下载文档原格式
纳米材料论文纳米材料具有独特的尺度效应和界面效应，具备出色的物理、化学和生物学性能，在材料科学领域引起了广泛的关注和研究。
本文将针对纳米材料的合成、性质及其在各领域的应用进行综述，探讨其在未来的发展方向和前景。
一、纳米材料的合成方法纳米材料的制备方法多种多样，常见的包括溶液法、气相法、固相法和凝聚法等。
其中，溶液法是一种常用且有效的纳米材料合成方法，通过调控反应条件、控制反应物浓度和温度等因素，可以实现纳米颗粒的可控合成。
气相法则适用于制备高纯度和无杂质的纳米材料，通过在适当的温度和压力下使气体反应生成纳米材料。
固相法主要适用于制备纳米线或纳米晶，通过热处理、溶解、沉淀等方法得到纳米尺度的材料颗粒。
凝聚法则是通过凝聚剂的作用使纳米颗粒形成物质的凝聚态，如通过热处理使纳米材料形成块状材料。
二、纳米材料的性质研究纳米材料的性质研究是纳米科学和纳米技术的基础，通过对纳米材料的结构、形貌、成分和性能进行表征和分析，可以深入了解其特殊性质及其产生机制。
常用的表征手段包括透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和原子力显微镜（AFM）等。
透射电子显微镜可以观察到纳米颗粒的形貌和尺寸，并通过选区电子衍射（SAED）分析纳米材料的晶体结构。
扫描电子显微镜则可以获取纳米颗粒的表面形貌和形状信息。
X射线衍射用于分析纳米材料的晶体结构和晶格常数。
原子力显微镜则可以获得纳米颗粒的表面形貌和力学性质等。
纳米材料的性质主要包括光学性质、电子性质、磁性质和力学性质等。
光学性质是纳米材料研究的重要方向之一，由于其尺寸效应和界面效应的存在，纳米材料在可见光和红外光谱范围内显示出独特的吸收、发射和散射性质。
电子性质方面，纳米材料的载流子输运性质、电学性质和电磁性质都与其尺寸和结构密切相关。
磁性是纳米材料的另一个重要性质，由于表面自旋和量子尺寸效应的存在，纳米材料具有较高的磁响应性能。
力学性质主要研究纳米材料的硬度、断裂强度和弹性模量等力学特性。
![[纳米材料与纳米技术论文]纳米技术的应用论文](https://img.taocdn.com/s1/m/b21e9c57a26925c52cc5bfc9.png)
[纳米材料与纳米技术论文]纳米技术的应用论文纳米材料是处于纳米尺度范围或者由该尺度范围的物质为基本结构单元所构成的超精细颗粒材料的总称，下面小编给大家分享一些纳米材料与纳米技术论文，大家快来跟小编一起欣赏吧。
纳米材料与纳米技术论文篇一纳米材料的生物安全性摘要：随着纳米科技的迅猛发展，纳米材料得到广泛应用。
本文通过对其生物安全性问题的提出及现今我国面临的问题的分析，希望纳米科技可以得到更好的发展以及纳米材料能更好地应用于生活的各个领域。
关键词：纳米材料;生物安全;应用中图分类号：G301 文献标志码：A 文章编号：1674-932409-0082-02一、什么是纳米材料纳米材料是处于纳米尺度范围或者由该尺度范围的物质为基本结构单元所构成的超精细颗粒材料的总称，根据物理形态划分，纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体和纳米相分离液体等五类。
由于纳米尺寸的物质具有与宏观物质所迥异的表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应和量子限域效应等，因而纳米材料具有异于普通材料的光、电、磁、热、力学、机械等性能。
1984年，德国萨尔兰大学的Gleiter以及美国阿贡试验室的Siegel相继成功地制得了纯物质的纳米细粉。
1990年7月在美国召开的第一届国际纳米科学技术会议上，正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支。
二、纳米材料生物安全性问题的提出进入21世纪以来，纳米科技发展迅猛，大规模生产的各种人造纳米材料已经在生活消费品和工业产品中广泛使用。
据统计，纳米材料已经应用在近千种消费类产品中，来提高原有的功能或获得崭新的新功能，包括化妆品、食品、服装、生活日用品、医药产品等领域。
