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Au纳米流体的制备及其光热转换特性研究

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

目录

摘要................................................................................................................. I ABSTRACT ...................................................................................................... II 目录................................................................................................................ IV 物理量名称及符号表....................................................................................... VI 第1章绪论 . (1)

1.1课题研究的背景和意义 (1)

1.2国内外研究现状及分析 (4)

1.2.1 纳米流体制备研究现状 (4)

1.2.2 纳米流体光热转换研究现状 (9)

1.2.3 国内外文献综述简析 (11)

1.3本文主要研究内容 (12)

第2章Au纳米颗粒的制备 (14)

2.1引言 (14)

2.2实验部分 (14)

2.2.1 实验试剂 (14)

2.2.2 Au纳米颗粒的制备 (14)

2.2.3 Au纳米颗粒表征 (16)

2.4实验结果与讨论 (17)

2.4.1 种子溶液中HAuCl4浓度对Au纳米颗粒的影响 (17)

2.4.2 种子溶液添加量对Au纳米颗粒的影响 (22)

2.4.3 种子溶液制备方法对Au纳米颗粒的影响 (24)

2.4.4 生长溶液中抗坏血酸溶液浓度对Au纳米颗粒的影响 (27)

2.4.5 生长次数对Au纳米颗粒的影响 (29)

2.4.6 Au纳米颗粒生长机制分析 (31)

2.5本章小结 (32)

第3章Au纳米流体的稳定性测量 (33)

3.1引言 (33)

3.2实验原理及步骤 (33)

3.2.1 实验原理 (33)

3.2.2 实验过程 (34)

IV

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

3.3实验结果与讨论 (35)

3.3.1 颗粒尺寸对Au纳米流体稳定性的影响 (35)

3.3.2 表面活性剂浓度对Au纳米流体稳定性的影响 (36)

3.3.3 温度对Au纳米流体稳定性的影响 (37)

3.3.4 稳定性机制分析 (37)

3.4本章小结 (39)

第4章Au纳米流体光热转换特性实验研究 (40)

4.1引言 (40)

4.2实验装置 (40)

4.2.1 实验装置设计 (40)

4.2.2 Au纳米流体的制备与表征 (42)

4.3实验结果与讨论 (43)

4.4本章小结 (47)

第5章Au纳米流体光热转换特性数值计算 (48)

5.1引言 (48)

5.2计算模型 (48)

5.2.1 数学模型 (48)

5.2.2初始条件和边界条件 (52)

5.2.3 求解方法 (52)

5.3计算结果与讨论 (53)

5.3.1 工质温度分布特点 (53)

5.3.2 颗粒体积分数对集热效率的影响 (54)

5.3.3 集热器深度对集热效率的影响 (54)

5.3.4 照射时间对集热效率的影响 (55)

5.3.5 辐射强度对集热效率的影响 (56)

5.3.6 颗粒材料对集热效率的影响 (56)

5.4本章小结 (58)

结论 (60)

参考文献 (62)

攻读学位期间发表的学术论文及其它成果 (69)

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限 (71)

致谢 (75)

V

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

VI

物理量名称及符号表

英文字母

A 吸光度 k B

玻尔兹曼常数 c 修正系数

l 长度,m c 0 真空光速,m/s m

复折射率 c p 比热,J/(g ?℃) M 质量,kg D

颗粒粒径,nm

n 折射系数 f 浓度 q 源项 G 热流密度,W/m 2 Q

能量,J h 对流换热系数,W/(m 2?℃) S 面积,m 2 H 深度,mm t

时间,s h p 普朗克常数,J ?s T 温度,℃ I 光谱光强,W/(m 2?nm) t ? 时间间隔,s λ 导热系数,W/(m ?℃) T ? 温度变化,℃ k 系数 V

体积,mL 希腊字母 α 尺寸参数 φ

立体角,sr ζ 集热器效率 κ 吸收系数 η 光热转换效率

s 位置矢量 λ 波长,nm λΦ 散射相函数 ρ

密度,kg/m 3 Ω 辐射方向 τ

透过率

下角标 a 吸收

np 纳米颗粒 amb 周围环境 r 相对 average 平均 rad 辐射 e 消光 s 散射 in 入射 top 上表面 initial 初始 v 体积 loss 散失 w 水 nf

