第1章 緒論1
1.1 納米材料與納米技術(shù)發(fā)展歷史1
1.1.1 納米材料與納米技術(shù)的誕生1
1.1.2 納米材料與納米技術(shù)的發(fā)展1
1.2 中國納米材料與技術(shù)發(fā)展概況3
1.3 納米材料熱點領(lǐng)域的新進展6
1.3.1 納米組裝體系的設(shè)計和研究6
1.3.2 高性能納米結(jié)構(gòu)材料的合成7
1.3.3 納米添加使傳統(tǒng)材料改性7
1.3.4 納米涂層材料的設(shè)計與合成7
1.3.5 納米顆粒表面修飾和包覆的研究8
參考文獻8
第2章 納米材料9
2.1 納米材料的分類9
2.1.1 納米微粒9
2.1.2 納米固體10
2.1.3 納米組裝體系11
2.2 納米材料的性質(zhì)11
2.2.1 納米材料的表面效應12
2.2.2 納米材料的小尺寸效應12
2.2.2.1 特殊的光學性質(zhì)13
2.2.2.2 特殊的熱學性質(zhì)13
2.2.2.3 特殊的磁學性質(zhì)14
2.2.2.4 特殊的力學性質(zhì)14
2.2.2.5 電學性質(zhì)14
2.2.3 納米材料的宏觀量子隧道效應14
2.3 納米材料的團聚與分散15
2.3.1 納米材料的團聚15
2.3.2 納米顆粒在液體介質(zhì)中的團聚機理16
2.3.3 納米顆粒在氣體介質(zhì)中的團聚機理18
2.3.4 納米顆粒的分散19
2.3.5 氣體介質(zhì)中納米粉體分散技術(shù)與機理19
2.3.6 液體介質(zhì)中納米粉體分散技術(shù)與機理20
2.4 納米顆粒表面修飾21
2.4.1 表面物理改性21
2.4.2 表面化學改性21
參考文獻23
第3章 納米粉體制備25
3.1 納米粉體材料的物理法制備25
3.1.1 蒸發(fā)冷凝法25
3.1.1.1 電阻加熱法26
3.1.1.2 高頻感應法26
3.1.1.3 濺射法26
3.1.1.4 流動液面真空蒸鍍法26
3.1.1.5 通電加熱蒸發(fā)法27
3.1.1.6 混合等離子體法27
3.1.1.7 激光誘導化學氣相沉積（LICVD）28
3.1.1.8 化學蒸發(fā)凝聚法（CVC）29
3.1.1.9 爆炸絲法29
3.1.2 機械合金化（MA）29
3.1.2.1 MA物理過程29
3.1.2.2 MA工藝過程30
3.1.2.3 MA工藝特點30
3.1.2.4 MA工藝的主要影響因素31
3.1.2.5 MA工藝中的理論研究33
3.2 納米粉體材料的濕化學法制備37
3.2.1 液相中生成固相微粒的機理37
3.2.2 溶膠凝膠法（SolGel）39
3.2.2.1 溶膠凝膠技術(shù)的原理39
3.2.2.2 溶膠凝膠技術(shù)的前驅(qū)體分析40
3.2.2.3 溶膠凝膠技術(shù)的應用舉例41
3.2.3 微乳液技術(shù)44
3.2.3.1 微乳反應器原理45
3.2.3.2 微乳反應器的形成及結(jié)構(gòu)45
3.2.3.3 微乳液法的應用舉例47
3.2.4 噴霧熱分解（SP）法48
3.2.4.1 噴霧技術(shù)48
3.2.4.2 噴霧熱分解合成步驟49
3.2.4.3 噴霧熱分解應用舉例51
3.2.5 水熱法52
3.2.5.1 水熱法原理及特點53
3.2.5.2 水熱法的裝置——高壓釜54
3.2.5.3 水熱法的分類54
3.2.5.4 水熱法應用舉例55
3.2.6 沉淀法56
3.2.6.1 沉淀法的原理56
3.2.6.2 沉淀法原料選擇及溶液配制57
3.2.6.3 沉淀法的應用舉例57
3.3 納米粉體材料的濕聲化學法制備59
3.3.1 濕聲化學法簡介59
3.3.2 濕聲化學法工藝過程與特點60
3.3.3 濕聲化學法的機理61
3.3.4 濕聲化學法的應用舉例61
3.3.4.1 PZT粉體合成61
3.3.4.2 SBT粉體合成61
參考文獻62
第4章 一維納米材料——納米碳管67
4.1 納米碳管的性質(zhì)及其應用67
4.1.1 納米碳管的結(jié)構(gòu)67
4.1.2 納米碳管的性質(zhì)68
4.1.3 納米碳管的應用69
4.1.3.1 納米電子學方面69
4.1.3.2 復合材料領(lǐng)域70
4.1.3.3 能源方面71
4.1.3.4 醫(yī)療領(lǐng)域及生物工程71
