有關(guān)納米薄膜材料的論文

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1、有關(guān)納米薄膜材料的論文摘??要?：由于自己掌握的知識(shí)有限，因此，我根據(jù)自己查找的資料主要從納米薄膜材料的分類(lèi)、特性、制備方法、應(yīng)用四個(gè)方面簡(jiǎn)單的介紹一下納米薄膜材料。納米薄膜材料是一種新型材料，指由尺寸為納米數(shù)量級(jí)(1~100nm)的組元鑲嵌于基體所形成的薄膜材料，它兼具傳統(tǒng)復(fù)合材料和現(xiàn)代納米材料二者的優(yōu)越性，由于其特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使其作為功能材料有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。納米薄膜可以改善一些機(jī)械零部件的表面性能，以減少振動(dòng)，降低噪聲，減小摩擦，延長(zhǎng)壽命。這些薄膜在刀具、微機(jī)械、微電子領(lǐng)域作為耐磨、耐腐蝕涂層及其它功能涂層獲得重要應(yīng)用。目前，科研人員已從單一材料的納米薄膜轉(zhuǎn)向納米復(fù)

2、合薄膜的研究，薄膜的厚度也由數(shù)微米發(fā)展到數(shù)納米的超薄膜。同時(shí)，納米薄膜的表面微觀結(jié)構(gòu)，納米薄膜對(duì)敏化電池光電效率的影響及結(jié)晶機(jī)制與薄膜對(duì)電磁波屏蔽特性的影響都有至關(guān)重要的科學(xué)貢獻(xiàn)。關(guān)鍵詞：納米薄膜??特性制備方法應(yīng)用正文：一、納米薄膜材料的分類(lèi)（1）按結(jié)構(gòu)分類(lèi)納米薄膜是指二維的納米固體，納米薄膜具有納米結(jié)構(gòu)的特殊性質(zhì)，目前可以分為兩類(lèi)：納米粒子組成的薄膜和納米微粒間有較多的孔隙、無(wú)序原子或其他材料的薄膜，如納米微粒鑲嵌在另一種基體材料中的顆粒膜就屬于此類(lèi)。（2）按功能分類(lèi)納米薄膜是一類(lèi)具有廣泛應(yīng)用前景的新材料，接用途可以分為兩大類(lèi)．即納米功能薄膜和納米結(jié)構(gòu)薄膜。前者主要是利

3、用納米粒子所具有的光、電、磁方面的特性，通過(guò)復(fù)合使新材料具有基體所不具備的特殊功能。鑲嵌有原子團(tuán)的功能薄膜會(huì)在基質(zhì)中呈現(xiàn)出調(diào)制摻雜效應(yīng)，這類(lèi)集成器件具有驚人的信息處理能力；納米磁性多層膜具有典型的周期性調(diào)制結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致磁性材料的飽和磁化強(qiáng)度的減小或增強(qiáng)。對(duì)這些問(wèn)題的系統(tǒng)研究具有重要的理論和應(yīng)用意義。二、?納米薄膜的光學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)與氣敏特性?光學(xué)性能?(1)吸收光譜的“藍(lán)移”、寬化與“紅移”由于具有小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)以及界面效應(yīng)，因而，當(dāng)膜厚度減小時(shí)，大多數(shù)納米薄膜能隙將有所增大，會(huì)出現(xiàn)吸收光譜的藍(lán)移與寬化現(xiàn)象。如納米??TiOE／SnO：納米顆粒膜具有特殊的紫外．可

