金属-硅复合纳米材料的研究进展
金属辅助化学刻蚀法制备硅纳米线及应用
基本内容
结论： 本次演示综述了硅基AAO模板法制备纳米阵列的研究进展，详细介绍了该方法 的基本原理、实验设计、样本选择、数据收集和分析方法，总结了研究结果和不 足之处，并提出了未来的研究方向。虽然硅基AAO模板法制备纳米阵列在材料科 学、生物医学、能源等领域具有广泛的应用前景，
基本内容
但仍存在一些不足之处，需要进一步研究和改进。未来的研究方向可以包括 探索更加高效的模板制作方法、深入研究纳米阵列的制备机理、拓展纳米阵列的 应用领域等。
基本内容
2、制备硅纳米线：将金属膜置于硅片上，放入腐蚀液中，在一定温度下进行 腐蚀。通过控制腐蚀时间和腐蚀液的浓度，可以制备出不同形貌和尺寸的硅纳米 线。
基本内容
3、去除金属膜：在制备完硅纳米线后，需要将金属膜去除。可以使用稀盐酸 在加热条件下进行去除，然后用去离子水冲洗干净。
基本内容
通过优化实验条件，可以制备出结构完整、性能优良的硅纳米线。本实验中， 我们选择了最优的实验条件如下：腐蚀液浓度为2mol/L，腐蚀温度为80℃，腐蚀 时间为2小时，制备出了形貌良好的硅纳米线。
2、不同刻蚀方法的选择和分析
2、不同刻蚀方法的选择和分析
根据刻蚀剂的不同，刻蚀法制备超疏水金属表面主要分为化学刻蚀法和物理 刻蚀法两大类。化学刻蚀法主要包括电化学刻蚀和化学刻蚀。物理刻蚀法主要包 括激光刻蚀和等离子体刻蚀等。不同刻蚀方法的特点和适用范围也会有所不同， 需要根据实际需求进行选择。
3、刻蚀工艺参数的优化和质量 控制
基本内容
引言： 随着纳米科技的快速发展，纳米阵列的制备已成为一个热门领域。硅基AAO模 板法是一种常用的制备纳米阵列的方法，具有操作简单、可控性好等优点，在材 料科学、生物医学、能源等领域具有广泛的应用前景。本次演示旨在对硅基AAO 模板法制备纳米阵列的研究进展进行综述，以期为相关领域的研究人员提供参考。
纳米复合材料的研究进展_孔晓丽
第10卷 第4期2002年12月材 料 科 学 与 工 艺MATERIALS SCIENCE &TEC HNOLOGY Vol.10 No.4Dec.2002纳米复合材料的研究进展孔晓丽,刘勇兵,杨 波(吉林大学南岭校区材料科学与工程学院,吉林长春130025)摘 要:研制开发具有特殊性质的新型纳米复合材料具有广阔的发展前景.本文对近几年来纳米复合材料的最新研究进展进行了综合论述.按照复合方式的不同,分别对4种复合体系的纳米复合材料进行了系统介绍,包括材料的结构组成,制备技术,功能特性以及研究进展状况等.并对纳米复合材料的应用与发展前景进行了展望.关键词:纳米复合材料;纳米颗粒增强复合材料;纳米复合薄膜;纳米多层膜中图分类号:TL627 文献标识码:A 文章编号:1005-0299(2002)04-0436-06Research progress in nanocomposite materialsKONG Xiao -li,LI U Yong -bing,YANG bo(College of Materials Science and Engineering,Jilin University,Changchun 130025,China)Abstract:The nanocomposite materials with e xcellent performance have broad application prospects.In this paper,new research progress on nanocomposite ma terials in the last few years is revie wed.According to the c omposite mode,the nanocomposite materials are classified into four kinds.The compositions,preparation technologies,char -ac teristics and development of four kinds of nanocomposite materials are comprehensively introduced,respectively.The applica tion and development prospects of nanoc omposite materials are discussed.Key words:nanocomposite materials;nanodispersed granular materials;nanocomposite thin films;nanometer mult-ilayered films收稿日期:2001-09-05作者简介:孔晓丽(1974-),女,博士研究生.纳米材料由于具有其独特的结构特征(纳米晶粒及高浓度界面),以及表现出的一系列与常规材料有着本质差异的理化及力学性能,使得纳米材料的研究成为目前材料科学研究的热点.纳米材料科学的发展也为复合材料的研究开辟了新的领域)纳米复合材料,开发具有特殊性质的新型纳米复合材料具有广阔的应用前景.有关纳米复合材料的发展迅速,目前已取得了引人注目的进展.关于纳米材料的制备技术,结构特性,研究现状等已有多篇综述性论文[1-3],而专门对纳米复合材料的介绍则较少.本文则试图仅就近几年来纳米复合材料的最新研究进展进行综述,系统介绍各类纳米复合材料的结构组成,制备,功能特性及其应用等.1 纳米复合材料[4]纳米复合材料涉及范围较宽,种类繁多.按照复合方式不同,我们现把其主要分为四大类:一种是0-0复合,即不同成分,不同相或者不同种类的纳米粒子复合而成的纳米固体,这种复合体的纳米粒子可以是金属与金属,金属与陶瓷,金属与高分子,陶瓷与陶瓷,陶瓷和高分子等构成纳米复合体;第二种是0-3复合,即把纳米粒子分散到常规的三维固体中,例如把金属纳米粒子弥散到另一种金属或合金中,或者放入常规的陶瓷材料或高分子中,纳米陶瓷粒子(氧化物、氮化物)放入常规的金属,高分子及陶瓷中;第三种是0-2复合,即把纳米粒子分散到二维的薄膜材料中,这种0-2复合材料又可分为均匀弥散和非均匀弥散两大类,均匀弥散是指纳米粒子在薄膜中均匀分布,人们可根据需要控制纳米粒子的粒径及粒间距,非均匀分布是指纳米粒子随机地混乱地分散在薄膜基体中;第四种是纳米层状复合,即由不同材质交替形成的组分或结构交替变化的多层膜,各层膜的厚度均为纳米级,如Ni/C u多层膜, Al/Al2O3纳米多层膜等.其中第三种与第四种可统称为纳米复合薄膜材料.2纳米复合材料研究现状2.10-0复合体系纳米尺度复合为发展高性能的新材料和改善现有材料性能提供了新的途径.根据纳米结构的特点,可以把在传统理论中难以实现的异质,异相,不同有序度的材料在纳米尺度下进行合成,获得新型的具有特殊性能的纳米复合材料.惰性气体凝聚原位加压成形法,机械合金化,非晶晶化法,溶胶-凝胶等诸多纳米固体制备方法都可以用于合成纳米复合材料.如纳米复合陶瓷的制备,德国斯图加特金属研究所等5个研究单位联合攻关,成功制备了Si3N4/SiC纳米复合材料,这种材料具有高强,高韧,优良的热和化学稳定性.在ZrO2中加入Y2O3稳定剂(粒径小于300 nm),观察到了超塑性,甚至可达800%[4].新原皓一[5]应用化学气相沉积复合粉末法制备了Si3N4/ SiC纳米级复相陶瓷.