纳米材料基本概念和分类

1、一、纳米科学技术的基本概念和内涵一、纳米科学技术的基本概念和内涵n“纳纳”( (nanonano) )来自于希腊文，本意是来自于希腊文，本意是“矮子矮子”或或”侏儒侏儒”的意思的意思。n纳米(nanometer)是一个长度单位，简写为nm。1 nm=10(-9) m=10 埃。1,000纳米 = 1微米(m)。n头发直径：50-100 m, 1 nm相当于头发的1/50000。n氢原子的直径为1埃，所以1纳米等于10个氢原子一个一个排起来的长度。纳米科学离我们并不遥远纳米科学离我们并不遥远n原子是构成物质的基本单元，纳米科学与技术的研究实际上原子是构成物质的基本单元，纳米科学与技术的研究实际上

2、就是在原子层次上认识世界。就是在原子层次上认识世界。n1990年，世界上最小的年，世界上最小的“I-B-M”3个字母在实验室诞生了。个字母在实验室诞生了。 1990 1990年，美国年，美国IBMIBM公司阿尔马登研究公司阿尔马登研究中心（中心（AlmadenAlmadenResearchResearchCenterCenter）的科）的科学家使用学家使用STMSTM把把3535个氙原子个氙原子移动到各自的移动到各自的位置，在镍金属表面组成了位置，在镍金属表面组成了“IBMIBM”三个三个字母，这三个字母加起来不到字母，这三个字母加起来不到3 3纳米长，纳米长，成为世界上最小的成为世界上最小的

3、IBMIBM商标。商标。 荷叶自清洁效应荷叶自清洁效应n水滴落在荷叶上，会变成了一个个自由滚动的水珠，而且，水珠在滚动中能带走和叶表面尘土。荷叶的基本化学成分是叶绿素、纤维素、淀粉等多糖类的碳水化合物，有丰富的羟基（-OH）、（-NH）等极性基团，在自然环境中很容易吸附水分或污渍。而荷叶叶面都具有极强的疏水性，洒在叶面上的水会自动聚集成水珠，水珠的滚动把落在叶面上的尘土污泥粘吸滚出叶面，使叶面始终保持干净，这就是著名的“荷叶自洁效应”n研究表明，包括蜜蜂、海龟等在内的许多生物体内都研究表明，包括蜜蜂、海龟等在内的许多生物体内都存在着纳米尺寸的磁性颗粒。这些磁性纳米颗粒对于存在着纳米尺寸的磁性颗

4、粒。这些磁性纳米颗粒对于生物的定位与运动行为具有重要意义。最新的科学研生物的定位与运动行为具有重要意义。最新的科学研究发现，蜜蜂的腹部存在着磁性纳米粒子，这种磁性究发现，蜜蜂的腹部存在着磁性纳米粒子，这种磁性的纳米粒子具有类似指南针的功能，蜜蜂利用这种的纳米粒子具有类似指南针的功能，蜜蜂利用这种“罗盘罗盘”来确定其周围环境，利用在磁性纳米粒子中存来确定其周围环境，利用在磁性纳米粒子中存储的图像来判明方向。当蜜蜂采蜜归来时，实际上就储的图像来判明方向。当蜜蜂采蜜归来时，实际上就是把自己原来存储的图像和所见到的图像进行对比，是把自己原来存储的图像和所见到的图像进行对比，直到两个图像达到一致，由此来

5、判断自己的蜂巢。利直到两个图像达到一致，由此来判断自己的蜂巢。利用这种纳米磁性颗粒进行导航，蜜蜂可以完成数公里用这种纳米磁性颗粒进行导航，蜜蜂可以完成数公里的旅程。的旅程。横行霸道横行霸道亿万年前，螃蟹并非如此“横行”。因其第一对触角里有几颗磁性纳米微粒，螃蟹便拥有了用于定向的几只小“指南针”。靠这种高精度的“指南针”，螃蟹的祖先堂堂正正地前进后退，行定自如。后来，由于地球的磁场发生多次剧烈倒转，螃蟹触角里的那几颗珍贵的纳米小磁粒发生错乱，失去了正确指示方向的功能。于是，晕晕乎乎的螃蟹便开始横行，从此落得个蛮横的名声。飞檐走壁的壁虎飞檐走壁的壁虎n壁虎可以在任何墙面上爬行，反贴在天花板上，甚至

6、用一只脚在天花板上倒挂。它依靠的就是纳米技术。壁虎脚上覆盖着十分纤细的茸毛，可以使壁虎以几纳米的距离大面积地贴近墙面。尽管这些绒毛很纤弱，但足以使所谓的范德华键发挥作用，为壁虎提供数百万个的附着点，从而支撑其体重。这种附着力可通过“剥落”轻易打破，就像撕开胶带一样，因此壁虎能够穿过天花板。蝴蝶翅膀上的斑蝴蝶翅膀上的斑斕斕色彩色彩蝴蝶因为其翅膀上变化多端、绚烂美好的花纹而使人着迷。这也让生物学家们感到疑惑：蝴蝶令人眼花缭乱的颜色是如何形成的，又有什么不同意义呢？最近，荷兰格罗宁根大学的希拉尔多博士发现了解决这个问题的通道。在研究了菜粉蝶和其它蝴蝶翅膀的表面后，希拉尔多博士揭示了这个秘密：翅膀上的

7、纳米结构正是蝴蝶的“色彩工厂”。他的研究表明，蝴蝶翅膀上炫目的色彩来自一种微小的鳞片状物质，它们就像圣诞树上小小的彩灯，在光线的照耀下能折射出斑斓的色彩。蝴蝶翅膀上的颜色其实是一个身份标志。不同颜色的翅膀，让形色万千的蝴蝶能在很远的地方就识别出同伴，甚至辨别出对方是雄是雌。n通过电子显微镜的观察，希拉尔多博士发现粉蝶翅膀的结构非常奇特；尽管不同种类的蝴蝶，鳞片的结构不同，但彼此之间还是有共同特征。一般来说，蝴蝶翅膀由两层仅有3至4微米厚的鳞片组成，上面一层鳞片像微小的屋瓦一样交替，每个鳞片的构造也很复杂。而下一层则比较光滑。蝴蝶翅膀这种井然有序的安排形成了所谓的光子晶体，也就是纳米结构。通过这

