纳米固体材料纳米固体材料的性能

Question

如题所述

Answer 1

纳米固体材料的特性在力学性能上表现出多样化的行为。首先，力学性能中的强度和硬度可以通过Hall-Petch关系来描述，即sy = s0 + kd-1/2 和 H = H0 + kd-1/2。纳米材料存在正、反、正-反混合的Hall-Petch关系，同时可能涉及斜率K的变化和偏离传统关系的情况。低温下，纳米固体材料展现优异的塑性和韧性，不同于常规材料的脆性特性。

超塑性是纳米陶瓷材料的独特性能，其机制包括界面扩散蠕变、扩散范性和界面迁移引发的粘滞流变。在热学性能方面，纳米材料的比热受熵影响较大，由于界面结构复杂，其比热值通常大于常规材料。例如，纳米Pd的比热在150-300K之间比多晶Pd更高。

热膨胀是由于非线性振动，纳米材料的晶界对膨胀影响显著，导致其热膨胀系数是常规晶体的两倍，且晶界贡献高于晶内。纳米晶材料的热稳定性依赖于晶粒长大激活能、界面迁移等因素，使其颗粒尺寸稳定性范围较宽。

光学性质上，纳米晶材料呈现蓝移和宽化的红外吸收，紫外激发下可观察到新的荧光现象。光致发光则是光照射下电子跃迁和空穴捕获的结果。在磁性特性上，纳米材料具有较低的饱和磁化强度，磁性转变明显，还显示出超顺磁性和居里温度降低等现象。