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纳米材料的分类-三维纳米材料

来源:https://www.xiutupi.com 发布时间:2021-10-07热度:

三维纳米材料

三维纳米材料是由颗粒或晶粒尺寸为1—100 nm的粒子凝聚而成的三维块体材料,SiC/BN纳米晶陶瓷的微观组织。
纳米固体材料的基本构成是纳米微粒加上它们之间的界面。由于纳米粒子尺寸小,界面所占体积分数几乎可与纳米微粒所占体积分数相比拟。
因此,纳米固体材料的界面不能简单地看成是一种缺陷,它已成为纳米固体材料基本构成之一,对其性能起着举足轻重的作用。

采用TEM和XRD等技术对纳米固体材料的结构进行研究。
结果表明:纳米晶体材料是由晶粒组元和晶界组元组成的,所有原子都位于晶粒的格点上;
纳米非晶体材料由非晶组元和界面组元组成;纳米淮晶体材料由准晶组元和界面组元组成。
晶粒组元、非晶组元和准晶组元统称为颗粒组元,晶界组元和界面组元统称为界面组元。
界面组元具有原于密度降低、最近邻原于配位数变化的特点。
非晶体界面部分的平均原于密度比同成分的晶体少10%一30%,而典型的非晶体密度为同成分晶体密度的96%一98%。
也就是说,晶体界面密度的减少是非晶体密度减少的5—10倍。
同时,晶界的原于间距差别也较大,从而导致最近邻原子配位数的变化。

纳米晶体界面的原子结构取决于相邻晶粒的相对取向以及晶界的倾角。
如果晶粒的取向是随机的,晶界将具有不同的原子结构,这些结构可由不同的原子间距区分。
界面组元是所有界面结构的组合。
如果所有界面的原子间距各不相同,则这些界面的平均厚度将导致各种可能的原子间距取值。
因此,可以认为界面组元的微观结构与长程有序的晶态不同,也与短程有序的非晶态不同,它是一种新型的结构。
此外,纳米非晶体的结构与纳米晶体不同,它的颗粒组元是短程有序的非晶态,界面组元内的原子排列更混乱,是一种无序程度更高的纳米材料。

纳米材料结构中,平移周期遭到很大破坏,界面原子排列比较混乱,界面中的原子配位不全使缺陷增加。
另外,纳米粉体压成块体后,晶格常数会发生变化,从而造成缺陷增加。
这就是说,纳米材料实际上是缺陷密度十分高的一种材料。

纳米材料的分类-三维纳米材料第1张图

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