纳米材料分类和特性简介

1.纳米材料的分类

纳米材料的分类方法有很多，按其结构还可分为晶粒尺寸3个方向都在几个纳米范围内的称为三维纳米材料；具有层状结构的称为二维纳米材料；具有纤维结构的称为一维纳米材料；具有原子簇和原子束结构的称为零维纳米材料。

按化学组成，纳米材料可分为纳米金属、纳米晶体、纳米陶瓷、纳米玻璃、纳米高分子、纳米复合材料等。

按材料特性，纳米材料可分为纳米半导体、纳米磁性材料、纳米非线性材料、纳米铁电体、纳米超导材料、纳米热电材料等。

按材料用途，纳米材料可分为纳米电子材料、纳米生物医用材料、纳米敏感材料、纳米光电子材料、纳米储能材料等。

纳米材料根据其微观结构组元（晶界和晶粒）的化学组成可分为4类：

①所有晶粒和晶界具有相同的化学组成；

②对于多相纳米材料来说，晶粒间的化学组成不同；

③晶粒与晶界的化学组成不同，如在某一界面区域存在原子偏聚；

④纳米晶粒分布在具有不同化学成分的基体中，如纳米级弥散相强化合金。

纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体4类，其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟，是生产其他3类产品的基础。(www.xing528.com)

（1）纳米粉末

纳米粉末又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100nm以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间的处于中间物态的固体颗粒材料。

（2）纳米纤维

纳为纤维是指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。

（3）纳米膜

纳米膜分为颗粒膜与致密膜，颗粒膜是指纳米颗粒黏在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜；致密膜是指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。

（4）纳米块体

纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。

2.纳米材料的特性

纳米碳管可以看作是分子尺度的纤维，其结构与富勒烯有关。一般纳米碳管外径在纳米材料中具有特殊的结构，由于组成纳米材料的超微粒尺度属于纳米量级，这一量级大大接近于材料的基本结构——分子甚至原子，且其界面原子数量比例极大，一般占总原子数的50%左右，因此纳米微粒的微小尺寸和高比例的表面原子数导致了它的量子尺寸效应和其他一些特殊的物理性质。即使这种超微颗粒是由晶态或非晶态物质组成的，但其界面原子的结构都既不同于长程有序的晶体，也不同于长程无序、短程有序的类似气体的固体结构。因此，一些研究人员又把纳米材料称为晶态、非晶态之外的“第三态固体材料”。