纳米材料国内外研究进展Ⅰ——纳米材料的结构、特异效.pdf

第31卷第3期热处理技术与装备Vo1．31．No．3
2010年6月RECHULIJISHUYUZHUANGBEIJune2Ol0

·综述·

纳米材料国内外研究进展I

——纳米材料的结构、特异效应与性能
朱世东2，周根树，蔡锐，韩燕2，田伟

(1．西安交通大学材料科学与工程学院，西安陕西710049；
2．中国石油天然气集团公司石油管力学和环境行为重点实验室，西安陕西710065)

摘要：被誉为“2l世纪最有前途的材料”的纳米材料同信息技术和生物技术一样已经成为21世纪
社会经济发展的三大支柱之一和战略制高点。本文就纳米材料的国内外研究现状、结构特性和性能
进行了综述。旨在为纳米材料的应用及其制备提供理论指导。
关键词：纳米材料；结构特性；特异效应；性能
中图分类号：TB383文献标识码：A文章编号：1673—4971(2OLO)O3—0001—05

ResearchoftheNano．MaterialsatHomeandAbroadI

—TheStructure，SpecificEfectsandPerformanceoftheNano-materials

ZHUShi．dong。
，ZHOUGen．shu，CAIRui，HANYan，TIANWei

(1．SchoolofMaterialScienceandEngineering，Xiar~JiaotongUniversity，XianShanxi710049，China；2．TheKey
LaboratoryforMechanicalandEnvironmentalBehaviorofTubularGoods，CNPC，XianShanxi710065，China)

Abstract：Thenano—materialsknownas“themostpromisingmaterialinthe21stcentury’alongwiththe
informationtechnologyandthebiotechnologyhasbecomeoneofthethreepiHarsofthesocio·-economicde··
velopmentandthestrategichighgroundinthe21stcentury．Inthispaper，theresearchathomeanda—
broad，thestructuralproperties，specificeffectandtheperformancearereviewed．Thepurposeistopro-

videtheoreticalguidancefortheapplicationandpreparationofllano—materials．

Keywords：nano—materials；structuralproperties；specificefect；performace

0前言成的固体材料。从广义上讲，纳米材料是指三维空
从人类认识世界的精度来看，人类的文明发展间尺寸中至少有一维处于纳米量级的材料。通常分
进程可以划分为模糊时代(工业革命之前)、毫米时为零维材料(纳米微粒)，一维材料(直径为纳米量级
代(工业革命到20世纪初)、微米和纳米时代(2O世的纤维)，二维材料(厚度为纳米量级的薄膜与多层
纪40年代开始至今)⋯。自20世纪8O年代初，德膜)，以及基于上述低维材料所构成的固体。从狭义
国科学家Gleiter【2提出“纳米晶体材料”的概念，随上讲，则主要包括纳米微粒及由它构成的纳米固体
后采用人工制备首次获得纳米晶体，并对其各种物(体材料与微粒膜)】。纳米材料的研究是人类认识
性进行系统的研究以来，纳米材料已引起世界各国客观世界的新层次，是交叉学科跨世纪的战略科技
科技界及产业界的广泛关注。纳米材料是指特征尺
领域。
寸在纳米数量级(通常指1～100nm)的极细颗粒组

收稿日期：2010一Ol一10
作者简介：朱世东(1980一)，男，博士，主要研究方向为油气田冲刷腐蚀与防护。
联系电话：[phone]；E—mall：~[e-mail]
热处理技术与装备第31卷

1国内外研究现状在实验室合成了纳米块体材料，至今已有30多年的
50年代末，美国著名物理学家RichardP．Feyn—历史，但真正成为材料科学和凝聚态物理研究的前
man曾经设想“如果有一天能按人的意志安排一沿热点是在80年代中期以后。因此，从其研究的内
个个原子和分子，将会产生什么样的奇迹?”他提出涵和特点来看大致可划分为三个阶段。
逐级地缩小生产装置，以致最后直接由人类按需排第一阶段(1990年以前)主要是在实验室探索，
布原子以制造产品。这在当时只是一个美好的梦用各