纳米复合材料(49)
纳米复合材料的制备
纳米复合材料的制备纳米复合材料的制备，听起来就像是高深莫测的东西，仿佛是某个科学家在实验室里搞的神秘实验，搞得一脸严肃，黑框眼镜，白大褂。
但实际上，说白了，纳米复合材料其实就是通过把不同的材料融合在一起，得到一种更强、更好用的材料。
比如说，我们平常见到的塑料，可能就通过加入一些特别的物质，变得更耐用、轻便，甚至更抗高温，拿起来不再像纸一样容易破碎。
而这个“特别的物质”就是纳米级的材料，可能你想象不出来，但其实它们的尺寸极小，比我们常说的细胞还要小，甚至比病毒还要小——这真是微观世界的魔法，嘿！没错，正是这种超微小的物质，给了复合材料强大的力量。
纳米复合材料怎么制备呢？说起来吧，过程其实不复杂，但可得讲究点。
材料得选好，这个就像挑菜一样，挑到合适的才好做大餐。
比如说，有些复合材料需要高分子材料做基底，再通过加入一些纳米颗粒，比如纳米碳管、纳米硅、纳米氧化铝这些，慢慢调配，最终形成我们需要的样子。
就像做菜，你要选对主料和配料，再用对调料，才能做出一道色香味俱全的好菜。
嘿，别小看了这些“配料”，它们在材料里可发挥着巨大的作用，起到增强、加固的效果。
你想，原本有些材料就很脆，轻轻一碰就碎了，但加上这些纳米级的小颗粒后，硬度一下子提升，就像原本的纸壳子变成了铁板一样，硬朗又耐用。
再说了，制备的方式也是有很多种的。
最常见的就是物理法和化学法，听起来可能有点头大，但其实就是两种不同的“方式”，一个是靠物理手段，一个是靠化学反应，给纳米颗粒加进材料里。
有时候用物理法就像是在大锅里加热煮东西，纳米颗粒通过高温融入材料，合成一个更加结实的复合材料。
而化学法嘛，稍微复杂一点，就像是调味品一样，加点化学反应，帮助颗粒和基体形成更加紧密的结合。
这两种方法各有千秋，看你要做什么类型的复合材料。
你还得根据不同的材料，调整一下温度、压力，甚至时间，真是需要点技术含量的。
不过，别担心，这一切都可以通过控制条件来实现。
说到这里，你可能会想，这些纳米颗粒真的那么神奇吗？那得看你怎么用啦。
纳米复合材料
纳米粉体的化学制备方法
3.冰冻干燥法 曾用冰冻干燥硝酸盐溶液制备纳米晶 BaTiO3。首先快速冰冻钡和铁的硝酸盐溶液， 随后在低温下挥发容积，得到冰冻干燥的 硝酸盐前驱体，然后热处理得到BaTiO3。经 X 射线放射测定发现，温度在 600 ℃以上， 经10min热处理，得到纯BaTiO3。用TEM可观 察到均匀、粒度为 10nm～15nm 的稳定立方 相纳米晶体。
纳米材料的性质
(3)量子效应 所谓量子尺寸效应是指当粒子尺 寸下降到接近或小于某一值(激子玻尔半径)，费 米能级附近的电子能级由准连续变为分文能级的 现象。纳米微粒存在不连续的被占据的高能级分 子轨道，同时也存在未被占据的最低的分子轨道， 并且高低轨道能级间的间距随纳米微粒的粒径变 小而增大。
纳米材料的性质
(4)宏观量子隧道效应 电子具有粒子性又具有波动性， 具有贯穿势垒的能力，称之为隧道效应。近年来，人们 发现一些宏观物理量，如微颗粒的磁化强度、量子相干 器件中的磁通量等亦显示出隧道效应，称之为宏观的量 子隧道效应。量子尺寸效应、宏观量子隧道效应将会是 未来微电子、光电子器件的基础，或者它确立了现存微 电子器件进一步微型化的极限，当微电子器件进一步微 型化时必须要考虑上述的量子效应。例如，在制造半导 体集成电路时，当电路的尺寸接近电子波长时，电子就 通过隧道效应而溢出器件，使器件无法正常工作，经典 电路的极限尺寸大约在0.25um。
纳米固体材料的制备
1 直接高压合成γ－A12O3和SiO2纳米材料 为了避免烧结过程中晶粒生长，最近Gallas等采用超高 压技术将纳米陶瓷粉直接压成高密度陶瓷材料，获得坚 硬、无裂纹的透明SiO2凝胶型纳米材料和半透明γ－ A12O3纳米材料。γ－A12O3纳米材料的相对密度大于90%， 而SiO2纳米材料相对密度大于80%。用溶胶—凝胶法生 产的SiO2粉含有较高气孔，经高压压制，其块材体积明 显下降，当用4.5GPa压力时，体积下降达64％，其块体 材料的平均维氏硬度为(42±0.2)GPa。
纳米复合材料的制备及其性能研究
纳米复合材料的制备及其性能研究纳米复合材料是一种新型的材料，由于其独特的性能和广泛的应用前景，在材料科学领域引起了极大的关注。
本文将介绍纳米复合材料的制备方法以及其在不同领域中的性能研究。
一、纳米复合材料的制备方法制备纳米复合材料的方法有很多种，包括溶液法、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法等。
其中，溶液法是一种常用且简便的方法。
通过将纳米材料或其前体溶解在溶剂中，然后加入适当的基体材料，并通过搅拌或超声处理使其充分混合，最后通过蒸发溶剂或其他方法得到纳米复合材料。
二、纳米复合材料的性能研究纳米复合材料具有许多优异的性能，如高强度、高韧性、热稳定性等，对于材料的性能研究具有重要意义。
以下将分别从力学性能、电学性能和光学性能方面介绍。
1.力学性能纳米复合材料的力学性能主要包括硬度、强度和断裂韧性等指标。
在纳米尺度下，由于纳米颗粒的存在，可以有效地提高材料的硬度和强度。
此外，纳米材料的增加还可以提高复合材料的断裂韧性，使其在受力时具有更好的抗拉伸和抗屈曲性能。
2.电学性能纳米复合材料在电学性能方面也有独特的优势。
纳米颗粒具有较大的比表面积，可以提高电学导率。
此外，通过控制纳米颗粒的尺寸和形状，还可以调控材料的电阻率和介电性能。
这些特性使纳米复合材料在柔性电子器件、导电材料等方面具有广阔的应用前景。
3.光学性能纳米复合材料在光学性能方面也表现出不同于传统材料的特点。
纳米颗粒在光学中呈现出量子尺寸效应，其光学性质与粒子的尺寸和形状密切相关。
通过调控纳米颗粒的尺寸和形状，可以实现材料的光学增益和频率调制等功能，广泛应用于光电子器件、传感器等领域。
三、纳米复合材料的应用前景纳米复合材料由于其独特的性能，在许多领域具有广阔的应用前景。
