1引言

40多年以前，科學(xué)家們就認(rèn)識(shí)到實(shí)際材料中的無序結(jié)構(gòu)是不容忽視的。許多新發(fā)現(xiàn)的物理效應(yīng)，諸如某些相轉(zhuǎn)變、量子尺寸效應(yīng)和有關(guān)的傳輸現(xiàn)象等，只出現(xiàn)在含有缺陷的有序固體中。事實(shí)上，如果多晶體中晶體區(qū)的特征尺度（晶?；蚓М犞睆交虮∧ず穸龋┻_(dá)到某種特征長(zhǎng)度時(shí)（如電子波長(zhǎng)、平均自由程、共格長(zhǎng)度、相關(guān)長(zhǎng)度等），材料的性能將不僅依賴于晶格原子的交互作用，也受其維數(shù)、尺度的減小和高密度缺陷控制。有鑒于此，HGleitCr認(rèn)為，如果能夠合成出晶粒尺寸在納米量級(jí)的多晶體，即主要由非共格界面構(gòu)成的材料[例如，由50％（invol．）的非共植晶界和50％（invol．）的晶體構(gòu)成］，其結(jié)構(gòu)將與普通多晶體（晶粒大于lmm）或玻璃（有序度小于2nm）明顯不同，稱之為"納米晶體材料"（nanocrystallinematerials）。后來，人們又將晶體區(qū)域或其它特征長(zhǎng)度在納米量級(jí)范圍（小于100nn）的材料廣義定義為"納米材料"或"納米結(jié)構(gòu)材料"（nanostructuredmaterials）。由于其獨(dú)特的微結(jié)構(gòu)和奇異性能，納米材料引起了科學(xué)界的極大關(guān)注，成為世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)，其領(lǐng)域涉及物理、化學(xué)、生物、微電子等諸多學(xué)科。目前，廣義的納米材料的主要包括：

l）清潔或涂層表面的金屬、半導(dǎo)體或聚合物薄膜；2）人造超晶格和量子講結(jié)構(gòu)；功半結(jié)晶聚合物和聚合物混和物；4）納米晶體和納米玻璃材料；5）金屬鍵、共價(jià)鍵或分子組元構(gòu)成的納米復(fù)合材料。

經(jīng)過最近十多年的研究與探索，現(xiàn)已在納米材料制備方法、結(jié)構(gòu)表征、物理和化學(xué)性能、實(shí)用化等方面取得顯著進(jìn)展，研究成果日新月異，研究范圍不斷拓寬。本文主要從材料科學(xué)與工程的角度，介紹與評(píng)述納米金屬材料的某些研究進(jìn)展。

2納米材料的制備與合成

材料的納米結(jié)構(gòu)化可以通過多種制備途徑來實(shí)現(xiàn)。這些方法可大致歸類為"兩步過程"和"一步過程"。"兩步過程"是將預(yù)先制備的孤立納米顆粒因結(jié)成塊體材料。制備納米顆粒的方法包括物理氣相沉積（PVD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）、微波等離子體、低壓火焰燃燒、電化學(xué)沉積、溶膠一凝膠過程、溶液的熱分解和沉淀等，其中，PVD法以"惰性氣體冷凝法"最具代表性。"一步過程"則是將外部能量引入或作用于母體材料，使其產(chǎn)生相或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，直接制備出塊體納米材料。諸如，非晶材料晶化、快速凝固、高能機(jī)械球磨、嚴(yán)重塑性形變、滑動(dòng)磨損、高能粒子輻照和火花蝕刻等。目前，關(guān)于制備科學(xué)的研究主要集中于兩個(gè)方面：l）納米粉末制備技術(shù)、理論機(jī)制和模型。目的是改進(jìn)納米材料的品質(zhì)和產(chǎn)量；2）納米粉末的固結(jié)技術(shù)。以獲得密度和微結(jié)構(gòu)可控的塊體材料或表面覆層。

