纳米晶材料的组织和性能
电沉积Ni-W合金纳米晶的组织与性能
关键 词 ： 金属材料 ｛ Ｉ 合金 ； Ｎ－ Ｗ 电沉积 ； 缭米晶 ； 组织结构 ； 性能
中圉分类号 ：Ｇ ７ ．４Ｔ １６ １； Ｇ １ ．５ 文献标识码 ： 文章编号 ：０１ ０１（０６０ — ０１ ０ Ｔ １４４ ； Ｇ ４ ．５ Ｔ １３２ Ａ １０ — ２１２０ ）３ ０３ — ５
将打磨好的试片水洗一碱洗除油一水洗一酸洗活化
一 水洗 。试 样沉 积 ： 水浴 加 热 盛装 镀 液 的 烧杯 至规 定温 度 ， 试样 蒸 馏 水洗 后 装 挂 人槽 ， 电 电镀 ， 将 通 镀 前镀后 均 精 确 称 量试 样 质 量 ， 算 Ｎｉ 合 金镀 层 计 ． Ｗ 沉积 速率 。试验装 置 ： 阳极 为纯镍板 ， 阴极 为低 碳钢
米 晶材 料 Ｌ 。通 过对 Ｎｉ 合 金 电沉 积影 响 较 大 的 ３ Ｊ ． ｗ
钨酸 钠浓 度 、 电流密 度 、 液 ｐ 温 度等 四个工 艺参 镀 Ｈ、
数进 行正 交 试 验 ， 索 多 因 素 对 沉 积 速 率 、 微 硬 探 显
度、 镀层 外 观 的综合 影 响 ， 进 一 步 通 过 对 比试验 ， 并
将纳 米材料 的优 异 特性 与表 面 技 术 结 合起 来 ，
温度 、Ｈ 对镀 层组 织结构 、 积速率 、 ｐ 沉 显微 硬度 和外 观 的影 响 ， 采用 正 交 设计 方 法 和极 差 分 析 设计 试 验
为功 能纳 米材 料设 计 、 制备 与 应 用 提 供 了 可 能。与 单 金属镀 层相 比， 具有 特 殊 表 面 性 能 的 多功 能 合 金 镀层 的研究 和应 用 日益 广泛 ， 沉 积镍 基 合 金 镀层 电 因具有优 良的物理 、 化学 和机 械性 能 ， 因而在 材 料设 计研 究 和工 程应用 中越来 越 受到重 视 … 。 电沉 积镍 钨合 金具有 很 高 的硬度 和优 良的 耐腐 蚀性 和 耐磨损 性 ， 可望 作 为 硬铬 的 替代 材 料 ［ 。 目 １ ］ 前 已有较 多关 于单 个 因素 对镀 层 组成 、 构 等影 响 结 的研究 ， 多 因素 对 镀 层 的综 合 影 响规 律 的研 究 尚 但 未 见报 道 。电沉积 是制 备完 全致 密 的纳米 晶材 料 的
纳米晶带材简介
铁基纳米晶合金一、简介：铁基纳米晶合金是由铁元素为主，加入少量的Nb、Cu、Si、B元素所构成的合金经快速凝固工艺所形成的一种非晶态材料，这种非晶态材料经热处理后可获得直径为的，弥散分布在非晶态的基体上，被称为微晶、纳米晶材料或纳米晶材料。
微晶直径10-20 nm, 适用频率范围50Hz-100kHz.二、背景介绍：1988年日本的Yoshizawa等人首先发现,在Fe-S-iB非晶合金的基体中加入少量Cu和M(M=Nb,Ta,Mo,W等),经适当的温度晶化退火以后,可获得一种性能优异的具有bcc结构的超细晶粒(D约10nm)软磁合金。
这时材料磁性能不仅不恶化,反而非常优良,这种非晶合金经过特殊的晶化退火而形成的晶态材料称为纳米晶合金。
其典型成份为Fe7315Cu1Nb3Si1315B9,牌号为Finemet。
其后,Suzuki等人又开发出了Fe-M-B(M=Zr,Hf,Ta)系,即Nanoperm系。
到目前为止,已经开发了许多纳米晶软磁材料,包括:Fe基、Co基、Ni基[2]。
由于Co基和Ni基不易于形成K、Ks同时为零的非晶态或晶态合金,如果没有特殊情况,实用价值不大。
三、铁基纳米晶软磁合金的制备方法纳米晶软磁合金的制备一般采用非晶晶化法。
它是在用快淬法、雾化法、溅射法等制得非晶合金的基础上,对非晶合金在一定的条件下(等温、真空、横向或纵向磁场等)进行退火,得到含有一定颗粒大小和体积分数的纳米晶相。
近年来,也有一些研究者采用高能球磨法制备纳米晶软磁合金。
四、纳米晶软磁合金的结构与性能纳米晶软磁合金的典型成份为Fe7315Cu1Nb3Si1315B9。
随着研究的不断进行,合金化元素几乎遍及整个元素周期表。
从合金的化学成份在合金中的作用看,可以分为4类: (1). 铁磁性元素:Fe、Co、Ni。
由于Fe基合金具有高Bs的优势,且纳米晶合金可以实现K和Ks同时为零,因而使L值很高、损耗很低,价格便宜,成为当今研究开发的中心课题。