然而，近年来的研究发现，由于小尺寸效应、量子效应和巨大比表面积等，纳米材料具有很强的“双刃剑”特性，即在提高原有材料功能同时也存在巨大的安全风险。
例如，美国科学家让一组小鼠生活在含20纳米特氟隆颗粒的空气里，结果小鼠在4小时内全部死亡;而另一组生活在含120纳米特氟隆颗粒的空气里的小鼠，却安然无恙。
纳⽶材料与技术论⽂ 纳⽶技术的开发，纳⽶材料的应⽤，推动了整个⼈类社会的发展，也给市场带来了巨⼤的商业机遇。
下⾯⼩编给⼤家分享⼀些纳⽶材料与技术论⽂，⼤家快来跟⼩编⼀起欣赏吧。
纳⽶材料与技术论⽂篇⼀ 纳⽶技术与纳⽶材料在纤维中的应⽤ 摘要： 本⽂介绍了纳⽶技术在化学纤维中的应⽤⽅式，并阐述了纳⽶技术在功能性纤维和其他特种纤维中的应⽤情况，以及纳⽶材料在应⽤中存在的问题及解决⽅法，最后展望了纳⽶技术的应⽤前景。
关键词：纳⽶技术;纳⽶材料;功能性纤维;特种纤维 近年来，纳⽶技术与纳⽶材料正引起⼈们的极⼤关注。
纳⽶材料凭借其内部所特有的表⾯效应、体积效应、量⼦尺⼨效应、宏观量⼦隧道效应等四⼤效应，从⽽拥有完全不同于常规材料的奇特的⼒学性能、光学性能、热⼒性能、磁学性能、催化性能和⽣物活性等性能。
这些都为纳⽶材料在纺织⼯业的应⽤奠定了基础。
可以说，纳⽶材料是21 世纪最有前途的材料，在功能性纺织品和⾼分⼦科学领域有着⼴阔的应⽤前景。
[1] 1 纳⽶技术在化学纤维中的应⽤⽅式 纳⽶粒⼦的奇特性质为纳⽶技术的⼴泛应⽤奠定了基础，应⽤纳⽶技术开发功能性化学纤维主要有两个途径[2]。
1.1 纤维超细化 使纤维达到纳⽶级，以满⾜特殊⽤途领域的需要。
1.2 共混纺丝法 共混纺丝法是指在化纤聚合、熔融阶段或纺丝阶段加⼊功能性纳⽶材料粉体，以使⽣产出的化学纤维具有某些特殊的性能。
此法是⽣产功能性化纤的主要⽅法。
由于纳⽶粉体的表⾯效应，其化学活性⾼，经过分散处理后，容易与⾼分⼦材料相结合，较普通微粉体更容易共熔混纺;⽽且纳⽶粉体粒径⼩，能较好地满⾜纺丝设备对添加物粒径的要求，在化纤⽣产过程中能较好地避免对设备的磨损、堵塞及纤维可纺性差、易断丝等问题;对化纤的染⾊、后整理加⼯及服⽤性能等也不会造成很⼤的影响。
该法的优点在于纳⽶粉体均匀地分散在纤维内部，因⽽耐久性好，其赋予织物的功能具有稳定性。
⽬前化纤产品中复合型纤维的⽐例不断扩⼤，如果在不同的原液中添加不同的纳⽶粉体，可开发出具有多种功能的纺织品。
纳米技术的论文（精选五篇）第一篇：纳米技术的论文纳米技术在新型建筑材料中的应用纳米技术作为一门新兴的技术,在多个范畴具有十分重要的应用,特别是极大地推进了新型建材的开展,引见了纳米技术在新型建筑涂料、复合水泥、自洁玻璃、陶瓷、防护资料等方面的应用,经过阐述可知,纳米资料在新型建材范畴具有很好的开展应用前景。
纳米技术;新型建材;应用;前景 1 纳米涂料的应用通常传统的涂料都存在悬浮稳定性差,耐老化、耐洗刷性差,光亮度不够等缺陷。
而纳米涂料则能较好的处理这一问题,纳米涂料具有下述优越的性能:(1)具有很好的伸缩性,可以弥盖墙体细小裂痕,具有对微裂痕的自修复作用。
(2)具有很好的防水性,抗异物粘附、沾污性能,抗碱、耐冲刷性。
(3)具有除臭、杀菌、防尘以及隔热保温性能。
(4)纳米涂料的色泽鲜艳温和,手感温和,漆膜平整,改善建筑的外观等。
固然国内外对纳米涂料的研讨还处在初步阶段,但是已在工程上得到了较普遍的应用,如北京纳美公司消费的纳米系列涂料已大量应用于北京建欣苑、建东苑等住宅区的外墙粉刷,效果良好。
在首体改造工程中,运用纳米涂料1700吨,涂刷6万平方米。
复旦大学教育部先进涂料工程研讨中心的专家已研发出了“透明隔热玻璃涂料”。
2 纳米水泥的应用普通水泥混凝土因其刚性较大而柔性较小,同时其本身也存在一些固有的缺陷,使其在运用过程中不可防止地产生开裂并毁坏。
为理解决这一问题就必需加速对具有特殊性能混凝土的研发,而纳米混凝土就能有效的处理这样问题,纳米混凝土,与普通混凝土相比,纳米混凝土的强度、硬度、抗老化性、耐久性等性能均有显着进步,同时还具有防水、吸声、吸收电磁波等性能,因此可用于一些特殊的建筑设备中(如国防设备)。
