纳米材料表面效应

纳米材料的表面效应

材料0701 李愿

学号：1002070101

参考文献：

1、卢柯、卢磊金属纳米材料力学性能的研究进展

金属学报 2000年8月第36卷第8期：785—789

摘要

金属纳米按体材料具有独特的力学性能如高强度、超高延展性等。近年来得到广泛深入的研究。在对其新进展进行简要评述的基础上，讨论了它的强度、塑性、弹性模量、应变强化、超塑性、蠕变及变形机理等相关问题。

2、吴锦雷纳米材料的电学、光学和光电性能及应用前景

真空电子学术 2002年第4期：23—27

摘要：

简要介绍了纳米材料的电学性能以及单电子器件的基本原理和应用；纳米材料的光学性能和光电性能，高的光吸收系数和光致荧光现象可使其应用于敏感元件，由于其光电特性具有超快响应速度，可望在超快光电子器件中得到应用。

3、齐卫宏、汪明朴纳米金属微粒表征量的基本关系

材料导报 2002年9月第16卷第9期：76—77

摘要：

在假定纳米微粒近似成球形的前提下，推导出了粒径、微粒原子数、表面原子百分数及比表面积之间的相互关系式，这些关系式对实验将会有一些指导作用。

4、梁海弋、倪向贵、王秀喜表面效应对纳米铜杆拉伸性能影响的原子模拟

金属学报 2001年8月第37卷第8期 833—836

摘要：

采用EAM势对纳米铜杆的拉伸力学性能进行零温分子动力学模拟。研究表面效应对原子能量、截面应力分布的影响模拟结果表明，表面原子弛豫降低了纳米杆初始阶段的拉伸弹性模量。表面效应明显影响截面应力的发展与分布。

5、黄丹、陶伟明、郭乙木分子动力学模拟纳米镍单晶的表面效应

固体力学学报 2005年6月第26卷第2期：241—244

摘要：

对单晶镍纳米丝、纳米薄膜零温准静态拉伸破坏过程进行了分子动力学模拟。模拟表明表面效应对单晶纳米材料的原子运动及整体力学行为有显著影响。自由表面增加纳米材料的塑

性、降低其强度，影响纳米材料的变形机制。受表面效应的作用，纳米镍丝强度与弹性模量均低于纳米镍薄膜。纳米薄膜的断裂接近脆性断裂，断裂强度符合Griffith理想晶体脆断理论；纳米镍丝在断裂过程中表现出微弱塑性。

6、陈小亮，李远坪，郑安节微纳米尺度单晶体变形中的表面效应探讨

重庆力学学会2009年学术年会论文集 111—114

摘要：

微纳米结构由于具有具有很大的比表面积，因此其表面能量不可忽视。固体总势能项中包含表面能量项，本文通过表面能来计算表面能量，基于最小势能原理发展了一个表面能模型，推导了相应的三维弹塑性有限元分析公式，得到了考虑表面能效应的三维弹塑性变形位移场的计算公式。最后该方法被应用于分析了单晶铜纳米线的自由弛豫变形特征，数值模拟结果与分子动力学方法模拟结果也较一致。

7、方道来，郑翠红，朱伟长，晋传贵

NiFe2O4纳米晶的制备及表面效应对其比饱和磁化强度的影响

材料科学与工程 2001年3月第19卷第1期：86—89

摘要：

以 FeSO2·7 H2O和NiSO4·7H2O为原料，首先制备出颗粒细小的碱式碳酸盐前驱体，在300—700℃焙烧1h后，制备出铁酸镍纳米晶，粒径为8—54nm，粒度均匀。通过测量它的比饱和磁化强度σ与比表面积Sα，得出经验公式σ( Sα )=σ（∞)( 1—αS)，运用非共线磁结构理论很好地解释了上述经验公式，并得到纳米晶的非共线表面层的厚度。

8、洪家旺，方岱宁表面效应对铁电纳米线性能的影响

郑州大学学报（工学版） 2008年12月第29卷第4期：1—5

摘要：

在Landau—Ginsburg—Devonshire(LGD)理论的基础上，建立了铁电纳米线的理论模型，并通过与第一原理计算结果的对比，建立了一种获取外延长度的新方法。对于

