《纳米材料》复习题
《纳米材料》复习题
一、名词解释
1.量子尺寸效应当粒子尺寸下降到一定值时，颗粒的周期性边界条件消失，在声、光、电磁、热力学及超导性等与宏观特性显著不同.金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象，纳米半导体微粒存在不连续的最高能级占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级的能隙变宽现象均称为量子尺寸效应。
2.纳米材料是指材料的几何尺寸达到纳米级尺度，并且具有特殊性能的材料。
3.共沉淀在混合的金属盐溶液(含有两种或两种以上的金属离子)中加入合适的沉淀刹，反应生成组成均匀的沉淀。沉淀热分解得到高纯超微粉体材料。
4.压电效应没有电场作用，由机械应力的作用而使电解质晶体产生极化并形成晶体表面电荷的现象称为压电效应。
5.机械力化学物料粒子受到机械力作用而被粉碎时，还会发生物质结构及表面物理化学性质的变化，这种因机械载荷作用导致粒子晶体结构和物理化学性质的变化称为机械力化学。财务流程图
6.小尺寸效应当纳米粒子的尺寸与光波波长、德布罗意波长、超导态的相干长度或(与)磁场穿透深度相当或更小时，晶体周期性边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近的原子密度减小，导致声、光、电、磁、热力学等特性出现异常的现象---小尺寸效应。
7.热压烧结将干燥粉料充填入模型内，再从单轴方向边加压边加热，使成型和烧结同时完成的一种烧结方法。
8.均匀沉淀利用某一化学反应，使溶液中的构晶离子（构晶负离子或构晶正离子）由溶液中缓慢、均匀地释放出来，通过控制溶液
中沉淀剂浓度，使溶液中的沉淀处于平衡状态，且沉淀能在整个溶
液中均匀地出现，这种制备纳米粒子的方法称为均相沉淀法。
9.溶胶凝胶方法溶胶凝胶法是指金属有机和无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理而形成氧化物或其它化合物纳米材
料的方法。
10.纳米复合材料是指尺度为1nm一100nm的超微粒经压制、烧
结或溅射而成的凝聚态固体。它具有断裂强度高、韧性好，耐高温
等特性。
二、简答题
1.什么是光致发光？纳米材料与常规材料发光谱是否相同？原因是什么？
芒果吃多了兴致发光是指在一定波长的光照射下，被激发到高能级的电子重
新跃入低能级，被空穴捕获而发光的围观过程.纳米材料与常规材料
发光谱有很大差别，这是由于①电子跃迁选择定则问题②量子限域效
应③缺陷能级的作用④杂质能级的影响自制酸奶的做法
2.纳米陶瓷材料的一般制备过程？其中关键的步骤是什么？
答：一般过程：首先要制备纳米尺寸的粉体，然后成型和烧结。关键：材料是否高度致密。这与烧结过程密切相关。
3.纳米材料表征方法有那些？
纳米材料的表征主要包括:1化学成分;2纳米粒子的粒径、形貌、分散状况以及物相和晶体结构3纳米粒子的表面分析。
4.表述可使纳米颗粒聚团有效分散的方法。
由于纳米材料表面效应大、吸附能力强、极易团聚。
针对不同材料有5种方法可以有效地克服纳米粉末的团聚，实现纳米粉末的分散：
分散剂法、超声波法、表面活性剂、直接分散法、改进的胶粉混合法
5.纳米陶瓷材料的一般制备过程？其中关键的步骤是什么？
答：一般过程：首先要制备纳米尺寸的粉体，然后成型和烧结。关键：材料是否高度致密。这与烧结过程密切相关。
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6.与常规材料相比，纳米微粒的熔点、烧结温度和比热发生什么变化？并分别解释原因？
熔点：熔点降低，表面原子具有低的配位数从而易于热运动并引发熔融过程。这种表面熔融过程可以认为是纳米晶熔点降低的主要
原因。
烧结温度降低：纳米粒子尺寸小，表面能高，压制成块材后的界面具有高能量，在烧结中高的界面能成为原子运动的驱动力，有利
于界面附近的原子扩散、界面中的空洞收缩及空位团的湮没。因此，在较低温度下烧结就能达到致密化目的，即烧结温度降低。
7.什么是纳米材料？
是指材料的几何尺寸达到纳米级尺度，并且具有特殊性能的材料。
