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        1. 納米金屬材料:進展和挑戰

          2022-10-10 18:35

            40多年以前,科學家們就認識到實際材料中的無序結構是不容忽視的。許多新發現的物理效應,諸如某些相轉變、量子尺寸效應和有關的傳輸現象等,只出現在含有缺陷的有序固體中。事實上,如果多晶體中晶體區的特征尺度(晶?;蚓М犞睆交虮∧ず穸?達到某種特征長度時(如電子波長、平均自由程、共格長度、相關長度等),材料的性能將不僅依賴于晶格原子的交互作用,也受其維數、尺度的減小和高密度缺陷控制。有鑒于此,HGleitCr認為,如果能夠合成出晶粒尺寸在納米量級的多晶體,即主要由非共格界面構成的材料[例如,由 50%(in vol.)的非共植晶界和 50%(in vol.)的晶體構成],其結構將與普通多晶體(晶粒大于lmm)或玻璃(有序度小于2nm)明顯不同,稱之為"納米晶體材料"(nanocrystalline materials)。后來,人們又將晶體區域或其它特征長度在納米量級范圍(小于 100nn)的材料廣義定義為"納米材料"或"納米結構材料"(nanostructured materials)。由于其獨特的微結構和奇異性能,納米材料引起了科學界的極大關注,成為世界范圍內的研究熱點,其領域涉及物理、化學、生物、微電子等諸多學科。目前,廣義的納米材料的主要包括:

            l)清潔或涂層表面的金屬、半導體或聚合物薄膜;

            2)人造超晶格和量子講結構;

            3) 功半結晶聚合物和聚合物混和物;

            4)納米晶體和納米玻璃材料;

            5)金屬鍵、共 價鍵或分子組元構成的納米復合材料。

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