纳米金刚石的激光分散及发光机理(精)
【精品】纳米金刚石应用
纳米金刚石的应用作者：王光祖 张运生 郭留希摘要：纳米金刚石不仅具有金刚石所固有优异特性，而且还具有纳米材料所拥有的奇异性能。
正是这些综合技术特性，使得它在传统的和新的技术领域中得到应用，并初见成效，本文从超精抛光、润滑、复合镀、磁性录音系统和医疗等方面的应用做了扼要的叙述，指出，纳米金刚石颗粒具有球形和准球形的特点，使得摩擦表面形成滚珠轴承效应，而表现出良好的润滑性，从而避免于摩现象的发生，而对一些主要因接触疲劳或高温磨损而失效的工件，纳米金刚石金属的复合涂层，则具有明显的优越性。
关键词：纳米金刚石；抛光；润滑；复合镀；医疗由于利用负氧平衡炸药轰合成所得到的纳米量级的金刚石，不但具有金刚石所固有的综合优异性能，而且还具有纳米材料的奇异特性。
因此，受到广大工程技术专家的关注，特别是探讨其在不同技术领域中的应用。
本文将对纳米金刚石在一些领域中应用所取得的进展与成效做一概述。
以展示其为传统技术水平提升所起的重要作用和潜在的美好前景[1]。
纳米金刚石是一种颗粒尺寸和形状异常的工业金刚石，这类金刚石的颗粒尺寸在0. 5～10nm 之间，平均尺寸约4～5nm ，大部分颗粒尺寸在2～8nm 之间。
[2 ]查明，在黑粉表面存在一个宽光谱范围的化学官能团，这为扩大在其表面发生化学反应的可能性，从而有利于与润滑油、聚四氟乙烯(PTFE) 和橡胶等材料的结合。
图1 颗粒的尺寸分布(典型的)欢迎访问e 展厅纳米材料展厅空心微珠, 金刚石微粉, 纳米金, 纳米铂金, 纳米铜, ...图2 颗粒区域尺寸的大概范围鉴于纳米金刚石具有独特的圆形颗粒，使其不但具备金刚石的硬度和耐磨性，还具有超润滑的性能。
因此，在抛光、润滑、镀附等技术领域得到应用，并已初见成效。
1 超精抛光抛光是金刚石应用的传统领域，即使在今天，抛光，包括超精磨仍是仪表和机械制造工艺过程中的一个最重要环节。
可是，目前常用的磨料尺寸均大于0. 1μm(100nm) ，纳米金刚石不仅硬度高，而且颗粒尺寸比最好的磨料要小于一个量级，且碳表面极易受化学改变性的影响，能和任何极性介质兼容，这种特点使纳米金刚石颗粒有可能在载体中均匀分布，因此，纳米金刚石颗粒被视为超精抛光的新一代理想磨料，表2 中列出了不同硬度和弹性材料的抛光结果。
水溶液中纳米金刚石的分散粒径影响因素研究
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｍｏ ｒ ｐ ｈｏ ｌ ｏ ｇｙ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ｐ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏｎ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏｆ ｗＯ ．５ ｔ ｙ ｐ ｅ ｄｉ ａ ｍｏ ｎｄ ｉ ｎ ａ ｑｕ ｅ ｏ ｕｓ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏｎ
和 ２ ５ ℃ 时， 测 试 分散 粒 径 最 佳 。
关键 词 ： 纳 米金 刚石 ； 分散 ； 激 光粒度 ； 温度 ； 浓 度
中圈分类号 ： ＴＱＩ ６ ４
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ３ —１ ４ ３ ３ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ２ －０ ０ １ １ －０ ４
（ １ ． 广西超硬材料重点实验室 ， 广 西 桂林 ５ ４ １ ０ ０ ４ ２ ． 国家 特 种 矿 物 材 料 工 程 技 术 研 究 中心 ， 广 西 桂林 ５ ４ １ ０ ０ ４
３ ． 中 国有 色 桂 林 矿 产 地 质 研 究 院 ， 广 西 桂林 ５ ４ １ ０ ０ ４ ）
第２ ７ 卷 第 ２ 期
２ ０１ ５年 ４月
Hale Waihona Puke 超 硬材 料 工 程
Ｖ ｏＩ ． ２ ７
Ａｐ ｒ ． ２ ０１５
ＳＵ ＰＥＲＨ Ａ ＲＤ Ｍ ＡＴ ＥＲＩ Ａ Ｌ ＥＮＧ Ｉ Ｎ ＥＥＲＩ ＮＧ
水 溶 液 中纳 米 金 刚石 的分 散 粒 径 影 响 因素 研 究
刘文平ｈ ， 秦 建 新 ， 秦 海 青 。 ， 林 峰 ， 雷 晓旭
