纳米材料重点

一.Keywords

1.Nanomaterials纳米材料

2.Scanning T unneling Microscope (STM)扫描隧道显微镜

3.Zero (one, two, three)-dimension零（一.二.三）维

4.Size Effect - Kubo theory尺寸效应

(1) Quantum size effect 量子尺寸效应

(2) Small size effect小尺寸效应

5.Surface effect表面效应

6.Coulomb blockade and Quantum tunneling effect库伦阻塞和量子隧穿效应

7.Dielectric confinement effect介电限域效应

二.Basic theory of nanoparticles定义

● 1. Size Effect - Kubo theory（尺寸效应）当纳米材料组成相的尺寸如晶粒的尺寸，

第二相的尺寸减小时，纳米材料的性能会发生变化，当组成相的尺寸小到与某一临界尺寸相当时，材料的性能将发生明显的变化或突变

● 2. Surface effect（表面效应）纳米微粒尺寸与表面原子数的关系，表面含有大量的

晶界，因而晶界上的原子占有相当高的比例

● 3. Coulomb blockade and Quantum tunneling（库伦阻塞量子隧穿效应）体系进入

的纳米级，体系是电荷量子化的，即充电和放电过程是不连续的，充入一个电子所需的能量Ec=e²/2c（c-体系电容）这个能量就称为库伦阻塞能。换句话说，库伦堵塞能是前一个电子对后一个电子的库伦排斥能，这就导致了一个小体系的充放电过程，电子不能集体传输，而是一个个单电子的传输，通常把小体系这种单电子输运行为称为库伦阻塞效应。如果两个量子点通过一个结连接起来，一个量子点上的单个电子穿过能垒到另一个电子上的行为就称为量子隧穿。

● 4. Dielectric confinement effect（介电限域效应）纳米微粒分散在异质介质中，由于

界面引起的体系介电增强的现象。

Chapter 2

一.Keywords 1.Clusters团簇 2.Nanoparticle纳米微粒

3.Supersaturated Vapor过饱和蒸气

4.Heterogeneous nucleation异相成核

5.Homogeneous nucleation均相成核

6.Magic Numbers幻（魔）数

二. 1.Basic concepts (Clusters; Magic Numbers; Nanoparticle )

1）Clusters更小的纳米颗粒包含少于104个原子或分子

2）Magic Numbers具有异乎寻常的高质谱丰度的团簇原子数，它们一般代表着特殊的原子构象和几何模型。

3）Nanoparticle颗粒尺寸在1-100nm范围的固体颗粒，可以是非晶体、多晶体或单晶体

2.How to achieve supersaturation vapor?（怎样得到过饱和蒸汽）

1)采用音速或超音速膨胀技术对光化学气体进行物理冷却

2）采用气相化学或光化学反应的方法来制备非挥发、凝聚态的气体

3）直接采用热蒸发溅射或激光轰击的方法

ce the formula of surface to volume ratio of clusters

a liquid drop model (Ra 、n)Ra

一. Keywords

1.Primary particles 一次颗粒

2.Secondary particles二次颗粒

3.Precipitation沉淀

4.Agglomeration 团聚

5.Scanning electron microscope (SEM)扫描电镜

6.T ransmission electron microscope (TEM)透射电镜

7.High-resolution transmission electron microscope (HRTEM) 高分辨投射电子显微镜

二.1.Primary particles 一次颗粒：含有低气孔率的独立的粒子，颗粒内部可以有界面，

如相界、晶界

secondary particles二次颗粒：人为制造的粉料团聚粒子

Chapter 4

一. Keywords

1.Mechanical Attrition/ Mechanical Alloying (MA)机械研磨/机械合成

2.High-energy Ball Milling 高能球磨

3.Contamination 污染物

minution粉碎

5.Intermetallic金属间化合物

6.Oxide-dispersion strengthened superalloys氧化物分散增强超合金

7.Nanocomposites纳米化合物8.Dislocation错位

二.1.high-energy ball milling and mechanical attrition?

high-energy ball milling高温球磨：利用球磨机的转动和振动，使硬球对原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌，把金属或合金粉末粉碎为纳米级微粒的方法。

mechanical attrition机械研磨/机械合金化：若加两种或以上金属粉末，同时放入球磨机的球磨罐中进行高温球磨，粉末颗粒经压延粉碎，再压合的反复过程（冷焊、粉碎、冷焊的反复进行）最后获得组织和分布均匀的合金粉末，由于这种方法是利用机械能达到的合金而不是用热能和电能，所以把高能球磨制备合金粉末的方法。

2.What is the major problem of mechanical attrition ?Explain them and which measures can be to take…污染源：模具中的Fe和稀有气体中的O2、N2

避免的方法：尽量减少球磨时间，使用纯粹的，最韧性的金属粉末，一个波涂层刀;密封灵活的O形圈的小瓶粉末后，一直在惰性气体手套箱加载。

Chapter 5

一. Keywords

1.sol-gel溶胶-凝胶

2.alkoxide solution 醇盐酸溶液

3.colloidal sols胶体溶液

4.microporous monoliths多孔块体材料

5.anisotropic / isotropic shrinkage各向异性/同性收缩

6.polymer pyrolysis聚合物高温水温

7.hydrolysis水解

二.1.The processing steps of sol-gel that are common to all geometries（溶胶凝胶的反应步骤）1）前躯体溶解并反应2）成型与凝胶化

3）干燥4）烧成至部分或完全致密化

Chapter 6

一. Keywords

1.A green body 生坯、素坯

2.Pressureless sintering无压烧结

3.Inhomogeneous sintering 不均一烧结

4.Densification致密化

5.Porosity多孔性

6.Pressure Assisted Sintering压力辅

助烧结7.Sinter-forging烧结锻压

二.1.The definitions of pressureless sintering, pressure assisted sintering and sinter-forging