1引言

40多年以前，科學(xué)家們就認(rèn)識(shí)到實(shí)際材料中的無序結(jié)構(gòu)是不容忽視的。許多新發(fā)現(xiàn)的物理效應(yīng)，諸如某些相轉(zhuǎn)變、量子尺寸效應(yīng)和有關(guān)的傳輸現(xiàn)象等，只出現(xiàn)在含有缺陷的有序固體中。事實(shí)上，如果多晶體中晶體區(qū)的特征尺度（晶?；蚓М犞睆交虮∧ず穸龋┻_(dá)到某種特征長(zhǎng)度時(shí)（如電子波長(zhǎng)、平均自由程、共格長(zhǎng)度、相關(guān)長(zhǎng)度等），材料的性能將不僅依賴于晶格原子的交互作用，也受其維數(shù)、尺度的減小和高密度缺陷控制。有鑒于此，HGleitCr認(rèn)為，如果能夠合成出晶粒尺寸在納米量級(jí)的多晶體，即主要由非共格界面構(gòu)成的材料[例如，由50％（invol．）的非共植晶界和50％（invol．）的晶體構(gòu)成］，其結(jié)構(gòu)將與普通多晶體（晶粒大于lmm）或玻璃（有序度小于2nm）明顯不同，稱之為"納米晶體材料"（nanocrystallinematerials）。后來，人們又將晶體區(qū)域或其它特征長(zhǎng)度在納米量級(jí)范圍（小于100nn）的材料廣義定義為"納米材料"或"納米結(jié)構(gòu)材料"（nanostructuredmaterials）。由于其獨(dú)特的微結(jié)構(gòu)和奇異性能，納米材料引起了科學(xué)界的極大關(guān)注，成為世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)，其領(lǐng)域涉及物理、化學(xué)、生物、微電子等諸多學(xué)科。目前，廣義的納米材料的主要包括：

l）清潔或涂層表面的金屬、半導(dǎo)體或聚合物薄膜；2）人造超晶格和量子講結(jié)構(gòu)；功半結(jié)晶聚合物和聚合物混和物；4）納米晶體和納米玻璃材料；5）金屬鍵、共價(jià)鍵或分子組元構(gòu)成的納米復(fù)合材料。

經(jīng)過最近十多年的研究與探索，現(xiàn)已在納米材料制備方法、結(jié)構(gòu)表征、物理和化學(xué)性能、實(shí)用化等方面取得顯著進(jìn)展，研究成果日新月異，研究范圍不斷拓寬。本文主要從材料科學(xué)與工程的角度，介紹與評(píng)述納米金屬材料的某些研究進(jìn)展。

2納米材料的制備與合成

材料的納米結(jié)構(gòu)化可以通過多種制備途徑來實(shí)現(xiàn)。這些方法可大致歸類為"兩步過程"和"一步過程"。"兩步過程"是將預(yù)先制備的孤立納米顆粒因結(jié)成塊體材料。制備納米顆粒的方法包括物理氣相沉積（PVD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）、微波等離子體、低壓火焰燃燒、電化學(xué)沉積、溶膠一凝膠過程、溶液的熱分解和沉淀等，其中，PVD法以"惰性氣體冷凝法"最具代表性。"一步過程"則是將外部能量引入或作用于母體材料，使其產(chǎn)生相或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，直接制備出塊體納米材料。諸如，非晶材料晶化、快速凝固、高能機(jī)械球磨、嚴(yán)重塑性形變、滑動(dòng)磨損、高能粒子輻照和火花蝕刻等。目前，關(guān)于制備科學(xué)的研究主要集中于兩個(gè)方面：l）納米粉末制備技術(shù)、理論機(jī)制和模型。目的是改進(jìn)納米材料的品質(zhì)和產(chǎn)量；2）納米粉末的固結(jié)技術(shù)。以獲得密度和微結(jié)構(gòu)可控的塊體材料或表面覆層。