我国在制备纳米复合陶瓷微粒已取得了很大的进展,上海硅酸盐研究所采用化学气相合成法制备了Si3N4/SiC纳米复相纳粉体[6],施利毅等[7]高温氧化合成纳米TiO2-Al2O3复合粒子,以及采用溶胶-凝胶法合成得纳米复合体系,如SiC/AlN,Al2O3-Zr O2等.纳米复合陶瓷的研究,已成为各国纳米材料研究的一个重要课题,有关报导日益增加.中国科学技术大学材料系与中国科学院固体物理研究所合作发现[8]:纯的Al2O3和纯的Fe2O3纳米材料在可见光范围是不发光的,而如果把纳米Al2O3和纳米Fe2O3掺和到一起,所获得的纳米粉体或块体在可见光范围的蓝绿光波段出现一个较宽的光致发光带,发光原因是Fe3+离子在纳米复合材料所提供的庞大体积百分数低有序度的界面内所致,部分过渡族离子在弱晶场下形成的杂质能级对由此形成的纳米复合材料的发光起着主要作用.意大利Trento大学在纳米Al2O3与纳米Cr2O3复合材料中观察到由于Cr3+离子诱导的发光带,该发光带的波长范围为650~750nm[9].由纳米尺寸的软磁相A-Fe与硬磁相Nd2Fe14B组成的纳米复合磁体,由于软磁相与硬磁相的交换耦合而阻碍了软磁相的磁化反转,因而可发挥如同单一硬磁体同样的效果,材料具有高的矫顽力和高残余磁化.获得这种纳米复合磁体所特有的纳米晶粒组织,典型的制造方法有熔体急冷法获得非晶薄带,然后经热处理晶化,另一种是利用机械合金化法首先获得非晶相与微晶混合组织,然后再经热处理来制取.目前已获得的此类纳米复合磁体包括,Fe3B/Nd2Fe14B,A-Fe/ Nd2Fe14B,A-Fe/SmFe7N x等.2.20-3复合体系2.2.1材料特性如果复合材料中增强体的尺寸降到纳米数量级,必将会给复合材料引入新的性能.首先是引入的纳米粒子本身由于具有量子尺寸效应,小尺寸效应,表面界面效应和宏观量子隧道效应而呈现出的磁、光、电、声、热、力学等奇异特性,而其具有的特殊结构,高浓度界面,特殊界面结构,巨大的表面能必然会大大影响复合材料的宏观性能.如Al2O3基体中含有纳米级SiC晶粒的陶瓷基复合材料,其强度可高达1500MPa,最高使用温度也可从原基体的800e提高到1200e;把金属纳米粒子放入常规陶瓷中可以大大改善材料的力学性质;纳米Al2O3弥散到透明的玻璃中既不影响透明度又提高了高温冲击韧性,放到金属中或合金中可以使晶粒细化,改善材料力学性质;极性纳米PbTiO3粒子放到环氧树脂中出现了双折射效应;纳米Al2O3与橡胶的复合材料与常规橡胶相比耐磨性大大提高,介电常数提高了一倍;纳米氧化物粒子与高聚物或其他材料复合具有良好的微波吸收系数;半导体微粒(Ga As,GeSi)放入玻璃中或有机高聚物中提高了三阶非线性系数;纳米微粒Al2O3放入有机玻璃(PmmA)中表现良好的宽频带红外吸收性能;将纳米TiO2,Cr2O3,Fe2O3, ZnO等掺入到树脂中有良好的静电屏蔽性能;把Ag的纳米粒子分散到玻璃、陶瓷的界面中,可以得到介电常数和介电损耗大大优于常规材料的复合材料.日本松下电器公司科学研究所已研制成功树脂基纳米氧化物复合材料,初步试验表明这类复合材料静电屏蔽性能优于常规树脂基与碳黑的复合材料,同时可以根据纳米氧化物的类型来改变这种树脂基纳米氧化物复合材料的颜色,在电器外壳涂料方面有着广阔的应用前景.美国标准技术研究所制备出了钇镓石榴石(GGIG)纳米复合材料,在基体中形成了纳米尺度铁磁性相,使GGIG纳米复合材料的熵变比常规提高了3.24#437#第4期孔晓丽,等:纳米复合材料的研究进展倍,磁致冷温度提高到40K [10].用纳米粒子填充改性聚合物,是形成高性能高分子复合材料的重要手段[11,12].中国科学技术大学试制的纳米A -Al 2O 3与环氧树脂的复合材料,当粒径为27nm,添加1%~5(A -Al 2O 3)%时,提高了环氧树脂的玻璃转化温度,模量增加到极大值,含量超过10%时模量下降[13].纳米陶瓷微粒能显著改善其填充聚醚醚酮(PEEK)的摩擦学性能,王齐华等制备了纳米ZrO 2填充PEE K 材料,并探讨了纳米陶瓷粒子填充的减摩抗磨机理[14,15].董树荣等利用纳米碳管的强度高,比表面积大,高温稳定以及优良的减摩耐磨特性,制备了纳米碳管增强铜基复合材料[16].纳米陶瓷也可以改善炭材料的高温抗氧化性能,实现自愈合抗氧化[17].V.Provenzano 等从事金属基纳米复合材料在高温领域的研究,采用惰性气体凝聚-物理气相沉积方法制备了Cu-Nb,Ag-Ni 纳米复合材料,Nb (Ni)含量在60%-65%时显微硬度提高到最高值,复合材料稳定,高温(甚至在接近基体的熔化温度)未发现晶粒长大[18][.J.Naser 等也通过对纳米陶瓷(Al 2O 3)增强铜基复合材料进行了热稳定性的研究[19].研究表明,纳米颗粒增强金属基复合材料具有高的高温强度.2.2.2 材料制备纳米颗粒增强复合材料的制备方法有机械合金化,非平衡合金固态分解,溶胶-凝胶法,气相沉积法,快速凝固法,非晶晶化法,深度塑性变形法等.日本国防学院采用高能球磨法把纳米粉Y 2O 3复合到Co-Ni-Zr 合金,Y 2O 3仅占1%~5%,他们在合金中呈弥散分布,使得Co-Ni-Zr 合金的矫顽力提高约两个数量级.用高能球磨方法得到的Cu-纳米MgO 或Cu-纳米CaO 复合材料,氧化物微粒均匀分布在Cu 基体中,复合材料的电导率与Cu 基本一样,但强度大大提高[4].机械合金化方法工艺简单,成本低,基体成分不受限制,但易产生杂质,氧化及应力.许多工作者也尝试用传统的复合材料加工方法,将纳米增强颗粒与普通粗粉或亚微米粉体混合,而后进行冷压-烧结或采用热(温)压,以及热等静压等方法,来获得纳米颗粒增强复合材料[16,18,19].研究证明,尽管这些方法经过各种改进(如保护气氛和颗粒表面镀层等),但都会不可避免遇到纳米微粒的氧化,热稳定性以及材料致密化问题.而且由于纳米微粒的小尺寸晶粒和高浓度界面,性质活泼,更易于形成氧化物或其他复合物,尤其在材料需高温处理时.夹杂物的存在会弱化增强相和基体的界面结合,阻碍材料的致密化,对材料的性能提高不利.各种制备技术有各自的优缺点,但在制备过程中由原位生成纳米增强相的工艺则更具有吸引力,如快速凝固工艺、非晶晶化法等,不仅避免了污染问题,而且基体与增强相界面结合牢固.快速凝固技术[20]通过实现大的热力学过冷度,控制成核和长大动力学,直接从液态获得纳米相弥散分布的复合组织.弥散相优先成核形成并且长大迟缓,而基体相随后形成并具有高的界面长大速率,以获得具有纳米尺寸的弥散相.通过这种方法已经在Ti-50%Ni 合金成功地形成Ti 2Ni 相分布在TiNi 基体的金属间纳米复合材料,通过快速凝固抑制TiNi 形成,导致在过冷温度形成Ti 2Ni.研究表明这一过程只有在合金中加入少量Si 促进Ti 2Ni 的形核才能得以实现[21].采用同一快速凝固原理,K.Chattopadhyay 等成功制备了在铝基金属玻璃基体上弥散Bi 的纳米复合材料,以及Zn-Bi,Al-Pb,Cu-Pb 等复合材料[20],Akihisa 等[22]研制了在Al 基体上均匀分布纳米级准晶颗粒,获得优于传统合金各种类型具有高强度,高塑性,高高温强度的铝合金.深过冷快速凝固在特殊情况下可以完全抑制相分离,形成亚稳定(或不稳定)的过饱和固溶体或玻璃态组织,这些亚稳固溶体的分解则经常可以形成分布更为均匀的纳米分散体.非晶晶化法可以通过非晶态固体的晶化动力学过程来获得纳米晶合金,也可以获得纳米复合材料:纳米级颗粒或晶须弥散分布在另一粗晶或纳米级亚晶粒组成的粗晶基体内.平德海等[23]报导了加入Nd 后Ti 80Si 20非晶态合金的晶化初期析出相,以及完全晶化后,A -Ti 颗粒弥散分布于Ti 3Si 基体相中所形成的纳米复合材料的微观结构和形成机制.