功能奇特的纳米材料

纳米材料是80年代中期由美国和德国科学家在实验室中制造出的一种新材料。这种材料是由尺寸为纳米级的超微颗粒(纳米=10~(-9)米),经压制、烧结或溅射而成的人工凝聚态固体。 现有的材料大致上分晶态和非晶态两类。晶态材料由许多晶粒组成,在晶粒内部原子按严格的规则成点陈排列,而在晶粒界面处原子的排列无一定规则。反之非晶态材料不形成晶粒,个别地方可能有一些有序的排列,所以其基本特征是长程无序,短程有序。纳米材料因不同于晶态和非晶态的特殊结构,使它具备一般材料所不具备的特殊功     

金属材料迎来非晶态时代

非晶态金属是科技领域最引人瞩目的新型金属.由于其硬度高.耐腐蚀、热耗少等性能.被誉为“本世纪的新材料”.非晶态金属的最大特点是原子的排列方式与普通金属不同.普通金属原子排列得井井有条.而非晶态金属的原子则像玻璃一样杂乱无章地散布着,又称为“玻璃金属”和“无定形金属”.     

外星人是哥伦布转世吗?

外星人来到地球,是否会像哥伦布刚到达美洲时那样大开杀戒呢?不要接触外星人?英国著名天文学家斯蒂芬·霍金最近警告世人,如果外星人有一     

Cu表面生长Ag薄膜过程的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法,研究了在Cu衬底(001)平面气相Ag粒子吸附和薄膜生长的动力学过程.模拟发现:气相Ag原子在Cu衬底的吸附过程中(即镀膜过程),有很强的作为层状分布的趋势,在Ag原子接触衬底后的弛豫过程中,Ag原子按势作用力和热运动双重机制,有一定趋向地随机游走.Ag原子的径向分布函数表明,Ag镀膜层从下到上晶态特征逐渐减弱.     

金属氧化物纳米晶体的表面结构控制及功能调控的研究进展

晶体具有各向异性,不同晶面上的原子排布、成键方式等都不尽相同,从而导致各种晶面的物理和化学性质的差异,因此通过控制裸露晶面就可以调控晶态材料(特别是微纳米晶态材料)的相关性质.近年来,关于微纳米晶体的表面结构控制的研究已成为纳米材料的一个研究热点.在文中,首先简要回顾国际上在该领域研究的情况,然后着重介绍了在部分金属氧化物微纳米晶体的表面结构控制方面的相关研究进展.     

“鱼鳞天,不雨也风颠”

鱼鳞天,是指天空中的云彩像鱼鳞一小朵一小朵排列在天空。它不像鲤鱼斑那样大,而是较小的朵,在气象上称这种云为     

接触行为对颗粒材料中应力波波速与能量的影响

采用离散单元法,研究线弹性接触模型、Hertz接触模型、线性平行粘结模型对不同排列颗粒材料中波传播的影响,分析了三种接触模型下波的波速变化和能量变化,同时也研究了弹性模量对颗粒材料中波传播的影响.最后对颗粒材料样本采用Hertz接触模型,探究了不同围压条件下颗粒材料中波的波速变化和能量衰减.研究结果表明:不同接触模型下波传播的波速和能量衰减率不同;当颗粒样本从规则排列到随机排列,波传播的波速变小,能量衰减率变大;随着颗粒弹性模量的增大,波速呈对数增大;在波传播过程中能量快速耗散,随着围压的增大,波速和能量衰减率都增大.     

材料的结构探讨

1 材料结构概况材料结构是指组成材料的原子(或离子、分子)相互结合的方式或构成的形式——相、组织、缺陷………。以及结构要素按一定次序的组合、排列及其相互间的各种联系。材料结构包括以下内容:(1)原子(或离子、分子)的构造:粒子—→原子—→分子。(2)原子(或离子、分子)的结合:金属键;离子健;分子键;氢键………(或二种或几种键同时存在)(3)原子(或离子、分子)的排列:非晶体;准晶体:晶体;晶体十非晶体。     

“新金属文明”即将拉开——自塑料发明以来，金属玻璃作为梦幻般的新材料闪亮登场!

最近，许多人把目光集中在被称为“金属玻璃”的新金属材料上。所谓“金属玻璃”是指可以像玻璃那样分子排列不规则的金属材料。它具有高强度、耐腐蚀、容易塑造等各种特点。它可以用在手机、高尔夫球杆上，还开发出了用于汽车和飞机的零部件。如果能进一步用于精细加工，也会在纳米技术领域一显身手。     

纳米固体材料研究动向

19世纪末,电子、X射线和放射性的发现,对经典物理学的理论提出了挑战,导致近代物理学的诞生。本世纪末,高温超导体的发现,原子团簇和纳米固体材料的问世,业已引起物理学家和其他专家的浓厚兴趣,这势必对凝聚态物理学产生深刻的影响。原子团簇指几个、几十个或几百个原子或分子的聚合体。纳米固体是由粒度为1～15纳米的超微颗粒组成的固态物质。两者位于微观世界和宏观世界的交界处,属于人类认识客观世界的新层次。然而纳米固体又不同于原子团簇,它不仅在尺度上要大一些,而且组成它的纳米颗粒可以是晶态、也可以是非晶态。由于微粒尺度属纳米级,因而其界面原子的比例极大,一般占总原子     