纳米晶材料
纳米晶材料纳米晶材料是一种由纳米级晶粒组成的材料。
晶粒是指材料中的晶体，晶体是由原子或分子按照规则排列形成的有序的结构。
通常情况下，晶体的晶粒是微米级别的，也就是数百到数千个纳米大小的原子或分子组成的。
而纳米晶材料的晶粒则更小，通常在10到100纳米之间。
纳米晶材料具有与传统晶粒不同的特性。
首先，由于晶粒的小尺寸，纳米晶材料的比表面积更大。
比表面积是指单位质量或单位体积的材料所拥有的表面积。
纳米晶材料的比表面积大，意味着它可以更好地吸附分子或离子，具有更多的化学活性。
这使得纳米晶材料在催化剂、传感器、储能材料等领域有着广泛的应用。
其次，纳米晶材料的晶界（晶粒之间的界面）对其性能也有重要影响。
传统晶粒的晶界主要是在晶粒之间形成的缺陷带，会导致材料的强度和导电性能下降。
然而，纳米晶材料的晶界是由高能边界原子构成的。
这些高能边界原子与晶粒内的原子相比，有着更高的位错密度和更大的局部应变，使得纳米晶材料具有更高的强度和韧性。
另外，纳米晶材料还具有优秀的磁学、光学和电学性能。
由于晶粒尺寸的减小，材料的电子结构发生改变，使得其光学吸收和发射性能有所提高。
此外，纳米晶材料中的电子和磁子行为也有明显的量子效应，如量子大小效应和量子磁效应等。
这些量子效应可以使纳米晶材料具有新的功能和特性，如磁性储存介质、光电器件等。
纳米晶材料的制备方法有很多种，包括气相法、溶液法、固相法等。
其中最常用的方法是溶液法和气相法。
溶液法是通过溶剂中的化学反应来制备纳米晶材料，如溶胶-凝胶法、沉淀法等。
气相法则是通过气相中的化学反应来制备纳米晶材料，如化学气相沉积法、热蒸发法等。
总的来说，纳米晶材料具有较大的比表面积、优异的力学性能以及独特的光学和电学性能。
这些特性使得纳米晶材料在能源、环境、医学等领域有着广泛的应用前景。
然而，纳米晶材料的制备和应用仍面临一些挑战，如纳米粒子之间的聚集问题、材料性能的稳定性等。
因此，还需要进一步的研究和发展，以解决这些问题，并推动纳米晶材料的应用。
纳米晶带材 型号-概述说明以及解释
纳米晶带材型号-概述说明以及解释1.引言1.1 概述纳米晶带材是一种具有特殊结构的材料，其晶粒尺寸在纳米级别范围内。
与传统的多晶带材相比，纳米晶带材具有很多独特的特点和优势。
首先，纳米晶带材具有较高的力学性能，比如高强度和硬度，这使得它在许多领域有广泛的应用前景。
其次，纳米晶带材具有优异的导电和导热性能，使其成为电子器件和热管理系统的理想选择。
此外，纳米晶带材还表现出优异的耐腐蚀性能和磨损耐久性，这使其在一些特殊环境下具有较长的使用寿命。
制备纳米晶带材的方法有很多种。
目前常用的制备方法包括物理气相沉积法、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法等。
这些方法在不同的条件下，可以实现对纳米晶带材的精确控制和调节，从而得到具有不同结构和性能的纳米晶带材。
此外，随着纳米科技的快速发展，还涌现出了一些新的制备方法，比如电化学法、激光烧结法等，这些方法为纳米晶带材的制备提供了更多的选择和可能性。
总之，纳米晶带材作为一种新兴的材料，在材料科学、电子器件、能源储存等领域具有广阔的应用前景。
随着制备方法的不断发展和优化，纳米晶带材的性能和结构将不断提升，为各个领域的应用提供更多可能。
对于纳米晶带材的深入研究和探索，将有助于推动材料科学和相关领域的发展和创新。
1.2文章结构本文主要介绍纳米晶带材的相关内容。
文章的结构将如下所示：第一部分是引言部分，其中包括概述、文章结构和目的。
第二部分是正文部分，主要涵盖纳米晶带材的定义和特点以及其制备方法。
第三部分是结论部分，主要讨论纳米晶带材的应用前景，并对全文进行总结。
在正文部分，2.1节将详细介绍纳米晶带材的定义和特点。
纳米晶带材是指具有纳米级晶粒尺寸并呈带状结构的材料。
相比于传统晶粒尺寸较大的材料，纳米晶带材在力学性能、电学性能等方面表现出许多优异的特点。
这部分将对纳米晶带材的特点进行详细阐述。
2.2节将介绍纳米晶带材的制备方法。
纳米晶带材的制备方法主要包括物理方法和化学方法两大类。
纳米材料的物理性能.
