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第一章1 关键词：NanomaterialsScanning Tunneling Microscope (STM)Zero (one, two, three)-dimensionSize Effect - Kubo theory(1) Quantum size effect (2) Small size effectSurface effectCoulomb blockade and Quantum tunneling effect Dielectric confinement effect纳米材料扫描隧道显微镜（STM）零（一，二，三）维尺寸效应 - 久保理论（1）量子尺寸效应（2）小尺寸效应表面效应库仑阻塞和量子隧道效应介电限域效应2 名词解释：（1） Nano” From the Greek word for “dwarf” and means for 10-9, or one billionth. In this case it refers to 10-9 meters, or 1 nanometer (nm).1 nm is about 3 atoms long.（2）Nanomaterials Materials having a characteristic length scale less than about a hundred nanometers. （1） 纳米“ - 从希腊字为”矮“和10-9，或十亿分之一的手段。在这种情况下，它指的是10-9米，或1纳米（nm）。 1纳米是关于三原子长。 （2）纳米材料 - 材料特征长度有规模比大约一百纳米以下。这可能是一个尺度粒径，粒度，层厚，或在电子芯片导体线宽。1. Size Effect - Kubo theory（课堂笔记）:尺寸效应：当纳米材料组成的尺寸如晶粒的尺寸，第二相离子的尺寸减小时，纳米材料的性能会发生变化，当组成相的尺寸小到于某一临界尺寸相当时，材料的性能将发生明显的变化或突变2. snall size effect 小尺寸效应：随着颗粒尺寸的量变，在一定条件会引起颗粒性质的质变，由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质 的变化就成为小尺寸效应3. Coulomb blockade and Quantum tunneling 库伦阻塞量子隧穿效应：体系进入纳米体系是电荷量子化的，即充电和放电过程是不连续的，充入一个电子所需的能量Ec=e2/kc这个能量就成为库伦阻赛能，这就导致了一个销体系的充放电过程，电子不能集体传输，惹事一个个单电子的传输。通常把销体系这种单电子输运行为成为库伦阻赛效应。如果两个量子点通过一个结连接起来，一个量子点上的单个电子穿过能垒到另一个电子上的行为就成为量子隧穿效应。4.Quantum size effect 量子尺寸效应：电子的能量被量子化，形成分离的电子态能级，电子在该系统中的运动受到约束，随着金属微粒尺寸的减小，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，以及半导体为例存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据分子轨道，能系变宽的现象。5. Dielectric confinement effect介电限域效应：纳米微粒分散在异质介质中，由于界面引起的体系介电增强的现象6.surface effect:表面效应：纳米微粒尺寸与表面原子数的关系，表面含有大量的晶界，因而晶界上的院子占有相当高的比例。第二章1关键词：l Clustersl Nanoparticlel Supersaturated Vaporl Heterogeneous nucleation l Homogeneous nucleation l Magic Numbers l 团簇 纳米粒子 饱和蒸气 非均相成核 均相成核 幻数2 (1) How do you build something so small? Top-down” building something by starting with a larger component and carving away material (like a sculpture). 自顶向下“ - 通过启动建设具有较大的元件，雕刻了材料（如雕塑）的东西。 “Bottom-up” building something by assembling smaller components (like building a car engine). “自下而上” - 建设以更小的元件组装（如建立汽车发动机）的东西。3 .(1). NanoparticleA solid particle in the 1100nm range that could be noncrystalline, an aggregate of crystallites, or a single crystallite (2.) Clusterssmaller nanoparticles containing fewer than 104 atoms or molecules. (3). Magic Numbers the unusually high mass spectral abundances that occur for certain cluster sizes which represent special electronic or geometric configurations 1。纳米粒子一个在1100nm的范围内固体颗粒可非晶，微晶聚合的，或单一晶粒2。团簇 小含少于104纳米的原子或分子。3。幻数在异常高的质量，对某些簇大小，代表特殊的电子或几何构型谱丰度发生4 .two important differences between the nanoparticles and the clusters First, nanoparticles are usually larger than the clusters. They range in size from 1 to 100 nm. Secondly, in much larger quantities than the clustersReasonshigh particle density Out of the vacuum chamber纳米粒子之间的两个重要的区别和集群首先，纳米颗粒通常比大的集群。它们的大小从1到100纳米。