自由操纵光子

在最近数十年中,对电子进行自由操控的技术把人类的智慧发挥得淋漓尽致。如果我们能够像操控电子那样自由操控光子,又会发生怎样神奇的事情?有一种材料,可以使我们抓住光、控制光,这就是光子晶体。     

梦想成真的原子激光

原子是构成物质的基本粒子,不过它并非像我们想象的那样是一个个的颗粒状态,而是同光一样具有波的形态。那么能否用原子波构建激光状态的东西呢?这是物理学家们的一个梦想。1997年,美国马萨诸塞州工科大学的盖塔尔博士带领他的研究小组将这一梦想变成了现实。以物质波形态运动的原子,其波长参差不一。如果能将波长一致且较长的物质波大量地汇聚在一起,并把它们射向同一个方向,就能明显地显示波特有的性质,并具有激光的特性。科学家们将它称为原子激光。那么,这种原子激光是怎样诞生的呢?物质波的波长有一个特性,即温度越低,其波形越长。如果…     

《夸克囚禁》浅述

《夸克囚禁问题是非常重要的,其重要性可能与19世纪末所讨论的原子是否存在的问题相当.如果我们将来能把这个问题解决得象原子问题那样完美,很可能引起象从经典力学到量子力学过渡那样的发展。》。     

科技热词扫描

微晶玻璃微晶玻璃,学名叫玻璃陶瓷,顾名思义,也就是具备了玻璃和陶瓷的双重特性。上世纪70年代,日本在推出微晶玻璃时,几乎轰动了全球。之后的许多世界经典建筑的装璜，几乎均出自于这一新型建筑装饰材料。而武汉工业大学经过十年研究开发，也成功研制出了这一产品。普通玻璃由于内部的原子排列没有规则，因此易碎。而微晶玻璃则像陶瓷一样，由晶体组成，也就是说，它的原子排列是有规律的。所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韧性强。而与其他天然石材如大理石相比，     

小原子大效应 闻到花香同原子有什么关系？

诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼（1918～1988）在他的著作中写下过如下这番话：假如现在突然发生了什么大变故，以至于不得不失去全部科学知识，却只能留下一句话传诸后世的话，那么那句话就应该是“万物皆由原子构成”。说到原子，许多人都只想到化学反应。其实，我们周围的一切物质都是由原子构成的。因此，不仅化学反应，我们身边的许许多多现象也都必须用原子的观点才能够加以说明。拿起一罐即饮热咖啡，向自行车轮胎打气，花朵散发芳香，所有这些我们每天随时会遇见的事情，如果在原子层次进行思考，就会知道它们并不像看起来那样没有发生任何变化，而是在进行着十分激烈的活动。     

铁磁金属合金中的内磁场和磁矩

本文研究了若干晶态和非晶态铁磁金属合金中Fe原子的内磁场和磁矩,认为这些合金中存在两种不同的机制。类金属原子的键合效应和过渡金属原子的电子转移效应,它们导致Fe原子内磁场和磁矩明显降低。所得结果表明,虽然铁磁金属合金中Fe原子的内磁场和磁矩具有同样的变化趋势,但在一般情况下,两者之间不一定存在某种简单的正比关系或线性关系。     

晶态与非晶态聚合物在激光烧结中的差异

以非晶态聚合物聚苯乙烯及晶态聚合物尼龙12为例,对非晶态聚合物和晶态聚合物烧结件致密度、拉伸强度及尺寸精度进行了对比研究,结果表明:晶态聚合物烧结件的致密度较高,其强度接近材料的本体强度,而非晶态聚合物烧结件的致密度很低,强度远小于本体强度;非晶态聚合物在烧结过程中体积收缩比晶态聚合物小,因而其尺寸精度较晶态聚合物高.     

晶态和非晶态无机材料中钕离子(Nd~(3+))的光谱特性

本文综合评述了晶态与非晶态无机材料中钕离子(Nd~(3+))的光谱特性,其中包括了作者本人在这方面一系列的研究成果。     

如果日本成为亚洲的德国……

出于职业习惯,常就一些国际问题产生“奇想”,虽说是“奇想”,但绝非空穴来风。比如:如果日本成为亚洲的德国……最近读有关材料,我发现不少日本学者已经从德国在欧洲一体化进程中的作用中获得了某种积极启示。那就是,日本要像德国推动欧洲经济与政治合作那样推动亚洲经济与政治合作。日本的经济规模是亚洲第一大的。如果再考虑到东亚经济合     

金纳米微粒晶格畸变和结合能的尺寸形状效应

利用紧束缚分子动力学的方法,模拟了球形和立方体金纳米微粒的最近邻原子间距以及结合能. 研究表明,原子数为108, 256的立方体纳米微粒的稳定结构是非晶态,而其他尺寸的球形和立方体形微粒则是面心立方结构. 对于晶态结构,在一定的形状下,金纳米微粒的最近邻原子间距以及结合能随着微粒尺寸的减小而降低;而在微粒原子数一定时,球形金纳米微粒的最近邻原子间距以及结合能的变化量分别要小于立方体形微粒的相应变化量. 由于晶体-非晶转变对于最近邻原子间距的影响非常明显,因此最近邻原子间距可以作为晶态和非晶态纳米微粒的一个判据. 通过线性拟合模拟数据, 定量地给出了形状对于最邻近原子间距变化量的贡献为总变化量的2%,而对于结合能的贡献为总变化量的15%. 本文模拟的最近邻原子间距的数值与文献上报道的实验结果符合得很好.