纳米复合材料
纳米复合材料的介绍

纳米复合材料的介绍纳米复合材料是一种由纳米尺度的颗粒或纤维与基体材料相结合而形成的新型材料。
它具有独特的结构和性能,广泛应用于诸多领域,如材料科学、能源、电子、医药等。
本文将从纳米复合材料的定义、制备方法、特点和应用领域等方面进行介绍。
纳米复合材料是由纳米颗粒或纤维与基体材料相结合而形成的材料。
纳米颗粒的尺寸通常在1到100纳米之间,纳米纤维的直径通常在1到100纳米之间。
与传统的材料相比,纳米复合材料具有更大的比表面积和更多的界面,这使得其具有独特的物理、化学和力学性能。
纳米复合材料的制备方法多种多样,常见的包括溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、溶液法、电化学沉积法等。
这些方法可以根据不同的需求和材料特性选择合适的制备方法。
例如,溶液法可以用于制备纳米颗粒的复合材料,而化学气相沉积法则适用于制备纳米纤维的复合材料。
纳米复合材料具有许多独特的特点。
首先,由于其纳米尺度的结构,纳米复合材料具有更好的机械强度和硬度。
其次,纳米颗粒或纤维的存在可以增强材料的导电性、导热性和光学性能。
此外,纳米复合材料还具有较好的化学稳定性和抗腐蚀性能。
这些特点使得纳米复合材料在材料科学和工程领域具有广阔的应用前景。
纳米复合材料在诸多领域有着广泛的应用。
在材料科学领域,纳米复合材料可以用于制备高性能的材料,如高强度、高导电性的复合材料。
在能源领域,纳米复合材料可以应用于太阳能电池、锂离子电池等领域,提高能源的转化效率和储存能力。
在电子领域,纳米复合材料可以用于制备高性能的电子器件,如柔性显示屏和传感器等。
在医药领域,纳米复合材料可以用于制备药物载体,实现药物的靶向输送和控释。
此外,纳米复合材料还可以应用于环境保护、食品包装等领域。
纳米复合材料是一种具有独特结构和性能的新型材料。
通过纳米颗粒或纤维与基体材料的结合,纳米复合材料展现出许多优异的特点,应用领域广泛。
随着纳米科技的不断发展,纳米复合材料将在各个领域发挥更加重要的作用,为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
纳米复合材料的制备

纳米复合材料的制备纳米复合材料的制备,听起来就像是高深莫测的东西,仿佛是某个科学家在实验室里搞的神秘实验,搞得一脸严肃,黑框眼镜,白大褂。
但实际上,说白了,纳米复合材料其实就是通过把不同的材料融合在一起,得到一种更强、更好用的材料。
比如说,我们平常见到的塑料,可能就通过加入一些特别的物质,变得更耐用、轻便,甚至更抗高温,拿起来不再像纸一样容易破碎。
而这个“特别的物质”就是纳米级的材料,可能你想象不出来,但其实它们的尺寸极小,比我们常说的细胞还要小,甚至比病毒还要小——这真是微观世界的魔法,嘿!没错,正是这种超微小的物质,给了复合材料强大的力量。
纳米复合材料怎么制备呢?说起来吧,过程其实不复杂,但可得讲究点。
材料得选好,这个就像挑菜一样,挑到合适的才好做大餐。
比如说,有些复合材料需要高分子材料做基底,再通过加入一些纳米颗粒,比如纳米碳管、纳米硅、纳米氧化铝这些,慢慢调配,最终形成我们需要的样子。
就像做菜,你要选对主料和配料,再用对调料,才能做出一道色香味俱全的好菜。
嘿,别小看了这些“配料”,它们在材料里可发挥着巨大的作用,起到增强、加固的效果。
你想,原本有些材料就很脆,轻轻一碰就碎了,但加上这些纳米级的小颗粒后,硬度一下子提升,就像原本的纸壳子变成了铁板一样,硬朗又耐用。