1引言

40多年以前，科學(xué)家們就認(rèn)識(shí)到實(shí)際材料中的無序結(jié)構(gòu)是不容忽視的。許多新發(fā)現(xiàn)的物理效應(yīng)，諸如某些相轉(zhuǎn)變、量子尺寸效應(yīng)和有關(guān)的傳輸現(xiàn)象等，只出現(xiàn)在含有缺陷的有序固體中。事實(shí)上，如果多晶體中晶體區(qū)的特征尺度（晶粒或晶疇直徑或薄膜厚度）達(dá)到某種特征長(zhǎng)度時(shí)（如電子波長(zhǎng)、平均自由程、共格長(zhǎng)度、相關(guān)長(zhǎng)度等），材料的性能將不僅依賴于晶格原子的交互作用，也受其維數(shù)、尺度的減小和高密度缺陷控制。有鑒于此，HGleitCr認(rèn)為，如果能夠合成出晶粒尺寸在納米量級(jí)的多晶體，即主要由非共格界面構(gòu)成的材料[例如，由50％（invol．）的非共植晶界和50％（invol．）的晶體構(gòu)成］，其結(jié)構(gòu)將與普通多晶體（晶粒大于lmm）或玻璃（有序度小于2nm）明顯不同，稱之為"納米晶體材料"（nanocrystallinematerials）。后來，人們又將晶體區(qū)域或其它特征長(zhǎng)度在納米量級(jí)范圍（小于100nn）的材料廣義定義為"納米材料"或"納米結(jié)構(gòu)材料"（nanostructuredmaterials）。由于其獨(dú)特的微結(jié)構(gòu)和奇異性能，納米材料引起了科學(xué)界的極大關(guān)注，成為世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)，其領(lǐng)域涉及物理、化學(xué)、生物、微電子等諸多學(xué)科。目前，廣義的納米材料的主要包括：

l）清潔或涂層表面的金屬、半導(dǎo)體或聚合物薄膜；2）人造超晶格和量子講結(jié)構(gòu)；功半結(jié)晶聚合物和聚合物混和物；4）納米晶體和納米玻璃材料；5）金屬鍵、共價(jià)鍵或分子組元構(gòu)成的納米復(fù)合材料。

經(jīng)過最近十多年的研究與探索，現(xiàn)已在納米材料制備方法、結(jié)構(gòu)表征、物理和化學(xué)性能、實(shí)用化等方面取得顯著進(jìn)展，研究成果日新月異，研究范圍不斷拓寬。本文主要從材料科學(xué)與工程的角度，介紹與評(píng)述納米金屬材料的某些研究進(jìn)展。

2納米材料的制備與合成

材料的納米結(jié)構(gòu)化可以通過多種制備途徑來實(shí)現(xiàn)。這些方法可大致歸類為"兩步過程"和"一步過程"。"兩步過程"是將預(yù)先制備的孤立納米顆粒因結(jié)成塊體材料。制備納米顆粒的方法包括物理氣相沉積（PVD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）、微波等離子體、低壓火焰燃燒、電化學(xué)沉積、溶膠一凝膠過程、溶液的熱分解和沉淀等，其中，PVD法以"惰性氣體冷凝法"最具代表性。"一步過程"則是將外部能量引入或作用于母體材料，使其產(chǎn)生相或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，直接制備出塊體納米材料。諸如，非晶材料晶化、快速凝固、高能機(jī)械球磨、嚴(yán)重塑性形變、滑動(dòng)磨損、高能粒子輻照和火花蝕刻等。目前，關(guān)于制備科學(xué)的研究主要集中于兩個(gè)方面：l）納米粉末制備技術(shù)、理論機(jī)制和模型。目的是改進(jìn)納米材料的品質(zhì)和產(chǎn)量；2）納米粉末的固結(jié)技術(shù)。以獲得密度和微結(jié)構(gòu)可控的塊體材料或表面覆層。

1引言

40多年以前，科學(xué)家們就認(rèn)識(shí)到實(shí)際材料中的無序結(jié)構(gòu)是不容忽視的。許多新發(fā)現(xiàn)的物理效應(yīng)，諸如某些相轉(zhuǎn)變、量子尺寸效應(yīng)和有關(guān)的傳輸現(xiàn)象等，只出現(xiàn)在含有缺陷的有序固體中。事實(shí)上，如果多晶體中晶體區(qū)的特征尺度（晶?；蚓М犞睆交虮∧ず穸龋┻_(dá)到某種特征長(zhǎng)度時(shí)（如電子波長(zhǎng)、平均自由程、共格長(zhǎng)度、相關(guān)長(zhǎng)度等），材料的性能將不僅依賴于晶格原子的交互作用，也受其維數(shù)、尺度的減小和高密度缺陷控制。有鑒于此，HGleitCr認(rèn)為，如果能夠合成出晶粒尺寸在納米量級(jí)的多晶體，即主要由非共格界面構(gòu)成的材料[例如，由50％（invol．）的非共植晶界和50％（invol．）的晶體構(gòu)成］，其結(jié)構(gòu)將與普通多晶體（晶粒大于lmm）或玻璃（有序度小于2nm）明顯不同，稱之為"納米晶體材料"（nanocrystallinematerials）。后來，人們又將晶體區(qū)域或其它特征長(zhǎng)度在納米量級(jí)范圍（小于100nn）的材料廣義定義為"納米材料"或"納米結(jié)構(gòu)材料"（nanostructuredmaterials）。由于其獨(dú)特的微結(jié)構(gòu)和奇異性能，納米材料引起了科學(xué)界的極大關(guān)注，成為世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)，其領(lǐng)域涉及物理、化學(xué)、生物、微電子等諸多學(xué)科。目前，廣義的納米材料的主要包括：