8、种结构，蝴蝶翅膀能捕捉光线，仅让某种波长的光线透过。这便决定了不同的颜色。纳米器件纳米器件n“自上而下自上而下”是指通过微加工或固态技术，不断在尺是指通过微加工或固态技术，不断在尺寸上将人类创造的功能产品微型化；寸上将人类创造的功能产品微型化；n“自下而上自下而上”是指以原子、分子为基本单元，根据是指以原子、分子为基本单元，根据人们的意志进行设计和组装，从而构筑成具有特定人们的意志进行设计和组装，从而构筑成具有特定功能的产品。功能的产品。n目前，在纳米化工厂、生物传感器、生物分子计算目前，在纳米化工厂、生物传感器、生物分子计算机、纳米分子马达等方面，都做了重要的尝试。机、纳米分子马达等方面，都

9、做了重要的尝试。纳米材料定义纳米材料定义n按国际制（按国际制（SI）词冠中纳米尺寸概念以及纳米度量单位与其它度量单位的）词冠中纳米尺寸概念以及纳米度量单位与其它度量单位的关系如下：关系如下：n1艾米（艾米（exametre）1000拍米（拍米（petametre）n1拍米（拍米（petametre）1000太米（太米（terametre）n1太米（太米（terametre）1000吉米（吉米（gigametre）n1吉米（吉米（gigametre）1000兆米（兆米（megametre）n1兆米（兆米（megametre）1000千米（千米（kilometre）n1千米（千米（kilometr

10、e）10百米（百米（hectometre）纳米材料定义纳米材料定义n1百米（百米（hectometre）10十米（十米（decametre）n十米（十米（decametre）100分米（分米（decimetre）n1分米（分米（decimetre）10厘米（厘米（centimetre）n1厘米（厘米（centimetre）10毫米（毫米（miillimetre）n1毫米（毫米（miillimetre）1000微米（微米（micrometre）n1微米（微米（micrometre）1000纳米（纳米（nanometre）n1纳米（纳米（nanometre）1000皮米（皮米（picometre）

11、n1皮米（皮米（picometre）1000飞米（飞米（femtometre）n1飞米（飞米（femtometre）1000阿米（阿米（attometre）纳米材料定义纳米材料定义n纳米材料，是指在结构上具有纳米尺度特征的材料，纳米纳米材料，是指在结构上具有纳米尺度特征的材料，纳米尺度一般是指尺度一般是指1-100nm。n广义定义：材料的基本单元至少有一维的尺寸在广义定义：材料的基本单元至少有一维的尺寸在1-100nm范范围内。围内。n同时具备的两个基本特征：同时具备的两个基本特征：纳米尺度和性能的特异变化纳米尺度和性能的特异变化。纳米材料的定义及发展纳米材料的定义及发展纳米材料的分类纳米材料

12、的分类n按材质按材质 纳米金属材料、纳米非金属材料、纳米高分子材料和纳米复纳米金属材料、纳米非金属材料、纳米高分子材料和纳米复合材料。合材料。n按形态按形态 纳米颗粒材料、纳米固体材料（也称纳米块体材料）、纳米膜材料以及纳纳米颗粒材料、纳米固体材料（也称纳米块体材料）、纳米膜材料以及纳米液体材料。米液体材料。n按功能按功能 纳米生物材料、纳米磁性材料、纳米药物材料、纳米催化材料、纳米智能纳米生物材料、纳米磁性材料、纳米药物材料、纳米催化材料、纳米智能材料、纳米吸波材料、纳米热敏材料以及纳米环保材料等。材料、纳米吸波材料、纳米热敏材料以及纳米环保材料等。纳米材料的分类纳米材料的分类n按纳米尺度在

13、空间的表达特征按纳米尺度在空间的表达特征零维纳米材料，即纳米颗粒材料零维纳米材料，即纳米颗粒材料一维纳米材料，如纳米线、棒、丝、管和纤维等一维纳米材料，如纳米线、棒、丝、管和纤维等二维纳米材料，如纳米膜、纳米盘和超晶格等二维纳米材料，如纳米膜、纳米盘和超晶格等三维纳米材料，指在三维空间中含有上述纳米材料三维纳米材料，指在三维空间中含有上述纳米材料的块体，如纳米陶瓷材料，如介孔材料等。的块体，如纳米陶瓷材料，如介孔材料等。第二章第二章纳米材料的特性纳米材料的特性n当材料的结构进入纳米尺度调制范围时，会表现出小当材料的结构进入纳米尺度调制范围时，会表现出小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应和宏

14、观量尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等纳米效应。子隧道效应等纳米效应。2.1 2.1 纳米材料的基本效应纳米材料的基本效应第二章第二章纳米材料的特性纳米材料的特性n当纳米粒子的尺寸与光波的波长、传导电子的德布罗意波长当纳米粒子的尺寸与光波的波长、传导电子的德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理尺寸相当或比它们以及超导态的相干长度或透射深度等物理尺寸相当或比它们更小时，会使晶体原有的周期性的边界条件被破坏，声、光、更小时，会使晶体原有的周期性的边界条件被破坏，声、光、电、磁、热力学特性等均会随着粒子尺寸的减小发生显著的电、磁、热力学特性等均会随着粒子尺寸的减小发

15、生显著的变化。这种因尺寸的减小而导致的变化称为小尺寸效应，也变化。这种因尺寸的减小而导致的变化称为小尺寸效应，也叫体积效应。叫体积效应。2.1 2.1 纳米材料的基本效应纳米材料的基本效应小尺寸效应小尺寸效应(1)特殊的光学性质n当黄金被细分到小于光波波长的尺寸时，即失去了原有的富贵光泽而呈黑色。事实上，所有的金属在超微颗粒状态都呈现为黑色。尺寸越小，颜色愈黑，银白色的铂（白金）变成铂黑，金属铬变成铬黑。由此可见，金属超微颗粒对光的反射率很低，通常可低于l%，大约几微米的厚度就能完全消光。(2)特殊的热学性质n固态物质在其形态为大尺寸时，其熔点是固定的，超细微化后，却发现其熔点显著降低，当颗粒

