当前课程知识点:材料学概论 > 第6讲 粉体及纳米材料 > 6.4 纳米材料 > 6.4.2 “纳米”就在我们身旁
纳米材料它的关键在于
合成和组装
关键在合成和组装
合成一个什么样的材料
怎么组装起来的
根据你的要求
是强化作用
还是功能作用
还是高比表面积
还是分散与包装等等这些
都是合成与组装
是非常重要的
它们怎么说是重要
可以在纳米级范围之内
进行合成和组装
按照你的要求
比方举例子
由低维纳米结构单元
构筑纳米复合材料
一维到零维的
一维到一维的
零维到零维的
零维 壳核
壳核组织
壳核组织
中间是个纳米的
外边组织一个壳儿
可以零维到零维
把中间颗粒变大
外边再包覆上好多纳米的颗粒
可以一维到一维
组成一维线
然后再组成 支撑什么东西
这为创造了很好的条件
我刚才讲了纳米材料的核心
在于合成和组装
是在材料上
至于纳米技术
平常用的很多
纳米技术也是这样
是top down buttom up
这都可以实现纳米
比方说我举例子来讲
在半导体器件当中
无论是微细加工 光刻
刻蚀好多都是用的纳米材料
我们知道
现在半导体材料
都向微细化方向发展
1990年的七百纳米
2000年的一百三十纳米
到2011年的四十五纳米
到今天的到二十纳米上下
二十纳米上下
它为什么老往下小
为什么老往下小
追求细
追求精细
是这个道理
它物理尺寸长宽
比如说降到k分之一
它的电压降到k分之一
它的面积
就到k平方分之一
延迟时间也可以k分之一
功耗也是k平方分之一
随着变小
面积k平方分之一
关键它的功耗
变为原来的K平方分之一
这当然是非常好了
当然变得精细化
还有一个经济效益
在什么地方
每单位贮存
每存储单元的价钱是不断的降低
不断的降低 不断的降低
利润 无限的追求
因此它会越来越小
比方说变到了四十五纳米
四十五纳米相当于什么
相当于117个硅原子的长度
栅长 到了四十五纳米
就变得这么精细
还有纳米材料
太阳能电池也是这样
这也是在纳米起作用的
我们知道自然的光合作用
是什么
是阳光加水
加二氧化碳
变成能量
变成营养
还放出氧气来
对于缓解自然环境
改善自然环境
保持平衡
有无限的作用
我们太阳能
是把太阳光变成能量
色素增感太阳能电池
叫做染料敏化太阳能电池
也是纳米在起作用
光线射到那个染料敏化分子上
会产生电子
电子给二氧化钛
二氧化钛再把电子输出
是这么个过程
是这么个过程
所以色素分子
是非常小的
它是在包覆在
二氧化钛颗粒表面
真正吸光的是谁
是色素分子
是染料敏化分子
它产生的电子给了二氧化钛
把剩下的离子传给谁
传给碘去
它是这么个过程
这么个过程
当然它也是个接力赛了
电子在外边走
它要做功
那内部电通路是什么
是离子
所有电池都是这样
那电池来讲
外部做功的总是电子
那电子跑了
它必须得有个通路
用离子
离子谁提供
水溶液 有机溶液
超离子导体
不都是
都是一样的
道理都是一样的
但是对染料敏化太阳电池
它是染料敏化分子
有个纳米材料在起作用
二氧化钛也是个纳米材料
在起作用
-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准
-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准--作业
-1.2 材料的作用
--1.2.7 “制造材料者制造技术”,材料可以“以不变应万变”
-1.2 材料的作用--作业
-1.3 材料科学与工程四面体
-1.3 材料科学与工程四面体--作业
-1.4 材料与创新
--1.4.2 “9.11事件”世贸大厦垮塌和“3.11大地震”福岛核事故都涉 及材料
-1.4 材料与创新--作业
-本讲作业--作业
-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布
--2.1.3 原子的核外电子排布(1)——量子数和电子轨道
--2.1.4 原子的核外电子排布(2)——电子排布的三个准则
-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布--作业
-2.2 元素周期表反映元素的规律性
--2.2.1 核外电子排布的应用(1)——碳的sp3、sp2、sp杂化
--2.2.2 核外电子排布的应用(2)——四面体键的奇妙之处
--2.2.3 核外电子排布的应用(3)——电子授受及元素氧化数变化
--2.2.4 核外电子排布的应用(4)——过渡族元素和难熔金属
-2.2 元素周期表反映元素的规律性--作业
-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素
-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素--作业
-本讲作业--作业
-3.1 材料性能与组织结构的关系
-3.1 材料性能与组织结构的关系--作业
-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体