l）清潔或涂層表面的金屬、半導(dǎo)體或聚合物薄膜；2）人造超晶格和量子講結(jié)構(gòu)；功半結(jié)晶聚合物和聚合物混和物；4）納米晶體和納米玻璃材料；5）金屬鍵、共價(jià)鍵或分子組元構(gòu)成的納米復(fù)合材料。

經(jīng)過最近十多年的研究與探索，現(xiàn)已在納米材料制備方法、結(jié)構(gòu)表征、物理和化學(xué)性能、實(shí)用化等方面取得顯著進(jìn)展，研究成果日新月異，研究范圍不斷拓寬。本文主要從材料科學(xué)與工程的角度，介紹與評(píng)述納米金屬材料的某些研究進(jìn)展。

2納米材料的制備與合成

材料的納米結(jié)構(gòu)化可以通過多種制備途徑來實(shí)現(xiàn)。這些方法可大致歸類為"兩步過程"和"一步過程"。"兩步過程"是將預(yù)先制備的孤立納米顆粒因結(jié)成塊體材料。制備納米顆粒的方法包括物理氣相沉積（PVD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）、微波等離子體、低壓火焰燃燒、電化學(xué)沉積、溶膠一凝膠過程、溶液的熱分解和沉淀等，其中，PVD法以"惰性氣體冷凝法"最具代表性。"一步過程"則是將外部能量引入或作用于母體材料，使其產(chǎn)生相或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，直接制備出塊體納米材料。諸如，非晶材料晶化、快速凝固、高能機(jī)械球磨、嚴(yán)重塑性形變、滑動(dòng)磨損、高能粒子輻照和火花蝕刻等。目前，關(guān)于制備科學(xué)的研究主要集中于兩個(gè)方面：l）納米粉末制備技術(shù)、理論機(jī)制和模型。目的是改進(jìn)納米材料的品質(zhì)和產(chǎn)量；2）納米粉末的固結(jié)技術(shù)。以獲得密度和微結(jié)構(gòu)可控的塊體材料或表面覆層。

1引言

40多年以前，科學(xué)家們就認(rèn)識(shí)到實(shí)際材料中的無序結(jié)構(gòu)是不容忽視的。許多新發(fā)現(xiàn)的物理效應(yīng)，諸如某些相轉(zhuǎn)變、量子尺寸效應(yīng)和有關(guān)的傳輸現(xiàn)象等，只出現(xiàn)在含有缺陷的有序固體中。事實(shí)上，如果多晶體中晶體區(qū)的特征尺度（晶粒或晶疇直徑或薄膜厚度）達(dá)到某種特征長(zhǎng)度時(shí)（如電子波長(zhǎng)、平均自由程、共格長(zhǎng)度、相關(guān)長(zhǎng)度等），材料的性能將不僅依賴于晶格原子的交互作用，也受其維數(shù)、尺度的減小和高密度缺陷控制。有鑒于此，HGleitCr認(rèn)為，如果能夠合成出晶粒尺寸在納米量級(jí)的多晶體，即主要由非共格界面構(gòu)成的材料[例如，由50％（invol．）的非共植晶界和50％（invol．）的晶體構(gòu)成］，其結(jié)構(gòu)將與普通多晶體（晶粒大于lmm）或玻璃（有序度小于2nm）明顯不同，稱之為"納米晶體材料"（nanocrystallinematerials）。后來，人們又將晶體區(qū)域或其它特征長(zhǎng)度在納米量級(jí)范圍（小于100nn）的材料廣義定義為"納米材料"或"納米結(jié)構(gòu)材料"（nanostructuredmaterials）。由于其獨(dú)特的微結(jié)構(gòu)和奇異性能，納米材料引起了科學(xué)界的極大關(guān)注，成為世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)，其領(lǐng)域涉及物理、化學(xué)、生物、微電子等諸多學(xué)科。目前，廣義的納米材料的主要?ǎ?BR>l）清潔或涂層表面的金屬、半導(dǎo)體或聚合物薄膜；2）人造超晶格和量子講結(jié)構(gòu)；功半結(jié)晶聚合物和聚合物混和物；4）納米晶體和納米玻璃材料；5）金屬鍵、共價(jià)鍵或分子組元構(gòu)成的納米復(fù)合材料。