再说了,制备的方式也是有很多种的。
最常见的就是物理法和化学法,听起来可能有点头大,但其实就是两种不同的“方式”,一个是靠物理手段,一个是靠化学反应,给纳米颗粒加进材料里。
有时候用物理法就像是在大锅里加热煮东西,纳米颗粒通过高温融入材料,合成一个更加结实的复合材料。
而化学法嘛,稍微复杂一点,就像是调味品一样,加点化学反应,帮助颗粒和基体形成更加紧密的结合。
这两种方法各有千秋,看你要做什么类型的复合材料。
你还得根据不同的材料,调整一下温度、压力,甚至时间,真是需要点技术含量的。
不过,别担心,这一切都可以通过控制条件来实现。
说到这里,你可能会想,这些纳米颗粒真的那么神奇吗?那得看你怎么用啦。
纳米复合材料范文

纳米复合材料范文纳米复合材料的制备方法多种多样,包括溶液法、凝胶法、化学气相沉积等。
其中,溶液法是一种常用的制备方法,其步骤主要包括纳米颗粒的制备和纳米颗粒与基体材料的混合。
制备纳米颗粒的方法包括溶胶凝胶法、球磨法、热溶胶法等。
然后通过将纳米颗粒与基体材料进行混合,形成纳米复合材料。
通过在复合材料中引入纳米颗粒,可以改善材料的机械性能和热传导性能。
例如,将纳米颗粒引入到金属基体中可以显著提高材料的强度和硬度;将纳米颗粒引入到聚合物基体中可以增加材料的韧性和耐磨性。
此外,纳米颗粒的高比表面积和尺寸效应也可以改善材料的光学和电学性能。
纳米复合材料的应用领域广泛。
在汽车工业中,纳米复合材料可以用于制造轻量化零部件,提高汽车的燃油效率和减少尾气排放。
在航空航天领域,纳米复合材料可以用于制造耐高温材料和轻量化结构材料,提高飞机的性能和降低重量。
在电子技术领域,纳米复合材料可以用于制造高性能的半导体器件和导电粘合剂。
在能源储存和转换领域,纳米复合材料可以用于制造高效的太阳能电池和储能材料。
然而,纳米复合材料也面临一些挑战和问题。
首先,纳米颗粒的制备和纳米复合材料的制备需要精确的控制和复杂的操作,增加了材料的制备成本和工艺复杂性。
其次,纳米颗粒的分散性和稳定性对纳米复合材料的性能有重要影响,而纳米颗粒的分散和稳定性往往是一个挑战。
此外,由于纳米颗粒的尺寸效应,纳米复合材料的性能通常会受到尺寸效应的影响,这需要更深入的研究和理解。
综上所述,纳米复合材料具有独特的特性和广泛的应用潜力。
通过精确控制纳米颗粒的制备和纳米复合材料的制备过程,可以获得具有优异性能的纳米复合材料。
随着纳米技术的不断发展,纳米复合材料将在许多领域中发挥越来越重要的作用。
纳米复合材料 储能模量 物理交联

纳米复合材料是一种由纳米级材料和宏观材料组成的复合材料,具有优异的性能和多种应用。
纳米复合材料的储能模量和物理交联是其两个重要的特性,它们对材料的性能和应用起着至关重要的作用。
本文将分别对纳米复合材料、储能模量和物理交联进行详细的介绍和分析。
一、纳米复合材料的概念和特点1. 纳米复合材料的定义:纳米复合材料是由纳米级材料和宏观材料混合或复合而成的一种新型材料,具有优异的性能和多种应用。
2. 纳米复合材料的特点:具有较大比表面积、较高比表面积和较小的尺寸效应等特点,具有优异的机械性能、光学性能、电学性能、磁学性能和化学性能。
3. 纳米复合材料的应用:在材料科学、纳米科学、化学工程、医药工程、生物工程、环境工程、机械制造、电子工程、信息技术等领域具有广泛的应用。
