纳米材料基础与应用 第8章 纳米固体材料
纳米材料基础与应用 第8章 纳米固体材料
本章内容 8.1纳米固体材料的微结构 8.2纳米固体材料的性能及应用 8.3纳米固体材料的制备方法 米曲应用
本章内容 8.1 纳米固体材料的微结构 8.2 纳米固体材料的性能及应用 8.3 纳米固体材料的制备方法 纳米材料基础与应用 2
8.1纳米固体材料的微结构 ●纳米固体材料，有时也简称为纳米材料。它是由颗粒或晶粒尺寸为1一 I00m的粒子凝聚而成的三维块体。一般来说，各种材料的颗粒或晶粒 尺寸减小到1一100m时，都具有与常规材料不同的性质 ·材料的性质与材料的结构息息相关，研究纳米固体材料的微结构对进 步理解纳米固体材料的性质是十分重要的。纳米固体材料的基本构成是 纳米微粒及它们之间的界面，由于纳米微粒尺寸小，界曲所占的体积分 数儿乎与纳米微粒所的体积分数相当。 ●因此不能简单地把纳米固体材料的界面看成是一种缺陷，它已成为纳米 固体材料的基本构成之一，对纳米固体材料的性能起着举足轻重的作用。 小 3
纳米材料基础与应用 3 8.1 纳米固体材料的微结构 ⚫ 纳米固体材料，有时也简称为纳米材料。它是由颗粒或晶粒尺寸为1〜 lOOnm的粒子 凝聚而成的三维块体。一般来说，各种材料的颗粒或晶粒 尺寸减小到1〜100nm时，都具有与常规材料不同的性质 ⚫ 材料的性质与材料的结构息息相关，研究纳米固体材料的微结构对进一 步理解纳米固体材料的性质是十分重要的。纳米固体材料的基本构成是 纳米微粒及它们之间的界面，由于纳米微粒尺寸小，界曲所占的体积分 数儿乎与纳米微粒所的体积分数相当。 ⚫ 因此不能简单地把纳米固体材料的界面看成是一种缺陷，它已成为纳米 固体材料的基本构成之一，对纳米固体材料的性能起着举足轻重的作用
8.1纳米固体材料的微结构 8.1.1纳米固体材料的结构特点 ·纳米晶体固体材料是由晶粒组元（所有原子都位于晶粒内的格点 上)和晶界组元（所有原子都位于晶粒之间的界面上)所构成； 纳米非晶固体材料是由非晶组元和界面组元所构成： ●纳米准晶固体材料是由准晶组元和界面组元所构成。 小用
纳米材料基础与应用 4 8.1 纳米固体材料的微结构 8.1.1 纳米固体材料的结构特点 ⚫ 纳米晶体固体材料是由晶粒组元（所有原子都位于晶粒内的格点 上）和晶界组元（所有原子都位于晶粒之间的界面上）所构成； ⚫ 纳米非晶固体材料是由非晶组元和界面组元所构成； ⚫ 纳米准晶固体材料是由准晶组元和界面组元所构成
晶粒组元、 颗粒组元，晶界组元 和界面组元乡 界面组元与果 下式得到： 式中，δ为界面的平均厚度，通常包活3到4个原子层；为 颗粒组元的平均直径。 ●由此，可求界面原子所占的体积分数： C=3δ/(d+)=3δD 式中，D为颗粒的平均直径，且D=δ+d。 5
纳米材料基础与应用 5 ⚫ 晶粒组元、非晶组元和准晶组元统称为颗粒组元，晶界组元 和界面组元统称为界面组元。 ⚫ 界面组元与颗粒组元的体积之比，可由下式得到： R = 3δ / d 式中，δ为界面的平均厚度，通常包括3到4个原子层；d为 颗粒组元的平均直径。 ⚫ 由此，可求界面原子所占的体积分数： Ct = 3δ / (d + δ) = 3δ / D 式中，D为颗粒的平均直径，且D = δ + d