經(jīng)過最近十多年的研究與探索，現(xiàn)已在納米材料制備方法、結(jié)構(gòu)表征、物理和化學(xué)性能、實(shí)用化等方面取得顯著進(jìn)展，研究成果日新月異，研究范圍不斷拓寬。本文主要從材料科學(xué)與工程的角度，介紹與評(píng)述納米金屬材料的某些研究進(jìn)展。

2納米材料的制備與合成

材料的納米結(jié)構(gòu)化可以通過多種制備途徑來實(shí)現(xiàn)。這些方法可大致歸類為"兩步過程"和"一步過程"。"兩步過程"是將預(yù)先制備的孤立納米顆粒因結(jié)成塊體材料。制備納米顆粒的方法包括物理氣相沉積（PVD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）、微波等離子體、低壓火焰燃燒、電化學(xué)沉積、溶膠一凝膠過程、溶液的熱分解和沉淀等，其中，PVD法以"惰性氣體冷凝法"最具代表性。"一步過程"則是將外部能量引入或作用于母體材料，使其產(chǎn)生相或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，直接制備出塊體納米材料。諸如，非晶材料晶化、快速凝固、高能機(jī)械球磨、嚴(yán)重塑性形變、滑動(dòng)磨損、高能粒子輻照和火花蝕刻等。目前，關(guān)于制備科學(xué)的研究主要集中于兩個(gè)方面：l）納米粉末制備技術(shù)、理論機(jī)制和模型。目的是改進(jìn)納米材料的品質(zhì)和產(chǎn)量；2）納米粉末的固結(jié)技術(shù)。以獲得密度和微結(jié)構(gòu)可控的塊體材料或表面覆層。

3納米材料的奇異性能

關(guān)鍵詞：碳碳元素?zé)o機(jī)非金屬材料

（一）碳族元素在周期表中的位置

ⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA

BCNOF

AlSiPSCl

GaGeAsSeBr

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40多年以前，科學(xué)家們就認(rèn)識(shí)到實(shí)際材料中的無序結(jié)構(gòu)是不容忽視的。許多新發(fā)現(xiàn)的物理效應(yīng)，諸如某些相轉(zhuǎn)變、量子尺寸效應(yīng)和有關(guān)的傳輸現(xiàn)象等，只出現(xiàn)在含有缺陷的有序固體中。事實(shí)上，如果多晶體中晶體區(qū)的特征尺度（晶?；蚓М犞睆交虮∧ず穸龋┻_(dá)到某種特征長(zhǎng)度時(shí)（如電子波長(zhǎng)、平均自由程、共格長(zhǎng)度、相關(guān)長(zhǎng)度等），材料的性能將不僅依賴于晶格原子的交互作用，也受其維數(shù)、尺度的減小和高密度缺陷控制。有鑒于此，HGleitCr認(rèn)為，如果能夠合成出晶粒尺寸在納米量級(jí)的多晶體，即主要由非共格界面構(gòu)成的材料[例如，由50％（invol．）的非共植晶界和50％（invol．）的晶體構(gòu)成］，其結(jié)構(gòu)將與普通多晶體（晶粒大于lmm）或玻璃（有序度小于2nm）明顯不同，稱之為"納米晶體材料"（nanocrystallinematerials）。后來，人們又將晶體區(qū)域或其它特征長(zhǎng)度在納米量級(jí)范圍（小于100nn）的材料廣義定義為"納米材料"或"納米結(jié)構(gòu)材料"（nanostructuredmaterials）。由于其獨(dú)特的微結(jié)構(gòu)和奇異性能，納米材料引起了科學(xué)界的極大關(guān)注，成為世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)，其領(lǐng)域涉及物理、化學(xué)、生物、微電子等諸多學(xué)科。目前，廣義的納米材料的主要?ǎ?BR>l）清潔或涂層表面的金屬、半導(dǎo)體或聚合物薄膜；2）人造超晶格和量子講結(jié)構(gòu)；功半結(jié)晶聚合物和聚合物混和物；4）納米晶體和納米玻璃材料；5）金屬鍵、共價(jià)鍵或分子組元構(gòu)成的納米復(fù)合材料。