16、小于10nm时变得尤为显著。n如块状的金的熔点为1064，当颗粒尺寸减到10nm时，则降低为1037，降低27，2nm时变为327；第二章第二章纳米材料的特性纳米材料的特性n普通的材料当其处于纳米状态或具有纳米结构时会具有很高普通的材料当其处于纳米状态或具有纳米结构时会具有很高的热容量。纳米金属的热容量。纳米金属Cu的比热容是传统的比热容是传统Cu的的2倍。倍。n一些纳米材料的热导率很低。一些纳米材料的热导率很低。SiO2气凝胶固态热导率可比相气凝胶固态热导率可比相应的玻璃态材料低应的玻璃态材料低2-3个数量级。个数量级。SiO2气凝胶在常温下热导率气凝胶在常温下热导率仅为仅为0.013W/(

17、mK)，成为最好的固体绝热材料。，成为最好的固体绝热材料。n另有一些纳米材料其热交换性能非常好。纳米另有一些纳米材料其热交换性能非常好。纳米Ag晶体用于稀晶体用于稀释制冷机的热交换器效率较相应的非纳米材料高释制冷机的热交换器效率较相应的非纳米材料高30%。2.2 2.2 纳米材料的特性纳米材料的特性热学特性热学特性20n磁性液体（磁性液体（magnetic liquidsmagnetic liquids）是一种液态的磁性材料。该）是一种液态的磁性材料。该材料材料既具有固体的磁性又具有液体的流动性既具有固体的磁性又具有液体的流动性。它是由粒径为。它是由粒径为纳米尺寸（几个到几十个纳米）的磁性微粒

18、，依靠表面活性纳米尺寸（几个到几十个纳米）的磁性微粒，依靠表面活性剂的帮助，均匀分散、悬浮在载液（基液加表面活性剂）中剂的帮助，均匀分散、悬浮在载液（基液加表面活性剂）中，构成的一种固液两相的胶体混合物，这种材料即使，构成的一种固液两相的胶体混合物，这种材料即使在重力在重力、离心力或电磁力作用下也不会发生固液分离、离心力或电磁力作用下也不会发生固液分离，是一种典型，是一种典型的纳米复合材料。的纳米复合材料。第二章第二章纳米材料的特性纳米材料的特性n也称界面效应，也称界面效应，是指纳米粒子表面原子数与总原子数之比随粒是指纳米粒子表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化

19、。径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。n随着粒径的减小，纳米粒子的表面原子数、比表面积、表面能随着粒径的减小，纳米粒子的表面原子数、比表面积、表面能及表面结合能都迅速增大。及表面结合能都迅速增大。n表面原子处于裸露状态，周围缺少相邻原子，有许多剩余键力，表面原子处于裸露状态，周围缺少相邻原子，有许多剩余键力，易与其他原子结合而稳定，具有较高的化学活性。易与其他原子结合而稳定，具有较高的化学活性。n纳米材料的很多物性主要由界面决定。纳米材料的很多物性主要由界面决定。2.1 2.1 纳米材料的基本效应纳米材料的基本效应表面效应表面效应第二章第二章纳米材料的特性纳米材料的特性n当粒子尺寸下降到

20、某一值时，金属费米能级附近的当粒子尺寸下降到某一值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象，以及半导电子能级由准连续变为离散能级的现象，以及半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据分子轨道，能隙变宽的现象，均称为量子尺被占据分子轨道，能隙变宽的现象，均称为量子尺寸效应。寸效应。2.1 2.1 纳米材料的基本效应纳米材料的基本效应量子尺寸效应量子尺寸效应第二章第二章纳米材料的特性纳米材料的特性n能带理论表明，金属费米能级附近电子能级一般是能带理论表明，金属费米能级附近电子能级一般是连续的，但只有在高温或宏观尺寸情况下才成立

21、。连续的，但只有在高温或宏观尺寸情况下才成立。n对于只有有限个导电电子的超微粒子来说，低温下对于只有有限个导电电子的超微粒子来说，低温下能级是离散的。能级是离散的。2.1 2.1 纳米材料的基本效应纳米材料的基本效应量子尺寸效应量子尺寸效应第二章第二章纳米材料的特性纳米材料的特性n对于宏观物体包含无限个原子，能级间距对于宏观物体包含无限个原子，能级间距Eg0；而对纳；而对纳米微粒，所包含原子数有限，米微粒，所包含原子数有限，N值很小，这就导致值很小，这就导致Eg有有一定的值，即能级间距发生分裂。一定的值，即能级间距发生分裂。n当能级间距大于热能、磁能、静磁能、静电能、光子能当能级间距大于热能、

22、磁能、静磁能、静电能、光子能量或超导态的凝聚能时，必须考虑量子尺寸效应，这会量或超导态的凝聚能时，必须考虑量子尺寸效应，这会导致纳米微粒磁、光、声、热、电以及超导电性与宏观导致纳米微粒磁、光、声、热、电以及超导电性与宏观特性有着显著的不同。特性有着显著的不同。2.1 2.1 纳米材料的基本效应纳米材料的基本效应量子尺寸效应量子尺寸效应第二章第二章纳米材料的特性纳米材料的特性n例如，纳米微粒的比热、磁化率与所含的电子奇偶例如，纳米微粒的比热、磁化率与所含的电子奇偶性有关性有关n导体转变为绝缘体。如，普通银为良导体，而纳米导体转变为绝缘体。如，普通银为良导体，而纳米银在粒径小于银在粒径小于20nm

23、时却是绝缘体等。时却是绝缘体等。2.1 2.1 纳米材料的基本效应纳米材料的基本效应量子尺寸效应量子尺寸效应26n纳米微粒的量子尺寸效应等使它对某种波长的光吸纳米微粒的量子尺寸效应等使它对某种波长的光吸收带有收带有蓝移蓝移现象。纳米微粒粉体对各种波长光的吸现象。纳米微粒粉体对各种波长光的吸收带有宽化现象。纳米微粒的紫外吸收材料就是利收带有宽化现象。纳米微粒的紫外吸收材料就是利用这两个特性。用这两个特性。n通常的通常的纳米微粒紫外吸收材料纳米微粒紫外吸收材料是将纳米微粒分散到是将纳米微粒分散到树脂中制成膜，这种膜对紫外有吸收能力依赖于纳树脂中制成膜，这种膜对紫外有吸收能力依赖于纳米粒子的尺寸和树

