纳米材料技术PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1 纳米材料技术的发展历史 1

1.1.1 纳米材料技术的发展历程 1

1.1.2 纳米材料技术研究方法的转变 3

1.1.3 纳米科技在20世纪末的发展概况 3

1.2 纳米材料与结构的奇异特性 5

1.2.1 尺寸效应 5

1.2.2 表面与界面效应 5

1.2.3 体积效应 6

1.2.4 量子尺寸效应 6

1.2.5 宏观量子隧道效应 7

1.3 中国纳米科技研究概况与创新成果 7

1.3.1 中国纳米科技基金研究项目范畴 7

1.3.2 中国纳米材料技术研究取得的创新成果 9

1.4 纳米科技发展的特点及社会影响 10

1.4.1 纳米科技发展的特点 10

1.4.2 纳米科技发展的社会影响 11

1.5 纳米科学技术发展趋向 13

1.5.1 美国“国家纳米技术倡议” 13

1.5.2 美国2001年投入与分配 14

1.5.3 中国纳米科技发展趋向 14

1.5.4 开发纳米技术产业的规模预测 14

1.5.5 需求牵引，市场驱动发展趋向 15

1.5.6 重点开发领域、应用方向与竞争态势 16

参考文献 17

第2章 纳米材料性质与显微组织表征 18

2.1 纳米材料性质 18

2.1.1 纳米粉体材料的性质 18

2.1.2 纳米固体材料的性质 24

2.2 纳米材料的显微组织表征 34

2.2.1 纳米粒子的表征 36

2.2.2 纳米材料化学成分表征 37

2.2.3 纳米材料表面分析 38

2.2.4 纳米材料热分析 43

2.2.5 高分辨电子显微镜（HREM）分析 45

参考文献 46

第3章 薄膜材料的性能表征 48

3.1 薄膜材料的力学性能 48

3.1.1 薄膜的附着性能——界面结合强度 48

3.1.2 薄膜的硬度 59

3.1.3 薄膜的弹性模量 63

3.1.4 薄膜韧性 65

3.1.5 薄膜强度 68

3.1.6 薄膜内应力及其测试方法 70

3.2 金属薄膜材料的电学性质 76

3.2.1 连续金属薄膜的导电性质 76

3.2.2 不连续金属薄膜的导电性质 82

3.3 介质薄膜的电学性质 87

3.3.1 介质薄膜的绝缘性能 87

3.3.2 介质薄膜的介电性能 90

3.3.3 介质薄膜的压电性质 94

3.3.4 介质薄膜的热释电性质 97

3.3.5 介质薄膜的铁电性质 99

3.4 半导体薄膜的性质 101

3.4.1 单晶半导体薄膜的性质 101

3.4.2 多晶半导体薄膜的性质 104

3.4.3 非晶半导体薄膜的性质 106

3.4.4 氧化物半导体薄膜的性质 108

3.5 特种新型薄膜材料的性能 111

3.5.1 超导薄膜的性能 111

3.5.2 磁性薄膜的性质 113

3.5.3 金刚石薄膜的性质 117

参考文献 119

第4章 纳米材料制备技术 121

4.1 纳米粉体制备技术 122

4.1.1 金属粉体制备技术 122

4.1.2 陶瓷粉体制备技术 127

4.1.3 模拟生物矿化制备技术 143

4.2 纳米薄膜制备技术 151

4.2.1 真空蒸发镀膜方法 151

4.2.2 溅射镀膜方法 154

4.2.3 离子镀膜方法 160

4.2.4 化学气相沉积法（CVD）制膜 166

4.2.5 溶液镀膜方法 171

4.3 聚合物纳米材料制备技术 176

4.3.1 超声辐照制备方法 177

4.3.2 力化学粉碎制备法 178

4.3.3 辐照制备法 180

4.3.4 微乳液制备方法 180

4.4 纳米复合材料制备技术 186

4.4.1 纳米复合Si3N4/SiC陶瓷制备 186

4.4.2 纳米无机、有机复合材料的制备 189

4.5 半导体纳米材料的合成方法 194

4.5.1 溶液生成法 195

4.5.2 溶胶—凝胶法 198

4.5.3 模板生成法 200

4.6 仿生制备与分子自组装合成技术 201

4.6.1 仿生制备技术探索 201

4.6.2 分子自组装合成技术 204

参考文献 210

第5章 纳米粉体材料 212

5.1 纳米金属粉体材料 212

5.1.1 Fe-Si纳米粉体材料 212

5.1.2 Ni-Cu-Zn纳米粉体材料 215

5.1.3 钨合金纳米粉体材料 217

5.1.4 碳包覆金属纳米粉体材料 219

5.1.5 非溶混体系纳米粉体材料 220

5.2 纳米陶瓷粉体材料 223

5.2.1 纳米氧化物粉体材料 223

5.2.2 等离子体制备纳米粉体 232

5.2.3 纳米Si/C/N系陶瓷粉体材料 237

5.3 纳米功能陶瓷粉体材料 241

5.3.1 改性PbTiO3纳米粉体材料 241

5.3.2 BaTiO3纳米粉体材料 242

5.3.3 BiFeO3纳米粉体材料 246

5.3.4 纳米复合压敏陶瓷粉体材料 249

参考文献 252

第6章 纳米薄膜与涂层材料 254

6.1 纳米多层膜材料 254

6.1.1 Fe/TiC纳米多层膜材料 254

6.1.2 Fe-N/Ti-N纳米多层膜材料 257

