eed模型,氮吹儀廠家其臨界位錯圈的 直徑比納米晶粒粒徑還要大,增殖后位錯塞積的平均間距一般比晶粒大,所以在 納米材料中位錯的滑移和增殖不會發(fā)生,此即納米晶強化效應。 用納米級微粉制成的金屬材料,其強度可達到原來材料的2~4倍,硬度比 原來高很多,普通陶瓷是很脆的,但納米陶瓷制品可由脆性變?yōu)榫哂校保? 00%的延 展性,甚至出現(xiàn)超塑性。在納米高分子復合材料中添加少量的納米粒子,可以使 基體樹脂的力學性能得到顯著的提高??朔艘话愕臒o機填料使用量大,且不 能兼顧剛性、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性與韌性同時提高的缺點。 ?。ǎ常┕鈱W性能 納米材料的光學性質研究之一為其線性光學性質。納米材 料的紅外吸收研究是近年來比較活躍的領域,主要集中在納米氧化物、氮化物和 納米半導體材料上,如納米AlOFOSO 23、e23、n2中均觀察到了異常紅外振動吸 收,納米晶粒構成的Si膜的紅外吸收中觀察到了紅外吸收帶隨沉積溫度增加出 現(xiàn)頻移的現(xiàn)象,非晶納米氮化硅中觀察到了頻移和吸收帶的寬化且紅外吸收強 度強烈地依賴于退火溫度等現(xiàn)象。另外,納米材料的吸收光譜藍移(或紅移)也 是其重要的光學性質之一。 納米材料的特有發(fā)光現(xiàn)象也日益引起了人們的注意。如半導體硅是一種間 接帶隙半導體材料,在通常情況下,發(fā)光效率很低,但當硅晶粒尺寸減小到5nm 或更小時,
其能帶結構發(fā)生了變化,帶邊向高能態(tài)遷移,觀察到了很強的可見光 發(fā)射。研究納米晶體Ge的光致發(fā)光時,發(fā)現(xiàn)當Ge晶體的尺寸減小到4nm以 438第十一章 現(xiàn)代化學應用講座 下時,即可產生很強的可見光發(fā)射晶體可能具有直接光躍遷的性質。 納米材料光學性質研究的另一個方面為非線性光學效應。納米材料由于自 身的特性,光激發(fā)引發(fā)的吸收變化一般可分為兩大部分:由光激發(fā)引起的自由電 子空穴對所產生的快速非線性部分;受陷阱作用的載流子的慢速非線性過程。 其中研究最深入的為CdS納米微粒。由于能帶結構的變化,納米晶體中載流子 的遷移、躍遷和復合過程均呈現(xiàn)與常規(guī)材料不同的規(guī)律,因而其具有不同的非線 性光學效應。 ?。ǎ矗┐艑W性能 納米磁性材料的特性不同于常規(guī)的磁性材料,其原因是由 于與磁相關的特征物理長度恰好處于納米量級。例如,磁單疇尺寸,超順磁性臨 界尺寸,交換作用長度,以及電子平均自由路程等大致處于1~100nm量級,當 磁性體的尺寸與這些特征物理長度相當時,就會呈現(xiàn)反常的磁學性質。 當晶粒尺寸減小到納米級時,晶粒之間的鐵磁相互作用開始對材料的宏觀 磁性有重要的影響。納米顆粒由于尺寸超細,一般為單疇顆粒,其技術磁化過程 由晶粒的磁各向異性和晶粒間的磁相互作用所決定。納米晶粒的磁各向異性與 晶粒的形狀、晶體結構、內應力以及晶粒表面的原子有關,與粗晶粒材料有著顯 著的區(qū)別,表現(xiàn)出明顯的小尺寸效應。 ?。ǎ担╇妼W性能 由于納米材料晶界上原子體積分數(shù)增大,納米材料的電阻 高于同類粗晶材料,甚至發(fā)生尺寸誘導,金屬向絕緣體轉變,在磁場中材料電阻 的減小非常明顯。電學性能發(fā)生奇異的變化,是由于電子在