24、脂中纳米粒子的掺加量和组分。米粒子的尺寸和树脂中纳米粒子的掺加量和组分。目前，对紫外吸收好的几种材料有：目前，对紫外吸收好的几种材料有：30-40nm30-40nm的的TiOTiO2 2纳米粒子的树脂膜；纳米粒子的树脂膜；FeFe2 2O O3 3纳米微粒的聚固醇树脂膜纳米微粒的聚固醇树脂膜。第二章第二章纳米材料的特性纳米材料的特性n宏观量子隧道效应是基本的量子现象之一，即当微宏观量子隧道效应是基本的量子现象之一，即当微观粒子的总观粒子的总能量能量小于势垒高度时，该粒子仍能穿越小于势垒高度时，该粒子仍能穿越这一势垒。近年来，人们发现一些宏观量，例如微这一势垒。近年来，人们发现一些宏观量，例如微

25、颗粒的颗粒的磁化强度磁化强度，量子相干器件中的，量子相干器件中的磁通量磁通量等亦有等亦有隧道效应，称为宏观的量子隧道效应。隧道效应，称为宏观的量子隧道效应。2.1 2.1 纳米材料的基本效应纳米材料的基本效应宏观量子隧道效应宏观量子隧道效应n纳米材料中的粒子具有穿过势垒的能力纳米材料中的粒子具有穿过势垒的能力被称为隧道效应。被称为隧道效应。n例如磁化强度，具有铁磁性的磁铁，其例如磁化强度，具有铁磁性的磁铁，其粒子尺寸达到纳米级时，即由铁磁性变粒子尺寸达到纳米级时，即由铁磁性变为顺磁性或软磁性。为顺磁性或软磁性。吸收光谱兰移的原因：n1）量子尺寸效应。即颗粒尺寸下降导致能隙变宽，从而导致光吸收带

26、移向短波方向。Ball等的普适性解释是：已被电子占据的分子轨道能级(HOMO)与未被电子占据的分子轨道能级之间的宽度（能隙）随颗粒直径的减小而增大，从而导致兰移现象。这种解释对半导体和绝缘体均适用。块体半导体与半导体纳米晶的能带示意图n2）表面效应。纳米颗粒的大的表面张力使晶格畸变，晶格常数变小。对纳米氧化物和氮化物的研究表明，第一近邻和第二近邻的距离变短，键长的缩短导致纳米颗粒的键本征振动频率增大，结果使红外吸收带移向高波数。第二章第二章纳米材料的特性纳米材料的特性n3.发光现象发光现象n纳米微粒出现了常规材料所没有的新的发光现象。纳米微粒出现了常规材料所没有的新的发光现象。n普通的硅具有良

27、好半导体特性，但不能发光。普通的硅具有良好半导体特性，但不能发光。n1990年，日本佳能公司首次在年，日本佳能公司首次在6nm大小的硅颗粒试样中在室大小的硅颗粒试样中在室温下观察到波长为温下观察到波长为800nm附近有强的发光带，随着尺寸进一附近有强的发光带，随着尺寸进一步减小到步减小到4nm，发光带的短波边缘可延伸到可见光范围。，发光带的短波边缘可延伸到可见光范围。2.2 2.2 纳米材料的特性纳米材料的特性第二章第二章纳米材料的特性纳米材料的特性n纳米微粒电性能的一个最大特点是与颗粒尺寸有很纳米微粒电性能的一个最大特点是与颗粒尺寸有很强的依赖关系。强的依赖关系。n对同一种纳米材料，当颗粒达

28、到纳米级，电阻、电对同一种纳米材料，当颗粒达到纳米级，电阻、电阻温度系数都会发生变化。阻温度系数都会发生变化。n银是优异的良导体，但银是优异的良导体，但10-15nm的银微粒电阻会突然的银微粒电阻会突然升高，失去金属良导体的特征，变成了非导体。升高，失去金属良导体的特征，变成了非导体。2.2 2.2 纳米材料的特性纳米材料的特性电阻和电磁特性电阻和电磁特性第二章第二章纳米材料的特性纳米材料的特性n奇异的磁特性主要表现在它具有超顺磁性或高的矫顽力上。奇异的磁特性主要表现在它具有超顺磁性或高的矫顽力上。n尺寸小到一定临界值时进入超顺磁状态，例如尺寸小到一定临界值时进入超顺磁状态，例如-Fe、Fe3

29、O4和和-Fe2O3分别为分别为5nm、16nm和和20nm时变成超顺磁体；时变成超顺磁体；n粒径为粒径为85nm的纳米镍微粒，矫顽力很高，表明处于单畴状态；的纳米镍微粒，矫顽力很高，表明处于单畴状态；而粒径小于而粒径小于15nm的镍微粒，矫顽力的镍微粒，矫顽力Hc0，这说明它们进入，这说明它们进入了超顺磁状态。了超顺磁状态。2.2 2.2 纳米材料的特性纳米材料的特性电阻和电磁特性电阻和电磁特性第二章第二章纳米材料的特性纳米材料的特性n超顺磁状态的起源可归为以下原因：由于在小尺寸下，超顺磁状态的起源可归为以下原因：由于在小尺寸下，当各向异性能减小到与热运动能可相比拟时，磁化方向当各向异性能减

30、小到与热运动能可相比拟时，磁化方向就不再固定在一个易磁化方向，磁化方向将呈现剧烈起就不再固定在一个易磁化方向，磁化方向将呈现剧烈起伏，结果导致超顺磁性的出现。伏，结果导致超顺磁性的出现。n不同种类的纳米磁性微粒所呈现的超顺磁性的临界尺寸不同种类的纳米磁性微粒所呈现的超顺磁性的临界尺寸是有所不同。是有所不同。2.2 2.2 纳米材料的特性纳米材料的特性电阻和电磁特性电阻和电磁特性第二章第二章纳米材料的特性纳米材料的特性n1、量子光电特性、量子光电特性n当半导体粒子尺寸与其激子波尔半径相近时，随着粒子当半导体粒子尺寸与其激子波尔半径相近时，随着粒子尺寸的减小，半导体粒子的有效带隙增加，相应的吸收尺

31、寸的减小，半导体粒子的有效带隙增加，相应的吸收光谱和荧光光谱发生蓝移，在能带中形成一系列分立的光谱和荧光光谱发生蓝移，在能带中形成一系列分立的能级。可以推算吸收光谱发生蓝移的量子尺寸效应。能级。可以推算吸收光谱发生蓝移的量子尺寸效应。2.2 2.2 纳米材料的特性纳米材料的特性量子光电和介电特性量子光电和介电特性第二章第二章纳米材料的特性纳米材料的特性n2、光电转换特性、光电转换特性n一些半导体材料具有光电转换功能。一些半导体材料具有光电转换功能。n一种纳米一种纳米TiO2光电转换电池在模拟太阳光源照射下，其光电转换效光电转换电池在模拟太阳光源照射下，其光电转换效率可达率可达12。光电流密度大

