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第1章　纳米科技及纳米材料绪论1

1.1　纳米科技的兴起2

1.1.1　纳米科技的提出2

1.1.2　世界各国的发展情况4

1.2　纳米科技的内涵6

1.2.1　纳米科技的范畴6

1.2.2　纳米科技的研究内容7

1.2.3　纳米科技的发展前景9

1.3　纳米材料11

1.3.1　纳米材料的定义11

1.3.2　纳米材料的发展历史12

1.3.3　纳米材料的分类14

1.3.4　纳米材料研究现状15

1.3.5　纳米材料特性与应用17

1.3.6　纳米材料的安全性19

习题21

第2章　纳米材料的基本理论22

2.1　纳米微粒的基本效应23

2.1.1　量子尺寸效应23

2.1.2　小尺寸效应25

2.1.3　表面效应25

2.1.4　宏观量子隧道效应26

2.1.5　库仑堵塞与量子隧穿效应26

2.1.6　介电限域效应27

2.1.7　量子限域效应28

2.2　纳米微粒的物理特性28

2.2.1　纳米微粒的热学性能28

2.2.2　纳米微粒的光学性能32

2.2.3　纳米微粒的电学性能35

2.2.4　纳米微粒的磁学性能37

2.2.5　纳米微粒的力学性能43

2.3　纳米微粒的化学特性45

2.3.1　纳米微粒的吸附特性45

2.3.2　纳米微粒的催化反应47

习题50

第3章　纳米微粒的制备与表面修饰51

3.1　纳米微粒制备方法分类52

3.1.1　按反应所处的介质环境分类52

3.1.2　按是否发生化学反应分类53

3.1.3　按原材料的尺寸分类54

3.2　典型固相制备方法54

3.2.1　机械法55

3.2.2　固相反应法62

3.2.3　其他固相法66

3.3　典型气相制备方法67

3.3.1　低压气体中蒸发法67

3.3.2　低真空溅射法74

3.3.3　流动液面上真空蒸镀法75

3.3.4　爆炸丝法76

3.3.5　化学气相沉积法77

3.3.6　气相中纳米微粒的生成及粒径控制85

3.4　典型液相制备方法86

3.4.1　沉淀法86

3.4.2　金属醇盐水解法90

3.4.3　溶胶-凝胶法93

3.4.4　雾化溶剂挥发法97

3.4.5　微乳液法99

3.4.6　水热／溶剂热法101

3.5　纳米微粒的表面修饰与改性104

3.5.1　纳米微粒的表面物理修饰105

3.5.2　纳米微粒的表面化学修饰106

习题109

第4章　纳米微粒分析110

4.1　纳米微粒粒径分析111

4.1.1　基本概念112

4.1.2　显微图像分析法113

4.1.3 X射线衍射宽化法125

4.1.4　比表面积法127

4.1.5　激光粒度分析法129

4.1.6 X射线小角散射法133

4.1.7　其他粒径分析方法136

4.2　纳米微粒振动光谱分析138

4.2.1　红外光谱139

4.2.2　拉曼光谱141

习题143

第5章　一维纳米材料144

5.1　一维纳米材料的结构特点145

5.2　一维纳米材料特性及其应用146

5.2.1　热稳定性146

5.2.2　力学性能147

5.2.3　电子传送特性148

5.2.4　声子传送特性149

5.2.5　光学特性149

5.2.6　光电导性和光学开关特性151

5.2.7　传感应用152

5.2.8　场发射特性152

5.3　一维纳米材料的制备方法153

5.3.1　气相法153

5.3.2　液相法157

5.3.3　模板法159

习题159

第6章　纳米薄膜161

6.1　纳米薄膜的分类与结构162

6.1.1　纳米薄膜的分类163

6.1.2　纳米薄膜的结构特点164

6.2　纳米薄膜特性及其应用165

6.2.1　纳米薄膜的电学性能165

6.2.2　纳米薄膜的光学性能165

6.2.3　纳米薄膜的磁学性能167

6.3　纳米薄膜气相制备方法169

6.3.1　薄膜气相生长机理169

6.3.2　物理气相沉积法171

6.3.3　化学气相沉积法179

6.4　纳米薄膜液相制备方法182

6.4.1 自组装法182

6.4.2　溶胶-凝胶法183

6.4.3　电化学沉积法185

6.4.4 LB膜法186

习题188

第7章　纳米固体材料189

7.1　纳米固体材料的微结构190

7.1.1　纳米固体材料的结构特点191

7.1.2　纳米固体材料的界面结构模型191

7.1.3　纳米固体材料的结构缺陷193

7.1.4　纳米固体材料微结构的表征195

7.2　纳米固体材料的性能及应用205

7.2.1　纳米固体材料力学性能及应用205

7.2.2　纳米固体材料热学性能及应用210

7.2.3　纳米固体材料电学性能及应用213

7.2.4　纳米固体材料磁学性能及应用217

7.2.5　纳米固体材料光学性能及应用218

7.3　纳米固体材料的制备方法222

7.3.1　纳米金属材料的制备222

7.3.2　纳米陶瓷材料的制备224

习题228

第8章　纳米结构的制备与特性229

8.1　纳米结构及其分类230

8.1.1　纳米结构的分类230

8.1.2　纳米结构薄膜231

8.1.3　有序纳米阵列232

8.1.4　介孔材料232

8.2　纳米结构的性能及其应用234

8.2.1　纳米结构的电学性能与应用234

8.2.2　纳米结构的磁学性能与应用235

8.2.3　纳米结构的光学性能与应用236

8.2.4　介孔材料的应用237

8.3　纳米结构的制备239

8.3.1　纳米结构的人工加工技术240

8.3.2　纳米结构的自组装250

8.3.3　纳米结构的模板法制备254

8.3.4　介孔材料的制备265

习题269

第9章　纳米复合材料270

9.1　纳米复合材料概述271

9.1.1　纳米复合材料的概念271

9.1.2　复合材料的分类272

9.2　纳米复合材料的性能274

9.2.1　纳米复合材料的力学性能274

9.2.2　纳米复合材料的热学性能279

9.2.3　纳米复合材料的阻燃性282

9.2.4　纳米复合材料的阻隔性285

9.3　纳米复合材料的制备方法287

9.3.1　共混法287

9.3.2　层间插入法287

9.3.3　反应器就地合成法289

9.3.4　溶胶-凝胶法289

9.3.5　辐射合成法289

9.4　纳米复合材料的应用290

9.4.1　纳米复合材料的应用领域290

9.4.2　规模生产的纳米复合材料商品291

习题293

参考文献295