以下将介绍几个常见的应用领域。
1.医疗领域纳米复合材料在医疗领域中具有广泛的应用，例如用于制造可降解的植入材料，用于治疗癌症的纳米药物载体等。
纳米颗粒的小尺寸和高比表面积可以提高植入材料的生物相容性和降解性能，同时也可以提高药物的载荷效率和靶向性。
《纳米复合材料》PPT课件
复合材料的组成
基体
Matrix
增强体
Reinforcement
界面 Interface
复合材料分类
1.复合材料按用途 结构纳米复合材料，功能纳米复合材料，智能纳米复 合材料。
2.按基体类型分为 高分子基复合材料RMC（Ploymer Matrix Composite） 金属基复合材料MMC （Metal Matrix Composite） 陶瓷基复合材料CMC （Ceramic Matrix Composite） 3.按增强体的形态与排布方式 颗粒增强复合材料、连续纤维增强复合材料、短纤维或晶 须增强纤维；晶片增强复合材料
晶须增强铝基纳米复合材料的疲劳性能是与晶须增 强纳米复合材料疲劳裂纹的形成和扩展有关。
在晶须增强纳米复合材料中，疲劳裂纹在晶须的端部或 在与基体的界面处形成，当 SiCw分布不均匀时，在SiCw 密集处或是基体中的一些显能力上有显著的差别，因 而在疲劳过程中其界面将产生较大的内应力，就可能导致 界面开裂。
它们与纳米级第二相的界面粘结形式主要有两种：机械粘 结和化学粘结。
（1）陶瓷基纳米复合材料
强的界面粘结往往导致脆性破坏。在断裂过程中，强的界 面结合不产生额外的能量消耗。 当界面结合较弱时，基体中的裂纹扩展至晶须、纤维等处 时，将导致界面脱粘，其后发生裂纹偏转、裂纹搭桥、晶 须及纤维断裂，以致最后拔出。所有这些过程都要吸收能 量，从而提高陶瓷的断裂韧性。
（1）高强度、高韧性
陶瓷基纳米复合材料，特别是氧化物系陶瓷基纳米复合材料力学 性能的明显改善大致可归结如下： (1)纳米级弥散相抑制了氧化物基体晶粒生长和减轻了晶粒的异常长大， 起到细晶强化作用。 (2)在弥散相内或弥散相周围存在高的局部应力，这种应力是基体和弥 散相之间热膨胀失配而产生的，使冷却期间产生位错。纳米级粒子钉 扎或进入位错区使基体晶粒内形成亚晶界，使基体晶粒再细化而起增 强作用。 (3)纳米级粒子周围的局部拉伸应力引起穿晶断裂，并由于硬粒子对裂 纹尖端的反射作用而产生韧化。破坏模式从穿晶和晶间到单纯晶间断 裂，晶界相(通常约10％体积的无定形相)的改变和对高温力学性能影 响的减小，使高温力学性能获得明显改善。 (4)纳米级粒子在高温牵制位错运动，从而也能使高温力学性能获得明 显改善。
纳米复合材料的塑型研究
纳米复合材料的塑型研究一、纳米复合材料概述纳米复合材料是一类具有独特物理、化学和机械性能的新型材料，它们通过将纳米尺寸的填料（如纳米颗粒、纳米线、纳米片等）分散在基体材料中制备而成。
这些纳米填料的加入显著提高了材料的性能，如强度、韧性、导电性、导热性等，使其在航空航天、生物医学、电子信息、能源存储等领域展现出广泛的应用前景。
1.1 纳米复合材料的组成纳米复合材料由两部分组成：基体材料和纳米填料。
基体材料可以是金属、陶瓷、聚合物等，而纳米填料则包括碳纳米管、石墨烯、氧化铁、二氧化钛等。
纳米填料的尺寸通常在1-100纳米范围内，具有极高的比表面积和独特的量子效应。
1.2 纳米复合材料的制备方法纳米复合材料的制备方法多种多样，包括机械混合法、原位聚合法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法等。
这些方法各有优缺点，选择合适的制备方法对于获得高性能的纳米复合材料至关重要。
1.3 纳米复合材料的性能特点纳米复合材料的性能特点主要体现在以下几个方面：- 高强度：由于纳米填料与基体材料之间的界面结合力强，纳米复合材料通常具有比传统材料更高的强度。
- 高韧性：纳米填料的存在可以有效地吸收和分散材料内部的应力，提高材料的韧性。
- 优异的导电性：某些纳米填料如碳纳米管和石墨烯具有优异的导电性，可以显著提高复合材料的电导率。
- 良好的导热性：纳米填料如金属纳米颗粒和碳纳米管具有高的热导率，可以提高复合材料的热传导性能。
二、纳米复合材料的塑型研究塑型是材料加工的重要环节，对于纳米复合材料而言，塑型过程不仅影响材料的微观结构，也直接关系到其宏观性能。
因此，对纳米复合材料的塑型研究具有重要意义。
2.1 纳米复合材料塑型过程中的挑战纳米复合材料在塑型过程中面临诸多挑战，主要包括：- 纳米填料的分散性：纳米填料在基体中的分散不均匀会影响材料的性能。
- 界面结合力：纳米填料与基体材料之间的界面结合力不足可能导致材料性能下降。
- 塑型过程中的热稳定性：纳米复合材料在高温塑型过程中可能会出现热降解现象。
纳米复合材料的结构和性能 ppt课件
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仿生纳米材料
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仿生纳米材料
• 生物体的壳为纳 米结构，有机体 作为结构导向剂， 基本单元为晶态 的CaCO3 和非 晶态的SiO2 组 成。
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趋磁性细菌
• 磁性导航：从富氧水 的环境（对其有毒害） 迁移到富营养的沉积 物中。 • 北半球北极运动 • 南半球南极运动
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超微型纳米阵列激光器
• 纳米阵列激光器是 21 世纪超微型激光器 重要的发展方向．回顾激光器发展的历 史，大致可以分为3个阶段：自从20世纪 60 年代激光被发现以来， 1962 年就制成 了第一个半导体激光器．几十年来，人 们主要围绕三方面问题来不断改进激光 器．一是进一步增加激光强度，二是降 低产生激光的电流密度，三是提高热稳 定性．