32、于。光电流密度大于12mA/cm2。n这是由于纳米这是由于纳米TiO2组成的多孔电极表面能够吸附的染料分子数比普组成的多孔电极表面能够吸附的染料分子数比普通电极表面所能吸附的染料分子数多了通电极表面所能吸附的染料分子数多了50倍以上，而且几乎每个染倍以上，而且几乎每个染料分子都与料分子都与TiO2直接接触，光生载流子的界面电子转移很快，形成直接接触，光生载流子的界面电子转移很快，形成了具有优异的光吸收及光电转换特性。了具有优异的光吸收及光电转换特性。2.2 2.2 纳米材料的特性纳米材料的特性量子光电和介电特性量子光电和介电特性第二章第二章纳米材料的特性纳米材料的特性n3、介电和压电特性、介电

33、和压电特性n纳米半导体材料的介电常数随工作频率的减小，表现出明显纳米半导体材料的介电常数随工作频率的减小，表现出明显上升的趋势，而相应的非纳米材料的介电常数较低，在低频上升的趋势，而相应的非纳米材料的介电常数较低，在低频范围内上升趋势远远低于纳米材料。范围内上升趋势远远低于纳米材料。n在低频范围，纳米材料的介电常数呈现出尺寸效应，即粒径在低频范围，纳米材料的介电常数呈现出尺寸效应，即粒径很小时，其介电常数较低，随粒径增大，介电常数明显增加，很小时，其介电常数较低，随粒径增大，介电常数明显增加，在某一临界尺寸呈极大值。在某一临界尺寸呈极大值。n相应的介电常数损耗也呈现一损耗峰。一般认为这是由于纳

34、相应的介电常数损耗也呈现一损耗峰。一般认为这是由于纳米粒子中的离子转向极化和离子弛豫极化造成的。米粒子中的离子转向极化和离子弛豫极化造成的。2.2 2.2 纳米材料的特性纳米材料的特性量子光电和介电特性量子光电和介电特性第二章第二章纳米材料的特性纳米材料的特性n3、介电和压电特性、介电和压电特性n对一些纳米材料来说，由于其界面存在大量的悬挂键，导致对一些纳米材料来说，由于其界面存在大量的悬挂键，导致界面电荷分布发生变化，形成局域电偶极矩。在受外加压力界面电荷分布发生变化，形成局域电偶极矩。在受外加压力的作用下能使偶极矩的取向分布等状况发生变化，在宏观上的作用下能使偶极矩的取向分布等状况发生变化

35、，在宏观上产生电荷积累，产生强烈的压电效应。产生电荷积累，产生强烈的压电效应。n而同样材料若是粗大的颗粒则由于材料粒径超出了纳米数量而同样材料若是粗大的颗粒则由于材料粒径超出了纳米数量级，因此其界面急剧减小，从而导致压电效应消失。级，因此其界面急剧减小，从而导致压电效应消失。2.2 2.2 纳米材料的特性纳米材料的特性量子光电和介电特性量子光电和介电特性p机械粉碎法制备的纳米机械粉碎法制备的纳米微粒形成机理微粒形成机理:固体物料的粉碎过程，固体物料的粉碎过程，实际上就是在粉碎力的作用下，实际上就是在粉碎力的作用下，使较大的固体料块或颗粒发生使较大的固体料块或颗粒发生变形进而破裂的过程。变形进而

36、破裂的过程。第三章第三章 纳米材料形成的基本原理纳米材料形成的基本原理图图3-13-1p蒸发过程中纳米微粒的形成机理蒸发过程中纳米微粒的形成机理气体蒸发中的纳米微粒生成过程可分为三个阶段气体蒸发中的纳米微粒生成过程可分为三个阶段（1）原料物质熔融、蒸发；）原料物质熔融、蒸发；（2）被蒸发物质在低分压或保护气体）被蒸发物质在低分压或保护气体中的扩散；中的扩散；（3）蒸气分子的凝结。）蒸气分子的凝结。第三章第三章 纳米材料形成的基本原理纳米材料形成的基本原理图图3-23-2p蒸发过程中纳米微粒的形成机理蒸发过程中纳米微粒的形成机理蒸气中晶核的生长是一个复杂的瞬变现象。蒸气中晶核的生长是一个复杂的瞬

37、变现象。晶核生长过程与最终形成颗粒的大小取决于蒸气的浓度和晶核生长过程与最终形成颗粒的大小取决于蒸气的浓度和 凝聚核的密度。凝聚核的密度。凝聚是在高蒸气浓度下发生的，如果凝聚结核的温度相同，凝聚是在高蒸气浓度下发生的，如果凝聚结核的温度相同， 大颗粒的产生符合一般的实验结果。大颗粒的产生符合一般的实验结果。凝聚发生很剧烈，情况也可能相反。这时更有可能由于密凝聚发生很剧烈，情况也可能相反。这时更有可能由于密度足够高，能够超额补偿高的蒸气压，就有可能形成大量度足够高，能够超额补偿高的蒸气压，就有可能形成大量的小尺寸颗粒。的小尺寸颗粒。第三章第三章 纳米材料形成的基本原理纳米材料形成的基本原理p蒸发

38、过程中纳米微粒的形成机理蒸发过程中纳米微粒的形成机理粒子首先通过蒸气生长为小粒子，当小粒子密度高时，就粒子首先通过蒸气生长为小粒子，当小粒子密度高时，就有可能发生多次凝聚生长过程，形成大颗粒。有可能发生多次凝聚生长过程，形成大颗粒。小粒子可以通过布朗运动相碰撞，凝并为大颗粒，这种晶小粒子可以通过布朗运动相碰撞，凝并为大颗粒，这种晶核生长机制称为凝聚生长。核生长机制称为凝聚生长。凝聚概率与颗粒在凝聚区域中停留时间有关，而凝聚时间凝聚概率与颗粒在凝聚区域中停留时间有关，而凝聚时间又取决于系统的温度和系统本身的结构。又取决于系统的温度和系统本身的结构。第三章第三章 纳米材料形成的基本原理纳米材料形成

