第一次作业巨朝飞..docVIP

西安理工大学 研究生课程论文/研究报告 课程名称： 纳米材料导论 课程代号： 020135 任课教师： 武涛 论文/研究报告题目： 关于西安理工大学纳 米材料研究状况的调查（第一次作业） 完成日期： 2015 年 10 月 20 日 学 科： 材料学 学 号： 2150120048 姓 名： 巨朝飞 成 绩： 关于西安理工大学纳米材料研究近况的调查报告 所谓纳米材料，从狭义上说，就是有关原子团簇，纳米颗粒，纳米线，纳米薄膜，纳米碳管和纳米固体材料的总称。从广义上看，纳米材料应该是三维空间中至少有一维处于纳米尺寸范围或由它们作为基本单元构成纳米尺寸水平的材料。目前碳纳米管（carbon nanotube）是纳米科技的研究热点之一。然而只有纳米粉末实现了工业化生产（如碳酸钙、白炭黑、氧化锌等），其它纳米材料基本上还处于实验室研究阶段。 由于纳米尺寸的物质具有与宏观物质所迥异的表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应和量子限域效应，因而纳米材料具有异于普通材料的光、电、磁、热、力学、机械等性能[2]。借助于纳米材料的这些特殊性质，科学家们在各个研究领域都取得了新的突破，这同时也促进了纳米材料应用的越来越广泛化。同时国内各大院校也在进行不同方面纳米科技的研究实验，本文主要介绍西安理工大学材料学院有关纳米材料的主要研究方向及内容。 西安理工大学赵康教授有关纳米材料的主要研究方向是静电纺丝与纳米纤维，其主要是氧化锆、氧化锌、氧化钒、氧化钛、氧化钐等金属氧化物和陶瓷纳米纤维。 纳米纤维指的是直径从几十纳米到1μm的纤维。但是由于商业上的灵活性,纤维直径为300nm甚至是大于500nm，在学术界一般归为次微米级的尺度范围,也将其称为纳米纤维。静电纺丝 electrospinning 静电纺丝又称电纺,由美国人Formhals在1934年研究发现,阐述了一种利用静电力生产聚合物细丝的装置[3],其主要原理是利用高压静电场激发聚合物的带电射流,使射流固化得到聚合物的纳米纤维。静电纺丝纳米纤维直径从几微米到100 nm,具有比表面积大和小孔尺寸等优点。目前,制备聚合物纳米纤维的技术有拉丝、模板合成、相分离、自组装和静电纺丝这5种,但前4种工艺都有诸如加工材料范围狭窄、工艺复杂、生产周期长等缺点,只有电纺丝是唯一有希望成为批量生产多根长距不同类型的聚合物纳米纤维的工艺手段。静电纺丝纤维主要应用在组织工程支架，药物缓释材料，传感器，过滤材料，催化载体，微电子与光电材料等方面。 颜国君老师对纳米多孔AlN的制备及其生长模型进行探索多孔物质是一类具有明显孔隙特征的功能材料。纳米多孔材料是多孔材料的重要组成部分，它是指具有显著表面效应、孔径介于0.1～100nm、按孔径大小分为：微孔，介孔和大孔。孔隙率大于40％、具有高比表面积的多孔固体材料。它包括无机纳米多孔材料以及金属纳米结构多孔材料。研究表明,当纳米多孔金系带直径为15nm时,其屈服强度接近全致密金的理论强度,根据缩放比例定律,预计可达1.5GPa。因此, 采用去合金化方法制备多孔金为制备低密度高屈服强度材料开辟了一条新路。颜国君老师主要采用合金氮化法制备纳米多孔AlN，这是一种简单的途径来生产多孔氮化铝，制备方法如图1所示。 图1 合金氮化法制备纳米多孔AlN流程图 其结果显示[11]，Mg-Al合金氮化后经过酸洗得到的样品形成大量多孔，且样品表面的孔隙是均匀分布，大部分孔的直径小于50nm。也说明了多孔AlN孔隙的生长模型，其生长模型为氮化铝(AlN)以成壳形式生长包裹在氮化镁(Mg3N2)周围。 陈文革教授有关纳米科技方面的研究主要成果是制备出钨包覆铜纳米复合粉体。采用两种粒径的氧化铜粉末和粒径为1.5 μm的三氧化钨粉末来制备高纯度的CuWO4粉末，分别通过控制CuWO4粉末在360和750℃两个阶段的氢气还原作用，制备出钨包覆铜纳米复合粉体[5]。目前，半导体集成电路技术正日新月异地向前发展，因而芯片的集成密度大幅度提高，而芯片集成度的迅速增加会导致其发热效率的提高，使电路工作温度不断上升，解决问题的重要手段是进行合理的热封装和封装设计，而W-Cu复合材料是满足封装要求的热耗散材料。 在纳米化妆品的研究方面，陈文革教授表示如今纳米科技应用于化妆品行业的趋势已经势不可挡，许多纳米美容品已然初露端倪，可以说，纳米技术在化妆品领域的应用，将为整个行业技术含量的提升起到积极的推进作用。用纳米级功能原料通过纳米技术处理，得到的化妆品膏体