工质

常用缩写 AA 抗坏血酸 SC 柠檬酸钠

RTE 辐射传递方程

SPR

等离激元共振

(完整版)纳米材料的制备技术及其特点

纳米材料的制备技术及其特点 一纳米材料的性能 广义地说,纳米材料是指其中任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当小粒子尺寸加入纳米量级时,其本身具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使其具有奇异的力学、电学、光学、热学、化学活性、催化和超导特性[ 1 ] ,使纳米材料在各种领域具有重要的应用价值。通常材料的性能与其颗粒尺寸的关系极为密切[ 2 ] [ 3 ] 。当晶粒尺寸减小时, 晶界相的相对体积将增加,其占整个晶体的体积比例增大,这时,晶界相对晶体整体性能的影响作用就非常显著。此外,由于界面原子排列的无序状态,界面原子键合的不饱和性能都将引起材料物理性能上的变化。研究证实,当材料晶粒尺寸小到纳米级时,表现出许多与一般材料截然不同的性能,如高硬度、高强度和陶瓷超塑性以及特殊的比热、扩散、光学、电学、磁学、力学、烧结等性能。而这些特性主要是由其表面效应、体积效应、久保效应等引起的。由于纳米粒子有极高的表面能和扩散率,粒子间能充分接近,从而范德华力得以充分发挥,使得纳米粒子之间、纳米粒子与其他粒子之间的相互作用异常激烈,这种作用提供了一系列特殊的吸附、催化、螯合、烧结等性能。 二纳米材料的制备方法 纳米材料从制备手段来分,一般可归纳为物理方法和化学方法。 1 物理制备方法 物理制备纳米材料的方法有: 粉碎法、高能球磨法[4]、惰性气体蒸发法、溅射法、等离子体法等。 粉碎法是通过机械粉碎或电火花爆炸而得到纳米级颗粒。 高能球磨法是利用球磨机的转动或振动,使硬球对原料进行强烈的撞击,研磨和搅拌,将金属或合金粉碎为纳米级颗粒。高能球磨法可以将相图上几乎不互溶的几种元素制成纳米固溶体,为发展新材料开辟了新途径。 惰性气体凝聚- 蒸发法是在一充满惰性气体的超高真空室中,将蒸发源加热蒸发,产生原子雾,原子雾再与惰性气体原子碰撞失去能量,骤冷后形成纳米颗粒。由于颗粒的形成是在很高的温度下完成的,因此可以得到的颗粒很细(可以小于10nm) ,而且颗粒的团、凝聚等形态特征可以得到良好的控制。 溅射技术是采用高能粒子撞击靶材料表面的原子或分子交换能量或动量,使得靶材表面的原子或分子从靶材表面飞出后沉积到基片上形成纳米材料。常用的有阴极溅射、直流磁控溅射、射频磁控溅射、离子束溅射以及电子回旋共振辅助反应磁控溅射等技术。 等离子体法的基本原理是利用在惰性气氛或反应性气氛中通过直流放电使气体电离产生高温等离子体,从而使原料溶化和蒸发,蒸汽达到周围的气体就会被冷凝或发生化学反应形成超微粒。 2 化学制备方法 化学法是指通过适当的化学反应, 从分子、原子、离子出发制备纳米物质,它包括化学气相沉积法[5][6]、化学气相冷凝法、溶胶-凝胶法、水热法、沉淀法、冷冻干燥法等。化学气相沉积(CVD)是迄今为止气相法制备纳米材料应用最为广泛的方法,该方法是在一个加热的衬底上,通过一种或几种气态元素或化合物产生的化学元素反应形成纳米材料的过程,该方法主要可分成热分解反应沉积和化学反应沉积。该法具有均匀性好,可对整个基体进行沉积等优点。其缺点是衬底温度高。随着其它相关技术的发展,由此衍生出来的许多新技术,如金属有机化学缺陷相沉积、热丝化学气相沉积、等离子体辅助化学气相沉积门、等离子体增强化学气相沉积及激光诱导化学气相沉积等技术。

纳米微粒的制备实验

蒸汽冷凝法制备纳米微粒 摘要:本文简述了冷凝法制备纳米颗粒铜的原理,方法,同时介绍了实验中的一些主要步骤,并对结果做了一些讨论分析,给出了不同压力下颗粒大小和色泽的解释。 关键字:纳米颗粒铜蒸汽冷凝法 引言:20世纪80年代末以来,一项令世人瞩目的纳米科学技术正在迅速发展。纳米科技将在21世纪促使许多产业领域发生革命性变化。关注纳米技术并尽快投入到与纳米科技有关的研究,是本世纪许多科技工作者的历史使命。 在物理学发展的历史上,人类对宏观领域和微观领域已经进行了长期的、不断深入的研究。然而介于宏观和微观之间的所谓介观领域,却是一块长期以来未引起人们足够重视的领域。这一领域的特征是以相干量子输运现象为主,包括团簇、纳米体系和亚微米体系,尺寸范围约为1~1000nm。 但习惯上人们将100~1000nm范围内有关现象的研究,特别是电输运现象的研究领域称为介观领域。因而1~100nm的范围就特指为纳米尺度,在此尺度范围的研究领域称为纳米体系。纳米科技正是指在纳米尺度上研究物质的特性和相互作用以及利用这些特性的科学技术。经过近十几年的急速发展,纳米科技已经形成纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米力学和纳米加工学等学科领域。 实验目的 学习和掌握利用蒸汽冷凝法制备金属纳米微粒的基本原理和实验方法,研究微粒尺寸与惰性气体气压之间的关系。 纳米材料特殊效应 1.小尺寸效应

纳米材料的尺度与光波波长、德布罗 意波长以及超导态的相干长度或透射深度 等物理特征尺寸相当或更小,宏观晶体的 周期性边界条件不再成立,导致材料的声、 光、电、磁、热、力学等特性呈现小尺寸 效应。例如各种金属纳米颗粒几乎都显现 黑色,表明光吸收显著增加;许多材料存 在磁有序向无序转变,导致磁学性质异常 的现象;声子谱发生改变,导致热学、电学性质显著变化。曾有人利用高分辨率电子显微镜追踪拍摄超细金微粒,观察到微粒的外形、结晶态不停地变化,特定界面的原子不断地脱离平衡位置又不停地返回平衡位置,呈现出与常规材料不同的特性,被称为living particle 。纳米微粒之间甚至在室温下就可以合二为一,它们的熔点降低自然是意料中的结果。上图为金微粒熔点与尺寸的关系。 2.表面效应 以球形颗粒为例,单位质量材料的表面积(称为比表面积)反比于该颗粒的半径。因此当半径减小时比表面积增大。例如将一颗直径1μm 的颗粒分散成直径10nm 的颗粒,颗粒数变为100万颗,总比表面积增大100倍。表面原子数比例。表面能等也相应地增大,从而表面的活性增高。洁净的金属纳米微粒往往会在室温环境的空气中燃烧(表面有薄层氧化物时相对稳定),这是必须面对的问题,但是反过来也为优良的催化剂提供了现实可能。 3.量子尺寸效应 传统的电子能带理论表明,金属费米能级附近电子能级是连续的。但是按照著名的久保(kubo )理论,低温下纳米微粒的能级不连续。相邻电子能级间距δ与微粒直径相关 N E F 34=δ (1) 式中N为一个微粒所包含的导电电子数,EF 为费米能 3 /22)3(2n m E F π = (2)