二、储能模量的概念和影响因素1. 储能模量的定义:储能模量是指材料在拉伸或压缩变形过程中所具有的储能能力,也可以理解为材料在弹性形变中所储存的能量。
2. 储能模量的影响因素:材料的化学成分、晶体形态、晶体结构、晶格缺陷、晶粒尺寸和结晶状态等因素都会直接影响材料的储能模量。
3. 储能模量的重要性:储能模量可以直接反映材料的硬度和弹性,对于材料的力学性能和使用寿命具有重要的影响。
三、物理交联的定义和作用1. 物理交联的定义:物理交联是指通过物理或化学方法将聚合物链相互连接起来的交联方式,不破坏聚合物链的主链结构,大大增强了聚合物的性能。
2. 物理交联的作用:可以提高材料的机械强度、热稳定性、耐磨性、耐腐蚀性、耐老化性、耐低温性、耐高温性、绝缘性和易加工性等性能。
3. 物理交联的应用:在塑料制品、橡胶制品、纺织品、涂料、粘合剂、液晶材料、光学材料、微电子材料、食品包装材料等领域有广泛的应用。
纳米复合材料、储能模量和物理交联是材料科学和工程领域的重要研究方向,它们对于材料的性能和应用具有重要的影响。
随着科学技术的不断进步和发展,相信纳米复合材料、储能模量和物理交联的研究将会更加深入和广泛,为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
纳米复合材料的应用

率。
提高循环寿命
纳米复合材料可以提高锂离子电 池的循环寿命,使其在多次充放
电过程中保持稳定的性能。
提高安全性
纳米复合材料可以改善锂离子电 池的安全性能,降低其燃烧和爆
炸的风险。
超级电容器
1 2
提高储能密度
纳米复合材料可以作为超级电容器的电极材料, 提高其储能密度,从而增加电容器的储能能力和 输出功率。
纳米复合材料的应用
目录
• 纳米复合材料的简介 • 纳米复合材料在能源领域的应用 • 纳米复合材料在医疗领域的应用 • 纳米复合材料在环保领域的应用 • 纳米复合材料在其他领域的应用
01 纳米复合材料的简介
定义与特性
定义
纳米复合材料是由两种或两种以 上材料组成,其中一种材料为纳 米尺度(1-100纳米)的复合材 料。
提高充放电速度
纳米复合材料可以提高超级电容器的充放电速度, 使其在短时间内完成充电和放电过程。
3
提高稳定性
纳米复合材料可以提高超级电容器的稳定性,使 其在长时间使用过程中保持稳定的性能。
03 纳米复合材料在医疗领域 的应用
药物输送
利用纳米复合材料作为药物载体, 能够实现药物的精准输送和靶向 释放,提高药物的疗效并降低副
04 纳米复合材料在环保领域 的应用
水处理
纳米滤膜
01
利用纳米滤膜技术,可以有效去除水中的细菌、病毒、重金属
离子等有害物质,提高水质。
纳米絮凝剂
02
利用纳米絮凝剂的特性,可以有效吸附水中的悬浮物和有机物,
使水质变得清澈透明。
纳米光催化剂
纳米材料和纳米复合材料的包含关系

纳米材料和纳米复合材料的包含关系
纳米材料和纳米复合材料是两种不同的概念,它们之间存在着包含关系。
纳米材料是指至少有一个维度在纳米尺度范围内的材料,其尺寸通常在1-100纳米之间。
这种尺寸
的特殊性质使得纳米材料具有许多独特的性能和应用,如高强度、高导电性、高导热性、光电性等。
纳米复合材料则是将纳米尺度的材料与宏观尺度的材料结合起来,形成一种新型的复合材料。
在纳米复合材料中,纳米材料通常作为填料或增强相,与宏观材料基体相结合,增强基体的性能,提高复合材料的力学性能、热性能、电性能等。
纳米复合材料的制备过程中需要精确控制纳米材料的分散度、界面结合力等参数,以确保纳米材料与基体之间的良好结合和相互作用。