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超高灵敏度电探测器和高密度电接线头
• 痕量电荷如何探测一直是人们关心的问 题，纳米结构电极组装体可以把目前电 分析探测极限降低3个数量级，即探测灵 敏度提高了3个数量级．
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纳米结构离子分离器
• 离子分离器在电化学和再生电池等方面 有着重要的作用，提高离子分离效率一 直是人们追求的目标，纳米结构为解决 这个问题提供了新的途径．近年来已有 报道，利用纳米孔洞阵列模板合成 Au 纳 米管阵列，可以作为高效离子分离器 。
• (2)太阳能电池 太阳能的利用是21世纪能 源开发的重点，这不仅是因为太阳能取 之不尽，用之不绝，更重要的是因为它 对环境没有污染，是理想的清洁能源。 世界各国都制订了太阳能应用的规划， 研制高效太阳能电池是太阳能利用的一 个重要方面．纳米材料和纳米结构作为 太阳能转化材料已引起人们高度的重 视． 24 ppt课件
纳米复合材料
报告人：冯志昊
纳米材料是指晶粒尺寸在1～100nm间的单晶体或多晶体,。 它是材料科学的一个分支,人们对纳米材料许多不同寻常
的特性有了进一步研究与了解,逐渐认识到其优异的物理
和化学性质及广阔的应用前景,及对科技进步和社会发展 的突出作用,不断投入人力物力进行纳米材料的开发研究, 许多实验方法和工艺被成功地用于纳米材料的合成及性能 研究中。
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复合材料由于其优良的综合性能，特别是其性能 的可设计性被广泛应用于航空航天、国防、交通、 体育等领域，纳米复合材料则是其中最具吸引力 的部分，如今发展很快，世界发达国家新材料发 展的战略都把纳米复合材料的发展放到重要的位 置。
纳米复合材料应用：
生活方面：纳米复合
材料现在只停留在实
验室阶段，颗粒太小 吸附性太强，极易团 聚，代价太高。
纳米复合材料
1 2 3 4
纳米复合材料定义
研究方向
纳米复合材料特性 应用领域
什么是纳米复合材料？ 定义： 纳米复合材料是以树脂、橡胶、陶 瓷等基体为连续相，以纳米尺寸的金属、 半导体和其他无机粒子、纤维等改性剂为 分散相，通过适当的制备方法将改性剂均 匀性地分散于基体材料中，形成一相含有 纳米尺寸材料的复合体系
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碳纳米管是上个世纪九十年代初发现的一种新型
的碳团簇类纤维材料，具有许多特别优秀的性能。
钨铜复合材料具有良好的导电导热性、低的热膨胀系数而
被广泛地用作电接触材料、电子封装和热沉材料。
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医药使用纳米技术能使药品生产过程越来越精细，并在 纳米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特 定功能的药品。 家电用纳米材料制成的纳米材料多功能塑料，具有抗 菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外线等作用，可用处作电 冰霜、空调外壳里的抗菌除味塑料 电子计算机和电子工业可以从阅读硬盘上读卡机以及 存储容量为目前芯片上千倍的纳米材料级存储器芯片都已 投入生产。计算机在普遍采用纳米材料后，可以缩小成为 环境保护环境科学领域将出现功能独特的纳米膜。这 种膜能够探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能够对 这些制剂进行过滤，从而消除污染
纳米复合材料的制备与性能分析
纳米复合材料的制备与性能分析哎呀，说起纳米复合材料，这可真是个超级有趣又充满挑战的领域！咱们先聊聊啥是纳米复合材料吧。
简单来说，就是把纳米级的材料和其他材料组合在一起，形成一种新的材料。
就好像把各种不同的积木拼在一起，变成一个全新的、超级厉害的大积木。
比如说，有一种纳米复合材料是把纳米级的金属粒子和高分子材料混合起来。
这就像是在一堆棉花糖里撒上了亮晶晶的小糖果，让整个组合变得特别又强大。
那纳米复合材料是咋制备出来的呢？这可有好多方法。
就像做菜一样，有各种各样的“菜谱”。
有个方法叫溶胶凝胶法。
想象一下，就像是在做果冻，把各种原料混合在一起，然后慢慢地变成一种软软的、半固体的状态。
比如说要制备纳米二氧化硅复合材料，就把硅源、溶剂还有一些添加剂放在一起，搅拌搅拌，控制好温度和反应时间，慢慢就形成了我们想要的东西。
还有一种方法叫原位聚合法。
这就有点像在一个大舞台上，让纳米材料和聚合物直接在上面表演“融合秀”。
比如说要制备纳米碳管增强的聚合物复合材料，就把纳米碳管先分散在单体中，然后引发聚合反应，让它们在反应过程中就紧紧地抱在一起。
我记得有一次在实验室里，我们尝试制备一种纳米银粒子增强的聚合物复合材料。
那过程可真是紧张又刺激！我们小心翼翼地按照步骤操作，眼睛一刻都不敢离开仪器。
当看到最终成功制备出那种亮晶晶、均匀分散的复合材料时，那种成就感简直爆棚！那制备好了纳米复合材料，接下来就得看看它们的性能咋样啦。
这就好比新做出来的玩具，得试试好不好玩、耐不耐用。
比如说，我们得看看它们的力学性能。
是不是够结实，能不能承受得住压力和拉伸。
有些纳米复合材料就像超级大力士，轻轻一拉能拉很长也不断，用力压也压不坏。
还有热性能也很重要。
就像夏天怕热冬天怕冷一样，材料也有自己对温度的敏感度。
有些纳米复合材料在高温下依然稳定，不会轻易变形或者分解。
再说说电性能。
有的纳米复合材料就像电线中的超级导体，电流通过得特别顺畅，电阻小得惊人。
纳米复合材料的制造工艺