通常在普通混凝土中参加纳米矿粉(纳米级SiO2、纳米级CaCO3)或者纳米金属粉末已到达纳米混凝土的性能,而且经过改动纳米资料的掺量还能配置出防水砂浆等。
目前开发研制的纳米水泥资料包括纳米防水复合水泥,纳米敏感水泥、纳米环保复合水泥以及纳米隐身复合水泥。
纳米材料论文篇一：纳米材料的论文纳米材料论文题目：纳米科技及纳米材料学院:专业:学号: 学生姓名:指导教师:日期: 材料与冶金学院无机非金属材料工程 202202128064 周鸣赵惠忠2022 .11．2【摘要】纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术。
文章简要地概述了纳米技术，纳米材料的结构和特殊性质以及纳米纳米材料各方面的性能在实际中的应用，并展望了纳米材料的应用前景。
【关键词】纳米技术；纳米材料；结构；性能；应用；前景【Abstract】Nanotechnology is the world's most promising decisive technology. The article briefly outlines the nanometer technology, the structure and nano-materials and nano-materials special nature of the performance of various aspects of the application in practice, and the prospect of nano-materials applications.【Key words】 nanotechnology; Nano materials; Structure; Performance; Application; Prospects1．纳米科学和技术1.1 纳米科技的定义纳米科技是20世纪80年代末诞生并正在崛起的新科技，是一门在0.1~ 100 nm尺度空间内，研究电子、原子和分子运动规律和特性的高技术学科。
其涵义是人类在纳米尺寸〔10-9--10-7m〕范围内认识和改造自然，最终目标是通过直接操纵和安排原子、分子而创造特定功能的新物质。
纳米科技是现代物理学与先进工程技术相结合的根底上诞生的，是一门根底研究与应用研究紧密联系的新兴科学技术。
纳米材料技术论文(2)纳米材料技术论文篇二探析纳米技术及纳米材料的应用摘要：本文主要论述了纳米材料的兴起、纳米材料及其性质表现、纳米材料的应用示例、纳米材料的前景展望，以供与大家交流。
关键词：纳米材料;应用;前景展望中图分类号：S219.04 文献标识号：A 文章编号：2306-1499(2013)03-(页码)-页数1.纳米技术引起纳米材料的兴起1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品，这是关于纳米科技最早的梦想。
80年代初，德国科学家H.V.Gleiter成功地采用惰性气体凝聚原位加压法制得纯物质的块状纳米材料后，纳米材料的研究及其制备技术在近年来引起了世界各国的普遍重视。
由于纳料材料具有独特的纳米晶粒及高浓度晶界特征以及由此而产生的小尺寸量子效应和晶界效应，使其表现出一系列与普通多晶体和非晶态固体有本质差别的力学、磁、光、电、声等性能，使得对纳米材料的制备、结构、性能及其应用研究成为90年代材料科学研究的热点。
1991年，美国科学家成功地合成了碳纳米管，并发现其质量仅为同体积钢的1/6，强度却是钢的10倍，因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。
1999年，纳米产品的年营业额达到500亿美元。
2.纳米材料及其性质表现2.1纳米材料纳米(nm)是长度单位，1纳米是10-9米(十亿分之一米)，对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，不如，人的头发丝的直径一般为7000-8000nm，人体红细胞的直径一般为3000-5000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级;对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。