因此,纳米复合材料是在纳米材料的基础上发展而来的一种新型材料,其包含了纳米材料这一概念,但又不仅限于纳米材料本身。
纳米复合材料的研究和应用已经成为当前材料科学领域的一个热点,广泛应用于电子、光电、航空航天、汽车、医药等领域。
其特殊的性能和应用前景使得纳米复合材料成为未来材料科学研究的重要方向之一。
高分子纳米复合材料课件.ppt

最重要的是界面组元。界面组元具有以下两个特点:首先是原
子密度相对较低,其次是邻近原子配位数有变化。因为界面在
纳米结构材料中所占的比例较高,以至于对材料性能产生较大
影响。
高分子纳米复合材料课件
五、纳米复合材料(nanocomposites)
1、纳米复合材料的分类
复合材料的复合方式可以分为四大类:
①、0-0型复合
利用宏观量子隧道效应,可以解释纳米镍粒子在低温下继续 保持超顺磁性的现象。这种纳米颗粒的宏观量子隧道效应和量子 尺寸效应,将会是未来微电子器件发展的基础,它们确定了微电 子器件进一步微型化的极限。
高分子纳米复合材料课件
三、纳米材料的制备方法
可分为物理法和化学法两大类。 1、物理方法 ①、真空冷凝法
例如,纳米颗粒具有高的光学非线性及特异的催化性能均属 此列。
高分子纳米复合材料课件
4、宏观量子隧道效应 微观粒子(电子、原子)具有穿越势垒的能力称之为隧道效
应。一些宏观的物理量,如纳米颗粒的磁化强度、量子相干器件 中的磁通量以及电荷等也具有隧道效应,它们可以穿越宏观系统 的势垒而产生性能变化,称为宏观量子隧道效应。
第一节 高分子纳米复合材料概述
一、纳米材料与纳米技术
1、纳米材料 是以纳米结构为基础的材料,或者以纳米结构为基本单元构
成的复合材料。 ①、纳米结构
以具有纳米尺度的物质单元为基础,按一定规律构筑或营造 的一种新结构体系,称为纳高分米子纳结米构复合体材料系课件。
②、纳米材料 纳米材料是在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范 围的物质,或者由它们作为基本单元构成的复合材料。 从微观角度分类,纳米材料大致有以下两类:
衡合金固态分解、溶胶-凝胶法、气相沉积法、快速凝固法、晶晶 化法、深度塑性变形法等。
纳米复合材料

改性沥青其机理有两种,一是改变沥青化学组成,二是使改性剂均匀分布于沥青中形成一定的空间网络结构。
:沥青 英文名称:bitumen;asphalt 定义:由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物,呈液态、半固态或固态,是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。
橡胶及热塑性弹性体改性沥青 包括:天然橡胶改性沥青、SBS改性沥青(使用最为广泛)、丁苯橡胶改性沥青、氯丁橡胶改性沥青、顺丁橡胶改性沥青、丁基橡胶改性沥青、废橡胶和再生橡胶改性沥青、其他橡胶类改性沥青(如乙丙橡胶、丁腈橡胶等)。
塑料与合成树脂类改性沥青 包括:聚乙烯改性沥青、乙烯-乙酸乙烯聚合物改性沥青、聚苯乙烯改性沥青、香豆桐树脂改性沥青、环氧树脂改性沥青、α-烯烃类无规聚合物改性沥青。