-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体--作业
-本讲作业--作业
-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢
-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢--作业
-4.2 金属材料的组织结构
-4.2 金属材料的组织结构--作业
-4.3 铸锭及其组织
-4.3 铸锭及其组织--作业
-本讲作业--作业
-5.1 金属材料的加工
-5.1 金属材料的加工--作业
-5.2 钢材的热处理
--5.2.4 钢的淬火(quenching)(1)——加热和急冷的选择
--5.2.5 钢的淬火(quenching)(2)——增加淬透性和防止淬火开裂
-5.2 钢材的热处理--作业
-5.3 钢的强化机制
--5.3.6 合金钢(2)——高速钢、不锈钢、弹簧钢和轴承钢
-5.3 钢的强化机制--作业
-本讲作业--作业
-6.1 粉体材料的性能
--6.1.1 粉体及其特殊性能(1)——小粒径和高比表面积
--6.1.2 粉体及其特殊性能(2)——易流动性和高分散性
--6.1.3 粉体及其特殊性能(3)——低熔点和高化学活性
--6.1.4 粉体的特性及测定(1)——粒径和粒径分布的测定
--6.1.5 粉体的特性及测定(2)——密度及比表面积的测定
--6.1.6 粉体的特性及测定(3)——折射率和附着力的测定
-6.1 粉体材料的性能--作业
-6.2 粉体的加工与处理
-6.2 粉体的加工与处理--作业
-6.3 粉体的应用
--6.3.3 粉体精细化技术——粒度精细化及粒子形状的改善
-6.3 粉体的应用--作业
-6.4 纳米材料
-6.4 纳米材料--作业
-本讲作业--作业
-7.1 陶瓷材料的定义和分类
-7.1 陶瓷材料的定义和分类--作业
-7.2 坯体成型
--7.2.2 陶瓷成型工艺(1)——旋转制坯成型和注浆成型
--7.2.3 陶瓷成型工艺(2)——干压成型、热压注成型和等静压成型
--7.2.4 陶瓷成型工艺(3)——挤压成型、注射成型和流延成型
-7.2 坯体成型--作业
-7.3 陶瓷烧结
-7.3 陶瓷烧结--作业
-7.4 陶瓷材料的结构
-7.4 陶瓷材料的结构--作业
-7.5 结构陶瓷
--7.5.1 结构陶瓷及应用(1)——Al2O3和Zr02
--7.5.2 结构陶瓷及应用(2)——TiO2、BeO和AlN
-7.5 结构陶瓷--作业
-7.6 功能陶瓷
--7.6.4 功能陶瓷及应用(3)——微波器件、传感器和超声波马达
-7.6 功能陶瓷--作业
-本讲练习--作业
-8.1 玻璃的发展简史
-8.2 玻璃的定义和特征
-8.3 玻璃的加工
-8.1-8.3 小节练习--作业
-8.4 建筑及高铁用玻璃
--8.4 建筑及高铁用玻璃--作业
-8.5 高技术玻璃
-8.5 高技术玻璃--作业
-本讲练习--作业
-9.1 何谓高分子和聚合物
-9.1 何谓高分子和聚合物--作业
-9.2 聚合物的合成
-9.2 聚合物的合成--作业
-9.3 从结构层次看聚合物
-9.3 从结构层次看聚合物--作业
-本讲练习--作业
-10.1 高分子材料性能与加工
--10.1.8 聚合物的成形加工及设备(1)——压缩模塑和传递模塑
--10.1.9 聚合物的成形加工及设备(2)——挤出成型和射出成型
--10.1.10 聚合物的成形加工及设备(3)——塑料薄膜和纤维丝制造
-10.1 高分子材料性能与加工--作业
-10.2 胶粘剂和涂料
-10.2 胶粘剂和涂料--作业
-本讲练习--作业
-11.1 复合材料的定义和分类
-11.1 复合材料的定义和分类--作业
-11.2 增强材料和基体材料
-11.2 增强材料和基体材料--作业
-11.3 复合材料的应用
-11.4 天然复合材料
-11.5 生物材料
-11.3-11.5 节练习--作业
-本讲练习--作业
-12.1 磁性的来源
--12.1.2 过渡金属元素3d壳层的电子结构与其磁性的关系
-12.1 磁性的来源--作业
-12.2 磁性材料的分类
-12.2 磁性材料的分类--作业
-12.3 磁畴和磁滞回线
-12.3 磁畴和磁滞回线--作业
-12.4 软磁材料与硬磁材料
-12.4 软磁材料与硬磁材料--作业
-本讲练习--作业
-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件
-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件--作业
-13.2 薄膜制备——PVD法
-13.2 薄膜制备——PVD法--作业
-13.3 薄膜制备——CVD法
-13.3 薄膜制备——CVD法--作业
-13.4 薄膜的加工
--13.4.2 反应离子刻蚀(RIE)和反应离子束刻蚀(RIBE)
-13.4 薄膜的加工--作业
-13.5 薄膜材料的应用
-13.5 薄膜材料的应用--作业
-本讲作业--作业