一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。
纳米材料技术论文纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，下面小编给大家分享一些纳米材料技术论文，大家快来跟小编一起欣赏吧。
纳米材料技术论文篇一纳米材料综述【摘要】本文综述了纳米材料的发展、种类、结构特性、目前应用状况和相关的应用前景，并对我国和国际目前的研究水平和投入做了对比分析。
【关键词】纳米、纳米技术、纳米材料、纳米结构1 引言著名科学家费曼于1959年所作的《在底部还有很大空间》的演讲中，以“由下而上的方法”出发，提出从单个分子甚至原子开始进行组装，以达到设计要求。
他说道，“至少依我看来，物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。
”并预言，“当我们对细微尺寸的物体加以控制的话，将极大得扩充我们获得物性的范围。
”[1]1974年，科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。
1982年，科学家发明研究纳米的重要工具――扫描隧道显微镜，使人类首次在大气和常温下看见原子，为我们揭示一个可见的原子、分子世界，对纳米科技发展产生了积极促进作用。
1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着纳米科学技术的正式诞生。
[2]2 纳米技术纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行精确的观测、识别和控制的技术，是在纳米尺度范围内研究物质的特性和相互作用，并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技术。
其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子，制造出具有特定功能的产品。
3 纳米材料3.1纳米材料的概念纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10～100个原子紧密排列在一起的尺度。
从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在0.1微米以下，即100纳米以下。
因此，颗粒尺寸在1～100纳米的微粒称为超微粒材料，也是一种纳米材料。
纳米材料的应用研究论文随着纳米科学技术的发展，纳米材料作为其中的重要成果，已经得到了广泛的应用。
本文将探讨纳米材料的应用研究，并对其未来发展进行展望。
一、纳米材料的应用1. 电子行业纳米材料可用于制造微型电子器件，如纳米晶体管、纳米传感器等。
其优势在于体积小、性能高、功耗低，适合于生产高性能电子产品。
例如，石墨烯就是一种高性能电子材料，其导电性高，可以应用于电子芯片、显示屏等领域。
2. 医疗行业纳米材料在医疗领域中的应用也十分广泛。
纳米材料可以用作生物传感器、基因治疗和癌症治疗等。
例如，纳米金颗粒可以被注射到肿瘤细胞中，通过激活T细胞，使其攻击癌细胞，达到治疗癌症的目的。
3. 环保领域纳米材料也可以在环境清洁方面发挥重要作用。
例如，纳米纤维可以用于制造空气过滤器和水过滤器，能够有效降低空气和水中的污染物含量。
二、纳米材料的研究方向1. 合成方法纳米材料的大规模制备是一项需要重点研究的技术。
目前，人们已经开发出了许多纳米合成方法，如物理法、化学法、生物法等。
未来，需要进一步开发更可控、更高效且成本更低的合成方法。
2. 表面修饰纳米材料的表面往往具有独特的物理化学特性，使得其在不同应用领域中的性能和功能千差万别。
因此，对纳米材料表面的修饰和控制十分关键，可以通过化学修饰、生物修饰、物理修饰等手段实现。
3. 应用研究纳米材料的应用研究是发展纳米材料的关键。
需要进行更多的基础研究和交叉研究，寻找更多的应用领域并推广应用。