纳米粒的制备

纳米粒的制备 摘要:近些年纳米技术发展很快,应用于各个领域。纳米材料是纳米科技的基础,而纳米粒的制备又是纳米材料研究领域的最基本的工作。载药纳米微粒是一种新型的药物缓释制剂,可增强药物的稳定性,延长药物的作用时间,从而提高药物疗效[1]。纳米粒的制备方法很多,本文就近些年来的常用方法做一综述。 关键词:纳米粒制备 纳米药物主要是将药物的微粒或将药物吸附包裹在载体中, 制成纳米尺寸 范围的微粒, 再以其为基础制成不同种类的剂型。聚(乳酸-羟基乙酸)( PLGA)和聚乙二醇( PEG)具有良好的生物相容性, 由两者形成的嵌段共聚物目前已被广泛用作药物载体材料[2,3]。 目前,纳米粒的制备方法主要分3大类:机械粉碎法、物理分散法、化学合成法[4]。 1 机械粉碎法 机械粉碎法利用机械将物质粉碎成纳米级的粒子。除改进传统的机械粉碎设备(如振动球磨、气流粉碎机等)外,还开发了新机械粉碎技术, 如高压均质法- 气穴爆破法、超临界流体- 液膜超声技术等。 机械球磨法以粉碎与研磨为主体实现粉末纳米化,可制备纳米纯元素和合金。1970年,美国INCO公司的Benjamin为制备Ni基氧化物粒子弥散强化合金而研制成机械合金化法。该法工艺简单,制备效率高,能制备出常规方法难以获得的高熔点金属合金纳米材料。近年来,发展出助磨剂物理粉碎法及超声波粉碎法,可制得粒径小于100nm的微粒。鞠宝玲等[5]利用球磨机研磨, 制得粒径为50 nm 左右的四君子汤纳米制剂。 高压均质法- 气穴爆破法是在高压下,将微粉化药物与表面活性剂溶液挤出孔隙。被挤流体在孔隙中的动压瞬间极大地增加, 在挤出孔隙时,静压迅速减小, 产生气穴现象和爆裂,而这种气穴现象和爆裂,足以使药物微粉进一步崩碎。 2 物理分散法 目前, 常用的物理分散法有: 双乳化剂蒸发法、乳化- 溶剂挥发法、溶剂扩散法、高压乳匀法、逆向蒸发法、熔融分散法和溶剂蒸发法等。

半导体纳米材料的光学性能及研究进展

?综合评述? 半导体纳米材料的光学性能及研究进展Ξ 关柏鸥 张桂兰 汤国庆 (南开大学现代光学研究所,天津300071) 韩关云 (天津大学电子工程系,300072) 摘要 本文综述了近年来半导体纳米材料光学性能方面的研究进展情况,着重介绍了半导体纳米材料的光吸收、光致发光和三阶非线性光学特性。 关键词 半导体纳米材料;光学性能 The Optica l Properties and Progress of Nanosize Sem iconductor M a ter i a ls Guan B ai ou Zhang Gu ilan T ang Guoqing H an Guanyun (Institute of M odern Op tics,N ankaiU niversity,T ianjin300071) Abstract T he study of nano size sem iconducto r particles has advanced a new step in the understanding of m atter.T h is paper summ arizes the p rogress of recent study on op tical p roperties of nano size sem icon2 ducto r m aterials,especially emphasizes on the op tical2abso rp ti on,pho to lum inescence,nonlinear op tical p roperties of nano size sem iconducto r m aterials. Key words nano size sem iconducto r m aterials;op tical p roperties 1 引言 随着大规模集成的微电子和光电子技术的发展,功能元器件越来越微细,人们有必要考察物质的维度下降会带来什么新的现象,这些新的现象能提供哪些新的应用。八十年代起,低维材料已成为倍受人们重视的研究领域。 低维材料一般分为以下三种:(1)二维材料,包括薄膜、量子阱和超晶格等,在某一维度上的尺寸为纳米量级;(2)一维材料,或称量子线,线的粗细为纳米量级;(3)零维材料,或称量子点,是尺寸为纳米量级的超细微粒,又称纳米微粒。随着维数的减小,半导体材料的电子能态发生变化,其光、电、声、磁等方面性能与常规体材料相比有着显著不同。低维材料开辟了材料科学研究的新领域。本文仅就半导体纳米微粒和由纳米微粒构成的纳米固体的光学性能及其研究进展情况做概括介绍。2 半导体纳米微粒中电子的能量状态 当半导体材料从体块减小到一定临界尺寸以后,其载流子(电子、空穴)的运动将受限,导致动能的增加,原来连续的能带结构变成准分立的类分子能级,并且由于动能的增加使得能隙增大,光吸收带边向短波方向移动(即吸收蓝移),尺寸越小,移动越大。 关于半导体纳米微粒中电子能态的理论工作最早是由AL.L.Efro s和A.L.Efro s开展的[1]。他们采用有效质量近似方法(E M A),根据微粒尺寸R与体材料激子玻尔半径a B之比分为弱受限(Rμa B,a B=a e+ a h,a e,a h分别为电子和空穴的玻尔半径)、中等受限(a h

纳米材料的一种制备方法

固液界面反应一水热晶化法制备二氧化锡纳米颗粒 一、简介 水热晶化法: 水热晶化法是合成无机纳米材料广泛采用的一种方法,装置简单,只需衬有聚四氟乙烯内胆的高压釜和加热设备(例如鼓风烘箱、油浴锅等)即可。在高温与溶剂自生高压的条件下,体系能够模拟自然界的成矿过程。水热晶化法的特点是适用范围广,可以用来制备各种金属氧化物、硫化物、磷酸盐等无机纳米材料。生产成本低,合成的材料纯度高,结晶度好。可以通过调节溶剂、物料配比、体系的pH值、有机添加剂等参数达到对粒径、形貌、结构的控制。 二氧化锡纳米材料的制备也常常运用水热晶化法。Chiu等人使用2-propanol 与蒸馏水作为混合溶剂,SnCl4?5H2O为锡源,在碱性条件下(pH=12)水热合成了3nm的SnO2纳米颗粒。Guo等人使用水热晶化法,通过调节SnCl4和NaOH的摩尔比,即体系的pH值,控制合成出空心微球、中空核-壳微球和纳米颗粒三种形态的二氧化锡。水热过程中,不同的结构导向剂也能控制二氧化锡的形貌结构。例如,Guo等人同样使用SnCl4玩为锡源,在CTAB模板剂的作用下,水热获得了棒状纳米二氧化锡。而Han等人换用环六亚甲基四胺作为结构导向剂,依旧使用SnCl4作为锡源,水热合成了核-壳结构的二氧化锡微球。Sun等人使用PVP(MW=30000)作为结构导向剂,并换用SnC12?2H2O作为锡源,双氧水预处理后,水热获得了蒲公英状二氧化锡。 在各种结构导向剂中,油酸分子由于能在颗粒表面选择性吸附,从而可以有效地引导各种结构的形成,并对纳米微粒起到稳定保护作用。 固液界面反应: 在纳米材料的制备过程中,通常会发生氧化、水解、沉淀等各种化学反应。利用在两相界面发生的化学反应来控制材料的合成引起了一定的关注。Kang等人利用水相与油相界面Sn2+的氧化反应制备出了不同粒径大小的二氧化锡纳米材料。由于水-油界面的存在,产物的结晶度比较高,尺寸分布也较窄。Deng等人使用PVP(MW=30000)作为保护试剂,乙二胺作为催化剂,过氧化氢作为氧化剂,室温下,利用单质锡块与水的界面发生的氧化反应,获得了由约3.8nm的纳米晶自组装形成的纳米球。纳米球的直径约为30nm,且具有良好的分散性。Wang 等人基于liquid-solid-solution(LSS)相转移原理合成了一系列纳米材料,其实也利用了界面间的化学反应。在这些利用界面反应控制纳米材料合成的文献中,有些纳米材料的制备其实也运用了水热晶化过程,综合利用了界面反应与水热晶化两者在材料控制合成方面的优势。 金属油酸盐是一种合成无机纳米材料比较理想的有机前驱物,它不能溶解于水或一些低碳醇(如乙醇)中,而会形成固液界面相。对于油酸锡而言,它又易发生水解反应。所以在本章中使用油酸锡作为锡源,利用固液界面反应-水热晶化过程来制备二氧化锡纳米材料。并且在油酸锡的水解过程中,可生成目前较受关注的油酸表面修饰结构导向剂。 二、实验步骤 所有原料均未作任何纯化处理,直接使用。首先,10mL去离子水中溶解

