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纳米金属科研难吗

2023-08-11 分类:百科

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纳米金属科研不容易。

首先,纠正一下基础的物理问题。碳纳米管、石墨烯内部不是范德华力,是共价键。断裂准则也并非叫“断裂强度”,正确应该叫“断裂韧性”。键的强弱也不能决定断裂韧性,只能很大程度上决定弹性模量(刚度系数)。而且断裂韧性有两个,一个是临界应力强度因子,一个是临界能量释放率(两者之间存在简单的关系可以换算,简单关系中的系数包含了弹性模量和泊松比)。

然后,回到断裂上。一个材料断裂根本原因是:材料内部有缺陷(微观结构),这些缺陷即预裂纹。直接原因是有外力施加到材料上。断裂力学告诉我们,外应力强度因子(∝外应力×裂纹长度开根号)大于临界值(即,断裂韧性。与材料的表面能、塑形本构有关)之后,材料就会断裂。对于宏观材料,最大的预裂纹尺度比纳米材料大得多,而材料断裂是看材料最薄弱、裂纹最长的那个位置。所以虽然材料本身断裂韧性与尺度无关,但纳米材料的强度会比宏观材料大得多。

纳米力学(Nanomechanics)是研究 纳米范围物理系统基本力学(弹性,热和动力过程)性质的纳米科学的一个分支。纳米力学为纳米技术提供了科学基础。纳米力学是 经典力学,固态物理, 统计力学,材料科学和 量子化学等的交叉学科。

常把纳米力学当纳米技术的一个分支,即集中在工程纳米结构和纳米系统力学性质的应用面。纳米系统的例子,包括纳米颗粒, 纳米粉,纳米线,纳米棍,纳米带,纳米管,包括碳纳米管和硼氮纳米管,单壳,纳米膜,纳米包附,纳米复合物/纳米结构材料(有纳米颗粒分散在内的液体),纳米摩托等

纳米金属科研难吗

纳米金属科研很难。

金属纳米颗粒是尺寸在1-100纳米的金属原子聚集体,比光的波长还小。因其尺寸小,会产生量子限域效应,增加或减少金属原子数目会造成其结构、电子和光学性质的显著改变。因此,与宏观金属材料不同,金属纳米颗粒的尺寸、形貌以及元素分布决定其力学行为、表面吸附、运输、催化活性和光电性质。

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