用非晶晶化法在原非晶基体上析出大量纳米尺度磁性粒子,提高材料磁导率也是磁性纳米复合材料制备的一个重要方法. 采用溶胶-凝胶法合成纳米复合材料近年来发展迅速[24-25],如CdS-玻璃,Ag -SiO 2复合材料等.Nogami 等人在SiO 2玻璃中原位析出CdS x Se 1-x 纳米粒子.西安交大电子材料研究所采用溶胶-凝胶工艺制备了大量多组分铁电相凝胶玻璃,成功地在凝胶玻璃中生长出PbTiO 3,Pb (Zr,Ti)O 3,BaTiO 3,KTiPO 4等铁电微晶.此外,用深度塑性变形法来制备纳米陶瓷颗粒增强铝基或铜基纳米复合材料也有报导[26].2.3 纳米复合薄膜#438#材 料 科 学 与 工 艺 第10卷2.3.10-2复合体系纳米薄膜0-2复合体系纳米薄膜是指纳米粒子镶嵌在另一种基体材料中的纳米复合膜,可以是两组分也可以是多组分复合膜.由于在材料表面改性与防护,摩擦学,光学,电学,催化等方面有着广阔的应用前景,已越来越引起人们的广泛兴趣,有关的制备研究工作很多.一般说来,可以通过两种途径来制备此类复合薄膜,一是通过沉积形成的各组分非晶混合组织的后续热处理,在热处理过程中各组分再进行热力学分离或形成化合物.二是通过各组分的直接共同沉积(或活性沉积)形成.直接共沉积法可以包括多种形式,如采用磁控共溅射法可以把金属纳米粒子镶嵌在高聚物的基体中,采用辉光放电等离子体溅射Au,Co,Ni等靶,可获得不同含量纳米金属粒子与碳的复合膜.Barna等采用共沉积法制备了Al-SiOx,Au-C60,Cu-C60复合膜,金属纳米Al,Au,Cu分别弥散在SiO x和C60的基体上,并系统研究了纳米复合薄膜材料的形成机理[27].K.Symiyama等在聚酰亚胺的基板上通过共沉积法直接将Fe粒子束直接沉积在Cu和Ag 的基体上[28-29].近年来,这种在顺磁基体(Cu, Au,Ag等)中弥散着磁性纳米粒子(Fe,C o,Ni等)的颗粒膜,由于其产生的巨磁阻效应(GMR),已经成为巨磁阻材料的重要组成部分.镶嵌在介质中纳米半导体颗粒的光学特性在光学器件上具有良好的应用前景.研究表明:弥散分布在有色玻璃中的纳米CdS颗粒具有准零维量子点特征,材料的三阶光学非线性增强效应强,可观测到响应时间为皮秒量级的光双稳现象[30].纳米Ge在SiO2中的镶嵌复合薄膜已经研制成功.石旺舟等采用射频磁控共溅射法制备了GaAs平均粒径为3~10nm的GaAs-SiO2镶嵌复合薄膜[31].LB膜技术可以组装分子取向和膜厚可控的有机超薄膜,厚度可达纳米量级.近年来,该技术已用于薄膜复合材料的制作研究,如在花生酸LB 膜内的得到粒径2.0~ 3.0nm稳定的PbS微粒[32].纳米薄膜材料用于金属表面上的复合镀层,可获得超强的耐磨性,自润滑性,热稳定性和耐腐蚀性.TiN/MoS2,TiB2/MoS2,ZnO/WS2等一系列纳米复合膜已经研制成功[33-35].最近有报导,设计了新型TiC/DLC,WC/DLC,WC/DLC/WS2涂层[36-38].DLC为类金刚石碳(Dia mand-like Car-bon)膜,具有高硬度,低摩擦系数和高耐磨性.在DLC膜上添加纳米WC,TiC,WS2粒子,可以综合利用硬质纳米WC(TiC)的耐磨性和力学性能稳定性,非晶DLC在环境条件下的低摩擦系数和磨损,而WS2提供在真空条件下的润滑性,材料可适应各种特殊条件(如真空,潮湿等),摩擦系数达到0.02~0.05.因此此类材料将在航空航天领域显示巨大的应用潜力.2.3.2纳米多层膜层状结构复合材料,即由不同材质交替形成的组分或结构交替变化的多层膜,当各层膜的厚度减少到纳米级时,会显示出比单一膜更为优异的特殊性能.纳米多层膜的研究已成为当前材料学和物理学的热门课题.如果两种软金属(如Cu/Ni[39],Cu/Ag[40]等)层状交替复合成层厚为纳米级的多层结构时,材料表现出优异的机械性能,如高的屈服强度和高的弹性模量.许多工作者进行了实验与理论研究,对于纳米多层膜的增强机理,给与不同的解释[40,41],如Hall-Petc h关系的邻层界面以及晶界处的位错塞积理论,基于位错象力的Koehler模型以及层间位错弯曲理论的Orowan模型等.单晶(外延)多层膜和多晶体多层膜的强化机理也不尽相同.对于当层的厚度小于某一特定值时,材料的强度将不符合Hall-Petch关系,目前尚无统一的解释.纳米多层膜的机械性能取决于,材料剪切模量的错配程度,层内晶粒尺寸,层间界面处结构不连续性以及界面本身的结构复杂性等多种复杂因素.Yiop-Wah Chung等人采用磁控管喷镀技术,在钢基体上交替地喷镀上TiN和CNx纳米层,得到的膜层硬度为45~55GPa,已接近金刚石的最低硬度[42].王静等用离子束辅助沉积技术(Ion Beam Assisted Deposition)制成C N x/NbN纳米多层膜,多层膜内的NbN为多晶结构,多层膜的显微硬度最大可达41.81GPa[43].瑞士洛桑粉末技术实验室等单位合作研制成功氢化非晶硅(厚度为2 ~4nm)与氮化硅(厚度为6nm)的多层复合膜,经激光处理在可见光范围内出现荧光,这种多层膜放在导电胶和晶体硅基片上还可测得电光效应.对于纳米多层膜的摩擦磨损性能的研究也有报导[44-46].纳米级多层材料一般通过气相沉积,溅射法,电沉积法等结晶成长技术制备.据报道[41,47],可以将原数十微米厚的金属箔(如Fe和Cu)相互叠加后通过机械加工(如重复压缩和轧制)方法制备成纳米级金属多层体.这种通过简单机械加工法#439#第4期孔晓丽,等:纳米复合材料的研究进展来制备大量的层厚如此小的多层复合材料,对于推广纳米多层材料很有意义.3 结束语纳米复合材料发展迅速,由于篇幅有限,本文侧重报导了纳米复合材料中具有新意的最新研究成果.开发与研究新型的纳米复合材料,依赖于制备技术的发展与完善,以及对其结构性能进一步深入的认识和探索,这需要材料,物理,化学,工程等多学科的密切配合与协作.相信随着人们认知手段的不断改进,会有更多的纳米复合材料问世,并产生巨大的社会和经济效益.参考文献:[1]卢 柯,周 飞.纳米晶体材料的研究现状[J].金属学报,1997,33(1):99-106.[2]王 淼,李振华,鲁 阳,等.纳米技术应用技术的新进展[J].材料科学与工程,2000,18(1):103-105.[3]蒲 健,肖健中.大块纳米晶材料的制备、性能及应用前景[J].金属功能材料,2000,7(1):11-15.[4]张立德,牟季美.纳米材料学[M ].沈阳:辽宁科技出版社,1994.[5]Alkimune Y.High pressure research on nanocrystalline solidmaterials[J].J.Mater.Sci.,1990(25):3439-3445.[6]严冬生.纳米粉体制备新方法[J].无机材料学报,1995,10(1):1-4.[7]施利毅,朱以华,陈爱平,等.高温氧化合成纳米T iO2-Al2O3复合粒子[J].材料研究学报,2000,14增刊:58-62.[8]牟季美,张立德,赵铁男,等.纳米Al2O3块状材料在可见光范围的荧光现象[J].物理学报,1994,43(6):1000-1007.[9]CARTURAN G,MAGGIO R D,MONTAGNA M ,et a l .Kinetic of phase separation 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金属基复合材料的研究进展