39、的基本原理p气相化学反应中颗粒的生成及机理气相化学反应中颗粒的生成及机理化学反应首先在原料物质之间发生，形成产物的前驱体，化学反应首先在原料物质之间发生，形成产物的前驱体，并使之达到稍后过程所需要的饱和度。并使之达到稍后过程所需要的饱和度。形成颗粒核或反应产物间发生缩聚反应生成晶核。形成颗粒核或反应产物间发生缩聚反应生成晶核。晶核通过对反应生成的前驱体单体的吸附或重构，或是通晶核通过对反应生成的前驱体单体的吸附或重构，或是通过对反应器中原料及反应中间体吸附反应而使原有的晶核过对反应器中原料及反应中间体吸附反应而使原有的晶核得到生长，这就是颗粒生长的过程。得到生长，这就是颗粒生长的过程。气相中形

40、成的单体、分子团簇和初级粒子在布朗运动作用气相中形成的单体、分子团簇和初级粒子在布朗运动作用下会发生碰撞，凝并成颗粒。下会发生碰撞，凝并成颗粒。第三章第三章 纳米材料形成的基本原理纳米材料形成的基本原理p气相化学反应中颗粒的生成及机理气相化学反应中颗粒的生成及机理一个关键的因素是气相中粒子的生成。一个关键的因素是气相中粒子的生成。为了得到纳米微粒，首先需要在均匀单一的气相中产生大为了得到纳米微粒，首先需要在均匀单一的气相中产生大量的气态核粒子。为了在气相反应中生成大量的气态核，量的气态核粒子。为了在气相反应中生成大量的气态核，首先必须选择平衡常数大的反应体系，这是气态核生成的首先必须选择平衡常

41、数大的反应体系，这是气态核生成的必要条件；其次，在反应容器不变的情况下，要确实保证必要条件；其次，在反应容器不变的情况下，要确实保证具有较高的反应物浓度，以形成较大的反应物分压，并不具有较高的反应物浓度，以形成较大的反应物分压，并不断地将生成物从反应区移去，使生成物分压降低。断地将生成物从反应区移去，使生成物分压降低。第三章第三章 纳米材料形成的基本原理纳米材料形成的基本原理p液相化学合成纳米颗粒形成及抗聚集机制液相化学合成纳米颗粒形成及抗聚集机制沉淀法是在含有可溶盐或悬浮盐的水溶液中或非水溶液中沉淀法是在含有可溶盐或悬浮盐的水溶液中或非水溶液中发生反应，一旦溶液被产物过饱和，就会由均相成核过

42、程发生反应，一旦溶液被产物过饱和，就会由均相成核过程或非均相成核过程发展形成沉淀。核一旦形成，会通过扩或非均相成核过程发展形成沉淀。核一旦形成，会通过扩散的形式长大。散的形式长大。受扩散控制的核长大过程中，浓度梯度、温度至关重要。受扩散控制的核长大过程中，浓度梯度、温度至关重要。要想形成分布窄的单分散性颗粒，要求所有核必须同时形要想形成分布窄的单分散性颗粒，要求所有核必须同时形成，而且在长大过程不再有成核过程，也没有颗粒的聚集。成，而且在长大过程不再有成核过程，也没有颗粒的聚集。第三章第三章 纳米材料形成的基本原理纳米材料形成的基本原理p液相化学合成纳米颗粒形成及抗聚集机制液相化学合成纳米颗粒

43、形成及抗聚集机制纳米颗粒的形成机制与纳米颗粒稳定、抗聚集长大的问题有着密纳米颗粒的形成机制与纳米颗粒稳定、抗聚集长大的问题有着密切的关系。切的关系。范德华引力的存在或者使体系总表面能趋于减少的因素的存在都范德华引力的存在或者使体系总表面能趋于减少的因素的存在都会引起微颗粒的聚集。会引起微颗粒的聚集。要避免这些颗粒的聚集，关键是需要在颗粒间引入排斥力。要避免这些颗粒的聚集，关键是需要在颗粒间引入排斥力。表面活性剂能够形成空间位阻，在合成过程中保证形成分散状态表面活性剂能够形成空间位阻，在合成过程中保证形成分散状态稳定的纳米微粒，也可以将已经聚集的微粒均匀分散开来。稳定的纳米微粒，也可以将已经聚集

44、的微粒均匀分散开来。第三章第三章 纳米材料形成的基本原理纳米材料形成的基本原理纳米材料的分类纳米材料的分类纳米金属纳米金属纳米晶体纳米晶体纳米陶瓷纳米陶瓷纳米玻璃纳米玻璃纳米高分子纳米高分子纳米复合材料纳米复合材料47按按化学组分化学组分分类分类纳米晶体n是指晶粒为纳米尺寸的晶体材料，或具有晶体结构的纳米颗粒。一般晶粒尺寸小于100nm的材料才称为纳米晶体。尺寸小于10纳米的半导体纳米晶体通常被称为量子点。纳米晶体能够提供单体的晶体结构，通过研究这些单体的晶体结构可以提供信息来解释相似材料的宏观样品的行为，而不用考虑复杂的晶界和其他晶体缺陷。48纳米晶体纳米晶体 - 增长原理增长原理n纳米晶体

45、能够或是通过附加上来自溶液中的含有金属的单体物或是通过与其它纳米晶体以随机结合的方式进行融合来稳定地增长。该后一种过程并没有在纳米增长的经典模型中被考虑进去。研究人员提出，纳米晶体会根据它们的大小和依赖于形态学的内部能量而采用不同的增长途径。49n纳米陶瓷粉体是介于固体与分子之间的具有纳米数量级（0.1100nm）尺寸的亚稳态中间物质。随着粉体的超细化，其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生了块状材料所不具有的特殊的效应。n具体地说纳米粉体材料具有以下的优良性能：极小的粒径、大的比表面积和高的化学性能，可以显著降低材料的烧结温度、节能能源；使陶瓷材料的组成结构致密化、均匀化，改善陶瓷材料的性能