8.在化妆品中加入纳米微粒能起到防晒作用的基本原理是什么？
量子尺寸效应使纳米光学材料对某种波长的光吸收带有蓝移现象，纳米粉体对各种波长光的吸收带有宽化现象，纳米微粒紫外吸收材
侵犯是什么意思料就是利用这两个特性。对紫外吸收好的材料有三种：TiO2纳米粒
子的树脂膜、Fe2O3纳米微粒的聚合物膜和纳米Al2O3粉体。大气
中的紫外线在300~400nm波段，在防晒油、化妆品中加入纳米微粒，对这个波段的紫外光线进行强吸收，可减少进入人体的紫外线，起
到防晒作用。
9.表述可使纳米颗粒聚团有效分散的方法。
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根据分散介质：分散体系区分为水性体系和非水性体系
根据分散方法：区分为物理分散和化学分散
物理分散：超声波分散和机械力分散等
化学分散是指选择一种回落多种适宜的分散剂提高悬浮体的分散性，以改善其稳定性和流变性
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10.解释纳米材料熔点降低现象。
表面原子具有低的配位数从而易于热运动并引发熔融过程。这种表面熔融过程可以认为是纳米晶熔点降低的主要原因。
11.什么是小尺寸效应？
当纳米粒子的尺寸与光波波长、德布罗意波长、超导态的相干长度或(与)磁场穿透深度相当或更小时，晶体周期性边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近的原子密度减小，导致声、光、电、磁、热力学等特性出现异常的现象---小尺寸效应。
12.纳米颗粒与微细颗粒及原子团簇的区别？
原子团簇：仅包含几个到数百个原子或尺度小于1nm的粒子称为“簇”，它是介于单个原子与固态之间的原子集合体。纳米微粒：微粒尺寸为纳米数量级，它们的尺寸大于原子团簇，小于通常的微粒，一般尺寸为1-l00nm。
13.纳米材料的分类？
团簇、纳米颗粒与粉体，纳米碳管和一维纳米材料，纳米薄膜，纳米块材等纳米材料
14.简述纳米材料科技的研究方法有哪些？
主要有两种技术：Topdown（由上而下）的方法和Bottomup（由下而上）的方法
Topdown由上而下的方法是一种采用物理和化学方法对宏观物质的超细化的纳米科技的研究方法。
Bottomup由下而上的方法，以原子、分子、团簇等为基元组装具有特定功能的器件、材料。纳米科技的最终目的是以原子、分子为起点，去制造具有特殊功能的产品。
15.什么是压电效应？
没有电场作用，由机械应力的作用而使电解质晶体产生极化并形成晶体表面电荷的现象称为压电效应。
16.什么是量子尺寸效应？
效应当粒子尺寸下降到一定值时，颗粒的周期性边界条件消失，在声、光、电磁、热力学及超导性等与宏观特性显著不同.金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象，纳米半导体微粒存在不连续的最高能级占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级的能隙变宽现象均称为量子尺寸效应。
17.将干燥粉料充填入模型内，再从单轴方向边加压边加热，使成型和烧结同时完成的一种烧结方法。
18.利用机械能来诱发化学反应和诱导材料组织、结构和性能的变化，以此来制备新材料或对材料进行改性处理。
三、问答题
1.给出溶胶--凝胶法制备纳米颗粒物料的步骤。
化学过程是首先将原料分散在溶液中，然后经过水解反应生成活性单体，活性单体进行聚合，开始成为溶胶，进而生成具有一定结构的凝胶，最后经过干燥和热处理得纳米粒子，即经由分子态→聚合体→溶胶→凝胶→晶态(或非晶态)的过程。
2.解释纳米颗粒的光吸收带出现“蓝移”现象的原因。
1)量子尺寸效应即颗粒尺寸下降导致能隙变宽，从而导致光吸收带移向短波方向。Ball等的普适性解释是：已被电子占据的分子轨道能级与未被电子占据的分子轨道能级之间的宽度(能隙)随颗粒直径的减小而增大，从而导致蓝移现象。这种解释对半导体和绝缘体均适用。
2)表面效应纳米颗粒大的表面张力使晶格畸变，晶格常数变小。键长的缩短导致纳米颗粒的键本征振动频率增大，结果使红外吸收带移向高波数。
