信息纳米技术及其应用CH4 纳米复合材料(POSITES 2009).ppt

CH4 纳米复合材料
纳米复合材料（NANOCOMPOSITES）：两种或两种以上的吉布斯固相至少在一个方向以纳米级大小复合而成的材料。在复合材料中，一种相为连续相，称基体；另一种相为分散相，分散相以一种独立的相态分布在连续相中，两相间有相界。
纳米复合材料的分类
纳米复合材料的制备方法
几种典型的纳米复合材料：
纳米复合涂层，高强度、高延展性合金，增韧纳米复相陶瓷， 超塑性陶瓷材料， 高分子基复合材料，纳米磁性复合材料，新型发光材料，高ε材料。
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纳米颗粒-零维纳米材料
纳米纤维-一维纳米材料
纳米薄膜-二维纳米材料
纳米固体-三维纳米材料
0-0复合：不同种类的纳米粒子复合。
如：金属-金属复合、金属-陶瓷复合、金属-高分子复合、陶瓷-陶瓷复合、陶瓷-高分子复合。
0-2复合，纳米粒子分散在薄膜材料中，形成均匀分散或非均匀分散的颗粒膜。
0-3复合，纳米粒子分散在常规三维固体中。
如：金属纳米粒子分散到另一种金属或合金中；纳米陶瓷（氧化物）分散到常规金属或高分子中。
2-2复合，如：多层膜。
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按固相成分可分为：
无机纳米复合；有机/无机纳米复合；聚合物/聚合物纳米复合。
更广义的复合材料：不同物质构成的纳米多层膜以及介孔复合体材料
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纳米复合材料与普通复合材料的区别
有机-无机纳米复合材料区别于通常的聚合物/无机填料体系：无机和有机相在纳米范围结合而成，两相界面存在较强的作用力，得到许多特异性能的新材料。
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纳米复合材料制备方法
Sol-Gel法
CVD (Chemical Vapor Deposition)法
Sputtering
纳米粒子直接分散法
插层复合法
高能球磨法
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(1) Sol-Gel法制备纳米复合材料
可制备纳米氧化物、纳米半导体材料、无机纳米复合材料，还可制备纳米有机-无机纳米复合材料。
优点：均匀性好、纯度高、烧结温度比传统的固相法低。
例如：FeCl3•6H2O和Ti(OC3H7)8制α-Fe2O3/TiO2纳米材料。
先制得干凝胶，1200℃热处理→ Fe2O3/TiO2纳米材料。
制备有机-无机纳米复合材料：
在有机物存在下形成无机相。选择合适的共溶剂是关键。例如：聚丙烯***在有机酸作共溶剂条件下可溶于硅酸乙酯的水溶液中，在合适条件下硅酸乙酯水解缩合制得含有机聚合物的凝胶，室温下缓慢干燥，得到了有机聚合物均匀包埋在三维二氧化硅网络中的透明性很好的复合材料。
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(2) CVD法制备纳米复合材料
制备过程：CVD气相反应→沉积→热处理。
如：SiCl4-C3H8-H2系统，Si/C比为0-,沉积温度1400-2000K,制得SiC-C纳米复合材料。
(3) Sputtering制备纳米复合材料
如：RF磁控溅射制备InxGa1-xAs/SiO2纳米材料(3-5nm),（＜x＜)。
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