4、見(jiàn)光吸收光譜，其吸收光譜較塊體發(fā)生了顯著的“藍(lán)移”與寬化，抗紫外線性能和光學(xué)透過(guò)性良好。(2)光學(xué)非線性?弱光強(qiáng)的光波透過(guò)宏觀介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)中的電極化強(qiáng)度常與光波的電場(chǎng)強(qiáng)度具有近似的線性關(guān)系。但是，當(dāng)納米薄膜的厚度與激子玻爾半徑相比擬或小于激子玻爾半徑時(shí)，在光的照射下，薄膜的吸收譜上會(huì)出現(xiàn)激子吸收峰。這種激子效應(yīng)將連同納米薄膜的小尺寸效應(yīng)、宏觀量子尺寸效應(yīng)、量子限域效應(yīng)一道使得強(qiáng)光場(chǎng)中介質(zhì)的極化強(qiáng)度與外加電磁場(chǎng)的關(guān)系出現(xiàn)附加的2次、3次乃至高次項(xiàng)。簡(jiǎn)單地講，就是納米薄膜的吸收系數(shù)和光強(qiáng)之間出現(xiàn)了非線性關(guān)系，這種非線性關(guān)系可通過(guò)薄膜的厚度、膜中晶粒的尺寸大小來(lái)進(jìn)行控制和調(diào)整。力

5、學(xué)性能?(I)硬度?位錯(cuò)塞積理論認(rèn)為，材料的硬度與微結(jié)構(gòu)的特征尺寸A之間具有近似的Hall—Petch關(guān)系式[o-=o-o+(A／,4o)式中，?為宏觀材料的硬度；A為常數(shù)。對(duì)于納米薄膜來(lái)說(shuō)，特征尺寸A為膜的厚度。由該關(guān)系式可以得出，特征尺寸A很小的納米薄膜將具有很高的硬度。此外，納米多層膜的硬度還與薄膜的組分、組分的相對(duì)含量有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，在納米薄膜中添加適量的硬質(zhì)相可使薄膜的硬度得到進(jìn)一步的提高。?(2)耐磨性?研究表明，多層納米膜的調(diào)制波長(zhǎng)越小，其磨損臨界載荷越大，抗磨損力越強(qiáng)。之所以如此，可從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行解釋。首先，從結(jié)構(gòu)上看，多層膜的晶粒很小，原子排列的晶格

6、缺陷的可能性?較大，晶粒內(nèi)的晶格點(diǎn)陣畸變和晶格缺陷很多，這畸變和缺陷使得晶粒內(nèi)部的位錯(cuò)滑移阻力增加；此外，多層膜相鄰界面結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，不同材料的位錯(cuò)能各異，這也導(dǎo)致界面上位錯(cuò)滑移阻力增大；最后，納米薄膜晶界長(zhǎng)度也比傳統(tǒng)晶粒的晶界要長(zhǎng)得多，這也使晶界上的位錯(cuò)滑移障礙變得顯著?？傊?，上述的這些因素使納米多層膜發(fā)生塑性變形的流變應(yīng)力增加，且這種作用隨著調(diào)制波長(zhǎng)的減小而增強(qiáng)。?(3)韌性?納米薄膜，特別是納米多層膜的增韌機(jī)制可歸結(jié)為裂紋尖端鈍化、裂紋分支、層片拔出以及沿界面的界面開(kāi)裂等諸多因素。這種增韌機(jī)制通?？赏ㄟ^(guò)薄膜界面作用和單層材料的塑性來(lái)加以解釋。當(dāng)調(diào)制波長(zhǎng)不是很小時(shí)，多層

7、膜中的子層材料基本保持其本征的材料特點(diǎn)，即薄膜的塑性主要取決于基體本身的變形能力；但是，當(dāng)調(diào)制波長(zhǎng)減小至nm量級(jí)，多層膜界面含量增加時(shí)，各單層膜的變形能力增加，同時(shí)裂紋擴(kuò)展的分支也增多，但是，這種裂紋分支又很難從一層薄膜擴(kuò)展至另一層薄膜，因此，納米多層薄膜的韌性增大。?電磁學(xué)特性?納米薄膜的電磁學(xué)特性包括納米薄膜的電學(xué)特性、磁學(xué)特性與巨磁電阻特性。研究表明，納米薄膜的電學(xué)特性不僅與納米薄膜的厚度有關(guān)，而且還與納米薄膜中顆粒的尺寸有關(guān)。當(dāng)薄膜的厚度或者顆粒的尺寸減小至nm量級(jí)時(shí)，導(dǎo)電性會(huì)發(fā)生顯著變化，甚至材料原本的電