一维Cu-Zn-Al合金纳米结构与固体类流态的研究

论文题目: 一维Cu-Zn-Al合金纳米结构与固体类流态的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 材料学

作者: 陈泉水

导师: 高后秀

关键词: 准一维纳米材料,一维合金纳米结构,类流态,合金纳米颗粒,硅基准一维纳米材料,生长模型

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 固体“类流态”是固体表面及其内部存在的一种类似于流体的状态,是一种除气、液、固、液晶之外的一种新的物质存在形式。本文利用金相显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜等观测仪器对纯金属、合金和非金属材料糜棱状石英岩、辉长岩等进行观察,验证了在常温常压下,这些材料中存在着一种未被人们认知的,具有类似流体特征的非线性振荡现象——“类流态”现象,这是一种非极端条件下新的物质存在状态。其普遍存在于各类固体物质中,当外界条件达到类流态胞区出现的临界值时,固体中就会出现这种状态。“类流态”的宏观表现为材料表面观察到动态的运动并可测量到某些性能的变化,微观表现为用高倍数的仪器进行测量时可以发现点阵结构的变化和X射线衍射谱线的细微波动。将小尺度和大尺度范围内的测量结果进行比较,发现“类流态”现象呈现出典型的分形特征,即局部上显示出无规律性、随机性,而在整体上呈现自相似性。固体“类流态”的振荡过程是一种典型的非线性动力学过程。准一维纳米结构材料,包括纳米管、纳米线(棒)、以及复合纳米线(纳米同轴电缆、异质结等),在未来纳米器件中的连接、场发射平板显示、能量存储以及高强度复合材料上,均具有潜在的应用前景。目前有关准一维纳米材料的研究已经成为物理、化学及材料学等学科开展工作的重点。其中,准一维纳米材料的制备则是开展准一维纳米材料研究的前提和基础。本文工作的重点是研究新型准一维纳米结构材料的合成、生长的控制和机理的探索。本文首次报道以Cu-Zn-Al合金为基体,在常温常压非真空条件下制得了一系列全新的一维合金纳米结构包括合金纳米管、合金纳米线、合金纳米棒以及分散的零维合金纳米颗粒。随后,通过大量的条件实验摸索合金纳米结构的制备工艺,发现在常温常压下通过HNO3、HCl、H3PO4、HAC按不同比例构成的混合酸处理退火态Cu-Zn-Al合金可以制得合金纳米结构,同时通过大量对比实验排除了双喷电解抛光和离子减薄过程可能对合金纳米结构的生成起作用的怀疑。采用透射电镜、扫描形貌分析、选区衍射、能量分散X射线分析等对制得的纳米结构进行了表征。所得合金纳米管外径为40nm左右,内径从几纳米到十几纳米不等,有顶端被纳米颗粒封闭的形貌,也有顶端开口的形貌;合金纳米线及纳米棒直径在10nm-40nm范围内变化,最大长度可达数微米;合金纳米颗粒的粒径为

论文目录:

第一章 绪论

1.1 固体“类流态”