金属基复合材料，是在各金属材料基体内用多种不同复合工艺，加进增强体，以改进特定所需的机械物理性能。
金属基复合材料在比强度、比钢度、导电性、耐磨性、减震性、热膨胀等多种机械物理性能方面比同性材料优异得多。
因此，金属基复合材料在新兴高科技领域，宇航、航空、能源及民用机电工业、汽车、电机、电刷、仪器仪表中日益广泛应用。
１金属基复合材料发展史近代金属基复合材料的研究始于１９２４年Ｓｃｈｍｉｔ［１］关于铝／氧化铝粉末烧结的研究工作。
在３０年代，又出现了沉淀强化理论［２，３］，并在以后的几十年中得到了很快地发展。
到了６０年代，金属基复合材料已经发展成为复合材料的一个新的分支。
到了８０年代，日本丰田公司首次将陶瓷纤维增强铝基复合材料用于制造柴油发动机活塞，从此金属基复合材料的研制与开发工作得到了飞快地发展。
土耳其的Ｓ．Ｅｒｏｇｌｕ等用离子喷涂技术制得了ＮｉＣｒ－Ａｌ／ＭｇＯ－ＺｒＯ２功能梯度涂层。
目前，金属基复合材料已经引起有关部门的高度重视，特别是航空航天部门推进系统使用的材料，其性能已经接近了极限。
因此，研制工作温度更高、比钢度、比强度大幅度增加的金属基复合材料，已经成为发展高性能材料的一个重要方向。
１９９０年美国在航天推进系统中形成了３２５０万美元的高级复合材料（主要为ＭＭＣ）市场，年平均增长率为１６％，远远高于高性能合金的年增长率［４］。
到２０００年，金属基复合材料的市场价值达到了１．５亿美元，国防／航空用金属基复合材料已占市场份额的８０％［５］。
预计到２００５年市场对金属基复合材料的需求量将达１６１ｔ，平均年增长率为４．４％。
２金属基复合材料的制造方法金属基复合材料的种类繁多，制造方法多样，但总体上可以归纳为４种生产方法。
２．１扩散法扩散法是将作为基本的金属粉末与裸露或有包覆层的纤维在一起压型和烧结，或在基体金属的薄箔之间置入增强剂进行冷压或热压制成金属基复合材料的方法［６］。
２．１．１扩散粘结法这种方法常用于粉末冶金工业。
纳米材料在防腐蚀领域中的应用研究进展
纳米材料在防腐蚀领域中的应用研究进展引言：腐蚀是一种常见而严重的问题，它会导致金属材料的性能下降甚至完全失效。
为了解决这个问题，科学家们一直在不断研究和开发新的防腐蚀技术和材料。
近年来，纳米材料在防腐蚀领域中的应用研究取得了显著的进展。
本文将重点介绍纳米材料在防腐蚀领域中的应用，并对其研究进展进行综述。
一、纳米材料在防腐蚀领域的优势1.增强防护层性能：纳米颗粒可以增加涂层的致密性和硬度，提高防护层的耐磨、耐蚀性能。
2.提高抗腐蚀性能：纳米材料具有较大比表面积和高表面能，可以提供更多的反应活性位点，有效抑制氧化还原反应，从而减缓金属腐蚀的速率。
3.调控物理与化学性质：通过调整纳米材料的组成、形貌和尺寸等特征，可以改变其物理和化学性质，从而实现对防腐蚀行为的调控。
二、纳米涂层在防腐蚀中的应用研究进展1.纳米复合涂层：将纳米颗粒与基础涂层材料复合，通过纳米颗粒的增强作用提高涂层的抗腐蚀性能。
研究表明，纳米复合涂层能够显著延缓金属腐蚀的进程，提高涂层的耐久性。
2.纳米二氧化硅涂层：二氧化硅是一种常见的纳米材料，具有优异的化学稳定性和耐高温性能。
研究发现，纳米二氧化硅涂层能够有效减缓金属腐蚀的速率，提高材料的耐蚀性。
3.纳米氧化铝涂层：氧化铝是一种常见的纳米材料，具有良好的耐腐蚀性能和高温稳定性。
研究表明，纳米氧化铝涂层能够显著提高金属的抗腐蚀性能，延缓腐蚀的发展。
三、纳米颗粒在防腐蚀涂层中的应用研究进展1.纳米金属颗粒：纳米金属颗粒具有高比表面积和丰富的氧化还原反应位点，可以有效阻止金属的腐蚀反应，延缓腐蚀的发展。
研究发现，纳米金属颗粒可以与涂层基质形成复合结构，大大提高涂层的防腐蚀性能。
2.纳米陶瓷颗粒：纳米陶瓷颗粒具有高硬度和良好的耐腐蚀性能，可以有效提高涂层的耐磨、耐腐蚀性能。
研究表明，纳米陶瓷颗粒可以均匀分布在涂层中，形成致密的保护层，提高金属材料的抗腐蚀性能。
3.纳米复合颗粒：通过调控纳米颗粒的成分和比例，可以实现对涂层防腐蚀性能的调控。
硅纳米线材料的制备及其性能研究
硅纳米线材料的制备及其性能研究硅纳米线是一种极小尺度的材料，具有很多独特的性质。
例如，它们具有高比表面积，优良的电子输运性能和光电转换性能等。
这些特性使得硅纳米线有广泛的应用前景，包括太阳能电池、传感器和电子器件等。
本文将就硅纳米线的制备方法及其性能研究进行分析和探讨。
一、硅纳米线的制备方法硅纳米线的制备方法有多种，其中最常见的两种是气相和液相生长法。
对于气相生长法，该方法通常使用金属催化剂在高温下制备硅纳米线。
这种方法的优点是可以制备出高质量的硅纳米线并且可以进行大规模生产。
但是，随着硅纳米线的批量增加，在金属催化剂残留的情况下，硅纳米线使用的可行性也在下降。
此外，气相法还需要复杂的实验设备和条件。
另一种常见方法是液相法，其中硅源和氧化还原光化学剂在有机溶液中使用。
反应条件相对温和，可制备出高品质和大规模的硅纳米线。
因此，液相法是更好的方法，其中最常用的方法之一是在水中使用硅源和还原剂。
但是，生长方法通常涉及到多个参数，如反应时间，反应温度和反应条件等，需要不断调整和优化。
二、硅纳米线的性能研究硅纳米线有很多特殊的性质，其中一些是由它们的形态和尺寸所决定的。
例如，硅纳米线具有高比表面积和表面反应率，这意味着它们可以用来作为传感器或催化剂等。
在太阳能电池方面，硅纳米线的有效面积比传统的硅基太阳能电池更大。
这种变化可以提高电池的能量转换效率。
此外，硅纳米线还具有优异的电子输运性能。
它们的导电特性依赖于其尺寸和形状以及其表面上的化学官能团。
在该领域进行的许多研究已经证明了硅纳米线的导电性能。
例如，在电子场中测量硅纳米线的电流-电压关系表明它们具有优异的电子输运特性。
这些成果可以使硅纳米线应用于电子器件中的大量应用性能。
在硅纳米线的光电转换方面，研究表明硅纳米线具有卓越的性能。
这些性能包括较高的光吸收和电荷分离效率。
硅纳米线的特殊形态和尺寸可以增加光吸收，而高电荷分离效率则有助于提高太阳能电池的效率。
纳米复合含能材料的研究进展
纳米复合含能材料的研究进展纳米复合含能材料是近年来材料科学领域中的研究热点之一，其研究旨在开发出具有高能量密度、高热稳定性和安全性的含能材料。
本文将对纳米复合含能材料的研究进展进行综述。
一、纳米复合含能材料的定义和分类纳米复合含能材料是指将纳米材料与含能物质粒子相互结合形成的一种新型材料。
根据纳米材料的种类和含能物质的类型，纳米复合含能材料可以分为纳米金属-含能物质复合材料、纳米氧化物-含能物质复合材料和纳米化学燃料-含能物质复合材料等。
二、纳米复合含能材料的制备方法纳米复合含能材料的制备方法多种多样，主要包括物理方法和化学方法两类。
1.物理方法物理方法包括球磨法、熔融法、气相沉积法等。
球磨法是将纳米金属粉末和含能物质粉末一起放入球磨罐中，在高速球磨的作用下，两者发生摩擦碰撞，形成纳米复合含能材料。
熔融法是将金属和含能物质一起加热熔融，然后迅速冷却得到纳米复合含能材料。
气相沉积法是利用高温气相反应将纳米金属颗粒和含能物质分子在气相中反应生成纳米复合含能材料。
2.化学方法化学方法包括溶液法、凝胶法、共沉淀法等。
溶液法是将金属盐和含能物质在溶剂中溶解，然后通过控制反应条件，使得纳米材料和含能物质分子发生反应生成纳米复合含能材料。
凝胶法是将金属盐和含能物质溶解在溶胶中，通过溶胶-凝胶过程得到纳米复合含能材料。
共沉淀法是将金属盐和含能物质一起加入反应溶液中，通过添加共沉淀剂或调节反应条件使得纳米复合含能材料沉淀出来。