《材料科学前沿》学号：S1*******流水号：S2*******姓名：张东杰指导老师：郝耀武纳米晶材料的物理性能摘要：纳米材料由于其独特的微观结构和奇异的物理化学性质，目前已成为材料领域研究的热点之一。
纳米晶材料具有优异的物理特性，这是由所组成的微粒的尺寸、相组成和界面这三个方面的相互作用来决定的。
本文简要介绍了纳米晶材料的定义，综述了纳米晶材料的各种物理特性。
关键词：纳米材料，纳米晶材料，物理性能1、引言纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级（1~100nm）的材料，它是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。
由于其组成单元的尺度小，界面占用相当大的成分。
因此，纳米材料具有多种特点，这就导致由纳米微粒构成的体系出现了不同于通常的大块宏观材料体系的许多特殊性质。
纳米体系使人们认识自然又进入一个新的层次，它是联系原子、分子和宏观体系的中间环节，是人们过去从未探索过的新领域。
实际上由纳米粒子组成的材料向宏观体系演变过程中存在结构上有序度的变化和在状态上的非平衡性质，使体系的性质产生很大的差别。
对纳米材料的研究将使人们从微观到宏观的过渡有更深入的认识。
纳米材料按其结构可分为四类：晶粒尺寸至少在一个方向上在几个纳米范围内的称为三维纳米材料；具有层状结构的称为二维纳米材料；具有纤维结构的称为一维纳米材料；具有原子簇和原子束结构的称为零维纳米材料。
纳米晶材料（纳米结构材料）的概念最早是由H.Gleiter出的，这类固体是由（至少在一个方向上）尺寸为几个纳米的结构单元（主要是晶体）所构成。
纳米晶材料是一种非平衡态的结构，其中存在大量的晶体缺陷。
当然，纳米材料也可由非晶物质组成，例如：半晶态高分子聚合物是由厚度为纳米级的晶态层和非晶态层相间地构成的故是二维层状纳米结构材料。
又如纳米玻璃的组成相均为非晶态，它是由纳米尺度的玻璃珠和界面层所组成。
我们这里主要讨论纳米晶材料的物理性能。
材料的亚稳态-纳米晶
9.1.2 纳米晶材料的性能
• 纳米晶材料不仅具有高的强度和硬度，其塑性 韧性也大大改善。纳米晶导电金属的电阻高于 多晶材料，纳米半导体材料却具有高的电导 率 ，米铁磁材料具有低的饱和磁化强度、高 的磁化率和低的矫顽力 • 纳米材料的其他性能，如超导临界温度和临界 电流的提高、特殊的光学性质、触媒准晶的形成过程包括形核和生长两个过程，故采用快 冷法时其冷速要确当控制，冷速过慢则不能抑制结晶 过程而会形成结晶相；冷速过大则准晶的形核生长也 被抑制而形成非晶态。此外，其形成条件还与合金成 分、晶体结构类型等多种因素有关，并非所有的合金 都能形成准晶，这方面的规律还有待进一步探索和掌 握。
第九章 材料的亚稳态
体系自由能最低的平衡状态。 稳 态：体系自由能最低的平衡状态。 亚稳态： 亚稳态：体系高于平衡态时自由能的状态的一种非平 衡。 同一化学成分的材料， 同一化学成分的材料，其亚稳态时的性能不同于 平衡态时的性能， 平衡态时的性能，而且亚稳态可因形成条件的不同而 呈多种形式，它们所表现的性能迥异，在很多情况下， 呈多种形式，它们所表现的性能迥异，在很多情况下， 亚稳态材料的某些性能会优于其处于平衡态时的性能， 亚稳态材料的某些性能会优于其处于平衡态时的性能， 甚至出现特殊的性能。因此， 甚至出现特殊的性能。因此，对材料亚稳态的研究不 仅有理论上的意义，更具有重要的实用价值。 仅有理论上的意义，更具有重要的实用价值
9.2.3准晶的性能
• 到目前为止，人们尚难以制成大块的准晶态
材料，最大的也只是几个毫米直径，故对准晶 的研究多集中在其结构方面，对性能的研究测 试甚少报道。但从已获得的准晶都很脆的特点， 作为结构材料使用尚无前景。 • 准晶的密度低于其晶态时的密度，这是由于其 原子排列的规则性不及晶态严密，但其密度高 于非晶态，说明其准周期性排列仍是较密集的。 准晶的比热容比晶态大，准晶合金的电阻率甚 高而电阻温度系数则甚小, 其电阻随温度的变 化规律也各不相同。
纳米晶屏蔽材料
纳米晶屏蔽材料纳米晶屏蔽材料是一种新型的电磁波屏蔽材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
本文将从以下几个方面介绍纳米晶屏蔽材料。