三、纳米材料的未来发展纳米材料具有广泛的应用前景和良好的经济效益，因此未来发展前景十分广阔。
未来，纳米材料的发展方向可能包括以下几个方面：1. 功能多样化随着纳米材料的研究深入，人们逐渐意识到不同类型的纳米材料在各个方面都具有不同的性质和应用，因此纳米材料的未来发展可能朝着功能多样化的方向发展，满足各种不同的应用需求。
2. 大规模生产随着纳米材料的应用需求不断增加，纳米材料的大规模生产也成为未来发展中的一个热点。
论文纳米材料的发展与应用随着人类科技的不断发展，纳米材料的出现已经成为了科技进步的重要支撑。
纳米材料由于其具有的材料特性和优异的性能，使得其被广泛应用于各个领域。
本文将对纳米材料的发展历程和应用进行介绍。
纳米材料的发展历程纳米材料是指材料颗粒的尺寸在11OO纳米之间的物质，通常由于其材料特性和应用领域的要求，将其所指的尺寸再缩减到更小的量级。
纳米材料的研究开始于1984年，当时IBM研究员发现用扫描隧道显微镜把硅的表面腐蚀，可以得到具有纳米尺度晶粒的金属薄膜。
自此之后，各类纳米材料的研究不断涌现，其发展历程大致可分为三个阶段。
第一阶段是起始阶段，主要研究铜、铝等金属微粒的性质和应用。
在这一阶段，学界关注的问题是如何合成、如何测量，并初步探究纳米材料特性。
第二阶段是发展与完善阶段，主要关注于纳米材料的合成技术和性能的研究。
随着纳米技术和纳米制造技术的发展，各类纳米材料的合成方法得到完善，制备技术得到优化，同时还提出了一系列的理论方法，如MTD、SPH.DFT等方法。
第三阶段是应用与产业阶段，主要是基于纳米材料的应用研究，产业化与推广。
纳米材料的使用范围涵盖多个领域，如电子、材料、医学等。
在这一阶段，纳米材料的性能得到充分发掘，应用领域不断拓宽，中小企业在多个领域的创新创业也受到倡导。
纳米材料的应用纳米材料得到了广泛的应用，其中一些典型应用分别为:1 .生物医学领域：利用纳米材料的小尺寸和生物相容性，发展出生物探针、药物载体、癌症治疗等医疗应用。
2 .电子领域：由于纳米材料的物理学特性，可用于微电子元件、高效太阳能电池等领域。
3 .材料领域：使用纳米材料可以改变材料的机械、光学、热学等性质，甚至制备出新的材料，如石墨烯。
4 .化学领域：纳米材料可以用于催化、传感、荧光信号等化学应用，还可用于过滤、分离等领域。
总之，纳米材料的研究和应用在不断拓宽，潜在的应用价值和经济价值的待发掘空间依然广阔。
然而纳米材料的合成方法、纳米材料的理论研究、环保问题等方向仍值得深入研究，在不断完善的背景下，发掘出更多应用前景仍是各领域的挑战。
界面化学小论文纳米材料第一篇：界面化学小论文纳米材料有机纳米材料的应用及发展姓名：张玉根学号：0804034140 综述：纳米材料是组成相或晶粒在任一维上尺寸小于10nm的材料，或者说由它们作为基本单元构成的材料。
由于纳米材料的这种构成方式，纳米材料显示出优良独特的性能。
随着纳米技术的发展，有机纳米材料因其新颖的性能得到越来越多的关注和研究。
但是由于有机物区别于无机物的特点，有机小分子材料的熔沸点较低且易升华。
多数无机纳米材料的制备方法并不适用于有机纳米材料。
因此有机纳米材料的制备受到限制。
制备有机纳米材料的方法主要包括：再沉淀法、微乳液法等。
l再沉淀法再沉淀法是快速地将含有目标物的溶液注入到另外一种溶解性较差的溶剂中，由于环境的突变使有机分子产生沉淀生成有机纳米颗粒。
该方法的优点在于：操作简便、灵活、周期短，受到广大研究者的青睐。
2微乳液法微乳液是两种互不相容的液体形成的热力学稳定、各相同性、外观透明或不透明的分散体系，通常是由水溶液、有机溶剂、表面活性剂以及助表面活性剂构成，一般有水包油型和油包水型以及近年来发展的连续双包型。
参考文献：胡仲禹，赵维峰，范丛斌．有机纳米材料的研究进展．化工新型材料第39卷第2期·16·马志云，郭百凯，赵建社．有机／无机纳米复合材料的研究进展．科学博览2010(3)·119·第二篇：小论文纳米材料碳纳米管在有机太阳能电池中的应用摘要：碳纳米管是一种重要的纳米材料，讨论了碳纳米管在有机太阳能电池的光活性层及透明电极两方面的应用，综述了碳纳米管独特结构、性质对其在电池器件性能的影响，并在此基础上，提出了碳纳米管研制工艺的改良方法，展望了碳纳米管基有机太阳能电池今后的发展趋势。