三、纳米复合含能材料的性能纳米复合含能材料具有许多优异的性能，主要包括高能量密度、高热稳定性和安全性。
1.高能量密度纳米材料的特殊结构使得纳米复合含能材料具有高能量密度。
纳米材料具有较大的比表面积和较小的颗粒尺寸，有利于提高含能物质的氧化还原反应速率，从而提高能量输出效果。
2.高热稳定性纳米复合含能材料具有较好的热稳定性，能够抵抗高温条件下的热分解、氧化或爆炸。
纳米材料的高表面能和界面作用使得其能够吸收和释放能量，从而对抗高温下的热分解。
锂离子电池硅基负极材料研究现状与发展趋势
XX大学毕业论文题目锂离子电池硅基负极材料研究现状与发展趋势姓名 XX 教育层次大专学号 XX 省级电大 XX专业应用化工技术分校 XX指导教师 XX 教学点 XX目录一、 (4)二、 (4)三、 (5)四、 (6)五、 (6)（一） (6)（二） (7)参考文献 (7)致谢 (8)锂离子电池硅基负极材料研究现状与发展趋势摘要: 硅基负极材料因具有高电化学容量是一种极具发展前景的锂离子电池负极材料. 评述单质硅、硅-金属合金、硅-碳复合材料以及其他硅基复合材料作为锂离子二次电池负极材料的最新研究成果, 分析锂离子电池硅负极材料存在问题, 探讨硅基负极材料的合成、制备工艺以及未来硅基材料的研究方向和应用前景. 分析结果表明, 通过硅的纳米化、无定形化、合金化及复合化等技术手段, 实现硅基负极材料同时兼备高容量、长寿命、高库伦效率和倍率性能, 是未来的主要发展方向.关键词: 应用化学; 锂离子电池; 负极材料; 硅基复合材料。
锂离子二次电池因具有比能量高、充放电寿命长、无记忆效应、自放电率低、快速充电、无污染、工作温度范围宽和安全可靠等优点, 已成为现代通讯、便携式电子产品和混合动力汽车等的理想化学电源. 在制造锂离子二次电池的关键材料中, 负极材料是决定锂离子电池工作性能和价格的重要因素. 目前商业化的负极材料主要是石墨类碳负极材料, 其实际容量已接近理论值(372 mA·h / g), 因此不能满足高能量密度锂离子微电池的要求. 另一方面, 石墨的嵌锂电位平台接近金属锂的沉积电势, 快速充电或低温充电过程中易发生“析锂” 现象从而引发安全隐患. 此外, 石墨材料的溶剂相容性差, 在含碳酸丙烯酯等的低温电解液中易发生剥离导致容量衰减[1] . 因此, 寻求高容量、长寿命、安全可靠的新型负极材料来代替石墨类碳负极, 是锂离子电池发展的迫切需要. 在各种新型合金化储锂的材料中, 硅容量最高, 能和锂形成Li 12 Si 7 、Li 13 Si 4、Li7Si3 、Li15Si4 和Li22Si5等合金, 理论储锂容量高达4212mA·h / g, 超过石墨容量的10倍[2-3] ; 硅基负极材料还具有与电解液反应活性低和嵌锂电位低(低于0.5 V) 等优点[4-5] . 硅的嵌锂电压平台略高于石墨, 在充电时难以引起表面锂沉积的现象, 安全性能优于石墨负极材料[6] . 此外, 硅是地壳中丰度最高的元素之一, 其来源广泛, 价格便宜, 没有毒性, 对于硅负极材料的商业化应用具有极大的优势. 本文评述了近年来单质硅、硅-金属合金以及硅-碳复合材料和其他硅基复合体系作为锂离子二次电池负极材料最新研究成果, 并对今后研究方向和应用前景作了展望.一、硅脱嵌锂时的结构变化硅电极在脱嵌锂的过程中的体积效应所造成的容量快速衰减, 是其实用化进程的巨大阻碍[7-8] . 在电化学储锂过程中, 每个硅原子平均结合44个锂原子后得到Li22Si5合金相, 造成材料的体积变化可达到300% 以上[9] . 由巨大的体积效应产生的机械应力会促进电极表面微裂纹的产生和传播, 使活性物质从集流体上逐渐破裂、脱落, 从而丧失与集流体的电接触, 造成电极循环性能迅速下降[10] . 另外, 由于硅本身是半导体材料, 本征电导率比较低, 仅有 6.7 × 10 - 4 S / cm, 故需加入导电剂来提高电极的导电性[11] . 为解决这一难题, 人们利用纳米硅粉体作为负极材料, 但研究表明, 锂离子在纳米硅材料中的反复嵌入和脱出会导致硅纳米颗粒发生不可逆的电化学烧结, 造成电池循环性能的急剧下降[12] .导致硅负极材料容量剧烈衰减的另一重要原因是现有电解液中的LiPF6 分解所产生微量HF 对硅造成了腐蚀[18] . 此外, 由于其剧烈的体积效应造成的颗粒粉化, 使得新的硅原子不断消耗Li + , 导致在常规的LiPF6电解液中难以形成稳定的表面固体电解质(solid electrolyte interface, SEI) 膜, 随着活性物质的粉化脱落和电极结构的破坏, 新暴露出的硅表面不断与电解液反应形成新SEI 膜, 导致充放电效率降低, 容量衰减加剧.为使硅材料具有高容量, 同时兼具有良好的循环性能, 目前主要通过以下3 种方法来改善硅基负极材料的电化学性能: ①制备硅纳米材料. 一则可减小硅的绝对体积变化, 另则制备非晶硅薄膜等以消除晶体硅的非均匀变形; ②制备硅基合金材料. 使硅与其他元素形成硅化物, 以减小材料体积变化; ③制备硅基复合材料. 使硅与其他非金属类材料复合, 通过缓冲基体的缓冲性能限制硅的体积变化。
纳米材料的研究进展以及应用前景研究
纳米材料的研究进展以及应用现状1.绪论从概念来说，纳米材料是由无数个晶体组成的，它的大小尺寸在1~100纳米范围内的一种固体材料。
主要包括晶态、非晶态的金属、陶瓷等材料组成。
因为它的大小尺寸已经接近电子的相干长度，它有着特殊的性质。
这些特殊性质所表现出来的有导电、导热、光学、磁性等。
目前国内、国际的科学家都在研究纳米材料，试图打造一种全新的新技术材料，将来为人类创造更大的价值。
纳米科学技术也引起了科学家的重视，在当代的科学界有着举足轻重的地位。
纳米技术的范围包括纳米加工技术、纳米测量技术，纳米材料技术等。
其中纳米材料技术主要应用于材料的生产，主要包括航天材料、生物技术材料，超声波材料等等。
从1861年开始，因为胶体化学的建立，人们开始了对直径为1~100纳米粒子的研究工作。
然而真正意义上的研究工作可以追溯到20世纪30年代的日本为了战争的胜利进行了“沉烟实验”，由于当时科技水平落后研究失败。
2.纳米材料的应用现状研究表明在纺织和化纤制品中添加纳米微粒，不仅可以除去异味和消毒。
还使得衣服不易出现折叠的痕迹。
很多衣服都是纤维材料制成的，通常衣服上都会出现静电现象，在衣服中加入金属纳米微粒就可消除静电现象。
利用纳米材料，冰箱可以消毒。
利用纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经可以在商场买到了。
另外利用纳米粉末，可以快速使废水彻底变清水，完全达到饮用标准。
这个技术可以提高水的重复使用率，可以运用到化学工业中。
比如污水处理厂、化肥厂等，一方面使得水资源可以再次利用，另一方面节约资源。
纳米技术还可以应用到食品加工领域，有益健康。
纳米技术运用到建筑的装修领域，可以使墙面涂料的耐洗刷性可提高11倍。
玻璃和瓷砖表面涂上纳米材料，可以制成自洁玻璃和自洁瓷砖，根本不用擦洗。
这样就可以节约成本，提高装修公司的经济效益。
使用纳米微粒的建筑材料，可以高效快速吸收对人体有害的紫外线。
纳米材料可以提高汽车、轮船，飞机性能指标。
磁性纳米复合材料在重金属吸附方面的研究进展
2 有机小分子材料对磁性纳米材料的改性在有机小分子对于磁性纳米颗粒功能化改性方面，常用的有机小分子改性剂有偶联剂和表面活性剂。
例如硅烷偶联剂，(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷和辛基三乙氧基硅烷等都是经常用到的改性剂。
