納米金屬材料：進(jìn)展和挑戰(zhàn)
2022-10-18 10:50
40多年以前，科學(xué)家們就認(rèn)識(shí)到實(shí)際材料中的無序結(jié)構(gòu)是不容忽視的。許多新發(fā)現(xiàn)的物理效應(yīng)，諸如某些相轉(zhuǎn)變、量子尺寸效應(yīng)和有關(guān)的傳輸現(xiàn)象等，只出現(xiàn)在含有缺陷的有序固體中。事實(shí)上，如果多晶體中晶體區(qū)的特征尺度(晶?；蚓М犞睆交虮∧ず穸?達(dá)到某種特征長(zhǎng)度時(shí)(如電子波長(zhǎng)、平均自由程、共格長(zhǎng)度、相關(guān)長(zhǎng)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(shù)、尺度的減小和高密度缺陷控制。有鑒于此，HGleitCr認(rèn)為，如果能夠合成出晶粒尺寸在納米量級(jí)的多晶體，即主要由非共格界面構(gòu)成的材料[例如，由 50%(in vol.)的非共植晶界和 50%(in vol.)的晶體構(gòu)成]，其結(jié)構(gòu)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(qū)域或其它特征長(zhǎng)度在納米量級(jí)范圍(小于 100nn)的材料廣義定義為"納米材料"或"納米結(jié)構(gòu)材料"(nanostructured materials)。由于其獨(dú)特的微結(jié)構(gòu)和奇異性能，納米材料引起了科學(xué)界的極大關(guān)注，成為世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)，其領(lǐng)域涉及物理、化學(xué)、生物、微電子等諸多學(xué)科。目前，廣義的納米材料的主要包括：
1)清潔或涂層表面的金屬、半導(dǎo)體或聚合物薄膜;
2)人造超晶格和量子講結(jié)構(gòu);
3) 功半結(jié)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(jià)鍵或分子組元構(gòu)成的納米復(fù)合材料。
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