纳米材料的制备方法f课件.ppt

第 五 章 纳米材料的主要形式 各种纳米结构 加工方法 §1. 纳米粒子制备方法 纳米粒子制备方法分类 纳米粒子合成的物理方法 纳米粒子合成的物理方法 粉碎法 粉碎法 机械粉碎法 机械粉碎法 构筑法 蒸发凝聚法 离子溅射法 冷冻干燥法 其他物理方法 纳米粒子合成的化学方法 气相反应法 气相分解法 气相合成法 液相反应法 沉淀法 共沉淀法 均相沉淀法 水解沉淀法 无机盐水解法 金属醇盐水解法 金属醇盐水解法 金属醇盐水解法 金属醇盐水解法 金属醇盐水解法 喷雾法 喷雾干燥法 喷雾水解法 喷雾焙烧法 水热法 水热法 水热法 水热法 溶剂热法 溶胶－凝胶法 溶胶－凝胶法 溶胶－凝胶法 溶胶－凝胶法 溶胶－凝胶法 微乳液法 微乳液法 微乳液法 辐射化学合成法 辐射化学合成法 §2. 一维纳米材料制备方法 一维纳米材料制备方法 §3. 纳米薄膜制备方法 纳米薄膜制备方法 纳米薄膜制备方法 纳米薄膜制备方法 纳米薄膜制备方法 纳米薄膜制备方法 纳米薄膜制备方法 纳米薄膜制备方法 纳米薄膜制备方法 纳米薄膜制备方法 §4. 纳米固体材料制备方法 纳米固体材料 纳米金属与合金材料制备方法 纳米金属与合金材料制备方法 纳米金属与合金材料制备方法 纳米金属与合金材料制备方法 纳米金属与合金材料制备方法 纳米金属与合金材料制备方法 纳米陶瓷材料制备方法 纳米陶瓷材料制备方法 纳米陶瓷材料制备方法 纳米陶瓷材料制备方法 纳米陶瓷材料制备方法 §5. 其他纳米结构的制备方法 其他纳米结构的制备方法 其他纳米结构的制备方法 其他纳米结构的制备方法 其他纳米结构的制备方法 其他纳米结构的制备方法 其他纳米结构的制备方法 其他纳米结构的制备方法 其他纳米结构的制备方法 其他纳米结构的制备方法 其他纳米结构的制备方法 其他纳米结构的制备方法 其他纳米结构的制备方法 几种典型的纳米材料合成技术 化学气相沉积技术 化学气相沉积(Chemical Vapour Deposition, CVD)法主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质在衬底表面上进行化学反应生成薄膜的方法。其薄膜形成的基本过程包括气体扩散、反应气体在衬底表面的吸附、表面反应、成核和生长以及气体解吸、扩散挥发等步骤。CVD内的输运性质(包括热、质量及动量输运)、气流的性质(包括运动速度、压力分布、气体加热、激活方式等)、基板种类、表面状态、温度分布状态等都影响薄膜的组成、结构、形态与性能。利用该方法可以制备氧化物、氟化物、碳化物等纳米复合薄膜。该方法目前被广泛的应用于纳米薄膜材料的制备，主要用于制备半导体、氧化物、氮化物、碳化物纳米薄膜。 CVD法可分为：常压CVD；低压CVD；热CVD； 等离子CVD；间隙CVD；激光CVD；超声CVD等等。 溶胶－凝胶法 溶胶－凝胶法(sol-gel)是20世纪60年代发展起来的一种制备玻璃、陶瓷等无机材料的新方法。近年来有许多人利用该方法制备纳米薄膜。其基本步骤是先用金属无机盐或有机金属化合物在低温下液相合成为溶胶，然后采用提拉法(dip-coating)或旋涂(spin-coating)，使溶液吸附在衬底上，经胶化过 程(gelating)成为凝胶，凝胶经一定温度处 理后即可得到纳米晶薄膜。 目 前 已 采 用 sol-gel 法得到的纳米镶嵌复合薄膜主要有 Co(Fe, Ni, Mn)/SiO2, CdS(ZnS, PbS)/SiO2。 由于溶胶的先驱体可以提纯且溶胶－凝胶 过程在常温下可液相成膜，设备简单，操 作方便，因此溶胶－凝胶法是常见的纳米 薄膜的制备方法之一。 三维纳米材料是指由尺寸为1～100nm的粒子为主体形成的块体(nanostructured bulk)材料，又称纳米固体。纳米固体中的纳米微粒有三种形式：长程有序的晶态，短程有序的非晶态和只有取向有序的准晶态。以纳米颗粒为单元沿着一维方向排列形成纳米丝，在二维空间排列形成纳米薄膜，在三维空间可以堆积成纳米块体，经人工的控制和加工，纳米微粒在一维、二维和三维空间有序排列，可以形成不同维数的阵列体系。 纳米固体 纳米固体按照小颗粒结构状态可分为纳米晶体材料(nanocrystalline, nanometer-sized crystalline, 又称纳米微晶材料)、纳米非晶材料(nano amorphous materials)和纳米准晶材料。按照小颗粒键的形式又可以把纳米材料划分为纳米金属材料、纳米离子晶体材料(如CaF2等)、纳米半导体材料(nano semiconductors)、以及纳米陶瓷材料(nano ceramic materials)。纳米材料是由单相微粒构成的固体称为纳米相材料(nanophase materials)。每个纳米微粒本