纳米复合材料的制造工艺
纳米复合材料是一种新型材料，具有优异的物理、化学和机械性能，
广泛应用于电子、光电、生物医学、航空航天等领域。
其制造工艺主
要包括原位合成法、机械合金化法、溶胶-凝胶法、电化学沉积法等。
原位合成法是指在一定条件下，通过化学反应在材料中形成纳米颗粒，然后与基体材料进行反应，形成纳米复合材料。
该方法具有简单、高效、成本低等优点，但需要控制反应条件，以保证纳米颗粒的均匀分
布和尺寸一致性。
机械合金化法是将纳米颗粒和基体材料一起放入球磨机中进行混合，
通过机械力的作用使纳米颗粒与基体材料发生冶金反应，形成纳米复
合材料。
该方法具有操作简单、适用范围广等优点，但需要控制球磨
时间和球磨介质的选择，以保证纳米颗粒的分散度和尺寸一致性。
溶胶-凝胶法是将溶胶和凝胶两种状态的材料混合，通过热处理或光照等方式使其形成纳米颗粒，然后与基体材料进行反应，形成纳米复合
材料。
该方法具有制备工艺简单、成本低等优点，但需要控制溶胶和
凝胶的配比和热处理条件，以保证纳米颗粒的分散度和尺寸一致性。
电化学沉积法是将基体材料放置在电解液中，通过电化学反应使纳米
颗粒沉积在基体材料表面，形成纳米复合材料。
该方法具有制备过程
简单、成本低等优点，但需要控制电解液的配比和电化学反应条件，
以保证纳米颗粒的分散度和尺寸一致性。
总的来说，纳米复合材料的制造工艺具有多样性和灵活性，可以根据
不同的应用需求选择合适的制备方法。
未来随着纳米技术的不断发展，纳米复合材料的制造工艺将会更加完善和成熟，为各个领域的应用提
供更加优异的材料基础。
材料学中的纳米复合材料
材料学中的纳米复合材料纳米科技是一个以纳米尺度为基础的技术领域。
纳米技术运用了物理、化学、生物和工程学等多种学科的原理和方法，研究和制造功能材料和器件。
随着纳米科技的发展，纳米复合材料也引起了越来越多的关注。
本文将探讨材料学中的纳米复合材料。
1. 纳米复合材料的定义纳米复合材料是由两种或两种以上材料通过纳米级的物理或化学交互作用，形成的新型复合材料。
与传统复合材料相比，纳米复合材料具有更高的强度、硬度、韧性和耐磨性，同时也具有更好的导热性、导电性、光学性、生物相容性和防腐蚀性等性能。
由于纳米复合材料的制造技术不断发展，它们在各种领域中有着广泛的应用，如生物医学、能源、环境保护和航空航天等领域。
2. 纳米复合材料的制备方法纳米复合材料的制备方法主要有物理法、化学法和生物法。
物理法主要包括溶胶-凝胶法、电沉积法、机械合金化法和热喷涂法等。
化学法主要包括水热法、溶剂热法、高分子包埋法和微乳化法等。
生物法主要包括生物矿化法和生物合成法等。
每种制备方法都有其优缺点和适用范围。
选择合适的制备方法可以制备出高性能的纳米复合材料。
3. 纳米复合材料的应用领域纳米复合材料的应用领域非常广泛。
在生物医学领域，纳米复合材料可以用于药物传递、细胞成像和组织工程等应用。
在能源领域，纳米复合材料可以应用于太阳能电池、超级电容器和燃料电池等。
在环境保护领域，纳米复合材料可以用于污染物检测、废水处理和污染物吸附等。
在航空航天领域，纳米复合材料可以用于航空器制造、防护材料和空气净化等。
4. 未来发展方向纳米复合材料具有广泛的应用前景，但是也面临着一些挑战。
其中最大的挑战是提高制备工艺和控制材料结构的方法。
未来的发展主要需要集成先进的技术和方法来研究材料的性能和微观结构。
此外，还需要加强国际合作和知识共享，共同推动纳米复合材料的发展。
5. 结论纳米复合材料是当今材料科学中的一个重要分支，它在各个领域的应用已经成为必然趋势。
为了更好地利用纳米复合材料的优势，我们需要进一步研究纳米复合材料的原理和制备方法，以满足人们对高性能材料的需求。
纳米复合材料的制备及应用
纳米复合材料的制备及应用I. 简介纳米复合材料是将不同材料的纳米颗粒加入到基体材料中制备而成的新材料，具有优异的性能及广泛的应用前景。
在不同领域如材料、能源、生物、医疗等方面都有着广泛的应用。
II. 制备方法纳米复合材料的制备方法有多种，其中包括机械合成法、溶液化学法、气相沉积法等。
其基本原理是通过不同的手段将纳米颗粒与基体材料相结合，使其成为一种新型的复合材料。
1. 机械合成法机械合成法是将纳米颗粒与基体材料进行机械混合和反复研磨，使其颗粒大小和分布均匀，从而制备出具有均匀分散的纳米颗粒的复合材料。
2. 溶液化学法溶液化学法是将溶解了纳米颗粒的溶液与基体材料混合反应，从而使纳米颗粒与基体材料结合，形成纳米复合材料。
3. 气相沉积法气相沉积法主要是在高温高压的条件下，将纳米颗粒与基体材料分别蒸发或气化，并通过反应使其结合，形成纳米复合材料。
III. 应用领域纳米复合材料具有广泛的应用领域，包括以下几个方面：1. 材料领域纳米复合材料在材料领域有着广泛的应用，可以用于制备高强度、高硬度、高温度等方面的新材料，例如纳米硬质材料、纳米粘土复合材料、纳米碳复合材料等。
2. 能源领域纳米复合材料在能源领域也有着广泛的应用前景，可以应用于太阳能电池、燃料电池、超级电容器等方面，以提高其性能表现。
3. 生物领域纳米复合材料在生物领域能够制备出高效的药物、生物传感器、生物医学材料等，其应用范围包括医疗、食品、生物工程等方面。
4. 化学领域纳米复合材料在化学领域也有着广泛的应用前景，例如用于化学催化、分离等方面，以提高效率、减少能量消耗等。
IV. 总结纳米复合材料是一种新型的材料，其制备方法简单、效率高，能够应用于多个领域。
未来，随着技术的不断进步，纳米复合材料的性能和应用领域将会越来越广，成为各个领域的重要组成部分。
纳米复合材料
纳米复合材料纳米复合材料是一种由纳米颗粒与基质相结合形成的新型材料。
纳米颗粒的尺寸通常处于1到100纳米之间，具有与传统材料不同的特性，如高比表面积、尺寸效应和量子尺寸效应等。
而基质则是指纳米颗粒所嵌入的固体、液体或气体。
纳米复合材料拥有许多独特的性质和潜在应用，因此受到了广泛关注和研究。