共混型高分子聚合物改性沥青 用两种或两种以上聚合物同时加入到沥青中对沥青进行改性。这里所说的两种以上的聚合物可以是两种单独的高分子聚合物,也可以是事先经过共混形成高分子互穿网络的所谓高分子合金改性沥青 Modified bitumen(英),Modified asphalt cement(美)是掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂),或采取对沥青轻度氧化加工等措施,使沥青或沥青混合料的性能得以改善制成的沥青结合料。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
(1)凝胶的陈Βιβλιοθήκη (aging) (2)凝胶的干燥 (3)凝胶的烧结(sintering)
3)制备有机-无机纳米复合材料(OINC) (1)有机改性硅酸盐 是由有机-无机单体经过溶胶-凝胶过程 聚合成的一类有机-无机纳米复合材料,也 称有机-无机硅氧烷材料。
(2)缔合型OINC 在这类OINC材料中,有机聚合物与无机 网络之间虽然不存在直接的共价键的作用, 查两相之间通过氢键和缔合/偶合平衡相互作 用,使两相体系表现出与存在共价键睦相似 的特性。如聚烷基恶唑啉与二氧化硅无机网 络能够形成很强的氢键作用,使两相达到 “分子水平”复合。
溶胶—凝胶法的基本原理可以用三个阶段来 表述: (1)单体(即先驱体)经水解、缩合生成溶胶粒 子(初生粒子,粒径为1 nm左右); (2)溶胶粒子聚集生长(次生粒子,粒径为6 nm左右); (3)长大的粒子(次生粒子)相互连接成链,进 而在整个液体介质中扩展成三维网络结构, 形成凝胶。
2)溶胶-凝胶法的工艺过程
二、纳米复合材料 1、概述 纳米材料是指尺度为1 nm一100 nm的 超微粒经压制,烧结或溅射而成的凝聚态固 体。它具有断裂强度高、韧性好,耐高温等 特性。
自从德国Gleiter等发展了惰性气体凝聚法,即在高真 空超纯条件下将超微金属粉末的制备和成型结合在一 起原位压制成固体材料,并对其性能和结构进行研究 以来,世界各国先后对这种新型纳米材料给予极大关 注。近年来更是对纳米材料的结构与性能及应用前景 进行了广泛而深入的研究。据美国贤料显示,纳米结 构材料在美国市场将从1996年的4,130万美元增至 2001年的14,860万美元,年增长速率将超过29%。 纳米材料已成为当前材料科学和凝聚态物理领域中的 研究热点,被视为“21世纪最有前途的材料” 其中就 包括纳米复合材料
(2)水热法 主要利用水热沉淀和水热氧化反应合成 纳米粉。通过这两种反应可得到金属氧化物 或复合氧化物(ZrO2、Al203、Y203、BaTi03 等)在水中的悬浮液,得到的纳米晶尺寸一般 在10 nm一100 nm范围内。此外还用高压水 热处理使氢氧化物进行相变,通过控制高压 釜中的压力和温度, 以获得形状规则的超细 纳米粉,颗粒尺寸为10 nm~15nm。
3)、化学气相法 化学气相法是利用高温裂解原理,采用直 流等离子、微波等离子 或激光作热源。使 前驱体发生分解,反应成核并长大成纳米粉 体。此法与传统的湿化学法不同,它更适台 于制备纳米非氧化物粉体。该法的忧点是能 获得粒径均匀、尺寸可控以及小于50nm的 超细粉沬。粉末可以是晶态也可以是非晶态。 缺点是原料价格较高.且对设备要求高。用 该方法可将二甲基二氯硅烷-氯系统或六甲基 二硅胺烷(HMDS)作为前驱体来制备SiC粉体。 低浓度、短停留时间和快速冷却是化学气相 法制备无团聚纳米粉体的关健
(3)共价型OINC 制备过程中,如在所用聚合物的侧基或主 链未端引入像三甲氧硅基等能与无机组分形成 共价键的基团,应能赋予OINC具有两相共价 交联的优点,明显增强OINC的弹性模量的拉 伸强度。