纳米材料的光学特性

纳米材料的光学特性 美国著名物理学家,1965年诺贝尔物理奖获得者R.P Feynman在1959年曾经说过:“如果有一天能按人的意志安排一个个原子分子将会产生什么样的奇迹”,纳米科学技术的诞生将使这个美好的设想成为现实。 纳米材料是纳米科学技术的一个重要的发展方向。纳米材料是指由极细晶粒组成,特征维度尺寸在纳米量级(1~100nm)的固态材料。由于极细的晶粒,大量处于晶界和晶粒内缺陷的中心原子以及其本身具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等,纳米材料与同组成的微米晶体(体相)材料相比,在催化、光学、磁性、力学等方面具有许多奇异的性能,因而成为材料科学和凝聚态物理领域中的研究热点。 1 纳米材料的分类和结构 根据不同的结构,纳米材料可分为四类,即:纳米结构晶体或三维纳米结构;二维纳米结构或纤维状纳米结构;一维纳米结构或层状纳米结构和零维原子簇或簇组装。纳米材料的分类如图表1所示。纳米材料包括晶体、赝晶体、无定性金属、陶瓷和化合物。 2 纳米材料的光学性质 纳米材料在结构上与常规晶态和非晶态材料有很大差别,突出地表现在小尺寸颗粒和庞大的体积百分数的界面,界面原子排列和键的组态的较大无规则性。这就使纳米材料的光学性质出现了一些不同于常规材料的新现象。

纳米材料的光学性质研究之一为其线性光学性质。纳米材料的红外吸收研究是近年来比较活跃的领域,主要集中在纳米氧化物、氮化物和纳米半导体材料上,如纳米Al2O3、Fe2O3、SnO2中均观察到了异常红外振动吸收,纳米晶粒构成的Si膜的红外吸收中观察到了红外吸收带随沉积温度增加出现频移的现象,非晶纳米氮化硅中观察到了频移和吸收带的宽化且红外吸收强度强烈地依赖于退火温度等现象。对于以上现象的解释基于纳米材料的小尺寸效应、量子尺寸效应、晶场效应、尺寸分布效应和界面效应。目前,纳米材料拉曼光谱的研究也日益引起研究者的关注。 半导体硅是一种间接带隙半导体材料,在通常情况下,发光效率很弱,但当硅晶粒尺寸减小到5nm或更小时,其能带结构发生了变化,带边向高能态迁移,观察到了很强的可见光发射。研究纳米晶Ge的光致发光时,发现当Ge晶体的尺寸减小到4nm以下时,即可产生很强的可见光发射,并认为纳料晶的结构与金刚石结构的Ge 不同,这些Ge纳米晶可能具有直接光跃迁的性质。Y.Masumato发现掺CuCl纳米晶体的NaCl在高密度激光下能产生双激子发光,并导致激光的产生,其光学增益比CuCl 大晶体高得多。不断的研究发现另外一些材料,例如Cds、CuCl、ZnO、SnO2、Bi2O3、Al2O3、TiO2、SnO2、Fe2O3、CaS、CaSO4等,当它们的晶粒尺寸减小到纳米量级时,也同样观察到常规材料中根本没有的发光观象。纳米材料的特有发光现象的研究目前正处在开始阶段,综观研究情况,对纳米材料发光现象的解释主要基于电子跃迁的选择定则,量子限域效应,缺陷能级和杂质能级等方面。 纳米材料光学性质研究的另一个方面为非线性光学效应。纳米材料由于自身的特性,光激发引发的吸收变化一般可分为两大部分:由光激发引起的自由电子-空穴对所产生的快速非线性部分;受陷阱作用的载流子的慢非线性过程。其中研究最深入的为CdS纳米微粒。由于能带结构的变化,纳米晶体中载流子的迁移、跃迁和复合过程均呈现与常规材料不同的规律,因而其具有不同的非线性光学效应。 纳米材料非线性光学效应可分为共振光学非线性效应和非共振非线性光学效应。非共振非线性光学效应是指用高于纳米材料的光吸收边的光照射样品后导致的非线性效应。共振光学非线性效应是指用波长低于共振吸收区的光照射样品而导致的光学非线性效应,其来源于电子在不同电子能级的分布而引起电子结构的非线性,电子结构的非线性使纳米材料的非线性响应显著增大。目前,主要采用Z-扫找(Z-SCAN)和DFWM技术来测量纳米材料的光学非线性。

