奈米材料作業

2022-09-10 11:42:04 字數 1716 閱讀 3849

班級:高分子101班

姓名:徐利

學號:10031062164

1、電子與物質存在著什麼樣的相互作用這些作用有什麼用途?

答:a、電子與物質的相互作用:電子束通過物質時發生的散射、電離、軔致輻射吸收等過程。

β射線同物質的相互作用作為特例也屬這個範疇。散射電子和物質的原子核發生彈性散射時電子運動方向受到偏折,根據所穿過物質層的厚度,電子射可分為單次散射、二次以上的散射、多次散射和擴散。

入射電子經過多次彈性和非彈性散射後,可能出現如下情況:

(1)部分入射電子所累積的總散射角大於90°,重新返回表面逸出,這些電子成為背反射電子(原入射電子或稱為一次電子);

(2)部分入射電子所累積的總散射角小於90°,並且試樣的厚度小於入射電子的最大貫穿深度,則它可以穿透試樣而從另一面逸出,這部分電子稱為透射電子;

(3)部分入射電子經過多次非彈性散射後,其能量損失殆盡,不再產生其它效應,被試樣吸收,這部分電子稱為吸收電子。 入射電子的散射過程可以在不同的物質層次中進行。

如果入射電子的能量是在5~30kev 之間,則可能存在如下幾種情況:

(1)入射電子和原子和相互作用;

(2)入射電子和原子中核外電子相互作用;

(3)入射電子核晶格相互作用;

(4)入射電子和晶體空間中電子雲相互作用。

b、 可以用來作為原子物質的檢測、物質分析,比如吸收光譜、掃瞄電子顯微分析(sem)、掃瞄隧道顯微分析(stm)、投射電子顯微分析(tem)、xrd等。

2、簡述奈米材料微粒的獨特的物理化學效能?

答: 當粒子的尺寸減小到奈米量級,將導致聲、光、電、磁、熱效能呈現新的特性。比方說:

被廣泛研究的ii-vi族半導體硫化鎘,其吸收帶邊界和發光光譜的峰的位置會隨著晶粒尺寸減小而顯著藍移。按照這一原理,可以通過控制晶粒尺寸來得到不同能隙的硫化鎘,這將大大豐富材料的研究內容和可望得到新的用途。我們知道物質的種類是有限的,微公尺和奈米的硫化鎘都是由硫和鎘元素組成的,但通過控制製備條件,可以得到帶隙和發光性質不同的材料。

也就是說,通過奈米技術得到了全新的材料。奈米顆粒往往具有很大的比表面積,每克這種固體的比表面積能達到幾百甚至上千平方公尺,這使得它們可作為高活性的吸附劑和催化劑,在氫氣貯存、有機合成和環境保護等領域有著重要的應用前景。對奈米體材料,我們可以用「更輕、更高、更強」這六個字來概括。

「更輕」是指借助於奈米材料和技術,我們可以製備體積更小效能不變甚至更好的器件,減小器件的體積,使其更輕盈。第一台計算機需要三間房子來存放,正是借助與微公尺級的半導體製造技術,才實現了其小型化,並普及了計算機。無論從能量和資源利用來看,這種「小型化」的效益都是十分驚人的。

「更高」是指奈米材料可望有著更高的光、電、磁、熱效能。「更強」是指奈米材料有著更強的力學效能(如強度和韌性等),對奈米陶瓷來說,奈米化可望解決陶瓷的脆性問題,並可能表現出與金屬等材料類似的塑性。

表面效應導致了奈米顆粒

a、表面化學反應活性(可參與反應)。b、催化活性。c、奈米材料的(不)穩定性。

d、鐵磁質的居里溫度降低。e、熔點降低。f、燒結溫度降低。

g、晶化溫度降低。h、奈米材料的超塑性和超延展性。j、介電材料的高介電常數(介面極化)。

k、吸收光譜的紅移現象。

量子尺寸效應顆粒尺寸小到一定程度時,費公尺面附近電子能級的離散性非常顯著,量子尺寸效應不容忽視,最後導致低溫下導體向絕緣體的轉變。

小尺寸效應金屬奈米固體材料的電阻增大與臨界尺寸現象歸因於小尺寸效應。

巨集觀量子隧道效應即當微觀粒子的總能量小於勢壘高度時,該粒子仍能穿越這一勢壘。

奈米材料物理與化學作業

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