首先，纳米复合材料具有极高的比表面积，这使得它们拥有更强的化学反应活性和吸附性能。
这使得纳米复合材料在催化、储能、分离等领域具有广泛的应用潜力。
其次，纳米颗粒的尺寸效应和量子尺寸效应使得纳米复合材料表现出特殊的光学、电学、热学和磁学性质。
比如，纳米复合材料可以表现出强吸收和强荧光特性，这使得它们在光电子学和生物医学领域有着广泛的应用。
此外，纳米复合材料还具有许多其他的优点，比如高强度、高刚度、低密度和优异的机械性能。
这些特性使得纳米复合材料在材料工程领域有着广泛的应用，如先进航空航天、汽车制造、船舶建造等。
在实际应用中，纳米复合材料的制备方法多种多样。
常见的制备方法包括溶剂热法、溶胶凝胶法、机械合金法、物理气相沉积法等。
这些方法在纳米颗粒的制备和基质的合成方面都有一定的优缺点。
纳米复合材料的应用领域非常广泛。
在能源领域，纳米复合材料被用于制造更高效的太阳能电池、储能装置和燃料电池。
在环境领域，纳米复合材料可用于制造高效的吸附剂、光催化剂和膜分离材料，以净化水和处理废水。
在电子和光电子领域，纳米复合材料可以用于制造更小、更快、更高效的电子器件和光电子器件。
纳米复合材料的研究发展还面临许多挑战和问题。
首先，纳米复合材料的制备方法需要更加精确和可控，以实现复合材料的一致性和稳定性。
其次，纳米复合材料的安全性和环境影响也需要充分考虑。
最后，纳米复合材料的商业化还需要解决成本和规模化生产等问题。
总的来说，纳米复合材料具有广泛的应用潜力，将在各个领域中发挥重要作用。
随着相关技术的不断发展和突破，纳米复合材料将会在未来实现更多的商业化应用，为社会的进步和发展做出重要贡献。
纳米复合材料的制备与表征方法
纳米复合材料的制备与表征方法纳米复合材料是由纳米颗粒与基质组成的材料，具有独特的结构和性质，因此在许多领域具有广泛的应用前景。
为了合成和研究这些材料，科学家们开发了各种制备和表征方法。
本文将介绍纳米复合材料的制备与表征方法。
一、纳米复合材料的制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是制备纳米复合材料的常用方法之一。
这种方法是通过化学反应将溶胶转变为凝胶，然后利用热处理或其他方法将凝胶转变为纳米复合材料。
溶胶是由固体纳米粒子和溶剂组成的液体，凝胶是一种独立的固体结构。
这种方法制备的纳米复合材料具有较大的比表面积和良好的分散性。
2. 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种能够在高温环境下制备纳米复合材料的方法。
在这个过程中，气体中的前体分子在高温条件下分解并沉积在基材表面形成纳米复合材料。
这种方法制备的纳米复合材料具有高度晶化度和纳米级尺寸。
3. 真空蒸发法真空蒸发法是一种制备薄膜纳米复合材料的方法。
在这个过程中，材料通常以固体形式被加热，然后通过蒸发将其转化为气态或薄膜形式，在基材表面沉积形成纳米复合材料。
这种方法制备的纳米复合材料具有良好的薄膜质量和控制性。
二、纳米复合材料的表征方法1. 扫描电子显微镜（SEM）扫描电子显微镜是一种常用的纳米复合材料表征方法，可以提供材料表面的形貌和微观结构信息。
通过扫描电子束的显微镜可以得到高分辨率的图像，从而观察材料的粒子形状、尺寸和分布情况。
2. 透射电子显微镜（TEM）透射电子显微镜是一种能够观察材料的内部结构和晶体结构的表征方法。
透射电子显微镜通过透射的电子束来观察材料的薄片，可以得到纳米复合材料的晶格图样和晶体缺陷等信息。
3. X射线衍射（XRD）X射线衍射是一种分析材料的晶体结构和晶体学性质的方法。
通过照射材料样品，可以测量到材料对于入射X射线的衍射图样，从而推断出材料的晶格结构和晶体尺寸。
4. 红外光谱（IR）红外光谱是一种用于分析材料中化学键、功能团和结构信息的表征方法。
纳米复合材料的相关概念
纳米复合材料的部分基本概念摘要：纳米材料被誉为21世纪的新材料，其概念在上世纪中叶被科学界提出后得到广泛重视和深入发展。
本论文主要阐述了纳米复合材料概念的各种表达方法，例证了几种纳米复合材料，并对其纳米效应做出了具体说明。
关键词：纳米纳米复合材料纳米效应一、纳米复合材料的定义及例证20世纪80年代，Roy和Komarneni提出纳米复合材料(nanoeomposites)的定义，与单一组分的纳米结晶材料和纳米相材料不同，它是指材料两相(或多相)微观结构中至少有一相的一维尺度达到纳米级尺寸(1~100nm)的材料[1]。
也有学者做如下定义，当颗粒或尺寸至少在一维尺寸上小于100nm，且必须具有截然不同于块状材料的电学、光学、热学、化学或力学性能的一类复合材料体系[2-4]。
目前已经成功制备的纳米复合材料已有很多，以下是其中几个例子以及其特备方法和特点。
（1）聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料是采用溶液插层、原位聚合、熔融插层法进行制备的。
这种材料的由于高分子能进入层状无机纳米材料的片层之间,其分子链段的运动受到了限制而显著提高复合材料的耐热性及材料的尺寸稳定性，而且层状无机纳米材料可以在二维方向得到良好的增强作用。
因此聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料相对纯聚丙烯来说其强度和韧性都得到了很大的提高，综合性能优异。
（2）ZnO/Ag纳米复合材料ZnO/Ag纳米复合材料的制备方法有共沉淀法，溶胶-凝胶法，化学沉积法，均匀沉淀法，喷射热分解法，固相法。
纳米ZnO与普通ZnO微粒相比，具有许多特殊性质：非迁移性、压电性、荧光性、具有光吸收和散射紫外光的能力等。
ZnO具有光触媒功能，Ag的加入减少了空穴-电子对的复合，大大提高了其催化性能[5]，无二次污染，而且光降解成本低，反应条件温和。
（3）聚吡咯/氧化石墨纳米复合材料聚吡咯/氧化石墨纳米复合材料是采用插层复合法制备的，这种材料具有优异的力学、热学、电学和电化学性能。
