【院士讲座】卢柯_纳米讲座

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我们现在工程上用的材料，更通俗一点我们的钢到底跟纳米材料有哪些结合，就是这方面现在不光是我们在做出什么事情，我想对国内这个领域大家一些思考和一些尝试，我都把它们放在一块，做一下介绍。

   就是说现在我们大多数的材料，金属也好，陶瓷也好，都是多晶体材料，就是说你看它的微观结构，它实际上里面都是由晶粒组成的，那么晶粒晶粒之间，在晶粒里边原子排列是完全有序的，周期性排列的，但是这个晶粒之间呢它有可能存在一个界面叫晶界，为什么这里要谈到晶界呢?因为材料的很多性能与晶界有关系，这个晶界的多少直接影响材料的性能，像力学性能，电磁、光等等都和它发生关系，那么晶界的多少呢，大家在教科书上都能看到有这样一个公式：跟它的晶粒尺寸成反比，也就是说晶粒越小，晶界含量越大，那么大概把这关系画出来是这样的，就是说如果我们从毫米级的晶粒，那么晶粒尺寸不断减少，晶界的体积分数越来越多，那么只有到了纳米量级，体积分数才剧烈地上升，所谓剧烈地上升，以前几乎等于没有，因为你除以大晶粒的尺寸的话，大概是ppm量级的，到了微米也都是不到百分之一，而只有到了纳米级这个的百分含量才可以到相当大的量，比如说10%—50%，那么这样的话，实际上整个材料的性能就取决于晶界了，而不一定跟晶内有关。就是说你把这个材料做到这种程度，它的很多性能就跟原来的大块的晶体完全不一样了，这是它最基本的想法，这个想法在80年初期的时候一个叫Herbert Gleiter的一个德国教授提出来的，他给出了大概这样一个模型，这个材料会是什么样子，这个材料会变成这样一种样子，因为大多数的原子都处在原子的晶界上，晶内的原子与晶界原子基本相当，那么这个时候材料会有什么性质呢?
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