材料前沿作业

1什么是纳米材料？什么是纳米金属体材料？

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，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。

纳米金属体材是一种由基本金属颗粒组成的粉状或团块状天然或人工材料，这一基本金属颗粒的一个或多个三维尺寸在1纳米至100纳米之间，并且这一基本金属颗粒的总数量在整个材料的所有颗粒总数中占50%以上。

2制备纳米金属体材料的方法？

1）惰性气体冷凝法：由惰性气体蒸发制备的纳米金属或合金微粒，在真空中冷凝，压制成快状试样。

2）高能机械球磨法：以高能机械球磨所得金属或合金粉体为原料，再配合压制及热处理来制备纳米金属或合金块体材料。

3）深度塑性变形法：指材料在准静态压力作用下自身发生严重塑性变形，从而将材料的晶粒尺寸细化到亚微米级或纳米数量级。

4）电沉积法：利用电化学沉积技术，控制适当的工艺参数可获得纳米材料，但因沉积厚度的限制，利用该方法获得的纳米材料一般为薄膜。

5）非晶晶化法：将合金的熔体制成非晶态合金条带，然后晶化成有纳米晶构成的条带。

6）压淬法：利用在结晶过程中由压力控制晶体的成核速率、抑制晶体生长过程，通过对熔融合金保压急冷来直接制备块状纳米晶体，并通过调整压力来控制晶粒的尺度。

3纳米金属体材料的优点、缺点？

纳米金属体材料在晶粒的尺寸减小到纳米级时，表现出很高的强度和硬度，当晶粒的尺寸继续减小，强度和硬度反而降低。

纳米金属体材料具有很低的塑性，但经过控制晶界为孪晶界等方式，塑性提高。

4非平衡加工制备的例子？

鉴于老师说要作业要自己写，本体答案自己任意发挥，随便写一个，详见ppt《材料制备中的非平衡过程》

氧气炼钢。马氏体相变处理。

**消除焊接应力。

非晶、纳米晶制备中的快速冷却：亦称快凝或激冷技术，采用超声气体雾化法，则可产生非晶和纳米晶，因为高速冷却使原子缺乏足够时间扩散重组而将液态的短程有序状态保留下来，颗粒变细后，表面和界面原子显著增加，从而使材料具备某些前所未有的优异性能。

自蔓燃：利用元素间快速化学反应时生成的大量热维持继续反应所必须的高温条件一旦点火反应，即以燃烧波的方式逐层传播，在高温下合成所需的化合物，这种方法高产、廉价，能得到通常很难得到的高温化合物。

机械合金化：在通常情况下有些界面很难浸润，有些元素之间按相图几乎不扩散和反应，而一旦从外界加入高能量密度的强制作用时，就可使这些反应得以进行。例如液态铝在超声波空化作用的驱使下，原不浸润的碳/铝表面，可以生成结合良好的复合体。

超声处理中的强制反应在频率特定的激光诱导下，可使一些反应加速，效率提高，甚至一些原来很难进行的反应亦可在激光诱导下发生，激光诱导气相反应法的原理是利用高速流动的反应气体与高能激光束垂直交叉作用，产生能量共振吸收，使反应物在瞬间分解或化合而形成超微粒子。