ｎ ａ ｎｏ Ｉ ａ ｓ ｅ ｒ ｇｒ ａ ｎｕ ｌ ｏｍｅ ｔ ｅ ｒ ．ＦＥＳＥＭ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｓ ｈｏ ｗｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈｅ ｗＯ ．５ ｔ ｙ ｐｅ ｄｉ ａ ｍｏｎ ｄ ｃ ｏｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｓ ｏ ｆ ｉ ｒ — ｒ ｅ ｇｕ ｌ ａ ｒ ｓ ｈ ａ ｐｅ ｄ ｎａ ｎ ｏ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｏ ｆ ａ ｆ ｅ ｗ ｈｕｎ ｄｒ ｅ ｄ ｎａ ｎｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ． Ｌａ ｓ ｅ ｒ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ｈｏ ｗｓ ｗｈｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄｉ ａ ｍｏｎ ｄ ｃ ｏｎ ｃ ｅ ｎｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｈ ａ ｓ ｂｅ ｅ ｎ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ０ ０ １ ｗｔ ． ％ ｔ ｏ ０ ． ４ ｗｔ ． 。ｔ ｈ ｅ
用于二次电子发射阴极的纳米金刚石膜
Ｃ Ｎ ／ 混合 气体作 为反 应 气源 ， Ｈ ／ Ｈ 用微 波等 离子 化 学气相 沉积 （ ＭＷ Ｐ ＶＤ 法制备 出不 同组 成 结 构特 点 Ｃ ）
的 纳米金 刚石 薄膜 。ＸＲ 和 Ｒａ ｎ检 测表 明 ３种 气 Ｄ ｍａ
源 条件 下得 到 的 膜 材 均 为金 刚 石 多 晶膜 ， 用 Ｃ ／ 但 Ｈ Ｎ 反 应 源沉 积 的 膜 材 中非 金 刚 石 相 成 分 明 显 更 多；
维普资讯
助
能
财
斟
２８ ０ 年第１ ３） ０ 期（ 卷 ９
用 于 二 次 电子发 射 阴极 的纳 米 金 刚石 膜
王 兵 甘 孔银 梅 军。 李 凯 丰 杰。 王 玉乾 ， ， ， ， ，
（． １ 西南科技 大学 材料 学院 ， 四川 绵 阳 ６ １ １ ，． ２ ０ ０ ２ 中国工程物 理研究 院 应用 电子 学研究所 ， 四川 绵 阳 ６ １０ ； ２ ９ ０ ３ 中国工 程物 理研究 院结构 力学研 究所 ， Ｉ绵 阳 ６ １ ０ ） ． 四川 ２ ９ ０
摘 要 ： 为 获 得 导 电 性 和 二 次 电 子 发 射 性 能 均 好 的 金 刚 石 阴 极 材 料 ， 别 以 ＣＨ ／ ／ 、 ＨｔＮ２及 分 ＡｒＨ２ Ｃ ／
电子发 射 阴极 才真 正成 为可 能 。而近来 广受关 注 的纳 米金 刚石膜 因 晶界 原子 化学键 性质 与 晶内原子化 学键 性 质不 同 ， 与微米 金 刚石膜 （ 即通常所 说的普 通或 其 也 常规金 刚石膜 ） 在性 能上 存在很 大 的差别 ： 纳米金 刚石 不仅具 有极其 光滑 的表 面和 比微米 金刚石 膜更低 的摩 擦系数 ， 而且 具 有 和重 掺 杂 微米 金 刚 石一 样好 的导 电 性和 比微米金 刚石 更 为优 异 的 电子 发射 性能 ［ 。因 ３ ］ 此 ， 导 电性 和 电子 发 射 性 能 均好 的 纳米 金 刚石 膜 用 将 作二 次 电子发 射 阴极材 料存 在 良好 的应 用前 景和 巨大 的研究 价值 。 将 金刚石 薄膜 用作 二次 电子发 射 阴极材料 的思 路 可追 溯 至 １ ９ ９ ４年 美 国 ＮＡＳ 的 Ｌ ＷＩ 究 中心 首 Ａ Ｅ Ｓ研
水溶液中纳米金刚石的分散粒径影响因素研究
水溶液中纳米金刚石的分散粒径影响因素研究一、引言a. 纳米金刚石在水溶液中的应用价值b. 纳米金刚石的分散状态对其性能的影响c. 本文的研究意义和目的二、理论基础a. 纳米颗粒分散状态的定义b. 分散粒径的概念和计算方法c. 影响纳米颗粒分散的因素三、实验设计a. 实验材料和仪器b. 实验流程和步骤c. 实验数据处理方法和指标四、实验结果分析a. 纳米金刚石分散情况的观察和分析b. 分散粒径与分散剂浓度的关系c. 分散粒径与pH值的关系d. 分散粒径与温度的关系五、结论和展望a. 实验结果的总结和分析b. 纳米金刚石分散状态影响因素的归纳c. 下一步研究的展望和意义六、参考文献一、引言纳米金刚石是一种具有很高的机械和晶体性质的纳米材料，引起了科学家们的浓厚兴趣。