4.1.3.5 化學領(lǐng)域72
4.2 納米碳管的制備73
4.2.1 電弧法73
4.2.2 催化裂解法（CVD）74
4.2.3 激光蒸發(fā)法75
4.2.4 化學氣相沉積法76
4.2.5 熱解聚合物法76
參考文獻77
第5章 納米固體材料79
5.1 納米固體材料的分類79
5.2 納米固體材料的微結(jié)構(gòu)及其特性81
5.2.1 類氣態(tài)模型82
5.2.2 擴展結(jié)構(gòu)82
5.2.3 短程有序82
5.2.4 界面缺陷態(tài)模型82
5.2.5 界面可變結(jié)構(gòu)模型82
5.3 納米陶瓷83
5.3.1 納米陶瓷的性質(zhì)與應用83
5.3.1.1 力學性能及應用83
5.3.1.2 電學性能及應用83
5.3.1.3 光學性能及應用83
5.3.1.4 磁學性能及應用84
5.3.1.5 催化性能及應用84
5.3.1.6 敏感性能及應用84
5.3.1.7 其他性能及應用84
5.3.2 納米陶瓷的制備84
5.3.2.1 納米陶瓷的成型84
5.3.2.2 納米陶瓷的燒結(jié)85
5.4 納米薄膜86
5.4.1 納米薄膜的分類86
5.4.2 納米薄膜的特性87
5.4.2.1 機械力學性能87
5.4.2.2 電磁學性能87
5.4.2.3 光學性能88
5.4.2.4 氣敏特性88
5.4.3 納米薄膜的制備88
5.4.3.1 薄膜的形成過程與影響因素88
5.4.3.2 納米薄膜的制備技術(shù)簡介89
5.4.4 納米薄膜的研究進展93
5.4.4.1 納米磁性膜93
5.4.4.2 納米光學膜93
5.4.4.3 納米氣敏膜94
5.4.4.4 納米潤滑膜94
5.5 納米復合材料94
5.5.1 納米復合材料的分類95
5.5.1.1 按基體材料分類95
5.5.1.2 按納米改性劑分類95
5.5.1.3 按制備方法分類95
5.5.2 納米復合材料的性能與特點95
5.5.2.1 納米復合材料的基本性能95
5.5.2.2 納米復合材料的特殊性質(zhì)96
5.5.3 納米復合材料的制備方法96
5.5.4 納米復合材料的研究舉例98
5.5.4.1 高介電常數(shù)的聚合物基納米復合電介質(zhì)材料98
5.5.4.2 模板法合成含鑭的層狀無機有機納米復合材料99
5.5.5 納米固體材料的發(fā)展99
參考文獻99
第6章 介孔材料103
6.1 介孔材料的分類及特性103
6.2 介孔材料的合成機理104
6.2.1 液晶模板機理104
6.2.2 棒狀自組裝模型106
6.2.3 電荷密度匹配機理106
6.2.4 協(xié)同作用機理106
6.2.5 層狀折疊機理107
6.3 介孔材料的制備108
6.3.1 模板劑109
6.3.1.1 模板劑的作用109
6.3.1.2 模板劑的分類及發(fā)展110
6.3.1.3 模板劑的脫除111
6.3.2 無機介孔材料的制備112
6.3.3 無機有機雜化介孔材料的制備112
6.4 介孔材料的應用研究112
6.4.1 應用研究113
6.4.1.1 擇形吸附與分離113
6.4.1.2 催化113
6.4.1.3 光催化反應113
6.4.1.4 在氣體檢測傳感器方面的應用研究113
6.4.1.5 電容、電極、儲氫材料114
6.4.1.6 信息儲運114
6.4.2 有序介孔材料的應用領(lǐng)域114
6.4.2.1 化工領(lǐng)域114
6.4.2.2 生物醫(yī)藥領(lǐng)域115
6.4.2.3 環(huán)境和能源領(lǐng)域115
6.5 介孔材料研究熱點及未來趨勢116
參考文獻116
第7章 納米材料的表征120
7.1 粒度表征120
7.1.1 顆粒及顆粒粒度120
7.1.2 粒度分析的意義122
7.1.3 粒度分析方法122
7.1.3.1 顯微鏡法123
7.1.3.2 電鏡觀察粒度分析123
7.1.3.3 激光粒度分析123
7.1.3.4 沉降法124
7.1.3.5 X射線衍射線寬法125
7.1.3.6 粒度分析的新進展125
7.2 形貌表征125
7.3 成分分析127
7.4 熱分析技術(shù)及宏觀性質(zhì)129
7.5 納米測試技術(shù)的發(fā)展130
參考文獻131
第8章 納米材料與納米技術(shù)的應用132
