纳米材料概论PDF电子书下载

第1章 纳米和纳米材料 1

1.1 引言 1

1.1.1 纳米科学技术的兴起 1

1.1.2 纳米材料的发展 1

1.2 纳米技术的学科领域 3

1.2.1 纳米材料学 3

1.2.2 纳米动力学 4

1.2.3 纳米生物学和纳米药物学 4

1.2.4 纳米电子学 5

1.2.5 纳米化学 5

1.3 纳米材料的研究内容 5

1.4 纳米材料的发展趋势 7

参考文献 8

第2章 纳米材料制备方法 9

2.1 概述 9

2.1.1 纳米材料制备技术的形成 9

2.1.2 纳米材料制备技术的种类和进展 10

2.2 纳米微粒的制备方法 10

2.2.1 制备纳米粒子的物理方法 10

2.2.2 制备纳米粒子的化学方法 16

2.3 一维纳米材料的制备方法 19

2.3.1 气相法 20

2.3.2 液相法 22

2.3.3 模板法 22

2.4 纳米薄膜的制备方法 23

2.4.1 物理方法 23

2.4.2 化学方法 27

2.5 纳米金属材料的制备方法 30

2.5.1 纳米金属粉末的制备 30

2.5.2 纳米金属复合粉末的制备 33

2.5.3 纳米晶金属块体材料的制备 33

参考文献 36

第3章 纳米材料的表征 39

3.1 粒度分析 39

3.1.1 概述 39

3.1.2 粒度分析的方法 39

3.1.3 粒度分析样品的制备 41

3.2 形貌分析 42

3.2.1 概述……- 42

3.2.2 透射电子显微镜 42

3.2.3 扫描电子显微镜 49

3.2.4 扫描隧道显微镜 54

3.2.5 原子力显微镜 56

3.3 结构分析 57

3.3.1 概述 57

3.3.2 X射线衍射分析 57

3.3.3 红外（IR）、激光拉曼（Raman）光谱 66

3.4 成分分析 68

3.4.1 概述 68

3.4.2 x射线光电子能谱 68

3.4.3 俄歇电子能谱 71

3.4.4 电子探针X射线微区成分分析 73

3.4.5 电子能量损失谱 75

参考文献 75

第4章 纳米材料的物理化学性能 76

4.1 纳米材料的基本效应 76

4.1.1 尺寸效应 76

4.1.2 表面与界面效应 76

4.1.3 宏观量子隧道效应 78

4.2 电学性能 78

4.2.1 介电常数和介电损耗 78

4.2.2 纳米氧化物的介电性能 80

4.3 磁学性能 81

4.3.1 矫顽力 82

4.3.2 超顺磁性 83

4.3.3 饱和磁化强度、居里温度与磁化率 84

4.4 光学性能 85

4.4.1 基本概念 85

4.4.2 纳米材料的光吸收特性 87

4.5 热学性能 90

4.5.1 纳米材料的热学性质及尺寸效应 90

4.5.2 纳米晶体的晶粒成长 94

4.5.3 纳米晶体的点阵热力学性质 98

4.5.4 纳米晶体的界面热力学 99

4.6 化学性能 102

4.6.1 吸附 102

4.6.2 纳米微粒的分散与凝聚 104

4.6.3 流变学 106

参考文献 110

第5章 纳米晶材料的力学性能 112

5.1 纳米晶金属和合金的力学性能 112

5.1.1 屈服强度 113

5.1.2 延展性 116

5.1.3 应变硬化 118

5.1.4 应变速率敏感性 118

5.1.5 纳米晶材料的蠕变 122

5.1.6 纳米晶材料的疲劳 125

5.2 纳米晶金属和合金的变形机制 128

5.2.1 堆积破坏（pi1e-up breakdown） 128

5.2.2 晶粒边界滑动 130

5.2.3 核-幔模型（eore and mantle models） 134

5.2.4 晶粒边界转动/晶粒合并 140

5.2.5 剪切带的形成 140

5.2.6 梯度模型 142

5.2.7 孪晶 143

5.2.8 晶粒边界位错的形成和湮灭 147

5.3 纳米晶金属和合金的断裂 150

5.4 纳米晶陶瓷及复合材料的力学性能 152

参考文献 153

第6章 纳米材料的应用 160

6.1 纳米陶瓷材料的应用 160

6.1.1 纳米陶瓷颗粒的应用 160

6.1.2 纳米陶瓷线的应用 164

6.1.3 纳米陶瓷薄膜的应用 169

6.1.4 纳米陶瓷的应用及展望 172

6.2 纳米金属材料的应用 174

6.2.1 纳米金属粉末材料的应用 174

6.2.2 纳米金属薄膜材料的应用 177

6.2.3 纳米金属块体材料的应用 178

6.3 纳米高分子材料的应用 179

6.3.1 纳米橡胶 179

6.3.2 纳米塑料 180

6.3.3 复合纤维 182

6.3.4 纳米涂料 183

参考文献 185

第7章 纳米碳材料 186

7.1 碳材料基础 186

7.2 纳米碳材料 188

7.2.1 纳米碳球 189

7.2.2 纳米碳管 199

7.2.3 纳米碳纤维 207

7.3 碳纳米复合材料 217

7.3.1 GICs的分类 218

7.3.2 GICs的制备方法 219

7.3.3 GICs的性质与用途 221

参考文献 224

第8章 纳米材料最新研究进展 231

8.1 纳米材料制造工艺与结构材料研究发展 232

8.1.1 磁性纳米材料的制备及应用新进展 232

8.1.2 纳米二氧化硅复合材料的应用研究进展 233

8.1.3 碳纳米管及其复合材料的制备与性能研究进展 234

8.1.4 纳米复合涂层在航空航天材料中的研究进展 235

8.1.5 纳米分子 236

8.2 纳米材料在食品与农业的研究发展 237

8.2.1 超细微粒和纳米粒子的制备技术 238

8.2.2 微乳化技术和纳米胶囊制备技术 238

8.2.3 分子自组装技术 238

8.2.4 纳米科技在渔业农业和节能环保上的应用 239

8.3 纳米电子材料与计算设备研究发展 240

8.3.1 稀土掺杂纳米发光材料的应用前景和展望 240

8.3.2 氧化锌基纳米发光材料的研究进展 240

8.3.3 CdSe纳米材料最新研究进展 241

8.3.4 导电聚合物/无机纳米复合材料的研究进展 241

8.3.5 单电子存储器 242

8.3.6 纳米芯片 244

8.4 纳米材料在卫生保健领域的研究发展 245

8.4.1 纳米高分子材料在生物医学领域的研究与应用 245

8.4.2 纳米骨植入材料表面结构及作用机制研究进展 246

8.4.3 金纳米团簇功能化及其在生物医学中的应用 247

8.4.4 纳米给药系统 250

8.5 纳米材料在能源领域和环保领域的研究进展 251

8.5.1 一维纳米材料在锂离子蓄电池中的应用进展 251

8.5.2 纳米结构太阳能电池材料的研究进展 253

8.5.3 纳米催化剂在直接甲醇燃料电池中的研究现状 257

8.5.4 纳米材料在空气净化中的应用研究 258

参考文献 260