1.1.1 确认固体“类流态”现象的客观存在

1.1.2 深入认识固体“类流态”现象

1.1.3 阐明“类流态”基本特征及其运动机理

1.1.4 “类流态”理论体系的形成及其应用

1.2 一维纳米结构材料

1.2.1 纳米材料的基本物理特性

1.2.2 纳米科技与纳米材料的研究动态

1.2.3 一维纳米结构材料的研究现状

1.2.4 准一维纳米结构材料的生长机理

1.2.5 准一维纳米结构材料的研究动向

1.3 本研究的重要性及拟开展的工作

1.3.1 本研究的必要性

1.3.2 本研究拟开展的工作

第二章 固体“类流态”实验研究

2.1 引言

2.2 实验材料与设备

2.2.1 实验材料的成分设计

2.2.2 试样的制备

2.2.3 实验设备与方法

2.3 “类流态”振荡胞区的实验结果与分析

2.3.1 “类流态”胞区的金相显微镜观察结果

2.3.2 “类流态”胞区的扫描电子显微镜分析

2.3.3 “类流态”胞区的投射电子显微镜分析

2.3.4 “类流态”胞区的原子力显微镜分析

2.3.5 “类流态”胞区的X 射线衍射分析

2.3.6 膨胀曲线与差热曲线分析

2.4 外场对“类流态”胞区响应特征的影响

2.4.1 电场对“类流态”胞区响应特征的影响

2.4.2 磁场对“类流态”胞区的影响

2.4.3 分形维数测定

2.5 本章小结

第三章 一维纳米材料的制备与表征

3.1 实验材料的制备

3.2 实验试样的制备

3.3 实验大型仪器设备

3.3.1 场发射透射电子显微镜

3.3.2 扫描电子显微镜

3.3.3 透射电子显微镜

3.3.4 环境扫描电子显微镜

3.3.5 原子力显微镜

3.3.6 X 射线衍射仪

3.4 实验方法与设计

第四章 一维Cu-Zn-Al合金纳米结构的研究

4.1 引言

4.2 Cu-Zn-Al 合金纳米管

4.2.1 酸处理对Cu-Zn-Al 合金纳米管形成的影响

4.2.2 闭口Cu-Zn-Al 合金纳米管

4.2.3 开口Cu-Zn-Al 合金纳米管

4.3 Cu-Zn-Al 合金纳米线

4.3.1 Cu-Zn-Al 合金纳米线的形貌分析

4.3.2 典型的Cu-Zn-Al 合金纳米线

4.3.3 Cu-Zn-Al 合金纳米线的结构分析

4.3.4 Cu-Zn-Al 合金纳米线的成分分析

4.3.5 Cu-Zn-Al 合金纳米线的生长机制

4.4 Cu-Zn-Al 合金纳米颗粒

4.4.1 Cu-Zn-Al 合金纳米颗粒的形态分析

4.4.2 Cu-Zn-Al 合金纳米颗粒的结构分析

4.4.3 Cu-Zn-Al 合金纳米颗粒的成分分析

4.5 一维 Cu-Zn-Al 合金纳米分叉结构

4.5.1 一维合金纳米分叉结构的形态分析

4.5.2 一维合金纳米分叉结构的成分分析

4.5.3 一维合金纳米分叉结构的生长机制

4.6 小结

第五章 合金基体上生长碳纳米结构的探索

5.1 引言

5.2 硅纳米结构材料

5.2.1 硅纳米线

5.2.2 含硅化合物一维纳米结构

5.2.3 一种新颖的硅纳米结构

5.3 碳纳米结构材料

5.3.1 一维碳纳米结构的形貌分析

5.3.2 典型的一维碳纳米结构

5.3.3 一维碳纳米材料的结构分析

5.3.4 一维碳纳米材料的成分分析

5.3.5 碳一维纳米结构的生长机制探讨

5.4 本章小结

第六章 全文结论

参考文献

攻读博士学位期间发表论文和参加科研情况

致谢

发布时间: 2006-05-24

参考文献

• [1].类石墨相氮化碳/窄带隙半导体纳米复合光催化剂制备及其构效关系研究[D]. 尤增宇.浙江大学2018
• [2].纳米微区锂离子固态电化学过程的原位透射电镜研究[D]. 孙慕华.中国科学院大学(中国科学院物理研究所)2018
• [3].稀土掺杂无机纳米材料的制备、发光性能及应用研究[D]. 付虎辉.中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)2018
• [4].聚对苯撑苯并双恶唑纳米纤维复合材料的制备及性能研究[D]. 陈美玲.哈尔滨工业大学2018
• [5].氮化镓和氮化铝晶体及纳米结构的合成与力学性质表征[D]. 赵超亮.哈尔滨工业大学2017
• [6].Cu6Sn5纳米颗粒低温烧结机理及耐高温纳米晶接头的制备[D]. 钟颖.哈尔滨工业大学2017
• [7].稀土掺杂纳米荧光材料的光温传感性质研究[D]. 步妍妍.南京邮电大学2017
• [8].硒、碲基一维纳米材料的模板法制备及其应用研究[D]. 阳缘.中国科学技术大学2017
• [9].氧化铝/环氧树脂复合绝缘材料制备与应用性能研究[D]. 陈赟.中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)2017
• [10].纳米钛基和锡基负极材料的制备及电化学性能研究[D]. 任玉铎.燕山大学2016

相关论文

• [1].一维纳米硼化合物和亚稳固溶体的制备与结构研究[D]. 张弜.浙江大学2004
• [2].准一维纳米材料的化学法制备、表征及应用研究[D]. 张辉.浙江大学2005
• [3].一维纳米材料的低热固相自组装及机理研究[D]. 贾殿赠.四川大学2005
• [4].一维纳米硅材料的制备与性能研究[D]. 牛俊杰.浙江大学2005
• [5].金属氧化物和硫化物一维纳米材料的合成表征和性能研究[D]. 李晓林.清华大学2005
• [6].一维纳米功能材料的制备与特性研究[D]. 刘金章.兰州大学2006
• [7].低维II-VI、III-V族纳米材料的液相合成、微结构表征与机理研究[D]. 杨晴.中国科学技术大学2002
• [8].固体“类流态”现象的混沌动力学特征及机理研究[D]. 张贵杰.天津大学2004
• [9].模板法合成一维纳米管阵列[D]. 于开录.天津大学2004
• [10].AAO模板法制备金属、金属合金纳米线及纳米管研究[D]. 左妍.吉林大学2006

标签：准一维纳米材料论文;  一维合金纳米结构论文;  类流态论文;  合金纳米颗粒论文;  硅基准一维纳米材料论文;  生长模型论文;