纳米复合材料制备
方法：1.1溶胶一凝胶法溶胶一凝胶法是一种制备纳米复合材料的重要方法，它是将无机相的前驱体(例如:正硅酸乙醋)和聚合单体、低聚物或高聚物在液态状态下相互混溶，实现分子级水平的均匀混合后，发生溶胶一凝胶反应，生成的纳米复合材料的各组分之间可以形成相互连接的范德华力、氢键或者是化学键，防止了相分离的发生。
溶胶凝胶法的特点在于，该方法反应条件温和，分散均匀，甚至可以达到“分子复合”的水平。
目前溶胶一凝胶法是应用最多、也比较完善的方法之一。
但它也有一些缺点，如前驱物大都是正硅酸烷基酷，价格昂贵而且有毒;干燥过程中由于溶剂、小分子的挥发，使材料内部产生收缩应力，致使材料脆裂，很难获得大面积或较厚的纳米复合材料等。
1.2原位聚合法原位聚合，即在位分散聚合，是制备具有良好分散效果纳米复合材料的重要方法。
该方法将纳米粒子在单体中均匀分散，然后在一定条件下就地聚合，形成纳米复合材料。
（由于这些原位生成的第二相与基体间的界面有着理想的原位匹配，能显着改善材料中两相界面的结合状况。
而且，原位复合省去了第二相的预合成，简化了工艺。
此外，原位复合还能够实现材料的特殊显微结构设计并获得特殊性能，同时避免因传统工艺制备材料时可能遇到的第二相分散不均匀，界面结合不牢固以及物理、化学反应使组成物相丧失某些特性等不足的问题。
原位聚合法可在水相，也可在油相中发生，单体可进行自由基聚合，在油相中还可进行缩聚反应，适用于大多数聚合物基有机一无机纳米复合体系的制备。
）原位聚合法反应条件温和，制备的复合材料中纳米粒子分散均匀，粒子的纳米特性完好无损。
同时在聚合过程中，只经次聚合成型，不需热加工，避免了由此产生的降解，从而保持了基本性能的稳定。
但其使用有较大的局限性，因为该方法仅适合于含有金属、硫化物或氢氧化物胶体粒子的溶液中使单体分子进行原位聚合制备纳米复合材料。
1.3插层法插层复合法是将单体或插层剂插层于具有层状结构的硅酸盐(粘土、云母等)、石墨、金属氧化物等无机物中，然后单体在无机片层之间聚合。
纳米复合材料
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3
纳米微粒的熔点可远低于块状金属。例如 2nm的金颗粒熔点为600K．随粒径增加，熔 点迅速上升，块状金为1337K；纳米银粉熔 点可降低刮373K。此特性为粉末冶金工业提 供了新—工艺。
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4
利用等离了共振频率随颗粒尺寸变化的性 质，可以改变颗粒尺寸，控制吸收边的位移 ，制造具有一定频宽的微波吸收纳米材料， 可用于电磁波屏蔽、隐形飞机等．
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16
▪纳米复合材料(nanocomposites)是 指分散相尺度至少有一维小于100 nm 的复合材料(含有纳米单元相的复合材 料 )。从基体与分散相的粒径大小关系 ，复合可分为微米一微米、微米一纳 米、纳米一纳米的复合
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▪根据Hall—Perch方程，材料的屈服强度与晶 粒尺寸平方根成反比。这表明，随晶粒的细化 材料强度将显著增加。此外，大体积的晶区将
。
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（4）微乳液法
微乳液一般是由表面活性剂、助表面活性剂、油和 水组成的透明、热力学稳定的各向同性体系。其中 含有表面活性剂和助表面活性剂的单分子层所包裹 而形成微乳液滴状物，称为微反应器。通常所用的 表面活性剂为非离子型的 烷基苯酚聚氧乙烯醚等或离于型的碱金属皂活性剂 。据报道．用醇盐化合物、油和水形成微乳液制备 出无团聚的酸钡立方形纳米晶．用射线法测定的线 宽来计算其尺寸为6 nm—7 nm，由于乳液中微液 滴的大小决定钛酸钡的尺寸．同时液滴大小仅受表 面活性剂分子的亲水性部分的尺寸所控制，因此使 纳米晶颗粒粒径分布较窄。这正是此方法的特点。
缺点是原料价格较高．且对设备要求高。用
该方法可将二甲基二氯硅烷-氯系统或六甲基
纳米复合材料的制备方法
纳米复合材料的制备方法纳米复合材料啊，听起来就像是科幻电影里的高科技道具，其实不然，它是一种在日常生活中应用广泛的材料。
你想想，我们身边的许多东西都可能用到了这种神奇的材料哦！咱们得了解一下这玩意到底是什么。
简单来说，纳米复合材料就是通过把不同的小小的材料混合在一起，比如说纳米颗粒，然后加上主材料，比如塑料或者金属，搞出来一种新的材料。
这种材料呢，有时候比原来的东西更轻更坚固，有时候还能增加一些特殊的功能，比如防水啊、抗菌啊，啥的都有可能。
要造这种材料可不是一件容易的事，得讲究方法。
首先得有个好点子，决定你要加啥纳米颗粒，再看看主材料是啥，然后开始大干一场。
得精确地控制这些纳米颗粒的大小和分布，要不然就像做饭时放料不均匀，吃起来咋也不过瘾对吧？其实这事跟炒菜有点像，火候得掌握好，要不然就全毁了。
科学家们用各种先进的设备和技术，比如高科技显微镜，来帮助他们看清楚这些小家伙，确保它们都混得好好的。
有点像打游戏时候的精准操作，得把握好每一个细节。
再说说加工过程，那也是个技术活。
有些材料得在特定的温度和压力下处理，才能确保最后的材料不变味儿。
就像做面食，揉面得用心，发面得靠谱，才能吃出好味道。
工艺得精益求精，不能马虎，不然做出来的材料可就不靠谱了。
说到用处嘛，这纳米复合材料可真是个多才多艺的家伙。
想象一下，你的手机屏幕为啥那么薄而且又不容易碎？那可多亏了它们的好戏，用了纳米复合材料，轻巧又结实。
汽车的零件也经常用它们来加强，这样一来，咱开车的时候就能更放心，不用老是担心哪里坏了。
别说还有医药领域呢，这些材料也能帮大忙。