纳米微粒制备实验

HT-218型纳米微粒制备实验仪 使用说明书 一.基本原理 纳米科学技术是20世纪80年代末期刚刚诞生并正在迅速发展的新科技。它是研究由尺寸在0.1~100纳米之间的物质组成体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术,也是一个融前沿科学和高技术于一体的完整体系。 在整个纳米科技的发展中,纳米颗粒的制备和微粒性质的研究是最早开展的。 微粒制备的方法很多,按制备方法可分为物理方法和化学方法。按制备路径分,或分为粉碎法和聚集法。 本实验仪采用电阻加热,气体冷凝法制备纳米微粒。 图中显示蒸汽冷凝法制备纳米微粒的过程。首先利用抽气泵(真空泵)对系统进行真空抽吸,并利用隋性气体进行置换。惰性气体为高纯Ar,He等,有些情形也可以考虑用N2气。经过几次置换后,将真空反应室内保护气的气压控制至所需的参数范围,通常约为0.1kPa 至10kPa范围,与所需粒子路径有关。当原材料被加热至蒸发温度时蒸发为气相。气相的原材料原子与惰性气体的原子(或分子)碰撞,迅速降低能量而骤然冷却。骤冷使得原材料的确蒸气中形成很高的局域过饱和,非常有利于成核。成核与生长过程都是在极短的时间内发生的,首先形成原子簇,然后继续生长成纳米微晶,最终在收集器上收集到纳米粒子。 二.仪器组成 如图所示 纳米微粒制备实验仪外型图

仪器照片 实验仪器 玻璃真空罩G置于食品顶部真空橡皮圈的上方。平时真空罩内保持一定程度的低气压,以维护系统的清洁。当需要制备微粒时,打开阀门V2让空气进入真空室,使得真空室内外气压相近即可掀开真空罩。真空罩下方真空室底盘P的上部倒置了一只玻璃烧杯F,用作纳料微粒的收集器。两个铜电极I之间可以接上随机附带的螺旋状钨丝H。铜电极接至蒸发速率控制单元,若在真空状态下或低气压惰性气体状态下启动该单元,钨丝上即通过电流并可获得1000oC以上的高温。真空底盘P开有四个孔,孔的下方分别接有气体压力传感器E,以及连接阀门V1,V2和电磁阀门Ve的管道。气体压力传感器E连结至真空度量单元,并在数字显示表M1上直接显示实验过程中真空室内的气体压力。阀门V1通过管道与仪器后侧惰性气体接口连接,实验时可利用V1调整气体压力,亦可借助Ve调整压力。阀门V2的另一端直通大气,主要为打开钟罩而设立。电磁阀Ve的另一端接至抽气单元并由该单元实行抽气的自动控制,以保证抽气的顺利进行并排除真空泵油倒灌进入真空室。蒸发控制单元的加热功率控制钮置于仪器面板上。调节加热器时数字显示表M2直接显示加热功率。

纳米流体研究进展.

纳米流体研究进展 摘要:纳米流体作为一种新型换热工质展现出异常良好的换热性能和良好的稳定性目前,人 们对于纳米流体的研究还不够深入,纳米流体各种特性的机理尚不清楚。进一步开展纳米流 体各种特性的机理研究,有助于加深人们对纳米流体的认知,能够促进纳米流体的工程应用,是非常有意义的工作。本文综述了纳米流体制备、纳米流体的稳定性、传热特性、导热系数 研究进展。并对其在应用上作出了展望。 关键词:纳米流体;稳定新;传热特性;导热系数 1引言: 随着科学技术的飞速发展和能源问题的日益突出,热交换设备的传热负荷和传热强度日益增大,传统的纯液体换热工质已很难满足一些特殊条件下的传热与冷却要求,低传热性能的换热工质已成为研究新一代高效传热冷却技术的主要障碍。随着纳米科学与技术的进步,纳米尺度材料和技术越来越多地进入强化传热工作者的视野。1995年美国Argonne国家实验室的Choi等[1]率先提出了纳米流体的概念。所谓纳米流体,是指以一定的方式在液体介质中添加纳米粒子或纳米管而形成的悬浮液。纳米流体与传统换热介质相比,在增强传热方面有着优良的特性。研究表明:纳米流体能显著提高传统换热介质的导热系数[2]。此外纳米流体在氨水鼓泡吸收实验中也表现出了很好的强化氨气吸收效果。制备导热系数高、换热性能好、传质效果强的纳米流体也必定会促进其在能源、化工、微电子、信息等领域的发展[3]。纳米流体概念的提出给强化传热技术的研究带来了新的希望。开展纳米流体强化传热机理研究,搞清楚影响纳米流体强化传热的主要因素,对于促进纳米流体在传热领域的应用有重要的意义。基于此,本文主要从纳米流体制备、纳米流体的稳定性、传热特性、导热系数等方面的最新进展及存在的问题进行叙述。 2纳米流体的制备 关于纳米流体的制备,己有许多相关综述可以参考,文献中采用的制备方法主要有两步法和一步法[4,5]: 两步法是最为便利、经济的制备方法。纳米粉体工业已经较为成熟,可以通过物理或化学方法制备出金属或非金属的纳米颗粒、纳米管等纳米材料。两步法是指直接将纳米粒子分散到基液中的方法。首先,通过气相沉积法、化学还原法、机械球磨法或其它方法制备出纳米粒子、纳米纤维或纳米管,然后通过超声波振动、添加活性剂或分散剂、改变溶液pH值的方法,使纳米颗粒均匀地分散到基

纳米材料的制备与合成

纳米材料的合成与制备 (1) 摘要 (1) 关键词 (1) The synthesis and preparation of nanomaterials (1) Abstract (1) Keywords (1) 引言 (1) 1纳米材料的化学制备 (1) 1.1纳米粉体的湿化学法制备 (1) 1.2纳米粉体的化学气相法制备 (2) 1.2.1气体冷凝法 (2) 1.2.2溅射法 (2) 1.2.3真空蒸镀法 (2) 1.2.4等离子体方法 (3) 1.2.5激光诱导化学气相沉积法(LICVD) (3) 1.2.6爆炸丝方法 (3) 1.2.7燃烧合成法 (3) 1.3纳米薄膜的化学法制备 (4) 1.4纳米单相及复相材料的制备 (4) 2纳米材料的物理法制备 (5) 2.1纳米粉体(固体)的惰性气体冷凝法制备 (5) 2.2纳米粉体的高能机械球磨法制备 (5) 2.3纳米晶体非晶晶化方法制备 (6) 2.4深度塑性变形法制备纳米晶体 (6) 2.5纳米薄膜的低能团簇束沉积方法(LEBCD)制备 (6) 2.6纳米薄膜物理气相沉积技术 (6) 3纳米材料的应用展望 (7) 4 总结 (7) 参考文献 (8)