经过有机小分子改性后，磁性纳米颗粒的分散性提高。
另外改性后又引入了—NH 2、—SH 等功能性基团，这些基团的引入使复合材料对废水中的重金属具有特定的选择性。
用有机小分子改性后的吸附材料，其表面富含氨基、巯基、环氧基等活性基团位点，可用于对废水中污染物的特定性识别和富集。
在废水中特定污染物的去除方面，效率会相对较高。
Lin [3]等人采用3-巯丙基三乙氧基硅烷对Fe 3O 4磁性纳米材料进行了改性，利用其与重金属离子的螯合作用，实现了对重金属离子的富集。
3 有机高分子材料对磁性纳米材料的改性用于对磁性纳米材料进行功能化改性的高分子材料包括有天然生物高分子材料和合成高分子材料。
天然高分子材料来源广、成本低，在环境中易降解，不会对环境造成二次污染。
因此，采用天然高分子材料进行改性的研究较多。
所采用的天然有机高分子材料主要有壳聚糖、环糊精和纤维素等。
天然高分子材料改性会在纳米材料表面引入活性基团。
对磁性纳米颗粒的功能化改性主要是通过两种方式。
一是在磁性纳米材料表面直接进行修饰，二是首先引入中间体，然后在中间体的活性位点上进一步修饰天然高分子材料，进而提高磁性纳米材料与天然生物高分子材料的接枝率，提高复合材料的性能。
常用于对磁性纳米颗粒表面改性的主要的合成高分子材料有：聚乙烯醇、聚丙烯胺、多肽聚合物、聚苯乙烯、和聚乙二醇等。
通过合成高分子材料改性后的磁性纳米颗粒表面会存在较多的活性基团，对重金属离子的去除率会明显提高，而且具有一定地选择性。
Wang [4]等利用具螯合能力的氰基胍对天然高分子材料壳聚糖进行表面修饰，使用包埋法将改性后的壳聚糖包覆在磁性0 引言随着社会经济日益发展，环境污染成为重要关注对象。
纳米复合含能材料的研究进展
纳米复合含能材料的研究进展1. 引言1.1 纳米复合含能材料的概念纳米复合含能材料是指将含能材料与纳米材料进行组合，形成具有新颖结构和性能的复合材料。
纳米复合含能材料的设计与制备旨在提高含能材料的能量密度、燃烧速度和稳定性，从而实现更高效的能量释放和更可靠的应用。
通过在纳米尺度上调控材料的结构和性能，纳米复合含能材料具有优良的热力学和动力学性能，有望在火箭推进、炸药、火箭弹等领域发挥重要作用。
1.2 研究背景纳米复合含能材料是近年来在含能材料领域备受关注的研究课题。
传统含能材料在安全性、性能和环境友好性方面存在一定的局限性，因此人们希望通过引入纳米技术来改善这些问题。
纳米复合含能材料的研究背景主要包括以下几个方面：传统含能材料存在能量密度低、灵敏性差和安全性不足等问题。
随着科技的发展，人们对含能材料的性能和安全性要求越来越高，因此需要开发新型的含能材料来满足不同领域的需求。
纳米技术的快速发展为含能材料的研究提供了新的思路和方法。
纳米材料具有特殊的物理、化学和结构特性，可以显著改善含能材料的性能，并且可以实现对含能材料微观结构的精确控制。
纳米复合含能材料能够有效提高材料的储能密度、增强燃烧速度和改善燃烧产物的稳定性。
这些优势特性使纳米复合含能材料在火箭推进剂、炸药、燃烧增强剂等领域具有广阔的应用前景。
研究纳米复合含能材料具有重要的科学意义和应用价值，可以促进含能材料领域的技术革新和发展。
1.3 研究意义纳米复合含能材料的研究具有重要的意义。
一方面，纳米复合含能材料具有较高的能量密度和热释放速率，可以提高含能材料的性能，有利于提高火箭发动机、炸药等领域的性能和效率。
纳米复合含能材料的制备方法具有一定的挑战性，需要深入研究和探索。
开展纳米复合含能材料的研究对我国国防科研和民用领域具有重要意义。
纳米复合含能材料还具有环保和安全的优势，可以替代传统的含能材料，减少对环境的污染，并提高生产安全性。
在纳米技术不断发展的今天，深入探索纳米复合含能材料的研究具有重要意义，有望推动含能材料领域的发展，促进科技创新。
纳米多孔金属材料的研究现状及主要制备方法
合金化法是目前生产纳米多孔金属材料的主要制备方法，随 着科技的发展，纳米多孔金属材料的制备方法将更加快捷方 便。
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通过去合金法制备的纳米多孔材料具有以下特点 ：① 孔径小，约 1000 纳米，通过控制合金的比例和合金的反应 时间，可以控制纳米尺寸。②高表面积、脱合金方法是一种 极其复杂的方法。无序的内连通孔结构非常大，在催化领域 具有广阔的应用前景。③高孔隙率合金中各组分的比例普
贵金属复合纳米粒子的研究进展
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｒ ｓ ｎ ｂｌ ｅ ａｌＣｏ ｐ ｓｔ ｎ ｐ ｒ ｉ ｌｓ ｓ ａ ｃ Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ Ｎｏ ｅ Ｍ ｔ ｍ ｏ ｉｅ Ｎａ ｏ ａ ｔｃｅ
ＹＡＮＧ Ｊａ － ｉ Ｌ ｅ Ｈｕ Ｚ ｉｎＨｕ Ｕ Ｌ － ｉ ＨＡＮＧ Ｈｏ ｇＪｅ ｎ －ｉ
关 键 词 ：贵金 属 ； 合 纳米 材 料 ； 备 ；性 质 复 制
中图 分 类 号 ： ６ １ ： ６４８ ； ６４１ ０ １． Ｏ １， Ｏ １， ４ ２ ２
文献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：１０ —８ １ ０ ８ ８ｌ９—９ ０ １ ６ （ ０ ） 一１ １ ４ ２ ０ ０
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新型金属材料的研究进展及应用前景
新型金属材料的研究进展及应用前景随着科技不断发展，材料科学也在迅速进步，新型金属材料的研究进展引起了广泛关注。
新型金属材料是指通过原子工程、物理工程、化学工程等手段改变金属的微观结构和性质，使其在力学强度、硬度、导电导热性、耐腐蚀性、耐高温性等方面具有优异的性能，是工业革命的基础材料之一。
本文将从材料结构、加工工艺、应用前景三个方面探讨新型金属材料的研究进展及应用前景。
一、材料结构金属材料的性能与其内部结构密切相关，新型金属材料的研究重点在于设计出更优秀的微观结构。
微观结构的改变可通过金属合金化、表面改性、纳米化以及复合材料等手段实现。
其中合金化是最关键的手段之一，能够通过改变单一金属的质量与成分，使金属材料具有更高的强度和硬度，达到提升性能的目的。
另外，表面改性是指将纳米材料、涂层、陶瓷等不同材料引入金属表面，加强其硬度、耐磨性、抗腐蚀性和附着力，如超硬涂层、抗蚀金属等。
二、加工工艺新型金属材料的研究需要掌握先进的加工工艺，其中最具代表性的是激光增材制造技术。
该技术可以精确控制材料的形态和结构，实现快速加工生产各种形状的新型材料，从而极大地提高了材料的制造效率。
另外，热态加工技术也是新型金属材料研究的重要组成部分。
它可以通过加热和冷却材料，改变金属的晶体结构，从而得到各种具有优异性能的材料。
三、应用前景新型金属材料具有很高的应用价值，主要应用领域包括航空航天、电子信息、汽车制造、医疗器械、节能环保等。
例如，航空航天领域需要高强度、耐腐蚀、耐高温的金属材料；电子信息领域需要导电、导热、低温超导等功能材料；汽车制造领域需要强度高、轻量化、耐腐蚀的材料。
此外，新型金属材料的应用可以有效地满足节能环保的需求，如用于光伏、风能等新能源领域。
综上所述，新型金属材料具有广泛的应用前景和重要的研究价值。
随着技术的不断发展和创新，新型金属材料的研究将会变得更加深入，将会有越来越多的新型合金、表面改性材料、纳米材料被应用于工业生产。