关键词：碳纳米管；太阳能电池；应用Application of Carbon Nanotube in Organic Solar Cells Abstract：Carbon nanotube(CNT)is an important nano2 material.Discusses the application of CNT in the photoactive layer and the trans parent electrode of organic solar cells.The relationship be ween its special structure, properties and the performance of organic photovoltaic devices is summarized.On the basis of this discussion, The improved methods of Carbon nanotube technology to develop and the research trends of CNT based organic solar cells are proposed.Key words：Carbon nanotube;solar cells;application太阳能电池的核心部件是光电转化器，如果某类太阳能电池的光电转化器由有机材料构成，则此类太阳能电池通常被称为有机太阳能电池。
纳米材料的制备技术进展摘要综述了国内外块状纳米材料的制备技术进展及存在的问题。
提出了超短时脉冲电流直接晶化法和深过冷直接晶化法两类潜在的块状金属纳米晶制备技术，并对今后的研究及发展前景进行了展望。
关键词：纳米晶块体材料制备非晶晶化机械合金化深过冷自80年代初德国科学家H.V.Gleiter成功地采用惰性气体凝聚原位加压法制得纯物质的块状纳米材料后［1］，纳米材料的研究及其制备技术在近年来引起了世界各国的普遍重视。
由于纳料材料具有独特的纳米晶粒及高浓度晶界特征以及由此而产生的小尺寸量子效应和晶界效应，使其表现出一系列与普通多晶体和非晶态固体有本质差别的力学、磁、光、电、声等性能［2］，使得对纳米材料的制备、结构、性能及其应用研究成为90年代材料科学研究的热点。
为使这种新型材料既有利于理论研究，又能在实际中拓宽其使用范围，探索高质量的三维大尺寸纳米晶体样品的制备技术已成为纳米材料研究的关键之一。
本文综述国内外现有块状金属纳米材料的制备技术进展，并提出今后可能成为块状金属纳米材料制备的潜在技术。
1现有块状金属纳米材料的制备技术1.1 惰性气体凝聚原位加压成形法该法首先由H.V.Gleiter教授提出［1］，其装置主要由蒸发源、液氮冷却的纳米微粉收集系统、刮落输运系统及原位加压成形(烧结)系统组成。
其制备过程是：在高真空反应室中惰性气体保护下使金属受热升华并在液氮冷镜壁上聚集、凝结为纳米尺寸的超微粒子，刮板将收集器上的纳米微粒刮落进入漏斗并导入模具，在10-6Pa高真空下，加压系统以1～5GPa的压力使纳米粉原位加压(烧结)成块。
采用该法已成功地制得Pd、Cu、Fe、Ag、Mg、Sb、Ni3Al、NiAl、TiAl、Fe5Si95等合金的块状纳米材料［3］。
近年来，在该装置基础之上，通过改进使金属升华的热源及方式(如采用感应加热、等离子体法、电子束加热法、激光热解法、磁溅射等)以及改良其它装备，可以获得克级到几十克级的纳米晶体样品。
纳米超饱和合金、纳米复合材料等也正在利用此法研究之中。
目前该法正向多组分、计量控制、多副模具、超高压力方向发展。
该法的特点是适用范围广，微粉表面洁净，有助于纳米材料的理论研究。
但工艺设备复杂，产量极低，很难满足性能研究及应用的要求，特别是用这种方法制备的纳米晶体样品存在大量的微孔隙，致密样品密度仅能达金属体积密度的75%～90%，这种微孔隙对纳米材料的结构性能研究及某些性能的提高十分不利。
近年来，尽管发展了一些新的纳米粉制备方法如电化学沉积［4］、电火花侵蚀(s park erosion)［5］等方法，但与这些方法相衔接的纳米粉的分散、表面处理及成型方法尚未得到发展。