46、，提高其使用可靠性；可以从纳米材料的结构层次（l100nm）上控制材料的成分和结构，有利于充分发挥陶瓷材料的潜在性能。n另外，由于陶瓷粉料的颗粒大小决定了陶瓷材料的微观结构和宏观性能。如果粉料的颗粒堆积均匀，烧成收缩一致且晶粒均匀长大，那么颗粒越小产生的缺陷越小，所制备的材料的强度就相应越高，这就可能出现一些大颗粒材料所不具备的独特性能。50纳米玻璃n纳米玻璃，是利用纳米技术，用特殊的装置，对玻璃进行原子、分子级的操作，改变其特性，使之具有全新的性能。n玻璃的概念玻璃的概念n一种熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。n玻璃最初由火山喷出的酸性岩凝固而

47、得。约公元前3700年前，古埃及人已制出玻璃装饰品和简单玻璃器皿，当时只有有色玻璃，约公元前1000年前，中国制造出无色玻璃。公元12世纪，出现了商品玻璃，并开始成为工业材料。18世纪，为适应研制望远镜的需要，制出光学玻璃。1873年，比利时首先制出平板玻璃。1906年，美国制出平板玻璃引上机。此后，随着玻璃生产的工业化和规模化，各种用途和各种性能的玻璃相继问世。现代，玻璃已成为日常生活、生产和科学技术领域的重要材料。51纳米材料的分类纳米材料的分类纳米半导体纳米半导体纳米磁性材料纳米磁性材料纳米非线性光学材料纳米非线性光学材料纳米铁电体纳米铁电体纳米超导材料纳米超导材料纳米热电材料纳米热电材

48、料52按材料按材料物性物性分类分类纳米材料的分类纳米材料的分类纳米电子材料纳米电子材料纳米光电子材料纳米光电子材料纳米生物医用材料纳米生物医用材料纳米敏感材料纳米敏感材料纳米储能材料纳米储能材料53按按应用应用分类分类纳米敏感材料纳米敏感材料n所谓敏感材料，是指能将各种物理的或化学的非电参量转换成电参量的功能材料。这类材料的共同特点是电阻率随温度、电压、湿度以及周围气体环境等的变化而变化。n用敏感材料制成的传感器具有信息感受、交换和传递的功能，可分别用于热敏、气敏、湿敏、压敏、声敏以及色敏等不同领域。n敏感材料是当前最活跃的无机功能材料，各种传感器的开发应用具有重要意义，对遥感技术、自动控制技

49、术、化工检测、防爆、防火、防毒、防止缺氧以及家庭生活现代化等都有直接的关系。n54纳米材料的分类纳米材料的分类零维纳米材料零维纳米材料一维纳米材料一维纳米材料二维纳米材料二维纳米材料三维纳米材料三维纳米材料55按按结构结构分类分类零维纳米材料零维纳米材料n定义：指空间三维尺度均在定义：指空间三维尺度均在纳米尺度纳米尺度（100 100 nmnm）以内以内的材料，如的材料，如 纳米颗粒纳米颗粒（纳米粒子）、（纳米粒子）、原子团簇原子团簇等。等。56量子点量子点（QuantumDot）n量子点是在把导带电子、价带空穴及激子在量子点是在把导带电子、价带空穴及激子在三个空间方向上束缚住的三个空间方向上

50、束缚住的半导体半导体纳米结构纳米结构。电子运动在电子运动在三维空间三维空间都受到了限制，因此有都受到了限制，因此有时被称为时被称为“人造原子人造原子”、“超晶格超晶格”、“超超原子原子”或或“量子点原子量子点原子”，是，是2020世纪世纪9090年代年代提出来的一个新概念。提出来的一个新概念。57n量子点是由量子点是由有限数目的原子有限数目的原子组成，三个维度尺寸均组成，三个维度尺寸均在纳米数量级。量子点一般为球形或类球形，是由在纳米数量级。量子点一般为球形或类球形，是由半导体材料半导体材料( (通常由通常由IIBIIBAA或或IIIAIIIAVAVA元素组成元素组成) )制成的、制成的、稳定

51、直径在稳定直径在2 220 nm20 nm的纳米粒子。的纳米粒子。n量子点是在纳米尺度上的量子点是在纳米尺度上的原子和分子的集合体原子和分子的集合体，既，既可由一种半导体材料组成，如由可由一种半导体材料组成，如由IIBIIB、VIAVIA族元素族元素( (如如CdSCdS、CdSeCdSe、CdTeCdTe、ZnSeZnSe等等) )或或IIIAIIIA、VAVA族元素族元素( (如如InPInP、InAsInAs等等) )组成，也可以由两种或两种以上组成，也可以由两种或两种以上的半导体材料组成。的半导体材料组成。58一维纳米材料一维纳米材料n定义：指空间二个维度上尺寸为定义：指空间二个维度上

52、尺寸为纳米尺度纳米尺度（100 nm100 nm）以内以内的材料，如的材料，如 纳米线（纳米纳米线（纳米丝）、纳米带、纳米棒、纳米管丝）、纳米带、纳米棒、纳米管等。等。59二维纳米材料二维纳米材料n定义：指空间一个维度上尺寸为定义：指空间一个维度上尺寸为纳米尺度纳米尺度（100 nm100 nm）以内以内的材料，如的材料，如 超薄膜、多层膜、超薄膜、多层膜、超晶格超晶格等。等。60粉碎定义：固体物料粒子尺寸由大粉碎定义：固体物料粒子尺寸由大变小过程的总称，它包括变小过程的总称，它包括“破碎破碎”和和“粉磨粉磨”。前者是由大料块变成。前者是由大料块变成小料块的过程，后者是由小料块变小料块的过程，

53、后者是由小料块变成粉体的过程。粉碎作用力的类型成粉体的过程。粉碎作用力的类型如右图所示几种。如右图所示几种。基本粉碎方式：压碎、剪碎、冲击基本粉碎方式：压碎、剪碎、冲击粉碎和磨碎。粉碎和磨碎。种类：湿法粉碎种类：湿法粉碎 干法粉碎干法粉碎一般的粉碎作用力都是几种力的组合，如球磨机和振动一般的粉碎作用力都是几种力的组合，如球磨机和振动磨是磨碎与冲击粉碎的组合；雷蒙磨是压碎、剪碎、磨磨是磨碎与冲击粉碎的组合；雷蒙磨是压碎、剪碎、磨碎的组合；气流磨是冲击、磨碎与剪碎的组合，等等。碎的组合；气流磨是冲击、磨碎与剪碎的组合，等等。机械粉碎法机械粉碎法一种：颗粒之间或颗粒与磨球之间互相摩擦一种：颗粒之间或