纳米材料的制备方法研究进展
材料科学研究新进展
材料科学研究新进展材料科学是一门涉及各种物质的学科，由于它的广泛用途，为各个领域做出了贡献。
而现在，这门领域正在发生令人兴奋的新进展。
首先，我们从新型材料开始，这是材料科学研究的最重要的领域之一。
新材料需要具有特殊的性质，以满足各种工作的要求。
例如，一种新型材料可以用于制造更高效的太阳能电池板。
这种材料的主要组成部分是过渡金属氧化物，它可以防止光子流失并转化成电子。
新型材料还可以用于制造更强的质子导体材料，因为传统材料的导电性有限。
新型质子导体材料可以应用于燃料电池或电池，以更高的效率将化学能转换为电能。
还有一种新型材料——孪晶金属材料，其特殊的晶体结构使其具有更好的强度和韧性。
与传统的多孔结构不同，它具有相对稳定的形状，可以制造用于航空或其他高强度应用的部件。
另外，这种新型材料的特殊微观结构还使得在需要弯曲材料时减少其变形程度。
其次，我们来看一下纳米材料的研究进展。
纳米材料是微观尺度上的材料，其颗粒大小在纳米尺度范围内，通常是1 ~ 100纳米。
与传统金属材料相比，纳米材料具有更小的颗粒尺寸，可以在物理、化学和生物学上使用。
例如，针对生物体的医学应用，纳米颗粒可以用来传输药物或携带DNA。
纳米颗粒量身定做的医疗疗法可以更好地治疗癌症和其他疾病。
同时，纳米材料还可以用于能源方面的开发。
氧化钴纳米颗粒具有高比表面积，可以在电池中作为正极材料使用。
纳米金属铝复合物可以用于生成更高效的燃料，同时，纳米铜的热传导性质使它成为制造电路板和其他电子零件的理想材料。
通过调整不同种类的材料比例，我们可以制造出许多类似复合材料的新型材料。
例如，金属-氧化物复合材料，可以具有比金属或氧化物更好的性质，例如更高的强度和耐腐蚀性。
相较之下，碳纳米管和高分子材料的复合材料具有更强的机械性能和电活性，可以用于制造可穿戴设备、智能手机屏幕和其他高科技电子产品。
总的来说，材料科学是一个兴旺发展的领域，其重要性不断增加。
材料科学新进展的研究和创新，也正为我们的社会制造更加智能化、环保、高效的产品，为人类的发展做出了重要的贡献。
金属基复合材料的研究进展与应用前景
金属基复合材料的研究进展与应用前景金属基复合材料是一种具有金属基体和强化相的材料，能够综合发挥金属的优良性能和强化相的增强效果。
近年来，金属基复合材料得到了广泛的研究和应用，其研究进展和应用前景也备受关注。
本文将综述金属基复合材料的研究进展和应用前景。
一、金属基复合材料的研究进展1. 强化相的选择和设计强化相是金属基复合材料中起到增强作用的材料，通常是颗粒、纤维或片状结构。
近年来，随着纳米材料的研究和发展，纳米颗粒和纳米纤维作为强化相的应用逐渐成为研究的热点。
纳米颗粒和纳米纤维具有较大的比表面积和较好的强度，可以显著提高金属基复合材料的力学性能和热学性能。
2. 制备技术的改进金属基复合材料的制备技术对于材料性能具有决定性影响，近年来研究者们在制备技术方面进行了大量的改进。
传统的制备技术包括粉末冶金、熔融法和电化学沉积法等，这些方法能够制备金属基复合材料，但是制备工艺复杂、成本高。
近年来，研究者们开始探索新的制备技术，如激光熔融沉积、电子束熔凝等，这些新的制备技术具有制备精度高和能耗低的优点。
3. 性能测试与评价金属基复合材料的性能测试和评价是研究中的重要环节，目前主要包括力学性能测试、热学性能测试和耐腐蚀性能测试等方面。
力学性能测试包括拉伸性能、硬度、韧性等方面的测试，热学性能测试包括热膨胀系数、导热系数等方面的测试，耐腐蚀性能测试包括盐雾试验、腐蚀电位测试等方面的测试。
通过对金属基复合材料的性能测试和评价，能够了解材料的力学性能和热学性能，为进一步研究和应用提供依据。
二、金属基复合材料的应用前景1. 航空航天领域金属基复合材料具有高强度、高温稳定性和低密度等优点，能够满足航空航天领域对材料高性能的需求。
金属基复合材料在飞机、火箭、导弹等航空航天装备的结构材料中有广泛的应用前景。
例如，金属基复合材料可以用于飞机结构的轻量化设计，提高飞机的燃油效率和载重能力，同时保证结构的强度和刚度。
2. 汽车制造领域汽车制造领域也是金属基复合材料的应用领域之一。
高分子纳米复合材料研究进展_高分子纳米复合材料的制备_表征和应用前景
编者按:纳米材料是当前材料科学研究的热点之一,涉及多种学科,具有极大的理论和应用价值,被誉为/21世纪最有前途的材料0,国内众多科研单位在此领域也作了大量工作,形成各自特有的研究体系。
本文(Ñ、Ò)就其中的高分子纳米复合材料,提出了作者的一些见解,供同行们共同探讨,以促进研究水平的提高,不断取得创新的成果。
高分子纳米复合材料研究进展*(I)高分子纳米复合材料的制备、表征和应用前景曾戎章明秋曾汉民(中山大学材料科学研究所国家教委聚合物复合材料及功能材料开放研究实验室广州510275)文摘综述了高分子纳米复合材料的发展研究现状,将高分子纳米复合材料的制备方法分为四大类:纳米单元与高分子直接共混(内含纳米单元的制备及其表面改性方法);在高分子基体中原位生成纳米单元;在纳米单元存在下单体分子原位聚合生成高分子及纳米单元和高分子同时生成。
介绍了高分子纳米复合材料的表征技术及其应用前景。
关键词高分子纳米复合材料,纳米单元,制备,表征,应用Progress of Polymer2Nanocomposites(I)Preparation,Characterization and Application of Polymer2NanocompositesZeng Rong Zhang Mingqiu Zeng Hanmin(Materials Science Institute of Z hongshan Uni versity,Labo ratory of Poly meric Co mpo si te&Functio nal Materials,The State Educational Commissi on of China G uangzhou510275)Abstract The progress of polymer2nanocomposites is revie wed.The preparation methods are classified into four categories:direc tly blending nano2units with polymer(including preparation and surface2modification of nano2units),in situ synthesizing nano2units in polymer matrix,in situ polymerizing in the presence of nano2units and simultaneously syn2 thesizing nano2units and polymer.The characterization and application of polymer2nanocomposites are also introduced.Key words Polymer2Nanocomposites,Nano2Unit,Preparation,Characterization,Application3高分子纳米复合材料的表征技术高分子纳米复合材料的表征技术可分为两个方面:结构表征和性能表征。
金属基纳米复合材料研究进展
中 图 分 类 号 ： ＧＩ ８ Ｔ ４
文 献标识 码： Ａ
文 章 编 号０ ４