1.2 机械合金研磨(MA)结合加压成块法MA法是美国INCO公司于60年代末发展起来的技术。
它是一种用来制备具有可控微结构的金属基或陶瓷基复合粉末的高能球磨技术：在干燥的球型装料机内，在高真空Ar2气保护下，通过机械研磨过程中高速运行的硬质钢球与研磨体之间相互碰撞，对粉末粒子反复进行熔结、断裂、再熔结的过程使晶粒不断细化，达到纳米尺寸［6］。
然后、纳米粉再采用热挤压、热等静压等技术［7］加压制得块状纳米材料。
研究表明，非晶、准晶、纳米晶、超导材料、稀土永磁合金、超塑性合金、金属间化合物、轻金属高比强合金均可通过这一方法合成。
该法合金基体成分不受限制、成本低、产量大、工艺简单，特别是在难熔金属的合金化、非平衡相的生成及开发特殊使用合金等方面显示出较强的活力，该法在国外已进入实用化阶段。
如美国INCO公司使用的球磨机直径为2m，长3m，每次可处理约1000kg粉体，这样的球磨机1993年在美国安装有七座，英国安装有二座，大多用来加工薄板、厚板、棒材、管材及其它型材。
近年来，该法在我国也获得了广泛的重视。
其存在的问题是研磨过程中易产生杂质、污染、氧化及应力，很难得到洁净的纳米晶体界面，对一些基础性的研究工作不利。
1.3 非晶晶化法该法是近年来发展极为迅速的一种新工艺，它是通过控制非晶态固体的晶化动力学过程使晶化的产物为纳米尺寸的晶粒。
它通常由非晶态固体的获得和晶化两个过程组成。
非晶态固体可通过熔体激冷、高速直流溅射、等离子流雾化、固态反应法等技术制备，最常用的是单辊或双辊旋淬法。
由于以上方法只能获得非晶粉末、丝及条带等低维材料，因而还需采用热模压实、热挤压或高温高压烧结等方法合成块状样品［8］。
晶化通常采用等温退火方法，近年来还发展了分级退火［9］、脉冲退火［10］、激波诱导［11］等方法。
目前，利用该法已制备出Ni、Fe、Co、Pd基等多种合金系列的纳米晶体，也可制备出金属间化合物和单质半导体纳米晶体，并已发展到实用阶段。
此法在纳米软磁材料的制备方面应用最为广泛。
值得指出的是，国外近年来十分重视块体非晶的制备研究工作，继W.Klement、H.S.Chen、H.W.Kui等采用真空吸铸法及合金射流法制备出Mg-La-TM、La-Al-TM、Zr-Al-TM系非晶块体之后，近几年日本以Inoue为代表的研究小组在非晶三原则指导下，又成功地采用合金射流成形及深过冷与合金射流成形相结合的方法制备了厚度分别为2mm、3mm、12mm、15mm、40mm、72mm的Fe-(Al, Ga)-(P,C,B,Si,Ge)［12］、(Fe,Co,Ni)70Zr8B20Nb2［13］、(Nd,Pr)-Fe-(Al, Ga)［14］、Zr-Al-Cu-Ni［15］、Pd-Cu-Si-B［16］系的非晶块体。
我国北京科技大学的何国、陈国良最近也采用合金射流成形法获得8mm Zr65Al7.5Cu17.5 Ni10［17］的非晶块体，这些研究结果为该法制备及应用块体纳米材料注入了极大生机。
该法的特点是成本低，产量大，界面清洁致密，样品中无微孔隙，晶粒度变化易控制，并有助于研究纳米晶的形成机理及用来检验经典的形核长大理论在快速凝固条件下应用的可能性。
其局限性在于依赖于非晶态固体的获得，只适用于非晶形成能力较强的合金系。
1.4 高压、高温固相淬火法该法是将真空电弧炉熔炼的样品置入高压腔体内，加压至数GPa后升温，通过高压抑制原子的长程扩散及晶体的生长速率，从而实现晶粒的纳米化，然后再从高温下固相淬火以保留高温、高压组织。
胡壮麒等利用此法已获得4×3(mm)的Cu60Ti40及3×3(mm)的Pd78Cu6Si16晶粒尺寸为10～20(nm)的纳米晶样品［18，19］。
该法的特点是工艺简便，界面清洁，能直接制备大块致密的纳米晶。
其局限性在于需很高的压力，大块尺寸获得困难，另外在其它合金系中尚无应用研究的报道。
