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纳米电镀:从纳米到纳米材料

放大字体  缩小字体发布日期:2012-01-12  浏览次数:904
纳米电镀:从纳米到纳米材料

   纳米是英文namometer的译名,简单地说只不过是一种长度单位,符号为nm。lnm=10-10m(即十亿分之一米),约为10个原子的长度。纳米这一词汇之所以转变成了一种材料的代称,是因为所有的材料当其尺寸大小在纳米的级别时,会出现一些新的特性,大大地不同于处于宏观状态的同一种材料,而发现这一奇特现象也就是20世纪80年代的事。

   1980年的一天,在澳大利亚的茫茫沙漠中有一辆汽车在高速奔驰,驾车人是一位德国物理学家H.格雷特(Gleiter)教授。他正驾驶着租用的汽车独自横穿澳大利亚大沙漠。面对空旷、寂寞、孤独的环境,他的思维特别活跃。他是一位长期从事晶体物理研究的科学家。此时此刻,一个长期思考的问题在他的脑海中跳动:如何研制具有异乎寻常特性的新型材料?

   在长期的晶体材料研究中,人们将具有完整空间点阵结构的实体称为晶体,在晶体材料中,点阵是晶体材料的主体;而把空间点阵中的空位、替位原子、间隙原子、相界、位错和晶界看作晶体材料中的附件甚至是缺陷。这个时候,他想到,如果从逆方向思考问题,把“缺陷”作为主体,研制出一种晶界占有相当大体积比的材料,那么将会是怎样的呢?格雷特教授的这种新思路马上成为科学探索者新的研究课题,经过4年的不懈努力,他领导的研究小组终于在1984年研制成功了黑色金属粉末。试验表明,任何金属颗粒,当其尺寸在纳米量级时都呈黑色。纳米固体材料(nanometer sized materi—als)就这样诞生了。1989年,格雷特正式提出纳米材料的概念[1]。

   实际上,纳米材料作为一种微小尺寸的物质也并不是新发明,我国古代以松烟制作的高性能磨墨就是一种纳米材料。还有古代铜镜表面的防锈层也是由纳米氧化锡组成的,但是当时的人们是绝不可能有纳米这样—个微观尺寸概念的,只是一种自发应用而已。纳米材料一诞生,即以其异乎寻常的特性引起了材料界的广泛关注。这是因为纳米材料具有与传统材料明显不同的一些特征。例如,纳米铁材料的断裂应力比一般铁材料高12倍;气体通过纳米材料的扩散速度比通过一般材料的扩散速度快几千倍等;纳米相的铜比普通的铜坚固5倍,而且硬度随着颗粒尺寸的减小而增大;纳米陶瓷材料具有塑性或称为超塑性等。

 

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