8.1 納米技術(shù)在陶瓷領(lǐng)域方面的應用132
8.1.1 納米技術(shù)在普通陶瓷中的應用132
8.1.2 納米技術(shù)在特種陶瓷中的應用133
8.1.2.1 結(jié)構(gòu)陶瓷中的應用133
8.1.2.2 功能陶瓷中的應用134
8.1.3 納米技術(shù)在陶瓷應用中的問題135
8.2 納米技術(shù)在陶瓷工業(yè)環(huán)保領(lǐng)域的應用136
8.2.1 納米材料對大氣污染的治理136
8.2.2 納米材料對廢水的治理137
8.2.3 納米材料對噪聲的治理138
8.3 納米技術(shù)在微電子學上的應用與前景138
8.3.1 納米技術(shù)在微電子學上的應用138
8.3.2 納米技術(shù)在微電子學上的應用前景139
8.4 納米材料在化工生產(chǎn)中的應用140
8.4.1 納米材料在催化方面的應用140
8.4.2 納米材料在涂料方面的應用140
8.4.3 納米材料在其他精細化工方面的應用141
8.5 納米技術(shù)在生物工程及醫(yī)學上的應用141
8.5.1 納米材料在生物學領(lǐng)域的應用142
8.5.2 納米生物醫(yī)學材料的應用142
8.5.3 納米技術(shù)在臨床診斷與檢測中的應用143
8.5.4 納米技術(shù)在臨床治療中的應用144
8.5.5 納米技術(shù)在基礎(chǔ)醫(yī)學中的應用145
8.6 納米技術(shù)在軍事領(lǐng)域上的應用146
8.6.1 納米電子技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應用146
8.6.1.1 納米計算機系統(tǒng)147
8.6.1.2 納米航天及航空技術(shù)147
8.6.1.3 微機電系統(tǒng)、“納米武器”和“納米軍隊”148
8.6.2 納米技術(shù)將改變戰(zhàn)爭形態(tài)149
8.6.3 納米技術(shù)在裝備上的應用149
8.6.3.1 納米技術(shù)將使發(fā)動機產(chǎn)生質(zhì)的飛躍150
8.6.3.2 納米技術(shù)在潤滑油中的應用150
8.6.3.3 納米技術(shù)在燃油上的應用150
8.6.3.4 納米技術(shù)在車輛輪胎上的應用150
8.6.3.5 納米技術(shù)改善車輛尾氣150
8.6.3.6 未來納米裝備的輪廓素描151
8.7 納米技術(shù)在其他領(lǐng)域上的應用151
8.7.1 納米技術(shù)在光電領(lǐng)域的應用151
8.7.2 納米技術(shù)在分子組裝方面的應用152
8.7.3 納米技術(shù)在能源方面的應用153
8.8 納米材料與納米技術(shù)的應用前景153
參考文獻154
第9章 納米材料的潛在危害157
參考文獻158
在充滿機遇與挑戰(zhàn)的21世紀，信息、生物技術(shù)、能源、環(huán)境、先進制造技術(shù)和國防的高速發(fā)展必然對材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存儲和超快傳輸?shù)葘Σ牧系某叽缫笤絹碓叫�；航空航天、新型軍事裝備及先進制造技術(shù)等對材料性能要求越來越高。新材料的創(chuàng)新，以及在此基礎(chǔ)上誘發(fā)的新技術(shù)、新產(chǎn)品的創(chuàng)新是未來10年對社會發(fā)展、經(jīng)濟振興、國力增強最有影響力的戰(zhàn)略研究領(lǐng)域，納米材料將是起重要作用的關(guān)鍵材料之一。1959年，著名物理學家、諾貝爾獎獲得者理查德·費曼在美國加州理工學院召開的美國物理年會上預言：“如果人們能夠在原子、分子的尺度上來加工材料，制造裝置，將會有許多激動人心的新發(fā)現(xiàn)，人們將會打開一個嶄新的世界。”這是關(guān)于納米材料和納米技術(shù)最早的夢想。科學發(fā)展至今，驗證了費曼的預言和夢想并非空穴來風，納米材料和納米技術(shù)正如火如荼地向前發(fā)展。不少科學家認為，納米材料與納米技術(shù)的發(fā)展及應用在未來會超過計算機，成為信息時代的核心。
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