一、纳米晶屏蔽材料的定义和特点纳米晶屏蔽材料是由多种金属氧化物、金属硅酸盐等复合材料组成，经过高温烧结而成。
其特点是具有高强度、高硬度、高导电性和高抗腐蚀性等优良性能，并且可以在不同频段范围内有效地吸收和反射电磁波。
二、纳米晶屏蔽材料的应用领域1. 通讯领域：可用于手机、无线网络设备等电子产品中，有效地防止电磁波对人体的危害。
2. 航空航天领域：可用于飞机、卫星等设备中，保护设备免受外部电磁干扰。
3. 医疗领域：可用于医疗器械中，防止外部电磁干扰对医疗设备的影响。
4. 军事领域：可用于军事通信、雷达等设备中，起到保密和防护作用。
三、纳米晶屏蔽材料的制备方法纳米晶屏蔽材料的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法等。
其中，溶胶-凝胶法是一种常用的制备方法。
具体步骤包括：将金属氧化物或金属硅酸盐等原料与溶剂混合，在一定条件下形成溶胶；通过加入催化剂或改变温度等方式使得溶胶发生凝胶反应；将凝胶进行烧结处理，得到纳米晶屏蔽材料。
四、纳米晶屏蔽材料的性能测试方法为了评估纳米晶屏蔽材料的性能，需要进行一系列测试。
其中最常见的测试方法包括电磁波吸收性能测试、抗腐蚀性能测试、硬度测试等。
通过这些测试可以对纳米晶屏蔽材料的各项性能进行评价和优化。
五、总结随着电子设备的普及和电磁波污染的加剧，纳米晶屏蔽材料的应用前景越来越广阔。
未来，纳米晶屏蔽材料将会在更多领域得到应用，并且随着技术的不断发展和完善，其性能也将不断提高。
纳米晶
纳米晶合金材料—导磁率是铁氧体的10倍多
纳米晶市场分析—市场需求1800-2000吨
超薄带市场前景好，电子行业需要的优质纳米晶，市场需 求量在1800-2000吨，而这类带材只有极少企业能够稳定生 产，2014年提供不到800吨。带材价格也较高，一般是普 通带材价格的2~3倍，而且容量也较大。 我国电子产业各种电子元器件使用纳米晶材料3%左右， 部分高端产品约占到7~10%,部分产品甚至占到30%。只要 升级转型发展，以纳米晶为代表的软磁新材料就拥有市场 。 2015年9月23日的国务院常务工作会议上，对充电桩事宜 也进行了部署，这将推动纳米晶在充电桩中的应用。
导磁率（20KHz）（Gs/Oe） 矫顽力 Hc(A/m) 饱和磁致伸缩系数（×10－6） 电阻率(muOhm· cm) 居里温度(℃) 铁芯叠片系数
纳米晶铁芯
1.25 < 0.20 < 3.4 < 35 < 40
> 20,000 < 1.60 < 2 80 570 > 0.70
铁氧体铁芯
0.5 0.2 7.5 不能使用 不能使用
1K202 1K203 1K204 1K205
1K105
高起始磁导率快淬软磁钴基合金
1K106
高频低损耗Fe-Si-B快淬软磁铁基合 1K206 金
淬态高磁导率软磁钴基合金 Fe-Ni-P-B快淬软磁铁镍基合金 Fe-Ni-V-Si-B快淬软磁铁镍基合金
1K501
1K107
高频低损耗Fe-Nb-Cu-Si-B快淬软磁 铁基纳米晶合金
铁镍基非晶合金/坡莫合金 组成：40%Ni、40%Fe及20%类金属元素 性能：1. 具有中等饱和磁感应强度（0.8T ）、 较高的初始磁导率和很高的最大磁 导率以及高的机械强度和优良的韧性。2.在 中、低频率下具有低的铁损。3.空气中热处 理不发生氧化，经磁场退火后可得到很好 的矩形回线。 应用：广泛用于漏电开关、精密电流互感 器铁芯、磁屏蔽等。
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涂 层 条 件存 在 有 一 个 最 佳 范 围
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纳 米 晶 材 料 由于 空 位 机 制 而 使 原子 扩 散
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这 样 的 纳 米 晶 材 料 在性 质 上 便 产 生 了 极为 显著 的 变化
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纳 米 组 织 分 为 由等 轴 晶 粒 组 成 的 三 维 组 织
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由 纤 维 状 纳 米 晶 组 成 的二 维