54、颗粒与磨球之间互相摩擦,使得一使得一定粒度范围内的颗粒造成表面粉碎定粒度范围内的颗粒造成表面粉碎,结果形成大和小结果形成大和小两种粒度的新颗粒两种粒度的新颗粒,称为称为摩擦粉碎或表面粉碎摩擦粉碎或表面粉碎。另一种：由于球对颗粒或颗粒对颗粒的冲击、碰撞另一种：由于球对颗粒或颗粒对颗粒的冲击、碰撞和剪切等作用和剪切等作用,从颗粒中近似等体积地分割出两个小从颗粒中近似等体积地分割出两个小颗粒颗粒,称为称为冲击压缩粉碎或体积粉碎。冲击压缩粉碎或体积粉碎。球磨过程中引起粉末粒度发生变化的机理球磨过程中引起粉末粒度发生变化的机理有两种：有两种：粉碎过程的另一现象粉碎过程的另一现象“逆粉碎现象逆粉碎现象”物

55、料在超细粉碎过程中，随着粉碎时间的延长，颗粒物料在超细粉碎过程中，随着粉碎时间的延长，颗粒粒度的减小，比表面积的增加，颗粒的表面能增大，粒度的减小，比表面积的增加，颗粒的表面能增大，颗粒之间的相互作用增强，团聚现象增加，达到一定颗粒之间的相互作用增强，团聚现象增加，达到一定时间后，颗粒的粉碎与团聚达到平衡。时间后，颗粒的粉碎与团聚达到平衡。 粉碎粉碎 团聚团聚是各种粉碎存在最低粒度下限的主要原因；是各种粉碎存在最低粒度下限的主要原因；是相似条件下湿法球磨比干法粒度下限低的原因是相似条件下湿法球磨比干法粒度下限低的原因.机械粉碎法机械粉碎法例如：例如：A：在干法研磨水泥熟料时加入乙二醇作为助磨剂

56、，产率：在干法研磨水泥熟料时加入乙二醇作为助磨剂，产率可提高可提高2550；B：在湿法球磨锆英石时加入在湿法球磨锆英石时加入0.2的三乙醇胺，研磨时的三乙醇胺，研磨时间减少间减少3/4。打破以上平衡打破以上平衡,可采取的一个重要方法就是加入可采取的一个重要方法就是加入助磨剂：助磨剂：粉碎粉碎团聚团聚助磨剂的使用助磨剂的使用定义：在超细粉碎过程中，能够显著提高粉碎效定义：在超细粉碎过程中，能够显著提高粉碎效率或降低能耗的化学物质称为助磨剂。率或降低能耗的化学物质称为助磨剂。机械粉碎法机械粉碎法机械粉碎法机械粉碎法 在纳米粉碎中，随着粒子粒径的减小，被粉碎物在纳米粉碎中，随着粒子粒径的减小，被粉碎

57、物料的结晶均匀性增加，粒子强度增大，断裂能提高，粉料的结晶均匀性增加，粒子强度增大，断裂能提高，粉碎所需的机械应力也大大增加。因而粒度越细，粉碎的碎所需的机械应力也大大增加。因而粒度越细，粉碎的难度就越大。粉碎到一定程度后，尽管继续施加机械应难度就越大。粉碎到一定程度后，尽管继续施加机械应力，粉体物料的粒度不再继续减小或减小的速率相当缓力，粉体物料的粒度不再继续减小或减小的速率相当缓慢，这就是物料的粉碎极限。慢，这就是物料的粉碎极限。采用机械粉碎法需注意的问题：采用机械粉碎法需注意的问题：1 1）安全性问题）安全性问题 对于易燃、易爆物料，其粉碎生产过程中还会伴随对于易燃、易爆物料，其粉碎生产

58、过程中还会伴随有燃烧、爆炸的可能性。有燃烧、爆炸的可能性。2 2）纳米机械粉碎极限）纳米机械粉碎极限机械粉碎法机械粉碎法球磨机是目前广球磨机是目前广泛采用的纳米磨碎泛采用的纳米磨碎设备。设备。它是利用介质和它是利用介质和物料之间的相互研物料之间的相互研磨和冲击使物料粒磨和冲击使物料粒子粉碎，经几百小子粉碎，经几百小时的球磨，可使小时的球磨，可使小于于lm的粒子达到的粒子达到20。1球磨球磨(Milling)1）研磨碗自转和公转）研磨碗自转和公转转速的传动比率任意转速的传动比率任意可调。可调。2 ） 最 终 颗 粒 大 小） 最 终 颗 粒 大 小1m。3）可充入惰性气体进）可充入惰性气体进行机

59、械合金，机械复行机械合金，机械复合，纳米材料及复合合，纳米材料及复合材 料 的 合 成 。材 料 的 合 成 。 4）材质可选择玛瑙，）材质可选择玛瑙，氮化硅，氧化铝，氧氮化硅，氧化铝，氧化锆，不锈钢，普通化锆，不锈钢，普通钢，碳化钨，包裹塑钢，碳化钨，包裹塑料的不锈钢。料的不锈钢。高能球磨高能球磨n高能球磨基本原理：将磨球和材料粉末一同放入球磨容器中，高能球磨基本原理：将磨球和材料粉末一同放入球磨容器中，利用具有很大动能的磨球相互撞击，使磨球间的粉末压延、利用具有很大动能的磨球相互撞击，使磨球间的粉末压延、压合、破碎、再压合，形成层状复合体。这种复合体颗粒再压合、破碎、再压合，形成层状复合体

60、。这种复合体颗粒再经过重复破碎和压合，如此反复，随着复合体颗粒的层状结经过重复破碎和压合，如此反复，随着复合体颗粒的层状结构不断细化、缠绕，起始的颗粒层状特征逐渐消失，最后形构不断细化、缠绕，起始的颗粒层状特征逐渐消失，最后形成非常均匀的亚稳态结构。成非常均匀的亚稳态结构。n高能球磨机利用介质和物料之间长时间反复的相互研磨高能球磨机利用介质和物料之间长时间反复的相互研磨和冲击使物料颗粒粉碎到要求或极限尺寸。和冲击使物料颗粒粉碎到要求或极限尺寸。n目前，已经发展了应用于不同目的的各种高能球磨方法，目前，已经发展了应用于不同目的的各种高能球磨方法，包括滚转磨、摩擦磨、行星磨等。包括滚转磨、摩擦磨、