經(jīng)過最近十多年的研究與探索，現(xiàn)已在納米材料制備方法、結(jié)構(gòu)表征、物理和化學(xué)性能、實(shí)用化等方面取得顯著進(jìn)展，研究成果日新月異，研究范圍不斷拓寬。本文主要從材料科學(xué)與工程的角度，介紹與評(píng)述納米金屬材料的某些研究進(jìn)展。

2納米材料的制備與合成

材料的納米結(jié)構(gòu)化可以通過多種制備途徑來實(shí)現(xiàn)。這些方法可大致歸類為"兩步過程"和"一步過程"。"兩步過程"是將預(yù)先制備的孤立納米顆粒因結(jié)成塊體材料。制備納米顆粒的方法包括物理氣相沉積（PVD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）、微波等離子體、低壓火焰燃燒、電化學(xué)沉積、溶膠一凝膠過程、溶液的熱分解和沉淀等，其中，PVD法以"惰性氣體冷凝法"最具代表性。"一步過程"則是將外部能量引入或作用于母體材料，使其產(chǎn)生相或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，直接制備出塊體納米材料。諸如，非晶材料晶化、快速凝固、高能機(jī)械球磨、嚴(yán)重塑性形變、滑動(dòng)磨損、高能粒子輻照和火花蝕刻等。目前，關(guān)于制備科學(xué)的研究主要集中于兩個(gè)方面：l）納米粉末制備技術(shù)、理論機(jī)制和模型。目的是改進(jìn)納米材料的品質(zhì)和產(chǎn)量；2）納米粉末的固結(jié)技術(shù)。以獲得密度和微結(jié)構(gòu)可控的塊體材料或表面覆層。

3納米材料的奇異性能

1引言

40多年以前，科學(xué)家們就認(rèn)識(shí)到實(shí)際材料中的無序結(jié)構(gòu)是不容忽視的。許多新發(fā)現(xiàn)的物理效應(yīng)，諸如某些相轉(zhuǎn)變、量子尺寸效應(yīng)和有關(guān)的傳輸現(xiàn)象等，只出現(xiàn)在含有缺陷的有序固體中。事實(shí)上，如果多晶體中晶體區(qū)的特征尺度（晶?；蚓М犞睆交虮∧ず穸龋┻_(dá)到某種特征長(zhǎng)度時(shí)（如電子波長(zhǎng)、平均自由程、共格長(zhǎng)度、相關(guān)長(zhǎng)度等），材料的性能將不僅依賴于晶格原子的交互作用，也受其維數(shù)、尺度的減小和高密度缺陷控制。有鑒于此，HGleitCr認(rèn)為，如果能夠合成出晶粒尺寸在納米量級(jí)的多晶體，即主要由非共格界面構(gòu)成的材料[例如，由50％（invol．）的非共植晶界和50％（invol．）的晶體構(gòu)成］，其結(jié)構(gòu)將與普通多晶體（晶粒大于lmm）或玻璃（有序度小于2nm）明顯不同，稱之為"納米晶體材料"（nanocrystallinematerials）。后來，人們又將晶體區(qū)域或其它特征長(zhǎng)度在納米量級(jí)范圍（小于100nn）的材料廣義定義為"納米材料"或"納米結(jié)構(gòu)材料"（nanostructuredmaterials）。由于其獨(dú)特的微結(jié)構(gòu)和奇異性能，納米材料引起了科學(xué)界的極大關(guān)注，成為世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)，其領(lǐng)域涉及物理、化學(xué)、生物、微電子等諸多學(xué)科。目前，廣義的納米材料的主要?ǎ?BR>l）清潔或涂層表面的金屬、半導(dǎo)體或聚合物薄膜；2）人造超晶格和量子講結(jié)構(gòu)；功半結(jié)晶聚合物和聚合物混和物；4）納米晶體和納米玻璃材料；5）金屬鍵、共價(jià)鍵或分子組元構(gòu)成的納米復(fù)合材料。

