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浅谈纳米晶体材料 张婉滢 东吴商学院 国际经济与贸易摘 要： 纳米晶体材料具有许多优异的性能，诸如扩散和结烧、力学、陶瓷和金属间化合物的延展性、电学、热膨胀、光学、磁学、催化和腐蚀行为等，均优于常规多晶材料。近年来，不少国内外研究者对纳米晶体材料进行了深入的研究。本文主要以纳米晶体材料的分类展开，具体介绍不同分类中的代表，最后分析纳米晶体材料在生物、国防等不同领域的应用以及发展前景。关键词：纳米晶体材料 分类 制备 性质 应用 研究展望引言纳米晶体材料是指由极细晶粒组成，特征维度尺寸在纳米量级（1~100nm）的固态材料。由于极细的晶粒，以及大量处于晶界和晶粒内缺陷的中心原子具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等，纳米晶体材料与同组成的微米晶体材料相比，具有高强度、良好的塑性变形能力、高比热等优良的性能，特别是纳米晶体表现出的超塑性行为使得陶瓷材料增韧和改善金属材料的强韧综合性能提供了可能性，由此它们被广泛用于医学、国防和现金纳米陶瓷等领域。所以，纳米晶体材料被誉为“21世纪的新材料”。随着现代技术的高速发展，它的用途将会变得越来越广泛，也因此变成目前国内外研究新功能材料的热点。现如今已有许多技术被用来制备纳米晶体材料，如X-射线衍射分析、扫描隧道电子显微镜（STM）、透射电子显微术（TEM）、场离子显微术、电子探针等技术。二、分类纳米晶体材料包括晶体、赝晶体、无定性金属、陶瓷和化合物，根据不同的结构, 纳米微晶材料可分为 4 类：零维纳米晶体，即纳米尺寸超维粒子，如图①所示，例：团簇、人造原子、纳米微粒；一维纳米晶体，即在一维方向上晶粒尺寸在纳米量级，如纳米厚度的薄膜或层片结构，如图②所示，例：纳米线、/cpro/ui/uijs.php?adclass=0app_id=0c=newscf=1001ch=0di=8fv=20is_app=0jk=353a099292766768k=%C4%C9%C3%D7%B9%DCk0=%C4%C9%C3%D7%B9%DCkdi0=0luki=3mcpm=0n=10p=baiduq=baidusiteerror_cprrb=0rs=1seller_id=1sid=6867769292093a35ssp2=1stid=9t=tpclicked3_hctd=1615258tu=u1615258u=http%3A%2F%2Femuch%2Enet%2Fhtml%2F201110%2F3662747%2Ehtmlurlid=0纳米管、纳米棒、/cpro/ui/uijs.php?adclass=0app_id=0c=newscf=1001ch=0di=8fv=20is_app=0jk=353a099292766768k=%C4%C9%C3%D7%CF%CB%CE%ACk0=%C4%C9%C3%D7%CF%CB%CE%ACkdi0=0luki=2mcpm=0n=10p=baiduq=baidusiteerror_cprrb=0rs=1seller_id=1sid=6867769292093a35ssp2=1stid=9t=tpclicked3_hctd=1615258tu=u1615258u=http%3A%2F%2Femuch%2Enet%2Fhtml%2F201110%2F3662747%2Ehtmlurlid=0纳米纤维；二维纳米晶体，及在二维方向上晶粒尺寸在纳米量级，如直径在纳米量级的线状结构，如图 ③，例：纳米带、超/cpro/ui/uijs.php?adclass=0app_id=0c=newscf=1001ch=0di=8fv=20is_app=0jk=353a099292766768k=%B1%A1%C4%A4k0=%B1%A1%C4%A4kdi0=0luki=4mcpm=0n=10p=baiduq=baidusiteerror_cprrb=0rs=1seller_id=1sid=6867769292093a35ssp2=1stid=9t=tpclicked3_hctd=1615258tu=u1615258u=http%3A%2F%2Femuch%2Enet%2Fhtml%2F201110%2F3662747%2Ehtmlurlid=0薄膜、多层膜；三 维 纳 米 晶 体，指 晶 粒 在 三 维 方 向 上 均 为 纳 米 尺 寸，如 图 ④，一 般 所 说 的 纳 米 晶 体 材 料 即 为 三维纳米晶体材料。 图1 图2 图3 图4具体内容会在之后举例详细阐释。三、制备方法纳米晶体的制备和合成技术一直是纳米晶体材料研究领域的一个重要方面。目前纳米晶体材料的制备方法主要有：外压力合成（如超细粉冷压法、机械研磨法）、沉积合成法（如各