Pb(Zr0.5Ti0.5)O3Ti )O3(PZT)纳米线，其外延长度为20nm。计算结果表明，在PZT纳米线中存在0.8nm的临界直径，同时揭示了纳米线的表面效应对其铁电性能的抑制作用。

9、冯倩、黄志高、都有为磁性多层膜磁特性的表面效应

物理学报 2003年11月第52卷第11期：2906—2911

摘要：

利用Monte—Carlo方法和转移矩阵法研究了具有不同表面交换耦Js和薄膜厚度磁性多层膜的表面和尺寸对磁相变的影响。模拟结果表明，系统的相变温度随薄膜层数的变化取决于Js/J ( J为体内交换耦合)，当Js/J大于某一临界值时，由于表面磁有序先于体内磁有序，系统的相变温度随薄膜层数的增多而降低；反之，表面磁无序可与体内磁有序共存，系统的相变温度随薄膜层数的增多而升高；当Js/ J较小时，随Js增大，系统的居里温度缓慢升高，趋近于体内相变温度，而当Js/J较大时随Js增大，系统的居里温度呈线性升高。模拟结果与用转移矩阵法推导出的结果相当符合，且很好地解释了实验事实。

10、王补宣、周乐平、彭晓峰尺寸效应和表面效应对纳米颗粒比热容的影响

热科学与技术 2 0 0 4年3月第3卷第1期 1—6

摘要：

从弹性介质假设出发，考虑内部和表面原子对比热容的贡献不同，建立起纳米颗粒比热容的理论模型。分析了尺寸效应、温度和表面原子振动软化对纳米颗粒比热容的影响提出比热容与尺寸和温度之间的关系；以氧化铜颗粒为计算对象，具体计算考虑表面和尺寸效应的比热容，结果与实验数据符合较好。

11、WH Qi、MP Wang、M Zhou and W Y Hu

Surface-area-difference model for thermodynamic properties of metallic nanocrystals

J. Phys. D: Appl. Phys. 38 (2005) 1429–1436

Abstract：

The surface-area-difference (SAD) model is developed for the cohesive energy of metallic crystals by taking into account surface effects, and has been extended to predict the thermodynamic properties of metallic nanoparticles, nanowires and nano films with free and non-free surfaces (embedded in a matrix). It is found that the thermodynamic properties of metallic nanocrystals depend on the crystal size and the interface coherence, where the interface coherence determines the variation tendency (increasing or decreasing), and the size determines the magnitude of the variation. The present calculated results on the thermodynamic properties of metallic nanocrystals by the SAD model are consistent with the corresponding experimental values.

摘要：

SAD（表面差异）模型是为计算金属晶体的结合能建立的，该模型考虑了表面效应并且已经用来预测复合材料中有自由和非自由表面的金属纳米颗粒、纳米线、纳米薄膜的热力学性能。研究发现金属纳米颗粒的热力学性能取决于纳米颗粒的尺寸和界面结合程度，而界面结合程度决定了性能变化的趋势，颗粒的尺寸决定了性能变化的大小。目前通过SAD模型计算的金属纳米颗粒的热力学性能与相关的实验数据一致。

12、Y. J. L、W. H. QI、B.Y. HUANG、M. P. WANG、and S. Y. XIONG

MODELING THE MELTING TEMPERATURE OF METALLIC NANOWIRES

Modern Physics Letters B, Vol. 24, No. 22 (2010) 2345–2356

Abstract:

A model is developed to account for the size-dependent melting temperature of pure metallic and bimetallic nanowires, where the effects of the contributions of all surface atoms to the surface area, lattice and surface packing factors and the cross-sectional shape of the nanowires are considered. As the size decreases, the melting temperature functions of pure metallic and bimetallic nanowires decrease almost with the same size-dependent trend. Due to the inclusion of the above effects, the present model can also be applied to investigate the melting temperature depression rate of different low-dimensional system, accurately. The validity of the model is verifi-ed by the data of experiments and molecular dynamics simulations.