(4)互穿型有机-无机网络(IPOIN) 近年来发展的一种新工艺,加入交联单体 使交联聚合反应与金属醇盐的水解同步进行, 以形成有机-无机同步互穿网络的方法。其 休战优点是:
5、超塑性 超塑性是指材料在断裂前产生很大的伸 长量,这种现象通常发生在受中温(0.5Tm)、 中等到较低应变速率(10-6~10-2S-1)条件下 的细晶材料中。 一般认为陶瓷具有超塑性应该具备两个 条件:1)较小的粒径,2)快速的扩散途径 (增强的晶格、晶界扩散能力)。
6、光电性能及纳半导体。
(4)微乳液法 微乳液一般是由表面活性剂、助表面活性剂、油和 水组成的透明、热力学稳定的各向同性体系。其中 含有表面活性剂和助表面活性剂的单分子层所包裹 而形成微乳液滴状物,称为微反应器。通常所用的 表面活性剂为非离子型的 烷基苯酚聚氧乙烯醚等或离于型的碱金属皂活性剂。 据报道.用醇盐化合物、油和水形成微乳液制备出 无团聚的酸钡立方形纳米晶.用射线法测定的线宽 来计算其尺寸为6 nm—7 nm,由于乳液中微液滴 的大小决定钛酸钡的尺寸.同时液滴大小仅受表面 活性剂分子的亲水性部分的尺寸所控制,因此使纳 米晶颗粒粒径分布较窄。这正是此方法的特点。
(3)冰冻干燥法 冰冻干燥硝酸盐溶液制备纳米BaTiO3:首先 快速冰冻钡和铁的硝酸盐溶液,随后在低温 下挥发溶剂,得到冰冻干燥的硝酸盐前驱体, 然后热处理得到BaTiO3。X射线放射测定发 现,温度在600℃以上,经10 min热处理, 得到纯BaTiO3,。用TEM可观察到均匀、粒 度为10nm一15nm的稳定立方相纳米晶体。
2)纳米-微米复合材料的性能 陶瓷复合材料性能的改进
复合体系 韧性 (MPa.m ) 3.5 3.8
1/2
强度 (MPa) 350 520
最高工作温度 (℃) 800 1200
Al2O3/SiC
Al2O3/Si3N4
3.5
4.7
350
850
800
1300
MgO/SiC
1.2
4.5
340
700
600
1)溶胶-凝胶法的基本原理 溶胶—凝胶法以金属机化合物(主要是金属醇 盐)和部分无机盐为前驱体.首先将先驱体溶 于溶剂(水或有机溶剂)形成均匀的溶液,接着 溶质在溶液中发生水解,水解产物缩合聚集成 粒径为1nm左右的溶胶粒子(sol),溶胶粒子 进—步聚集生长形成凝胶(gel)。因此也有文献 称溶胶—凝胶法为SSG法,即溶液—溶胶—凝 胶法。
2、纳米粉体的合成 1)纳米粉体的物理制备方法。 惰性气体冷凝法制备纳米粉体 高能机械球磨法 其它方法:电子束蒸发不、激光剥离法、 DC或RF溅射法。
2)纳米粉体的化学制备方 (1)湿化学制备纳米粉体法 湿化学法:简单,易工业化规模生产 共沉淀法; 乳浊液法;
以氧化锆为例,在含有可溶性阴离子的盐溶 液中,通过加入适当的沉淀剂(OH-、CO3-、 C2O42-、SO42-)使之形成不溶性的沉淀, 经过多次洗涤,再将沉淀物进行热分解,即 可获得氧化物纳米粉体。但此法往往易得到 硬团聚体,会对以后的制备工艺特别是致密 烧结带来困难。研究表明,可通过控制沉淀 中反应物的浓度、PH值以及冷冻干燥技术来 避免形成硬团聚,以获得颗粒分布范围窄、 大小为15nm一25nm的超细纳米粉。
3、纳米固体材料和纳米-纳米复合材料 通过添加剂或第二相来抑止晶粒生长和采 用快速烧结工艺是目前研究的两大主要途径。 前者的典型例子是:在Si3N4/SIC纳米复合材 料系统统中。 当SiC加入量达到一定体积分数时,可阻 止Si3N4成核、生长面形成纳米—纳米复合材 料,后者的作用是,设法在烧结过程中尽量 降低烧结温度,缩短烧结时间,加快冷却速 度等:其中比较有效的是采用微波烧结、放 电等离子烧结(SPS)、燃烧合成等技术。