經(jīng)過最近十多年的研究與探索，現(xiàn)已在納米材料制備方法、結(jié)構(gòu)表征、物理和化學(xué)性能、實(shí)用化等方面取得顯著進(jìn)展，研究成果日新月異，研究范圍不斷拓寬。本文主要從材料科學(xué)與工程的角度，介紹與評(píng)述納米金屬材料的某些研究進(jìn)展。

2納米材料的制備與合成

材料的納米結(jié)構(gòu)化可以通過多種制備途徑來實(shí)現(xiàn)。這些方法可大致歸類為"兩步過程"和"一步過程"。"兩步過程"是將預(yù)先制備的孤立納米顆粒因結(jié)成塊體材料。制備納米顆粒的方法包括物理氣相沉積（PVD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）、微波等離子體、低壓火焰燃燒、電化學(xué)沉積、溶膠一凝膠過程、溶液的熱分解和沉淀等，其中，PVD法以"惰性氣體冷凝法"最具代表性。"一步過程"則是將外部能量引入或作用于母體材料，使其產(chǎn)生相或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，直接制備出塊體納米材料。諸如，非晶材料晶化、快速凝固、高能機(jī)械球磨、嚴(yán)重塑性形變、滑動(dòng)磨損、高能粒子輻照和火花蝕刻等。目前，關(guān)于制備科學(xué)的研究主要集中于兩個(gè)方面：l）納米粉末制備技術(shù)、理論機(jī)制和模型。目的是改進(jìn)納米材料的品質(zhì)和產(chǎn)量；2）納米粉末的固結(jié)技術(shù)。以獲得密度和微結(jié)構(gòu)可控的塊體材料或表面覆層。

3納米材料的奇異性能

摘要：研究經(jīng)濟(jì)有效的耐蝕接地網(wǎng)金屬材料對(duì)于提高電網(wǎng)工作穩(wěn)定性有重要意義。用電化學(xué)測(cè)試方法及電解試驗(yàn)方法在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了金屬材料耐蝕性能篩選試驗(yàn)，并在變電站現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了小型埋置試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，金屬材料CL2的耐蝕性能比普通碳鋼高5~7倍，這對(duì)于延長(zhǎng)接地網(wǎng)使用壽命具有重要意義；鍍鋅鋼作為接地材料對(duì)于延長(zhǎng)接地網(wǎng)使用壽命實(shí)際作用不太顯著。

關(guān)鍵詞：接地網(wǎng)；耐蝕金屬材料；電化學(xué)測(cè)試

1引言

變電站容量的擴(kuò)大對(duì)接地網(wǎng)安全運(yùn)行的要求更為嚴(yán)格，對(duì)接地體的熱穩(wěn)定性的要求更高。在我國(guó)，由于資源、經(jīng)濟(jì)等原因，接地網(wǎng)所用的材質(zhì)主要為普通碳鋼。接地網(wǎng)腐蝕通常呈現(xiàn)局部腐蝕形態(tài)，發(fā)生腐蝕后接地網(wǎng)碳鋼材料變脆、起層、松散，甚至發(fā)生斷裂。某鹽堿性土壤變電站現(xiàn)場(chǎng)與接地網(wǎng)連接的普通碳鋼試片埋置2年后的表面情況。一般性土壤變電站現(xiàn)場(chǎng)與接地網(wǎng)連接的普通碳鋼試片埋置226天后的表面情況。無論在鹽堿性土壤中還是在一般性土壤中，接地網(wǎng)的碳鋼試片腐蝕是非常嚴(yán)重的，其表面有許多局部腐蝕坑，試片邊緣也不完整。

腐蝕是導(dǎo)致接地體事故擴(kuò)大的一個(gè)主要原因。因?yàn)閷?duì)于運(yùn)行多年的接地網(wǎng)而言，由于腐蝕性土壤環(huán)境中的電化學(xué)腐蝕以及電網(wǎng)設(shè)備等運(yùn)行中的泄流造成的腐蝕使得接地體截面減小，甚至斷裂，造成接地性能不良，不能滿足熱穩(wěn)定性的要求，因而電路電流將會(huì)燒壞接地網(wǎng)，使得變電站內(nèi)出現(xiàn)高電位差，造成其它主設(shè)備的毀壞事故，還會(huì)危及人身安全。由于接地網(wǎng)埋設(shè)在地下，一旦腐蝕嚴(yán)重到使接地網(wǎng)的接地電阻不合格，甚至局部斷裂時(shí)，對(duì)接地網(wǎng)的翻修改造是相當(dāng)費(fèi)勁和困難的，費(fèi)用也是巨大的。因此防止接地網(wǎng)腐蝕，保證接地性能的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)接地網(wǎng)的使用壽命，是電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)所迫切需要解決的課題。