有些药物要靠它们的“运输服务”才能准确地送到病人身上，效果才好。
真是万能的小东西啊，啥都能帮忙搞定。
当然了，别忘了环保问题。
现在弄这些材料的时候，科学家们也开始考虑到怎么能减少对环境的影响。
毕竟，地球咱得好好爱护，不能因为弄点新材料就把大家都搞得灰头土脸。
纳米复合材料，就像是科技和传统工艺的结合体，一点儿也不难懂，但要玩好它，得多动动脑筋，多下工夫。
材料的纳米复合材料和纳米增强材料
材料的纳米复合材料和纳米增强材料材料科学与工程领域的研究和发展在近年来取得了突破性进展。
其中，纳米技术被广泛应用于制备纳米复合材料和纳米增强材料。
这些具有独特性能和应用前景的材料引起了人们的广泛关注。
本文将探讨纳米复合材料和纳米增强材料的定义、制备方法、性能以及应用领域。
1.纳米复合材料的定义与制备方法纳米复合材料是由两种或两种以上的材料组成的，其中至少有一种材料的颗粒尺寸在纳米级别（10^-9m）范围内。
纳米复合材料的制备方法多种多样，常见的包括物理混合法、溶胶-凝胶法、湿化学法和机械合金化法等。
物理混合法通过简单的机械混合将纳米颗粒与基体材料混合在一起；溶胶-凝胶法通过溶胶的形式将纳米颗粒分散到基体材料中，并通过热处理使其形成凝胶；湿化学法通过化学反应将纳米颗粒与基体材料结合在一起；机械合金化法则通过机械力将纳米颗粒与基体材料共同加工。
2.纳米复合材料的性能纳米复合材料由于纳米颗粒的加入，在性能上表现出了很多独特的特点。
首先，纳米颗粒具有高比表面积，使得纳米复合材料在增加界面接触面积的同时，还能提升化学反应速率。
其次，纳米颗粒的尺寸效应和量子效应使得纳米复合材料的力学性能、导电性能和磁性等方面发生显著改变。
此外，纳米颗粒的分散性和增强作用能够有效控制材料的形貌结构和性能表现，从而使纳米复合材料在多个领域具备广泛的应用潜力。
3.纳米增强材料的定义与制备方法纳米增强材料是指将纳米颗粒嵌入到基体材料中，以提升基体材料的性能。
与纳米复合材料相比，纳米增强材料更加注重强化基体材料的力学性能。
制备纳米增强材料的方法多种多样，常见的有沉积法、浸渍法、热压法和等离子体增强法等。
沉积法通过溶液沉积或气相沉积的方式将纳米颗粒定向生长在基体材料上；浸渍法通过将基体材料浸渍到纳米颗粒的溶液中，使纳米颗粒嵌入到基体材料中；热压法通过加热和压制将纳米颗粒与基体材料烧结在一起；等离子体增强法则是利用等离子体激发纳米颗粒与基体材料之间的相互作用以增强材料性能。
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不连续增强相金属基复合材料的制备工艺
铝合金—固态、液态、原位生长、喷射成型法 颗粒 晶须 短纤维 镁合金—液态法 钛合金—固态、液态法、原位生长法 高温合金—原位生长法 金属间化合物—粉末冶金、原位生长法
1. 固相法:粉末冶金法 纳米增强体+基体金属粉
封装 除气 热等静压
冷等静压
烧结
热挤压 机加工
b 晶界型
c 晶内/晶界混合型
d 纳米/纳米型
二、陶瓷基纳米复合材料的制备
热压烧结 反应烧结 微波烧结
浆体法 液态浸渍法 溶胶-凝胶法 聚合物热解法 化学气相沉积（CVD）
固相法
陶瓷基纳米 材料的制备
液相法
气相法 原位复合法
化学气相浸渍法（CVI）
陶瓷基复合材料的力 – 位移曲线
不同金属、陶瓷基体和陶瓷基复合材料的断裂韧性比较
因此，由纤维增强的复合材料均表现出明显的各向
异性特征。
当韧性金属基体用高强度脆性纤维增强时，基体 的屈服和塑性流动是复合材料性能的主要特征，但纤 维对复合材料弹性模量的增强具有相当大的作用。
7.6 聚合物/聚合物纳米复合材料
聚合物/聚合物纳米复合材料由聚合物纤维复合材 料发展而来，是由两种聚合物形成的纳米复合材料。 特点：一种聚合物以刚性棒状分子形式（10nm左右） 分散在另一种柔性的聚合物基体中起拉强增韧作用。 分类：分子复合纳米聚合物材料 原位复合纳米有机材料 聚合物微纤/聚合物纳米复合材料
SiC/Si3N4
2.1.4 液态浸渍法 用此方法制备陶瓷基复合材料，化学反应、熔
ห้องสมุดไป่ตู้
体粘度、熔体对增强材料的浸润性是首要考虑的问
题，这些因素直接影响着材料的性能。陶瓷熔体可 通过毛细作用渗入增强剂预制体的孔隙。施加压力 或抽真空将有利于浸渍过程。
液态浸渍法制备陶瓷基复合材料示意图
2.1.5 直接氧化法 ——熔融金属直接与氧化剂发生氧化反应
处理。包括C、SiC、BN、ZrO2 和SnO2等。纤维表
面涂层处理对纤维还可起到保护作用。纤维表面双 层涂层处理是最常用的方法。其中里面的涂层以达 到键接及滑移的要求，而外部涂层在较高温度下防 止纤维机械性能降解。
四、纳米复合陶瓷的作用机制
1、显微结构
晶粒细化 在微米级陶瓷基体中加入纳米颗粒可以抑制基体晶粒 的长大。
钛比任何其它的结构材料具有更高的比强度。此外， 钛在中温时比铝合金能更好地保持其强度。 对飞机结构来说，当速度从亚音速提高到超音速时， 钛比铝合金显示出了更大的优越性。随着速度的进一步加 快，还需要改变飞机的结构设计，采用更细长的机冀和其 它冀型，为此需要高刚度的材料，而纤维增强钛恰可满足 这种对材料刚度的要求。
b. 陶瓷粉+聚合物先驱体均匀混合模压成型 热解
(2)原位复合法
利用化学反应生成增强组元-晶须或高长径比
晶体来增强陶瓷基体的工艺称为原位复合法。其关 键是在陶瓷基体中均匀加入可生成晶须的元素或化 合物，控制其生长条件使在基体致密化过程中在原 位同时生长出晶须；或控制烧结工艺，在陶瓷液相
烧结时生长高长径比的晶相，最终形成陶瓷基复合
按部件形状制备增强体预制体，将隔板放在其
表面上以阻止基体材料的生长。熔化的金属在氧气 的作用下发生直接氧化反应形成所需的反应产物。 由于在氧化产物中的空隙管道的液吸作用 ，熔化金 属会连续不断地供给到生长前沿。
Al + 空气 Al2O3
Al + 氮气 AlN
直接氧化法制备陶瓷基复合材料示意图
由于薄片增强的强度不如纤维增强相高，因此层状