其作为一种高效的制备和增强剂可以用于纳米复合材料等领域，并具有良好的光学、电学等性能。
然而，纳米金刚石在水溶液中的分散状态对其应用价值产生了很大的影响。
当纳米金刚石颗粒聚集在一起时，容易导致材料性能的下降，因此，纳米金刚石颗粒的分散状态变得尤为重要。
在水溶液中，纳米金刚石粒子的分散状态受多种因素影响。
例如，分散剂的种类和浓度、pH值、温度等都可以影响纳米金刚石的分散性。
因此，对于纳米金刚石在水溶液中分散粒径影响因素的研究具有重要意义。
本文通过对分散剂的种类和浓度、pH值、温度等参数的变化对纳米金刚石分散状态的影响进行了研究。
通过实验对比得出结论，以期能够为纳米金刚石在水溶液中的应用提供依据和参考。
本文主要包括五个部分：理论基础、实验设计、实验结果分析、结论和展望以及参考文献。
其中，理论基础篇介绍了纳米颗粒的分散状态和分散粒径的计算方法，以及影响纳米颗粒分散状态的因素。
实验设计篇介绍了实验使用的材料和仪器、实验流程和步骤、数据处理方法和指标。
实验结果分析篇对实验结果进行了展示和分析，得出结论，探讨了各参数对纳米金刚石分散状态的影响。
结论和展望篇总结了实验结果，对影响纳米金刚石分散状态的因素进行了归纳，提出了下一步研究的方向。
金刚石薄膜的性质、制备及应用
金刚石薄膜的性质、制备及应用金刚石薄膜因其独特的物理、化学性质而备受。
作为一种具有高硬度、高熔点、优良光学和电学性能的材料，金刚石薄膜在许多领域具有广泛的应用前景。
本文将详细探讨金刚石薄膜的性质、制备方法以及在各个领域中的应用，旨在为相关领域的研究提供参考和借鉴。
金刚石薄膜具有许多优异的物理和化学性质。
金刚石是已知的世界上最硬的物质，其硬度远高于其他天然矿物。
金刚石的熔点高达3550℃，远高于其他碳材料。
金刚石还具有优良的光学和电学性能。
其透明度较高，可用于制造高效光电设备。
同时，金刚石具有优异的热导率和电绝缘性能，使其在高温和强电场环境下具有广泛的应用潜力。
制备金刚石薄膜的方法主要有物理法、化学法和电子束物理法等。
物理法包括热解吸和化学气相沉积等，可制备高纯度、高质量的金刚石薄膜。
化学法主要包括有机化学气相沉积和溶液法等，具有沉积速率快、设备简单等优点。
电子束物理法是一种较为新兴的方法，具有较高的沉积速率和良好的薄膜质量。
各种方法的优劣和适用范围因具体应用场景而异，需根据实际需求进行选择。
光电领域：金刚石薄膜具有优良的光学性能，可用于制造高效光电设备。
例如，利用金刚石薄膜制造的太阳能电池可将更多的光能转化为电能。
金刚石薄膜还可用于制造高品质的激光器、光电探测器和光学窗口等。
高温领域：金刚石的熔点高达3550℃，使其在高温环境下具有广泛的应用潜力。
例如，金刚石薄膜可应用于高温炉的制造，提高炉具的耐高温性能和加热效率。
金刚石薄膜还可用于制造高温传感器和热电偶等。
高压力领域：金刚石具有很高的硬度，使其在高压环境下保持稳定。
因此，金刚石薄膜可应用于高压设备的制造，如高压泵、超高压测试仪器等。
金刚石薄膜还可用于制造高精度的光学镜头和机械零件等。
本文对金刚石薄膜的性质、制备及应用进行了详细的探讨。
作为一种具有高硬度、高熔点、优良光学和电学性能的材料，金刚石薄膜在光电、高温、高压力等领域具有广泛的应用前景。
水相CdTe纳米晶的合成、生长机理和应用研究
图 3 合成巯基配体包袱的 CdTe 纳米晶的示意图. (a)通过引入 H2Te 气体制备 CdTe 前驱体; (b)通过回流制备和生长 CdTe 纳 米晶[23]
图 4 包覆 TGA 的 CdTe 纳米晶的荧光光谱. (a) 180 ℃生长的不同发光峰位的 CdTe 纳米晶的荧光光谱; (b) 100 ℃生长的 CdTe 纳米晶的荧光量子效率和发光峰位的关系曲线. 100 ℃ [Cd] = 0.0188 N(●), 100 ℃ [Cd] = 0.00125 N(◯), 180 ℃ [Cd] = 0.00125 N( ) [26] 1542
图6
CdTe 纳米线(a)和纳米管(b)的 TEM 图像[33]
