第2讲纳米化学 射线离心沉降法(测量范围001~5μm),气体吸附法(0.01~10μm)、X射 线小角散射法(0001~0.2um)、激光散射法(0002~2um) 5.纳來材料的应用 51在陶瓷领域的应用 纳米陶瓷是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料,也就是其 晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布,缺陷尺寸等都是在纳米量级的水平上 所以许多纳米陶瓷在室温下就可发生塑性变形。纳米晶TO2在180℃时的塑 性变形率可达100%,带预裂纹的试样在180℃弯曲时不发生裂纹扩展。纳米 陶瓷塑性高,烧结温度低,但仍具有类似于普通陶瓷的硬度。这些特征提供 了在常温和次高温下加工纳米陶瓷的可能性。纳米陶瓷复合材料通过有效的 分散、复合而使异质相纳米颗粒均匀弥散地保留于陶瓷基质结构中,这大大 改善了陶瓷材料强韧性和高温力学性能。虽然目前纳米陶瓷还有许多关键的 J题需要解决,但其优良的室温力学性能、抗弯强度、断裂韧性使其在切削 刀具、轴承、汽车发动机部件等诸多方面都有了广泛的应用,并在许多超高 温、强腐蚀等苛刻的环境下起着其它材料不可替代的作用,具有广阔的应用 前景 52在电子领域的应用 纳米电子学是纳米技术的重要组成部分,其主要的思想是基于纳米粒子 的量子效应来设计并制备纳米量子器件,它包括纳米有序(无序)排列体系 纳米微粒与微孔固体组装体系、纳米超结构组装体系。开发单电子晶体管是 其中一项重要的应用,电子晶体管只要控制一个电子的行为即可完成特定的 功能,可使功耗降低到原来的1/100,从根本上解决了日益严重的集成电路功 耗问题。 量子器件不单纯通过控制电子数目的多少,而主要是通过控制电子波动 的相位来实现一种功能,具有更高的响应速度和更低的功耗,而且集成度大第 2 讲 纳米化学 ·305· 射线离心沉降法 (测量范围 0.01～5μｍ)，气体吸附法(0.01～10μｍ )、Ｘ射 线小角散射法 (0.001～0.2μｍ)、激光散射法 (0.002～2μｍ)。 5. 纳米材料的应用 5.1 在陶瓷领域的应用 纳米陶瓷是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料，也就是其 晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布，缺陷尺寸等都是在纳米量级的水平上。 所以许多纳米陶瓷在室温下就可发生塑性变形。纳米晶 TiO2 在 180℃时的塑 性变形率可达 100%，带预裂纹的试样在 180℃弯曲时不发生裂纹扩展。纳米 陶瓷塑性高，烧结温度低，但仍具有类似于普通陶瓷的硬度。这些特征提供 了在常温和次高温下加工纳米陶瓷的可能性。纳米陶瓷复合材料通过有效的 分散、复合而使异质相纳米颗粒均匀弥散地保留于陶瓷基质结构中，这大大 改善了陶瓷材料强韧性和高温力学性能。虽然目前纳米陶瓷还有许多关键的 问题需要解决，但其优良的室温力学性能、抗弯强度、断裂韧性使其在切削 刀具、轴承、汽车发动机部件等诸多方面都有了广泛的应用，并在许多超高 温、强腐蚀等苛刻的环境下起着其它材料不可替代的作用，具有广阔的应用 前景。 5.2 在电子领域的应用 纳米电子学是纳米技术的重要组成部分，其主要的思想是基于纳米粒子 的量子效应来设计并制备纳米量子器件，它包括纳米有序 (无序 )排列体系、 纳米微粒与微孔固体组装体系、纳米超结构组装体系。开发单电子晶体管是 其中一项重要的应用，电子晶体管只要控制一个电子的行为即可完成特定的 功能 ,可使功耗降低到原来的 1/100 ,从根本上解决了日益严重的集成电路功 耗问题。 量子器件不单纯通过控制电子数目的多少，而主要是通过控制电子波动 的相位来实现一种功能，具有更高的响应速度和更低的功耗，而且集成度大