纳米复合材料(nanocomposites)是 指分散相尺度至少有一维小于100 nm 的复合材料(含有纳米单元相的复合材 料 )。从基体与分散相的粒径大小关系, 复合可分为微米一微米、微米一纳米、 纳米一纳米的复合
根据Hall—Perch方程,材料的屈服强度与晶 粒尺寸平方根成反比。这表明,随晶粒的细化 材料强度将显著增加。此外,大体积的晶区将 提供足够的晶界滑移机会,导致形变增加, 纳 米晶陶瓷因巨大的表面能,其烧结温度可大幅 下降。如用纳米ZrO2细粉制备陶瓷比用常规的 微米级粉时,烧结温度降低400℃左右, 即从 1600℃下降到1200℃左右即可烧结致密化。
4、纳米-微米复合材料 出现于20世纪70年代对高效热机的耐高温材 料,目前主要研究氧化物和非氧化物陶瓷为 代表的高温结构陶瓷。 1)纳米-微米复合材料的制备 分类:分为晶内型纳米复合材料和晶界型纳 米复合材料。
陶瓷纳米-微米复合材料的首次成功是CVD 法制备了Si3N4/TiN复合材料,将接近5nm的 TiN粒子或晶须的弥散相分布于Si3N4作为基 体的微米晶粒中或处于晶界上
纳米微粒的熔点可远低于块状金属。例如 2nm的金颗粒熔点为600K.随粒径增加,熔 点迅速上升,块状金为1337K;纳米银粉熔 点可降低刮373K。此特性为粉末冶金工业提 供了新—工艺。
利用等离了共振频率随颗粒尺寸变化的性 质,可以改变颗粒尺寸,控制吸收边的位移, 制造具有一定频宽的微波吸收纳米材料,可 用于电磁波屏蔽、隐形飞机等.
3)、量子尺寸效应 当粒子尺寸下降到某一值时,金属费米 能级附近的电子能级由准连续变为离散能级 的现象以及纳米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的分子轨 道能级而使能隙变宽现象均称为量子尺寸效 应。
4)、宏观量子隧道效应 微观粒子具有的贯穿势垒的能力称为隧道 效应。近年来,人们发现某些宏观量也具有 隧道效应,称为宏观量子隧道效应
2)、表面效应 纳米微粒尺寸小,表面能高,位于表面 的原子占相当大的比例。随着粒径减小,表 面原子数迅速增加.这是由于粒径小,表面 积急 剧变大所致。
例如,粒径为10nm时,比表面积为90m2/g,粒径 为5nm时,比表面积为180m2/g,粒径下降到2nm, 比表面积猛增到450m2/g。这样高的比表面,使处 于表而的原子数越来越多,同时表面能迅速增加。由 于表面原子数增多,原子配位不足及高的表面能,使 这些表面原子具有高的活性,极不稳定,很容易与其 他原子结合。例如金属的纳米粒子在空气中会燃烧, 无机的纳米粒子暴露在空气中会吸附气体,并与气体 进行反应。
1400
Si3N4/SiC
4.5
4.7
850
1550
1200
1400
5、溶胶-凝胶法制备有机-无机纳米复合材料 用适当的方法将有机物与无机物复合,得 到了接近分子尺度上复合的有机聚合物-无机 物复合材料,在复合层次上,与传统的有机聚 合物基复合材料不同,并且由此带来一些独特 的性能,这种材料被称为有机-无机纳米复合 材料或有机-无机杂化材料。 制备的常用方法有:溶胶-凝胶(sol-gel) 法、插层复合(intercalation)法和原位复合 (in-situ)法等。