结构复合材料的强度受到了限制。
然而，在增强平面的各个方向上，薄片增强物对强
度和模量都有增强效果，这与纤维单向增强的复合材料
相比具有明显的优越性。
(3)纤维增强复合材料
金属基复合材料中的纤维根据其长度的不同可分
为长纤维、短纤维和晶须，它们均属于一维增强体。
分子复合纳米聚合物材料 用刚性高分子链式微纤作为增强剂，将其均匀地分散在柔性高分 子基体中，分散程度接近分子水平，得到高模量、高强度的聚合 物/聚合物复合材料。 具有纳米嵌段结构，增强剂以分子分散的形式存在于基体中。 一般使用熔融共混和溶液共混两种原位复合方法。如聚合物/液晶 纳米复合材料。 原位复合纳米有机材料 原位结晶和原位聚合。 聚合物微纤/聚合物纳米复合材料 将纳米级尺寸微孔的聚合物浸入到另一种单体的氧化剂中，是 单体溶胀于纳米微孔中，用一定的引发剂或一定的聚合方法是单 体在微孔中形成微纤或中空的纳米管，从而形成增强的纳米级聚 合物微纤/聚合物复合材料。
2、晶内韧化机理
晶内型结构导致纳米化效应 晶内型纳米相 的韧化机理的 体现 诱发穿晶断裂 纳米粒子使裂纹二次偏转或被钉扎
四、纳米复合陶瓷的作用机制
3、晶间强韧化机理
①主晶界被纳米粒子局部强化
晶间型结构 强韧化机理
②晶界纳米粒子使裂纹二次偏转或被 钉扎
③晶间纳米粒子形成有利的应力分布
随着高技术的不断出现，人们对纳米陶 瓷寄予很大希望 ，纳米陶瓷研究已成为陶 瓷复合材料研究的热点，纳米弥散技术也已 成为改善传统陶瓷材料的室温和高温性能的 一个重要方向。
的复合材料。
(2)溶胶–凝胶法也可以采用浆体浸渍法制备增强相预制体
2.1.7 化学气相沉积法（CVD）
是以气态物质为原料，在高温下发生热分解或 化学反应合成材料的一种方法。 A(g) →B(s)+C(g) 例如：CH3SiCl3(g) →SiO2(s)+3HCl (g) 或： A(g) + B(g) → C(s)＋D(g) 例如：SiCl4(g) ＋O2 (g) → SiO2(s)+Cl2(g)
热等静压、超塑性成型 / 扩散结合、模压。 2）液态法：液态浸渗、真空压铸、反压铸造、 半固态铸造。 3）喷射成型法：等离子喷涂成型、喷射成型。
4）原位生长法。
连续增强相金属基复合材料的制备工艺
铝合金——固态、液态法
碳纤维 镁合金—— 固态、液态法 硼纤维
钛合金—— 固态法
SiC纤维 高温合金——固态法 氧化铝纤维 金属间化合物——固态法
整体陶瓷 材料 Al203 断裂韧性 2.7～4.2 ZrO2/Al203 6.5～15 SiC/ Al203 8～10 铝 33～44 钢 44～66 颗粒增韧 晶须增韧 金 属
2.1 陶瓷基复合材料的制备工艺
2.1.1 粉末冶金法 工艺流程：
原料（陶瓷粉末、增强剂、粘结剂和助烧剂）
均匀混合（球磨、超声等） 冷压成形 （热压）烧结 适用于颗粒、晶须和短纤维增韧陶瓷基复合材料。
微米晶粒的潜在纳米化效应
亚晶界或微裂纹的存在时晶体晶粒处于一种潜在分化 状态，即“纳米化效应”。 纳米颗粒对基体晶粒形状的影响 对某些纳米复合陶瓷，纳米颗粒的存在促使基体晶粒 呈细长的棒状生长，可使裂纹偏转和裂纹桥接机理发挥作 用，增加裂纹路径，吸收更多的能量，从而提高材料韧性。
四、纳米复合陶瓷的作用机制
陶瓷基复合材料的界面一方面应强到足以传递 轴向载荷并具有高的横向强度；另一方面要弱到足 以沿界面发生横向裂纹及裂纹偏转直到纤维的拔出。
2.2.3 界面性能的改善
为了获得最佳界面结合强度，希望避免界面化 学反应或尽量降低界面的化学反应程度和范围。实 际当中除选择增强剂和基体在制备和材料服役期间 能形成热动力学稳定的界面外，就是纤维表面涂层
钛基复合材料中最常用的增强体是硼纤维，这是
由于钛与硼的热膨胀系数比较接近，如下表所示。
基体和增强体的热膨胀系数
2. 按增强体分类
(1)颗粒增强复合材料 (2)层状复合材料 (3)纤维增强复合材料
(1)颗粒增强复合材料
这里的颗粒增强复合材料是指弥散的硬质增强
相的体积超过20％的复合材料，而不包括那种弥散
(2) 层状复合材料
这种复合材料是指在韧性和成型性较好的金属基 体材料中，含有重复排列的高强度、高模量片层状增强 物的复合材料。
层状复合材料的强度和大尺寸增强物的性能比较 接近，而与晶须或纤维类小尺寸增强物的性能差别较 大。 因为增强薄片在二维方向上的尺寸相当于结构件 的大小，因此增强物中的缺陷可以成为长度和构件相 同的裂纹的核心。
1．按基体分类
(1)铝基复合材料（450 ℃ ）
(2)镍基复合树树（1200 ℃ ） (3)钛基复合材料（650 ℃ ）
(1) 铝基复合材料
这是在金属基复合材料中应用得最广的一种。由 于铝的基体为面心立方结构，因此具有良好的塑性和 韧性，再加之它所具有的易加工性、工程可靠性及价
格低廉等优点，为其在工程上应用创造了有利的条件。
用此方法制备陶瓷基复合材料，除基体材料几
乎无收缩外，还具有以下优点： （1）增强剂的体积比可以相当大； （2）陶瓷基体几乎无收缩； （3）大多数陶瓷基复合材料的反应烧结温度低于
陶瓷的烧结温度，因此可避免纤维的损伤。
此方法最大的缺点是高气孔率难以避免。
基 复 合 材 料 工 艺 流 程 图
反 应 烧 结 法 制 备
7.4
金属基纳米复合材料
金属基纳米复合材料是以金属及合金为基体，与 一种或几种金属或非金属纳米级增强体结合的复 合材料，因兼有金属和纳米相而具有独特的结构 特征和物理、化学及力学性能，成为一种新兴的 纳米复合材料和新型金属功能材料。
一、金属基复合材料制备工艺的分类：
1）固态法：粉末冶金法、真空热压扩散结合、
第七章 纳米复合材料
7.1 复合纳米材料的分类
金属基纳米复合材料
按基体种类分
陶瓷基纳米复合材料
高分子基纳米复合材料
晶内型 晶间型
按复合方式分
晶内-晶间混合型 纳米-纳米型
7.3
陶瓷基纳米复合材料
分类:根据弥散相的不同和基体尺寸可分为晶内型、 晶界型、晶内/晶界混合型、纳米/纳米型。