Cd2+形成配位键. 此方法的关键在于控制金属离子和 巯基配体的非等量配比. 除了 CdTe 纳米晶以外, 还 有几种其他的策略可以用来制备一维纳米晶. 如 Bachand 等 [35] 报道了利用细丝微管作纳米支架组装 纳米晶的方法 , 通过微管结构内功能基团的浓度和 分布 , 作者系统研究了纳米晶的密度和位置对组装 的影响 . Lu 等 [36]报道了采用非光刻技术制备大面积 纳米晶横向图案的方法 , 利用纳米晶溶液的各向异 性去湿性 , 实现了纳米晶在有机隧道模板上的选择 性沉积 , 在每条隧道内 , 纳米晶聚集形成连续的纳 米线 .
2.3
二维、三维纳米晶的合成和组装
纳米晶之间的相互作用复杂多样 , 这就为纳米
晶的组装提供了巨大的机会. 研究结果表明, 推动纳 米晶自组装的的驱动力主要包括两类弱相互作用 : 近程的范德华力和长程的静电相互作用 [31,
中国科学: 化学 SCIENTIA SINICA Chimica 评 述
2012 年
第 42 卷
半导体纳米结构的发光性质及其机理
材料研盟是为方便材料及相关领域的科研人员进行科研讨论而由志同道合网友设立的非营利性群组。
该研盟设置几大群组，涉及材料研讨的各个方面。
群简介（主群：材料研盟；分群：N个）群名称号码研讨内容*材料研盟（内部群）为材料群组讨论提供技术及组织协助材料研盟A（大材料）10032587 材料物理，材料化学，材料学，材料研盟B （测试）11044831 材料测试技术, 包括显微结构测试：XRD, GIXRD,TEM, HRTEM, XPS, SEM, EDX,AFM, FTIR, TGA, …..性能测试：力，电，热，光，磁，….材料研盟C（薄膜）22138730 薄膜及制膜技术，表面与界面材料研盟C213683617 欢迎研究真空、表面、涂层及薄膜（薄膜）材料的朋友加入！材料研盟D （加工）23031485 材料加工工程，铸造，锻压，热处理，焊接，粉末冶金材料研盟E （无机非金属材料）11878451 无机非金属材料，陶瓷基复合材料，水泥基复合材料及非晶玻璃等材料研盟 F (功能材料) 23076006 各种功能材料：高温超导材料、磁性材料、功能高分子材料、磁性形状记忆合金材料等材料研盟G（低维纳米）7126907 低维纳米材料材料盐盟H (电池材料) 22695942 固体氧化物燃料电池；锂离子电池材料研盟I (分子动力学) 19097619 分子动力学|LAMMPS程序材料数值模材料研盟J （真空镀膜）6630396这是真空人的一片天地，技术交流，销售采购材料研盟K （生物材16833180生物材料精英的沙龙，包括HA材料料）材料研盟P （压电材料）11960590从事压电材料研究的同行们提供一个学习交流的空间session 10234611加入群10234611 群（教室），请同时保留现有群号。
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纳米金刚石颗粒粒度的测量与表征
第 22 卷 增刊2003 年 7 月机 械 科 学 与 技 术M ECHAN ICAL SC IEN CE AND T ECHNOLO GYV o l. 22 Ju ly Supp lem en t 2003文章编号: 100328728 (2003) Z K 20163203纳米金刚石颗粒粒度的测量与表征文 潮1, 2 , 李 迅2 , 孙德玉2 , 关锦清2 , 刘晓新2 , 林英睿2 , 唐仕英2 , 周 刚2 , 林俊德2 ,金志浩1文 潮(1 西安交通大学 金属材料强度国家重点实验室, 西安 710049;2西北核技术研究所, 西安 710024)摘 要: 介绍了用负氧平衡炸药在密闭容器内爆轰制备的纳米金刚石。
用 X 射线衍射线线宽法 (谢乐公式)、透射电 镜观察法 (T EM )、激光拉曼散射法、比表面积法和 X 射线小角散射法等手段, 对合成的纳米金刚石颗粒粒度进行了 测量, 结果表明炸药爆轰法制备的纳米金刚石具有立方金刚石结构, 颗粒呈球形或椭球形, 平均粒径为 6. 7 nm 。
在 五种测量方法中, X 射线衍射线线宽法 (谢乐公式) 得到的平均粒径值最小, 而其它四种测量方法所得到的粒径值基 本一致。
