纳米晶材料纳米材料的特性

当超微米粒子尺寸不断减小，在一定条件下，会引起材料宏观物理、化学、机械等性质上的变化，通常称为小尺寸效应。另外，由于纳米微粒尺寸小，表面能高，这称为纳米微粒的表面效应，它是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比，随着纳米粒子尺寸的减小，而大幅度的增加，于是粒子的表面能和表面张力也随着增加，从而引起纳米粒子的性质变化。由于纳米晶材料组成和结构的特殊性，其性能比传统材料有明显的改善和提高，尤其是具有超硬度、超模量效应等的特殊性。

纳米材料的组成一般分为两种类型：一类是由纳米粒子组成的；；另一类纳米材料是在纳米粒子间有较多的孔隙或无序原子或另一种材料。或者纳米粒子镶嵌在另一种基质材料中，就属于第二类称为复合材料，由于纳米材料在光学电学、催化、敏感等方面具有很多特殊性能，因此得到广阔的应用。

约有200名种方法能制取不同形式的纳米结构材料，最基本的可归纳为以下五种类型:

(1)气相法(如物理或化学气相沉积惰性气体凝聚等)；

(2)液相法(如快速固化、雾化等)；

(3)固相法(如机械研磨、非晶态初始晶化等)；

(4)化学法(如溶胶、凝胶法、沉积法等)；

(5)电化学法(如电沉积法、复合电沉积法、化学镀法等)。

(1)电沉积层具有独特的高密度和低孔隙率，结晶组织取决于电沉积参数。通过控制电流电压、电解液组分和工艺参数，就能精确地控制膜层的厚度、化学组分、晶粒组织、晶粒大小和孔隙率等；

(2)适合于制备纯金属纳米晶膜、合金膜及复合材料膜等各种类型膜层；

(3)电沉积过程，过电势是主要推动力，容易实现、工艺灵活、易转化；

(4)可在常温常压下操作，节约了能源，避免了高温引入的热应力；

(5)电沉积易使沉积原子在单晶基质上外延生长，易得到较好的外延生长层；

(6)有很好的经济性和较高的生产率，初始投资低。 2100433B

电沉积纳米晶的方法与其它方法相比具有许多优点。电沉积纳米晶与普通晶体相比还具有很多优异特性，如耐蚀性、硬度、耐磨性、延展性、电阻、电化学性能以及催化活性等，因而它在科学技术和工业上有着广泛的应用前景。在纳米晶材料研究中主要进行两方面的工作:一是用电沉积法开发新材料，制取高性能、微型、环保型产品；二是改善及取代传统材料，提高及改善产品质量和性能。

总之，纳米技术和纳米晶材料有着极其广泛的应用前景，它将会对21世纪的科学技术和工业的发展带来新的飞跃 。