乎全部集中到纳米粒子表面。
由于纳米粒子表面原子数增多，表面原子配位数不足和高的表面能，使这些原子易与其它原子相结合而稳定下来，故具有很高的化学活性。
3.2小尺寸效应由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。
对超微颗粒而言，尺寸变小，比表面积增加，从而产生一系列新奇的性质：1)特殊的光学性质：纳米金属的光吸收性显著增强。
粒度越小，光反射率越低。
所有的金属在超微颗粒状态都呈现为黑色。
尺寸越小，颜色愈黑。
金属超微颗粒对光的反射率通常可低于l％，约几微米的厚度就能完全消光。
相反，一些非金属材料在接近纳米尺度时，出现反光现象。
纳米TiO2、纳米SiO2、纳米Al2O3等对大气中紫外光很强的吸收性。
2)热学性质的改变：固态物质超细微化后其熔点显著降低。
当颗粒小于10 nm量级时尤为显著。
例如，金的常规熔点为1064C℃，当颗粒尺寸减小到2 nm尺寸时的熔点仅为327℃左右；银的常规熔点为670℃，而超微银颗粒的熔点可低于100℃。
3)特殊的磁学性质：小尺寸的超微颗粒磁性与大块材料显著的不同，大块的纯铁矫顽力约为80A／m，而当颗粒尺寸减小到20 nm以下时，其矫顽力可增加1千倍，当颗粒尺寸约小于6 nm时，其矫顽力反而降低到零，呈现出超顺磁性。
利用磁性超微颗粒具有高矫顽力的特性，已做成高贮存密度的磁记录磁粉，大量应用于磁带、磁盘、磁卡等。
利用超顺磁性，人们已将磁性超微颗粒制成用途广泛的磁性液体。
4)特殊的力学性质：纳米材料的强度、硬度和韧性明显提高。
纳米铜的强度比常态提高5倍；纳米金属比常态金属硬3～5倍。
纳米陶瓷材料具有良好的韧性，因为纳米材料具有大的界面，界面的原子排列相当混乱，原子在外力变形的条件下很容易迁移，因此表现出甚佳的韧性与一定的延展性。
氟化钙纳米材料在室温下可以大幅度弯曲而不断裂。
3.3宏观量子隧道效应对超微颗粒而言，大块材料中连续的能带将分裂为分立的能级；能级间的间距随颗粒尺寸减小而增大。
当热能、电场能或者磁场能比平均的能级间距还小时，就会呈现一系列与宏观物体截然不同的反常特性，称之为量子尺寸效应。
例如，导电的金属在超微颗粒时可以变成绝缘体，比热亦会反常变化，光谱线会产生向短波长方向的移动，这就是量子尺寸效应的宏观表现。
一些宏观物理量，如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等亦显示出隧道效应，它们可以穿越宏观系统的势垒而产生变化，称之为宏观量子隧道效应。
这一效应与量子尺寸效应，确立了现存微电子器件进一步微型化的极限，当微电子器件进一步微型化时必须要考虑上述的量子效应。
4.纳米材料的制备方法介绍：4.1 物理合成法1)喷雾法喷雾法是将溶液通过各种物理手段雾化,再经物理、化学途径而转变为超细微粒子。
2)喷雾干燥法将金属盐溶液送入雾化器,由喷嘴高速喷入干燥室获得金属盐的微粒,收集后焙烧成超微粒子,如铁氧体的超微粒子可采用此种方法制备。
3)喷雾热解法金属盐溶液经压缩空气由贲嘴喷出而雾化,喷雾后生成的液滴大小随着喷嘴而改变,液滴受热分解生成超微粒子。
例如,将Mg(NO3)2-Al(NO3)3的水溶液与甲醇混合喷雾热解(T=800°C)合成镁铝尖晶石,产物粒径为几十纳米。
等离子喷雾热解工艺是将相应溶液喷成雾状送入等离子体尾焰中,热解生成超细粉末。
等离子体喷雾热解法制得的二氧化锆超细粉末分为两级:平均尺寸为20~50 nm的颗粒及平均尺寸为1 mm的球状颗粒。
4)冷冻-干燥法冷冻干燥法将金属盐的溶液雾化成微小液滴,快速冻结为粉体。
加入冷却剂使其中的水升华气化,再焙烧合成超微粒。
在冻结过程中,为了防止溶解于溶液中的盐发生分离,最好尽可能把溶液变为细小液滴。
常见的冷冻剂有乙烷、液氮。
5)反应性球磨法反应性球磨法克服了气相冷凝法制粉效率低、产量小而成本高的局限。
一定粒度的反应粉末(或反应气体)以一定的配比置于球磨机中高能粉磨,同时保持研磨体与粉末的重量比和研磨体球径比并通入氩气保护。
例如固体所采用球磨法制备出纳米合金WSi2、MoSi等。
应性机械球磨法应用于金属氮化物合金的制备。
室温下将金属粉在氮气流中球磨,制得Fe-N、TiN和AlTa纳米粒子。
6)气流粉碎技术气流粉碎技术是采用高速的超音速气流加速固体物料,并使其互相撞击或与靶撞击事物料粉碎的技术,采用气流粉碎的加工效率较高特别是对超硬的材料,经过优化设计的气流粉碎设备,可以使物料在粉碎时不接触其它物质如粉碎舱的壁等,因而对粉料的污染可以减到最小。
4.2 化学合成法1)等离子体制备纳米粉末技术等离子体作为物质存在的一种基本形态,由于在地球上很难自然存在,通常条件下,人们使电流通过气体,这样就可以使气体这个良好的绝缘体携带充分的电荷,从而形成“电击穿”,产生等离子体。