你认为纳米晶材料（块体）的制备过程中目前存在的主要技术障碍有哪些？对原材料（纳米粉末）有何要求？

题目

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相似问题和答案

第1题：

目前纳米技术正广泛地应用于（）等领域。

A、材料和制备
B、微电子和计算机技术
C、纳米工业化
D、医学

正确答案:A,B,C,D

第2题：

什么是纳米材料？纳米材料有哪些主要的特性？

正确答案: 纳米是一个长度计量单位，一纳米相当于十亿分之一米。当物质颗粒小到纳米级后，这种物质就可称为纳米材料。
由于纳米颗粒在磁、光、电、敏感等方面呈现常规材料不具备的特性，因此在陶瓷增韧、磁性材料、电子材料和光学材料等领域具有广泛的应用前景。
添加纳米粉体的材料与相同组成的普通粉体材料相比，材料的万分本身虽然并未改变，但活性增强，主要表现为高抗菌、防污、耐磨、强度加大，材料重量只是钢的十分之一，但是它的强度却是钢的100倍。人们通过改变塑料、石油、纺织物的原子、分子排列，使它们具有透气、耐热、高强度和良好的弹性等特征。例如被称为纳米材料中的“乌金“的碳纳米管具有非常奇异的物理化学性能。它的尺寸只有头发丝的十万分之一，但是它的导电率是铜的1万倍；它的强度是钢的100倍，而重量只有钢的六分之一，由于其强度是其他纤维的20倍，具有经受10万Mpa而不被破碎的奇异效果。

第3题：

何谓纳米材料?纳米材料通常可分为哪些类型?目前有哪些常用的制备方法?纳米材料有何特性?有哪些应用前景?

参考答案：纳米材料是指显微结构中的物相具有纳米级尺寸的材料;可分为：纳米粒子;纳米固体;纳米组装系统;制备方法主要有：沉淀法，浸渍法，水热法，微波辐射法，超声波辐射合成法等;特性：小尺寸效应，表面效应，量子尺寸效应，宏观隧道效应等;在光学材料，催化材料，贮氢材料，磁性材料等领域有广泛的应用。

第4题：

简述纳米材料制备过程中的主要问题和解决方法。

正确答案: （1）纳米粒子的分散。纳米粒子粒径小，表面能高，极易形成团聚的大颗粒
解决方法：
超声分散：利用超声波空化产生的高温、高压或强冲击波和微射流作用，可大幅度地弱化纳米粒子的表面作用和静电作用，有效地防止纳米粒子团聚而使之充分分散。机械搅拌分散化学改性分散。通过化学反应赋予纳米粒子表面一定的有机化合物薄膜，可以提高纳米粒子在有机基质中的分散性。分散剂分散
（2）纳米粒子的污染：目前没有十分有效的解决方法。

第5题：

简述块体纳米材料的制备方法原理

正确答案: 外压力合成法：
（1）惰性气体凝聚原位加压成形法
（2）高能机械研磨法
（3）电解沉积法
相变界面成形法：
非晶晶化法
大塑性变形法（粉末冶金法，高温、高压法）
电解沉积法原理：电解沉积法是指在溶液中带正电的金属离子，吸附到带负电的纳米颗粒表面，然后在电动力的作用下移至阴极，金属离子还原成原子，并与所俘获的纳米颗粒一起占据阴极金属或合金表面的位置，而形成涂层，逐渐形成薄膜纳米材料。
非晶晶化法原理：非晶晶化法是通过控制非晶态固体的晶化动力，来获得块体纳米材料的方法，它包括非晶态固体的获得和晶化两个过程。
大塑性变形法原理：它是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。
粉末冶金法原理：粉末冶金法是把纳米粉压实成实体，然后放到热压炉中烧结。
高温、高压法原理：高温、高压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持高温、高压组织。

第6题：

目前纳米技术正广泛的应用于哪些领域（）

A、材料和制备
B、微电子和计算机技术
C、纳米工业化
D、医学

正确答案:A,B,C,D

第7题：

纳米材料制备新技术有哪些？

正确答案: ①微波化学合成法
②脉冲激光沉积薄膜
③分子自组装法
④原位生成法

第8题：

当前纳米材料研究的趋势是（）。

A、由随机合成过渡到可控合成
B、由纳米单元的制备，通过集成和组装制备具有纳米结构的宏观试样
C、由性能的随机探索发展到按照应用的需要制备具有特殊性能的纳米材料
D、纳米材料技术与生物技术相结合

正确答案:A,B,C

第9题：

简述纳米材料制备过程中的问题

正确答案: （1）纳米粒子的分散：纳米粒子粒径小、比表面积大，表面能高→发生团聚物理分散和化学分散
（2）纳米粒子的污染。
（3）纳米材料的合成机理。
（4）合成装置。
（5）制备技术。
（6）实用化技术。

第10题：

简述块体纳米材料存在的问题及解决方案

正确答案: 存在问题
（1）热稳定性差块体纳米材料中大量的晶界处于热力学亚稳态 ,在适当的外界条件下将向稳定的亚稳态或稳定态转化 ,一般表现为三种形式:晶粒长大、固溶脱脂或相变。块体纳米材料一旦发生晶粒长大 ,即转变为普通粗晶材料 ,失去其优异性能 ,甚至在常温下 ,纳米材料的热稳定性也较差。
（2）致密性差
解决方案
（1）解决热稳定性差问题
（a）加入第二相
加入的第二相物质，在纳米材料的晶界中起到隔离晶粒边界的作用，抑制纳米晶粒的可动性，提高块状纳米材料的热稳定性。
（b）强烈塑性加工
强烈塑性流动还使纳米晶粒增强相均匀弥散于基体材料中，抑制晶粒长大，提高其热稳定性；同时也消除了组织疏松现象，使材料致密，各组元分布平缓、均匀从而提高块体纳米材料的力学性能和热稳定性。
（2）解决致密性差问题
（a）烧结
控制纳米晶体在烧结过程中的生长是纳米烧结研究追求的目标。目前主要的方法有：对烧结过程中施加外力，即施压；在纳米材料中加入第二相物质，利用快速烧结抑制纳米晶粒生长。
（b）挤压
挤压是对放在容器（挤压筒）内的坯料施加力，使之从特定的模孔中流出，获得所需断面形状尺寸的一种塑性加工方法。对于用粉末冶金法制而成的块体纳米材料，利用高温挤压变形时，强三压应力和强剪切变形作用，可以破坏块体表面的化膜，改善块体颗粒之间的接触状态，压合内部的洞和孔隙，从而提高块体纳米材料的致密度及力性能。

你认为纳米晶材料（块体）的制备过程中目前存在的主要技术障碍有哪些

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