纳米材料的合成与制备 摘要本文综述了近年来在纳米材料合成与制备领域的一些最新研究进展,包括纳米粉体、块体及薄膜材料的物理与化学方法制备。从纳米材料合成和制备的角度出发,较系统的阐述了纳米材料合成与制备的最新研究进展,包括气相法,液相法及固相法合成与制备纳米材料;并介绍了纳米材料在高科技领域中的应用展望。 关键词纳米材料,合成,制备 The synthesis and preparation of nanomaterials Abstract This paper summarized the recent years in the field of nanometer material synthesis and preparation of some of the latest research progress, including nano powder, bulk and thin film materials preparation physical and chemical methods. From the perspective of nano material synthesis and preparation, systematically expounds the synthesis and the latest progress in the preparation of nanometer materials, including gas phase, liquid phase method and solid phase synthesis and preparation of nano materials; And introduces the application of nanomaterials in the field of high-tech prospects. Keywords nano materials, synthesis, preparation 引言 纳米材料是晶粒尺寸小于100nm的单晶体或多晶体,由于晶粒细小,使其晶界上的原子数多于晶粒内部的,即产生高浓度晶界,因而使纳米材料有许多不同于一般粗晶材料的性能,如强度硬度增大、低密度、低弹性模量、高电阻低热导率等。正是因为纳米材料具有这些优良性能,因此纳米材料在今后一定有着广泛的应用。本文系统地阐述纳米材料的结构、性能、制备以及应用,以获得对纳料材料更为深刻和全面的理解。[1] 纳米材料的制备科学在当前纳米材料科学研究中占据极为重要的地位。新的材料制备工艺和过程的研究与控制对纳米材料的微观结构和性能具有重要的影响.纳米材料的合成与制备包括粉体、块体及薄膜材料的制备。 1纳米材料的化学制备 1.1纳米粉体的湿化学法制备 湿化学法制备工艺主要适用于纳米氧化物粉体,它具有无需高真空等苛刻物理条件、易放大的特点,并且得到的粉体性能比较优异。 上海硅酸盐所在采用共沉淀法、乳浊液法、水热法图等湿化学法制备氧化错

影响纳米材料光催化性能的因素

1、半导体的能带位置 半导体的带隙宽度决定了催化剂的光学吸收性能。半导体的光学吸收阈值λg与Eg有关,其关系式为:λg=1240/Eg。半导体的能带位置和被吸附物质的氧化还原电势,从本质上决定了半导体光催化反应的能力。热力学允许的光催化氧化还原反应要求受体电势比半导体导带电势低(更正);而给体电势比半导体价带电势高(更负)。导带与价带的氧化还原电位对光催化活性具有更重要的影响。通常价带顶VBT越正,空穴的氧化能力越强,导带底CBB越负,电子的还原能力越强。价带或导带的离域性越好,光生电子或空穴的迁移能力越强,越有利于发生氧化还原反应。对于用于光解水的光催化剂,导带底位置必须比H+/H 2 O的氧化 还原势负,才能产生H 2,价带顶必须比O 2 /H 2 O(+的氧化还原势正,才能产生O 2 ,。 因此发生光解水必须具有合适的导带和价带位置,而且考虑到超电压的存在,半 导体禁带宽度Eg应至少大于。目前常被用作催化剂的半导体大多数具有较大的禁带宽度,这使得电子-空穴具有较强的氧化还原能力。 2、光生电子和空穴的分离和捕获 光激发产生的电子和空穴可经历多种变化途径,其中最主要的是分离和复合两个相互竞争的过程。对于光催化反应来说,光生电子和空穴的分离与给体或受体发生作用才是有效的。如果没有适当的电子或空穴的捕获剂,分离的电子和空穴可能在半导体粒子内部或表面复合并放出荧光或热量。空穴捕获剂通常是光催化剂表面吸附的OH-基团或水分子,可能生成活性物种·OH,它无论是在吸附相还是在溶液相都易引发物质的氧化还原反应,是强氧化剂。光生电子的捕获剂主要是吸附于光催化剂表面上的氧,它既能够抑制电子与空穴的复合,同时也是氧化剂,可以氧化已经羟基化的反应产物。 3、晶体结构 除了对晶胞单元的主要金属氧化物的四面体或八面体单元的偶极矩的影响,晶体结构(晶系、晶胞参数等)也影响半导体的光催化活性。TiO 2 是目前认为最 好的光催化剂之一。TiO 2 主要有两种晶型—锐钛矿和金红石,两种晶型结构均可 由相互连接的TiO 6 八面体表示,两者的差别在于八面体的畸变程度和八面体间相互连接的方式不同。结构上的差异导致了两种晶型有不同的质量密度及电子能带结构。锐钛矿的质量密度略小于金红石,且带间隙()略大于金红石(),这是其光催化活性比金红石的高。 4、晶格缺陷 根据热力学第三定律,除了在绝对零度,所有的物理系统都存在不同程度的不规则分布,实际晶体都是近似的空间点阵式结构,总有一种或几种结构上的缺陷。当有微量杂质元素掺入晶体时,也可能形成杂质置换缺陷。这些缺陷的存在

纳米流体器件的制备

?制备方法分类 2.基于MEMS 的纳米制备方法 ?介质层释放(SLR)?蚀刻与粘合?蚀刻与沉积 ?边缘光刻和间壁技术 1.纳米光刻方法 电子束光刻(EBL ) 聚离子束技术(FIB ) 纳米压印光刻(NIL ) 干涉光刻(IL ) 球体光刻(SL ) 3.基于纳米材料的纳米制备方法 离子选择性聚合物 纳米多孔材料 纳米晶体 纳米线和纳米管

