納米晶材料納米材料的特性

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。

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(wú)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。

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)。

(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(guò)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(guò)程，過(guò)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

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(lái)新的飛躍 。