其次，在更大的数量比集群原因：高密度颗粒 走出真空室5.How to achieve supersaturation vapor?(1) the physical cooling of a vapor by sonic or supersonic expansion techniques; (2) a gas phase chemical or photochemical reaction that can produce nonvolatile condensable products; (3) directly by thermal evaporation, sputtering, or laser ablation. （1）由音速或超音速扩展技术，蒸气物理降温;（2）气相化学或光化学反应，能产生挥发性凝产品;（3）热蒸发，溅射，直接或激光消融。第三章1关键词：l Primary particles l Secondary particlesl Precipitationl Agglomeration l Scanning electron microscope (SEM)l Transmission electron microscope (TEM)l High-resolution transmission electron microscope (HRTEM) 初级粒子 次级粒子 降水凝聚 扫描电子显微镜（SEM） 透射电子显微镜（TEM） 高分辨透射电子显微镜（HRTEM2 .The advantages and potential difficulties 答案：1. versatility in designing and synthesizing new materials 2. the manipulation of matter at the molecular level 3. molecular synthetic chemistry can be tailor designed to prepare novel starting components 4. Better control of the particle size, shape, and size distribution can be achieved in particle synthesis 1. 多功能性的设计和合成新材料 2.是在分子水平上操纵物质 3.合成化学分子设计，可定制的组件编写新的开始 4.更好地控制粒子的大小，形状和尺寸分布可以实现粒子的合成3. Primary particles 含有低气体率的独立的粒子，颗粒内部可以有界面，如相界，晶界（一次颗粒）secondary particles：二次颗粒：认为制造的粉料团聚粒子 4. Factors influencing the rate of precipitated reactionsFactors influencing the rate of reactions include the concentration of reactants, the reaction temperature, the pH, and the order in which the reagents are added to the solution 影响因素包括反应率，反应物浓度，反应温度，pH值，反应物加入顺序5. The reasons of agglomeration Agglomeration of fine particles is caused by the attractive van der Waals force and/or the driving force that tends to minimize the total surface energy of the system.Repulsive interparticle forces are required to prevent the agglomeration of these particles细颗粒集聚是由吸引力范德华力和/或动力，往往以减少系统的总表面能。丑恶颗粒间的力量，必须防止这些粒子团聚 6. Measures to against agglomeration答案：1 静电排斥产生双电层：选择适当分散剂做电解质，使纳米粒子表面形成双电层，通过排斥作用，在粒子之间发生团聚，吸引力降低，实现纳米微粒分散的目的 2 加入表面活性剂包裹微粒：为了防止分散的纳米粒子团聚，可以加入表面活性剂使其吸附在粒子表面形成微胞状态，由于活性剂可存在，而产生了粒子间 的排斥力，从而使粒子不能接触。第四章1 关键词：l Mechanical Attrition/ Mechanical Alloying (MA)l High-energy Ball Milling l Contamination l Comminutionl Intermetallicl Oxide-dispersion strengthened superalloys l NanocompositesDislocation机械研磨/机械合金化（MA） 高能球磨 污染 粉碎 金属间化合物 氧化物弥散强化高温合金 纳米复合材料 错位2 (1)high-energy ball milling and mechanical attrition? Hight-energy:高能球磨：利用球磨机的转动和振动，使硬球对原料进行强烈的撞击，研磨和搅拌，把金属和合金粉末粉碎为纳米级微粒的方法 mechanical attrition机械研磨：若加两种或两种以上金属粉末，同时放入球磨机的球磨罐中进行高温球磨，粉末颗粒经压碎粉碎，再压合的反复过程（冷焊，粉碎，冷焊的反复进行）最后组织和fenugreek均匀的合金粉末，由于这种方法是利用机械能达到合金化，而不是用热能和电能，所以把高能球球磨制备合金粉末的方法叫机械研磨（ 2)surface and interface contamination 表面与界面的污染the milling tools (Fe) and atmosphere (trace elements of O2, N2 in rare gases) can be a problem. 表面与界面的污染是一个主要问题。铣削工具（Fe）和大气（氧元素的痕迹，在稀有气体氮气）可以是一个问题。