?纳米光刻方法-电子束光刻(EBL) 硅 负抗蚀剂图案化 抗蚀剂薄层 模具蚀刻软光刻 粘合 正抗蚀剂图案化 纳米通道蚀刻 粘合 在覆盖有电子敏感抗蚀剂薄层的表面上沿预定路径发射电子束,并随后选择性地去除曝光或未曝光的抗蚀剂 可实现10nm 或更小的特征;但成本较高,写入速度较

?纳米光刻方法-聚离子束技术(FIB) 薄膜沉积、背腔蚀刻 FIB 研磨 纳米孔收缩 利用聚离子束实现特定位点制造的技术,如溶胀,研磨,注入,离子诱导沉积或蚀刻。 半导体行业中强大的缺陷修复工具 薄膜 纳米孔制备 纳米通道制备 直接FIB 扫描 引入介质层,然后是FIB 扫描和牺牲层蚀刻 与其他技术兼容;但设备昂贵,由于进行直接研磨/沉积,产量低

?纳米光刻方法-纳米压印光刻(NIL) 不同于传统光刻技术,NIL 通过将预定模具压入压印抗蚀剂来复制纳米级特征,克服了衍射极限 压印抗蚀涂层 压模残余抗蚀剂蚀刻直接热粘合 去模溶剂蒸汽密封熔化回流密封 直接模板密封 可在大面积上产生纳米级特征,与上述EBL和FIB相比 成本相对较低,模具可重复使用。与其他微制造方法兼容。

?纳米光刻方法-干涉光刻(IL) 与NIL类似,IL是一种能够制造大面积、纳米尺寸、周期性图案结构的技术。在该技术中,相干激光源被分成两个不同的光束,然后投射到光刻胶上。基于两个相干光束的干涉曝光,在光刻胶上形成具有一定间距的典型正弦干涉图案。 根据其工作原理,IL只能产生纳米链/纳米孔阵列,无法制造单个纳米链/纳米孔,这限制了其应用。

纳米材料的制备以及表征教学总结

纳米材料的制备以及表征 纳米科技作为21世纪的主导科学技术,将会给人类带来一场前所未有的新的工业革命。纳米科技使我们人类认识和改造物质世界的手段和能力延伸到原子和分子。纳米材料是目前材料科学研究的一个热点,纳米材料是纳米技术应用的基础。科学家们正致力于研究对纳米材料的组成、结构、形态、尺寸、排列等的控制,以制备符合各种预期功能的纳米材料。 低维纳米材料因其具有独特的物理化学特性以及在各个同领域的广泛应用 而受到国内外许多科研小组的广泛关注。钒氧化物纳米材料因为具有良好的催化性能、传感特性及电子传导特性而成为研究低维纳米材料物理化学现象的理想体系。尤其是对钒氧化合物纳米线、纳米带、纳米管的结构与性能的研究日益深入。另外,稀土正硼酸盐纳米材料因其独特的发光性能、电磁性能引起了广大科研小组的浓厚兴趣,是低维纳米材料领域研究的一个热点内容。 1.绪论 1.1纳米材料的发展概况 早在60年代,东京大学的久保良吾(Kubo)就提出了有名的“Kubo效应”, 认为金属超微粒子中的电子数较少,而不遵守Femri统计,并证实当结构单元变得比与其特性有关的临界长度还小时,其特性就会发生相应的变化。70年代末80年代初,随着干净的超微粒子的制取及研究,“Kubo效应”理论日趋完善, 为日后纳米技术理论研究打下了基础。人们对纳米颗粒的结构、形态和特性进行了比较系统的研究,描述金属微粒费密面附近电子能级状态的久保理论日趋完善,并且用量子尺寸效应成功地解释了超微粒子的某些特性[3]。最早使用纳米颗粒 制备三维块体试样的是德国萨尔兰大学教授H.Gletier,他于1984年用惰性气体蒸发、原位加压法制备了具有清洁表面的纳米晶Pd、cu、Fe等[4],并从理论及性能上全面研究了相关材料的试样,提出了纳米晶材料的概念,成为纳米材料的创始者。1987年美国Argon实验室sigeel博士课题组用相同方法制备了纳米陶 瓷TIOZ多晶体。纳米技术在80年代末和90年代初得到了长足发展,并逐步成为一个纳米技术体系。1990年7月,第一届国际纳米科技会议在美国巴尔的摩 召开,标志着纳米科学技术的正式诞生;正式提出了纳米材料学、纳米生物学、

纳米材料的制备与性质

纳米材料的制备与性质 杨旭 应化一班 学号05 1摘要 今天,世界各国的科学家都不约而同地把目光投向一种完全新型的材料——纳米材料,并且预言,纳米材料的应用标志着人类的科学技术已经进入了一个新时代。那么究竟是什么让小小的纳米材料进入世界上众多科学家的眼中呢?我想纳米材料的性质无疑起了重大的作用,首先它们十分细小,也因此拥有了巨大的比表面积,这点是任何催化剂材料所不能比拟的;其次它的性质也较其他材料更加的特殊,因为上述的两项原因,纳米材料更加让世界的科学家为止倾倒。 对于纳米材料,首先顾名思义是因为其尺寸的原因称之为纳米材料,然而它在各个方面的表现让我们不能忽视着小小的纳米材料,正如人不可貌相,海水不可斗量一样,一切的原因还是要从其不同于别的材料的性质开始讲起。 2正文 2.1纳米材料的性质 纳米结构是以纳米尺度的物质单元为基础按一定规律构筑或营造的一种新体系。它包括纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜嵌镶体系。目前对纳米阵列体系的研究集中在由金属纳米微粒或半导体纳米微粒在一个绝缘的衬底上整齐排列所形成的二位体系上。而纳米微粒与介孔固体组装体系由于微粒本身的特性,以及与界面的基体耦合所产生的一些新的效应,也使其成为了研究热点,按照其中支撑体的种类可将它划分为无机介孔复合体和高分子介孔复合体两大类,按支撑体的状态又可将它划分为有序介孔复合体和无序介孔复合体。在薄膜嵌镶体系中,对纳米颗粒膜的主要研究是基于体系的电学特性和磁学特性而展开的。美国科学家利用自组装技术将几百只单壁纳米碳管组成晶体索“Ropes”,这种索具

