納米晶材料

納米材料的組成一般分為兩種類型：一類是由納米粒子組成的；；另一類納米材料是在納米粒子間有較多的孔隙或無序原子或另一種材料。或者納米粒子鑲嵌在另一種基質(zhì)材料中，就屬于第二類稱為復(fù)合材料，由于納米材料在光學(xué)電學(xué)、催化、敏感等方面具有很多特殊性能，因此得到廣闊的應(yīng)用。

(1)電沉積層具有獨(dú)特的高密度和低孔隙率，結(jié)晶組織取決于電沉積參數(shù)。通過控制電流電壓、電解液組分和工藝參數(shù)，就能精確地控制膜層的厚度、化學(xué)組分、晶粒組織、晶粒大小和孔隙率等；

(2)適合于制備純金屬納米晶膜、合金膜及復(fù)合材料膜等各種類型膜層；

(3)電沉積過程，過電勢(shì)是主要推動(dòng)力，容易實(shí)現(xiàn)、工藝靈活、易轉(zhuǎn)化；

(4)可在常溫常壓下操作，節(jié)約了能源，避免了高溫引入的熱應(yīng)力；

(5)電沉積易使沉積原子在單晶基質(zhì)上外延生長(zhǎng)，易得到較好的外延生長(zhǎng)層；

(6)有很好的經(jīng)濟(jì)性和較高的生產(chǎn)率，初始投資低。 2100433B

當(dāng)超微米粒子尺寸不斷減小，在一定條件下，會(huì)引起材料宏觀物理、化學(xué)、機(jī)械等性質(zhì)上的變化，通常稱為小尺寸效應(yīng)。另外，由于納米微粒尺寸小，表面能高，這稱為納米微粒的表面效應(yīng)，它是指納米粒子的表面原子數(shù)與總原子數(shù)之比，隨著納米粒子尺寸的減小，而大幅度的增加，于是粒子的表面能和表面張力也隨著增加，從而引起納米粒子的性質(zhì)變化。由于納米晶材料組成和結(jié)構(gòu)的特殊性，其性能比傳統(tǒng)材料有明顯的改善和提高，尤其是具有超硬度、超模量效應(yīng)等的特殊性。

約有200名種方法能制取不同形式的納米結(jié)構(gòu)材料，最基本的可歸納為以下五種類型:

(1)氣相法(如物理或化學(xué)氣相沉積惰性氣體凝聚等)；

(2)液相法(如快速固化、霧化等)；

(3)固相法(如機(jī)械研磨、非晶態(tài)初始晶化等)；

(4)化學(xué)法(如溶膠、凝膠法、沉積法等)；

(5)電化學(xué)法(如電沉積法、復(fù)合電沉積法、化學(xué)鍍法等)。

電沉積納米晶的方法與其它方法相比具有許多優(yōu)點(diǎn)。電沉積納米晶與普通晶體相比還具有很多優(yōu)異特性，如耐蝕性、硬度、耐磨性、延展性、電阻、電化學(xué)性能以及催化活性等，因而它在科學(xué)技術(shù)和工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用前景。在納米晶材料研究中主要進(jìn)行兩方面的工作:一是用電沉積法開發(fā)新材料，制取高性能、微型、環(huán)保型產(chǎn)品；二是改善及取代傳統(tǒng)材料，提高及改善產(chǎn)品質(zhì)量和性能。

總之，納米技術(shù)和納米晶材料有著極其廣泛的應(yīng)用前景，它將會(huì)對(duì)21世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展帶來新的飛躍 。