l (4)Measures: minimizing the milling time; using the purest, most ductile metal powders, a thin coating of the milling tools; sealing the vial with a flexible O ring after the powder has been loaded in an inert gas glove box 措施：尽量减少球磨时间，用最纯净，最韧的金属粉末，在铣削刀具的涂层薄，用灵活的密封O形圈小瓶粉末后，一直在惰性气体手套箱加载。.l (5)Mechanism of Grain-size Reduction ( The processes leading to the grain size refinement include three basic stages). i) Initially, the deformation is localized in shear bands consisting of an array of dislocations with high density.(ii) At a certain strain level, these dislocations annihilate and recombine as small-angle grain boundaries separating the individual grains. The subgrains formed via this route are already in the nanometer range (2030 nm).(iii) The orientations of the single-crystalline grains with respect to their neighboring grains become completely random.（一）在开始阶段，变形是定位于高密度的位错阵列组成的剪切带。（二）在一定的应变水平，这些混乱歼灭和小角度晶界分离重组人粒。通过这条路线已经形成的亚晶在纳米范围（2030米）。（三）对于邻近籽粒的单晶粒取向成为完全随机的第五章1 关键词：l sol-gell alkoxide solution l colloidal solsl microporous monolithsl anisotropic / isotropic shrinkagel polymer pyrolysisl hydrolysis 溶胶凝胶 醇解 胶体溶胶 微孔坝段 各向异性/各向同性收缩 聚合物热解 水解2 1)The reactions in alkoxide solution hydrolysis to make the solution active (reaction I) condensation polymerization (reaction II) along with further hydrolysis These reactions increase the molecular weight of the oxide polymer (reactions III and IV). 水解使溶液活性（反应一）缩合聚合反应（反应二）随着进一步水解这些反应增加氧化聚合物（反应三和四）的分子量。2) The fundamental difference between alkoxide precursors and colloidal sol precursors 醇盐凝胶和胶体凝胶的不同之处？3) Powder-free Processing of Gel Shapes (monoliths, fibers, thin films) 4) The processing steps of sol-gel that are common to all geometries （一）溶解和反应的前体;（二）形成和胶凝的形状;（三）干燥;（四）部分或全部射击密度。第六章1.Keywordsl A green body l Pressureless sinteringl Inhomogeneous sintering l Densificationl Porosityl Pressure Assisted Sinteringl Sinter-forging l 坯体无压烧结非均匀烧结致密化多孔性压力辅助烧结烧结锻造2. The definitions of pressureless sintering, pressure assisted sintering and sinter-forging无压烧结：经过压实，一致密纳米粉末可在高温下没有外部压力压力辅助烧结烧结是指任何行动中超越外加气压烧结过程中的标本。烧结锻造本身是一个更精确的术语，并表示在某项应用单轴压应力在样品烧结过程中的运作。3. Three stages of densification of nanocrystalline ceramics during pressureless sintering.三个阶段的纳米陶瓷烧结过程中致密化1。颈部成长发生在相邻颗粒接触点2。陶瓷具有海绵状结构的一个广泛的网络组成的管状气孔开放的陶瓷样品外表面。最致密的实际需要在此第二阶段的地方，毛孔缩小到管状越来越小的直径。一旦这些孔隙十分狭窄，相对于其长度，他们变得不稳定，夹断，形成孤立的，封闭的，球形毛孔。3。消除毛孔的封闭4.How to overcome the problem of inhomogeneous sintering?如何克服非均质烧结问题？（）在烧结过程中升温速率减慢（）改变样品的微观结构出发（precoarsening的治疗，其中样品加热温度长期在一个足够低的孔隙和颗粒成长有点）（）的选择与烧结温度低时间长6. Minimizing Grain Growth and Maximizing Densification during Pressureless Sintering最小晶粒生长和常压烧结的致密化最大化 对于完全致密材料，具有低于100 nm的超细粉末粒度开始生产一些简单的原则。 对金属 ：（一）压缩到尽可能高密度烧结前 （二）在低温烧结（以避免粮食增长），只要有必要去除残余孔隙度和相邻的粒子之间建立平衡晶界。 对陶瓷 ：（一）选择一个非起始粉末团聚 （二）通过降低内孔尺寸最大化出发紧凑致密率：在小样本，可以通过缩小毛孔在巨大的压力压实实现;较大的样品，制备的粉体的湿加工工艺契约是一种选择。 （三）选择一个长时间低温烧结方式来阻止晶界生长。 （四）避免快升温速度特别是对于非导热性的陶瓷（五）对于特定的陶瓷来说晶粒生长有气孔率决定 第七章1. Keywords:Electronic effectsSupport effectsShape effectsZeolite ( Molecula