有金属特性,室温下电阻率小于0.0001Ω/m;将纳米三碘化铅组装到尼龙-11上,在X射线照射下具有光电导性能, 利用这种性能为发展数字射线照相奠定了基础。 复合氧化物一维和零维单晶纳米材料稀土纳米材料 2.1.1 体积效应 体积效应又称小尺寸效应,当纳米粒子的尺寸与传导电子的de Broglle波长以及超导态的相干波长等物理尺寸相当或更小时,周期性的边界将被破坏,熔点、磁性、光吸收、热阻、化学性质、催化性等于普通粒子相比都有很大变化,这就是纳米粒子的体积效应,该效应大大扩充了纳米材料的物理、化学特性范围,为纳米粒子的应用开拓了广阔的新领域。 2.1.2表面效应 表面效应是指纳米粒子表面原子数与总原子数之比随粒长变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。也就是随着粒径的变小,纳米粒子表面原子所占的比例急剧增大。纳米晶粒减小的结果,导致其表面积、表面能及表面结合能都迅速增大,具有不饱和性质、致使它表现出很高的活性。 2.1.3量子尺寸效应 量子尺寸效应指的是微粒尺寸下降到一定值时,费米能级附近的电子能级由准连续能级变为分立能级,吸收光谱闭值向短波方向移动的现象。纳米材料中处于分立的量子化能级中的电子的波动性带来了纳米材料的一系列特殊性质,如强氧化性和还原性、特异性催化和光催化性质等。

纳米材料在光学方面的应用要点

浅谈纳米材料的应用 【摘要】纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术。文章简要地概述了纳米材料在力学、磁学、电学、热学、光学和生命等方面的主要,并简单展望了纳米材料的应用前景。 【关键词】纳米材料;纳米技术;应用 有人曾经预测在21世纪纳米技术将成为超过技术和基因技术的“决定性技术”,由此纳米材料将成为最有前途的材料。世界各国相继投入巨资进行,美国从2000年启动了国家纳米计划,国际纳米结构材料会议自1992年以来每两年召开一次,与纳米技术有关的国际期刊也很多。 一、纳米材料的特殊性质 纳米材料高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径,导致了高扩散率,它对蠕变,超塑性有显著,并使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强。因此纳米材料所表现的力、热、声、光、电磁等性质,往往不同于该物质在粗晶状态时表现出的性质。与传统晶体材料相比,纳米材料具有高强度——硬度、高扩散性、高塑性——韧性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、润滑剂等领域。 (一)力学性质 高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低,位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型,其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大,增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大,所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生,这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50多年,由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时,其韧性、强度、硬度大幅提高,使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。 (二)磁学性质 当代机硬盘系统的磁记录密度超过1.55Gb/cm2,在这情况下,感应法读出磁头和普通坡莫合金磁电阻磁头的磁致电阻效应为3%,已不能满足需要,而纳米多层膜系统的巨磁电阻效应高达50%,可以用于信息存储的磁电阻读出磁头,具有相当高的灵敏度和低噪音。巨磁电阻效应的读出磁头可将磁盘的记录密度提高到1.71Gb/cm2。同时纳米巨磁电阻材料的磁电阻与外磁场间存在近似线性的关系,所以也可以用作新型的磁传感材料。高分子复合纳米材料对可见光具有良好的透射率,对可见光的吸收系数比传统粗晶材料低得多,而且对红外波段的吸收系数至少比传统粗晶材料低3个数量级,磁性比FeBO3和FeF3透明体至少高1个数量级,从而在光磁系统、光磁材料中有着广泛的应用。 (三)电学性质 由于晶界面上原子体积分数增大,纳米材料的电阻高于同类粗晶材料,甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变(SIMIT)。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点,有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管,表现出很好的晶体三极管放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性,成功研制出了室温下的单电

纳米材料的制备及应用

本科毕业论文(设计) 题目:纳米材料的制备及应用 学院:物理与电子科学学院 班级: XX级XX班 姓名: XXX 指导教师: XXX 职称: 完成日期: 20XX 年 X 月 XX 日

纳米材料的制备及应用 摘要:近几年来,由于纳米材料有众多特殊性质,人们越来越关注纳米材料。科技的迅猛发展使纳米材料的制备变得更加成熟。本论文讲述纳米材料的制备,以及纳米技术在将来的应用。 关键词:纳米材料物理方法化学方法应用前景

目录 引言 (1) 1.纳米材料的物理制备方法 (1) 1.1物理粉碎法 (1) 1.2球磨法 (2) 1.3.蒸发—冷凝法 (2) 1.3.1.激光加热蒸发法 (2) 1.3.2.真空蒸发—冷凝法 (4) 1.3.3.电子束照射法 (4) 1.3.4.等离子体法 (5) 1.3.5.高频感应加热法 (5) 1.4.溅射法 (6) 2.纳米材料的化学制备方法 (7) 2.1化学沉淀法 (8) 2.2化学气相沉积法 (8) 2.3化学气相冷凝法 (10) 2.4溶胶--凝胶法 (10) 2.5水热法 (11) 3.纳米材料的其他制备方法 (12) 3.1分子束外延法 (12) 3.2静电纺丝法 (13) 4.纳米材料的应用前景 (14) 5.总结 (14) 参考文献 (15) 致谢 (16)

引言 纳米材料是指任一维空间尺度处于1—100nm之间的材料。它有着不同寻常的性质,如小尺寸效应可引起物理性质的突变,从而具有独特的性能;量子尺寸效应和表面与界面效应使其具有了一般大颗粒物不具备的性质,如对红外线、紫外线有很强的反射作用,应用到纺织品中有抗紫外线,隔热保温作用。纳米材料的这些特性使其在化工、物理、生物、医学方面都有非常重要的价值]1[。多年以来,通过科学家们的潜心研究,使纳米材料在其制备及其应用中得到了很大的发展。纳米材料将逐渐进入人们的日常生活,并将成为未来新工业革命的必备材料。 1.纳米材料的物理制备方法 1.1物理粉碎法 物理粉碎法就是用机械粉碎和电火花爆炸等方法得到纳米微粒]2[。此方法操作简单,成本较低,但得到的纳米微粒纯度不高,分布也不均匀。 图1. 机械粉碎法仪器图

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