１ 纳 米 复 合材 料 的概 念 与 分类
复 合 材 料 是 由 两 种 或 多 种 性 质 不 同 的材 料 通 过
维普资讯
湖 南 有 色金 属
ＨＵＮＡＮ Ｎ０ＮＦＥ ＲＲ０ＵＳ Ｍ Ｅ ＴＡＬＳ
第 １ ８卷 第 ５期 ２０ ０ ２年 １ 月 ０
金 属 基 纳 米 复合 材 料 研 究进展
龙 小 兵 ， 晓 叁 ， 建 军 ， 小 郴 龚 何 张
学 、电磁 学 和 光 学 性 能 ， 更 为 引 人 关 注 的是 ， 米 而 纳
合 复 合 两 相 的优 点 的基 础 上 还 可 以 产 生 一 些 非 纳 米 复 合 材 料 所 不 具 备 的 新 的性 能 。针 对 纳米 复 合 材 料
的特 殊 优点 和 功 能 对 材 料 进 行 设 计 ，制 造 出 适 合 要
纳 米 复 合 材 料 是 纳 米 尺 度 上 的 混 合 ，复 合 的 两
作者 简介 ： 龙小 兵 （ ９ ２一）男 ， １７ ， 工程 师 ，主要从 事纳 米 、镁合 金 等方
相 间 的 界 面面 积 非 常 大 ，界 面 间具 有 很 强 的相 互 作 用， 因此 不 但 复 合 相 间 具 有 极 优 良的粘 接 性 能 ， 有 还 可 能 在 界 面 上 发 生 一 些 化 合 反 应 ，从 而在 有 机 地 结
物 理 或 化 学 的方 法 加 以 复 合 ，组 成 具 有 两 个 或 两 个 以 上 相 态 结 构 的 材 料 。 纳 米 复 合 材 料 则 是 指 其 中 的 任 一 相 某 一 维 的 尺 寸 达 １０ｎ 以下 ， 至 可 以达 到 ０ ｍ 甚 分 子 水 平 的复 合 材 料 。该 类 材 料 由 于 纳 米 材 料 所 具 有 的 独 特 的尺 寸 效 应 、 域 场 效 应 、 子效 应 以 及 表 局 量 面 效 应 ， 现 出不 同 于 一 般 宏 观 复合 材 料 的力 学 、 表 热
纳米硅材料的制备研究进展
球 的粒 径越小 。 李 东 平 以正 硅 酸 四 乙酯 为前 驱 物 ， 过 溶 胶 通
高， 并且产品纯度高 ， 粒子细而形成球形。但是制备 成本 昂贵 ， 并且 技术复杂 ， 因此 ， 限制 了产 品的使
用。
凝胶法制备了 Ｓ ： ｉ 纳米粉体 ，粒径在 ５ Ｏ ｎ Ｏ ０ ｌＯｍ 范 围内 ， 布均匀 ， 分 呈无 定形 态 。
Ｐ ｏ ｒ ｓ ｒ ｐ ｒ ｔ ｎ ｏ ａ ｏ ｓ ｉｏ ｔ ｒ ａ ｓ ｒ ｇ ｅ ｓｉ ｐ ｅ ａ ａ ｉ ｆｎ ｎ － ｉ ｃ ｎ ｍａ ｅ ｉ ｌ ｎ ｏ ｌ
Ｓ ｎ ， Ｉ ｕ — ｕ Ｗ ＡＮＧ ｉ２ ＵＮ Ｍｉ Ｌ ｎ ｈ ａ， Ｊ Ｊａ （ｈ ｎ ｘ Ｒ ｓａｃ ｎ ｅｉｎＩｓｔｔ ｏ ｅ ｏｅｍ ａ ｄＣ ｅ ｉａ Ｉｄ ｓ ｙ Ｘ ｌ７ ０ ５ ， ｈｎ ） Ｓ ａ ｎｉ ｅｅｒｈａ ｄＤ ｓ ｎｔｕｅ ｆ ｔ ｌｕ ｎ ｈ ｍ ｃｌ ｎ ｕｔ ， ｉａ １０ ４ Ｃ ｉａ ｇ ｉ Ｐ ｒ ｒ ｌ
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金属-硅复合纳米材料的研究进展
目录
1 引言 (1)
2 硅纳米材料的简介和制备 (2)
2.1 硅纳米材料的简介 (2)
2.2 硅纳米材料的制备方法 (4)
2.2.1气相法 (5)
2.2.2 超临界法 (6)
2.2.3 溶胶—凝胶法 (6)
2.2.4溶剂热法 (7)
2.2.5 微乳液法 (9)
3 纳米金属材料的简介和制备
3.1纳米金属材料简介 (11)
3.2 纳米金属材料的特性 (16)
3.2.1 表面效应
3.2.2 小尺寸效应
3.2.3体积效应
3.2.4 宏观量子轨道效应
3.3 金属粉末的制备方法
3.3.1蒸发-冷凝法
3.3.2 液相法
3.3.3金属离子源法
3.3.4 其它制备方法
3.4纳米金属薄膜的制备方法 (11)
4 纳米硅材料和纳米金属材料的应用
4.1 硅纳米材料的应用
4.1.1硅纳米材料在石油工业中的应用
4.1.2 硅纳米材料在锂电池中的应用4.2 金属纳米材料的应用
4.2.1 做为微波吸收剂
4.2.2 微孔材料
4.2.3 高效催化剂
4.2.4 高性能材料
5 展望和总结
致谢
金属-硅复合纳米材料的研究进展
摘要
纳米材料是指尺尺寸在1nm-100nm之间的一类物质，近年来随着社会科技的不断发展，对纳米材料的研究也不断得到加强，特别是硅纳米材料和金属纳米材料的研究更是显示出巨大的潜力。
我们知道了纳米硅和纳米金属的基本性能和它们的用途，我们就要找到合适的方法制备纳米材料。
硅纳米材料的主要制备方法有气相法、超临界法、溶胶-凝胶法、溶剂热法和微乳液法，而纳米金属的制备方法主要有蒸发-冷凝法、液相法和金属离子源法。
在生产过程中可根据需要的纯度等方面考虑采用合适的方法来制备。
通过现在我们的应用情况，猜测它们未来的发展方向，为以后的研究指明方向。
关键词：纳米材料；纳米金属；纳米硅；研究；进展
R esearch Progress Of Metal - Silicon Composite Materials Prepared Abstract:Nanomaterials is defined foot size in a class of substances between 1nm-100nm,with the continuous development of social science and technology in recent years,the study of nanomaterials continue to be strengthened, especially silicon nanomaterials and metal nanomaterials researchshows great potential. We know that the basic performance of the nano-silicon and nano-metals and their uses, we will find a suitable method for the preparation of Nanomaterials.Fumed silicon nanomaterials preparation method, ultra-critical method ,sol–gel method, solvothermal and microemulsion method, the preparation method of nano metal evaporation –condensation, liquid and metal ion source method. In the production process according to the purity of the need to consider using a suitable method to prepare. Through our application, to guess the direction of their future development direction for Through our application to guess the direction of future.
Keywords: nanomaterials; the nano metal; nanocrystalline ; silicon; Progress。