對(duì)于接地網(wǎng)防腐蝕的研究，目前國(guó)內(nèi)主要有兩條路線[1]，一是研制耐蝕性能優(yōu)良而且經(jīng)濟(jì)性好的導(dǎo)電材料以取代目前普遍使用的碳鋼；二是采用電化學(xué)保護(hù)技術(shù)以減緩正在服役的接地網(wǎng)的腐蝕速度，延長(zhǎng)使用壽命。原武漢水利電力大學(xué)“接地網(wǎng)防蝕研究及應(yīng)用”課題組經(jīng)過長(zhǎng)期大量的試驗(yàn)，已經(jīng)篩選出耐蝕性能優(yōu)良且價(jià)格合理的材料，可以取代目前廣泛使用的普通碳鋼。

摘要：在高等工程教育中，實(shí)踐教學(xué)是不可或缺的環(huán)節(jié)。無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系是高等教育中培養(yǎng)應(yīng)用型人才中的重要環(huán)節(jié)，在其構(gòu)建過程中，要按照工科的發(fā)展特點(diǎn)與規(guī)律，優(yōu)化實(shí)踐內(nèi)容與實(shí)習(xí)體系，著重于培養(yǎng)學(xué)生的工程能力與創(chuàng)新能力，進(jìn)行系統(tǒng)化的構(gòu)建設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：無機(jī)非金屬材料；實(shí)踐教學(xué)體系；構(gòu)建

實(shí)踐教學(xué)體系在高等工程教育中十分重要，是高等教育培養(yǎng)應(yīng)用型人才的關(guān)鍵部分，高校應(yīng)當(dāng)重視學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。隨著無機(jī)非金屬材料應(yīng)用越來越廣泛，高等工程教育逐漸注重起這方面的應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，開設(shè)了一系列無機(jī)非金屬材料的實(shí)踐課程，為培養(yǎng)無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用型人才做出巨大貢獻(xiàn)。

1無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系現(xiàn)狀

隨著無機(jī)非金屬材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占比越來越大，諸多高校紛紛開設(shè)了無機(jī)非金屬材料的教學(xué)課程，為培養(yǎng)這方面的人才提供了良好的基礎(chǔ)。然而，當(dāng)前工程教育普遍存在著一個(gè)問題，就是教育以傳授知識(shí)為主，缺乏工程實(shí)踐，使學(xué)生在工程實(shí)踐能力、工程素質(zhì)以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力上嚴(yán)重缺乏，主要表現(xiàn)為：第一，重理論，輕實(shí)踐。在當(dāng)前的大部分無機(jī)非金屬材料的教學(xué)中，教學(xué)課程的安排多以實(shí)驗(yàn)演示為主，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐環(huán)節(jié)較少。設(shè)計(jì)課程安排不足，對(duì)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)也不足，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)際工程能力差。由于缺乏實(shí)踐因此在創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)上表現(xiàn)大打折扣，學(xué)生缺乏創(chuàng)新實(shí)踐能力。第二，實(shí)習(xí)效果不佳。在無機(jī)非金屬材料教育專業(yè)中，實(shí)習(xí)是非常重要的階段，然而在實(shí)習(xí)時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)擔(dān)心學(xué)生能力不足而導(dǎo)致影響生產(chǎn)或者承擔(dān)安全責(zé)任導(dǎo)致學(xué)生不能真正參與到實(shí)踐中去，除此之外學(xué)校在于地方企業(yè)合作時(shí)在學(xué)生實(shí)習(xí)的落實(shí)上也有所缺乏，加上學(xué)校的實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)缺乏，使學(xué)生實(shí)際實(shí)習(xí)時(shí)間縮短，實(shí)習(xí)效果不佳。第三，教師素質(zhì)問題。近年來諸多高校為了科學(xué)研究以及教學(xué)體系的構(gòu)建，引進(jìn)了一批高學(xué)歷的年輕教師，然而其缺乏無機(jī)非金屬材料的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)踐教學(xué)的操作不足，導(dǎo)致其在教學(xué)時(shí)偏向理論化。

2無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建