6.1.3 Fe/FeN纳米多层膜材料 259

6.1.4 Fe/RE纳米多层膜材料 261

6.1.5 Fe/Cu和Fe/Ag纳米多层膜材料 263

6.1.6 YBa2Cu3O7/PrBa2Cu3O7纳米多层膜材料 265

6.2 纳米晶薄膜材料 268

6.2.1 PZT纳米晶薄膜材料 268

6.2.2 PLT纳米晶薄膜材料 270

6.2.3 TiO2纳米晶薄膜材料 273

6.2.4 纳米金属颗粒薄膜材料 274

6.3 纳米复合薄膜材料 278

6.3.1 纳米颗粒Cu/SiO2复合薄膜材料 278

6.3.2 Cu-TiC纳米晶复合薄膜材料 280

6.3.3 TiO2-Fe2O3纳米复合薄膜材料 282

6.3.4 纳米CaCO3／聚乙烯复合（土工膜）材料 285

6.3.5 纳米复合镶嵌薄膜材料 288

6.3.6 Fe-Si-B纳米晶软磁材料 291

6.3.7 Ag-C60纳米结构薄膜材料 293

6.4 纳米晶硅薄膜材料 294

6.4.1 纳米晶硅薄膜的特性 294

6.4.2 纳米晶硅薄膜阻光层材料 297

6.5 纳米晶涂层材料 300

6.5.1 Ni-Cr-Al系纳米晶涂层材料 300

6.5.2 纳米晶与组分对氧化特性的影响 302

参考文献 303

第7章 纳米晶材料 305

7.1 金属纳米晶材料 305

7.1.1 铜纳米晶材料 306

7.1.2 FeCuNbSiB纳米晶合金 308

7.2 陶瓷纳米晶材料 310

7.2.1 氧化物陶瓷纳米晶材料 310

7.2.2 非氧化物陶瓷纳米晶材料 325

7.2.3 复合金属氧化物纳米晶材料 331

参考文献 349

第8章 纳米复合材料 350

8.1 纳米碳复合材料 350

8.1.1 纳米碳粉吸波复合材料 350

8.1.2 纳米Cf波导复合材料 352

8.1.3 含纳米碳粉的碳／酚醛防热层材料 354

8.1.4 聚氨酯／纳米碳复合材料 357

8.2 纳米增强、增韧结构型复合材料 359

8.2.1 纳米增强、增韧金属基复合材料 359

8.2.2 纳米增强、增韧陶瓷基复合材料 362

8.2.3 纳米增强、增韧聚合物基复合材料 370

8.3 纳米功能型复合和自组装合成材料 378

8.3.1 纳米功能型复合材料 378

8.3.2 纳米自组装合成材料 385

参考文献 390

第9章 纳米电子材料 392

9.1 纳米线材料 392

9.1.1 纳米碳纤维材料 392

9.1.2 碳纳米管材料 394

9.1.3 硅、硼纳米线材料 397

9.1.4 Ag纳米线材料 398

9.2 纳米导电材料 400

9.2.1 无机导电胶材料 400

9.2.2 纳米导电复合材料 403

9.3 纳米颗粒膜材料 406

9.3.1 掺SnC60纳米半导体薄膜材料 406

9.3.2 Co-C纳米颗粒膜磁记录介质材料 408

9.3.3 GaAs/SiO2纳米颗粒膜材料 410

9.4 半导体量子材料 415

9.4.1 半导体量子点材料 415

9.4.2 半导体量子线材料 419

参考文献 423

第10章 纳米材料的开发应用 425

10.1 纳米材料应用领域与产品发展趋势 425

10.1.1 世界各国纳米科学技术发展概况 425

10.1.2 纳米材料应用的领域 425

10.1.3 纳米材料高技术产品发展趋势 426

10.2 纳米粉体材料的应用 427

10.2.1 纳米粉体材料应用概述 427

10.2.2 纳米SiO2-x粉体材料的应用 431

10.2.3 纳米ZnO粉体及nm-ZnO／乙二醇悬浮液合成与应用 435

10.3 纳米润滑材料 438

10.3.1 超细金属粉末润滑剂 438

10.3.2 含纳米稀土化合物润滑材料 440

10.3.3 含纳米金刚石润滑油 445

10.4 纳米增强橡胶复合材料 447

10.4.1 纳米ZnO／橡胶复合材料 447

10.4.2 硅橡胶／黏土纳米复合材料 449

10.4.3 纳米增强橡胶—金属粘接复合材料 450

10.5 纳米催化材料 452

10.5.1 纳米材料催化剂的应用 452

10.5.2 纳米TiO2光催化剂材料 453

10.6 纳米环境保护和建筑材料 462

10.6.1 纳米抗菌材料 462

10.6.2 纳米复合涂料 464

10.6.3 纳米塑料 469

10.6.4 纳米彩色防水卷材 474

10.7 纳米电池材料 476

10.7.1 纳米氢氧化镍在电池中的应用 476

10.7.2 锂离子电池中纳米碳管的应用 477

10.7.3 敏化TiO2纳米晶太阳能电池 480

10.8 纳米材料技术用于纺织材料 485

10.8.1 纳米微粒在纺织材料中应用的技术基础 485

10.8.2 纳米微粒在纺织品中的应用 487

10.8.3 二元协同纳米界面技术 489

10.9 纳米生物医学材料 490

10.9.1 纳米羟晶／胶原仿生骨 491

10.9.2 纳米类骨磷灰石晶体 492

10.9.3 β-HPAT/NVP共聚纳米凝胶 496

10.9.4 氢化泼尼松／羟基丁酸酯—羟基戊酸酯共聚物毫微球 498

参考文献 501