关 键 词: 纳米金刚石; 粒度; 分布 中图分类号: T G 731文献标识码: AM ea surem en t and Character iza tion of Nano -d ia m ond Particles SizeW EN Chao 1, 2 , L I Xun 2 , SUN D e 2yu 2 , GUAN J in 2q i ng 2 , L IU X iao 2x in 2,L IN Y ing 2ru i 2 , TAN G Sh i 2y in g 2 , ZHOU Gan g 2 , L IN Jun 2de 2 , J IN Zh i 2hao 1(1State Key L abo rato ry fo r M echan ical Beh av i o r of M aterials , X i ′a n J iao t ong U n iversity , X i ′a n 710049;2N o rthw est In stitu te of N uclear T echno logy , X i ′a n 710024) Abstract : N ano 2d iamond particles p repared in steel cham ber by the deton at io n of conden sed exp lo sives w ith nega 2 t ive oxygen balance ar e in t roduced . T he size p roperties and distribu t io n of nano 2d iamond part icles h ave been char 2 acterized by m ean s of XRD , T EM , R am an , BET and S A XS . T he resu lt s in dicated that nano 2d iamond particles have cub ic 2d iamond str uct u re an d the size of nano 2d iamond part icles is at 4～ 8 nm , the average size is 6. 7 nm .T EM confirm s that nano 2d iamond particles have ball o r ball 2like shap e . T he average size o b tained by XRD is sm all 2 er than that by o ther m etho d s . T he advan tages of each m etho d are discu ssed . Key words : N ano 2d iamond ; Particles size ; D istribu t io n纳米粉末材料, 一般指粒度在 100 nm 以下的粉末或 颗粒。
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纳米金刚石的激光分散及发光机理
本文尝试使用爆轰法纳米金刚石为原料,通过对其进行解团聚、有机物分子表面修饰以制备分散性良好的荧光碳纳米颗粒。
爆轰法纳米金刚石具有来源广泛的优点,可以实现荧光纳米颗粒的大量制备。
同时本文对已有报道的荧光碳纳米颗粒的荧光发光机理进行了初步解释。
研究发现,爆轰法纳米金刚石存在着严重的团聚现象。
仅单一地使用浓硝酸等氧化性酸对其进行回流处理的化学方法不足以使其完全分散在水中,只能达到减小团聚的效果。
而通过激光烧蚀法处理,利用烧蚀过程产生的高温高压等物理作用则可以使爆轰法纳米金刚石在水中达到完全分散。
为达到对纳米金刚石进行有机物分子表面修饰的目的,本实验尝试使用混合氧化性酸回流的方法对纳米金刚石表面进行氧化,增加表面的-COOH含量,以进一步进行修饰。
结果发现经过混酸回流,纳米金刚石的表面-COOH含量并没有增加,无法进行进一步修饰。
因此,在本实验范围内,爆轰法纳米金刚石不适用于通过表面有机物修饰的方法制备荧光碳纳米颗粒。
本文通过对已被报道的荧光碳纳米颗粒的发光特点进行总结,并与有机化合物和半导体量子点的荧光的发光机理和发光特点进行比较,对荧光碳纳米颗粒的荧光发光机理进行了初步解释。
认为荧光碳纳米颗粒的发光机理与有机化合物的发光机理相接近,为荧光基团与碳纳米颗粒表面的共轭结构相互作用产生荧光。
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