1.5 大塑性变形与其它方法复合的细化晶粒法1.5.1 大塑性变形方法在采用大塑性变形方法制备块状金属纳米材料方面，俄罗斯科学院R.Z.Val iev领导的研究小组开展了卓有成效的研究工作，早在90年代初，他们就发现采用纯剪切大变形方法可获得亚微米级晶粒尺寸的纯铜组织［20］，近年来他们在发展多种塑性变形方法的基础上，又成功地制备了晶粒尺寸为20～200(nm)的纯Fe、Fe-1.2%C钢、Fe-C-Mn-Si-V低合金钢、Al-Cu-Zr、Al-Mg-Li-Zr、Mg-Mn -Ce、Ni3Al金属间化合物、Ti-Al-Mo-Si［21-23］等合金的块体纳米材料。
1.5.2 塑性变形加循环相变方法1996年我国赵明、张秋华等［24］将碳管炉中氩气保护下熔炼的Zn78Al22超塑性合金，经固溶处理后通过小塑性变形和循环相变(共析转变)，获得了晶粒尺寸为100～300(nm)的块状纳米晶体。
该方法与其他方法相比具有适用范围宽，可制造大体积试样，试样无残留缩松(孔)，可方便地利用扫描电镜详细研究其组织结构及晶粒中的非平衡边界层结构，特别有利于研究其组织与性能的关系等特点并可采用多种变形方法制备界面清洁的纳米材料，是今后制备块体金属纳米材料很有潜力的一种方法。
如将此法与粉末冶金及深过冷等技术相结合，则可望利用此法制备金属陶瓷纳米复合材料［21］，并拓宽其所能制备的合金成份范围。
除以上主要方法外，近年来还发展的有喷雾沉积法、离子注入法等块体金属纳米材料制备技术，在此不再一一赘述。
2 直接制备块状纳米晶的潜在技术2.1 脉冲电流直接晶化法近年来，关于脉冲电流对金属凝固组织的影响已屡见报道：80年代，印度学者A.K.Mistra首先在Pb68Sb15Sn7共晶及Pb87Sb10Sn3亚共晶合金中通以40 mA/cm2的直流电，发现凝固后组织明显细化［25］，M.Nakada等人在Sn85Pb15合金凝固过程中通脉冲电流后，也发现凝固组织细化且发生枝晶向球状晶转变［2 6］，J.P.Barnak等研究了高密度脉冲电流对Sn60Pb40和Sn63Pb37合金凝固组织的影响［27］。
结果证实，脉冲电流可增加过冷度，并可使共晶的晶粒度降低一个数量级，且晶粒度随脉冲电流密度增加而降低。
周本濂等不仅在实验上研究了脉冲电流对合金凝固组织的影响［28］，而且在理论上用经典热力学和连续介质电动力学对脉冲电流作用熔体的结晶成核理论和结晶晶粒尺寸的计算作了深入研究［29，30］，指出脉冲电流密度达到0.1GA/m2时，在理论上可获得大块纳米晶，按该理论对Sn60Pb40合金进行计算，结果与实验值基本一致。
由于理论上要求的一些金属纳米化的临界脉冲电流密度在工程上能够达到且与实验值基本符合，加之脉冲电流的快速弛豫特点可限制纳米晶粒的长大，使作者相信，随着脉冲电流对金属凝固影响机制的进一步研究及实验装置的进一步完善，超短时脉冲电流处理在某些合金上有可能使熔体直接冷凝成大块纳米晶材料，并成为直接晶化法制备纳米晶材料的潜在技术之一。
2.2 深过冷直接晶化法快速凝固对晶粒细化有显著效果的事实已为人所知。
急冷和深过冷是实现熔体快速凝固行之有效的两条途径。
急冷快速凝固技术由于受传热过程限制只能生产出诸如薄带、细丝或粉体等低维材料而在应用上受到较大的限制。
深过冷快速凝固技术，通过避免或清除异质晶核而实现大的热力学过冷度下的快速凝固，其熔体生长不受外界散热条件控制［31］，其晶粒细化由熔体本身特殊的物理机制所支配，它已成为实现三维大体积液态金属快速凝固制备微晶、非晶和准晶材料的一条有效途径。
由于深过冷熔体的凝固组织与急冷快速凝固组织具有很好的相似性并且国外已在Fe-Ni-Al、Pd-Cu-Si等合金中利用急冷快速凝固获得纳米组织，另外，近年来周尧和、杨根仓教授领导的课题组在Ni-Si-B合金中利用深过冷方法已制备出晶粒尺寸约为200nm的大块合金，并已探讨出多种合金系有效的熔体净化方法，加之作者近期又在Fe-B-Si系共晶合金中利用深过冷及深过冷加水淬方法成功地制备了几十～200nm,11×10(mm)的块状纳米材料，见图1a、图1b所示，因此有理由相信，通过进一步研究深过冷晶粒细化的物理机制，进而为深过冷晶粒的纳米化设想提供理论基础，同时研究出各种实用合金的熔体净化技术以及深过冷与其它晶粒细化技术相结合的复合制备技术，深过冷方法可望成为块体金属纳米材料制备新的实用技术。
