纳米二氧化铈的制备毕业论文

1.纳米氧化铝的制备及其应用,3000字左右论文

低成本纳米氧化铝的合成工艺

摘要：以硝酸铝和碳酸氢氨为主要原料，在超声场中采用化学沉淀法制备纳米γ-氧化铝粉末。实验研究了反应物

的滴加顺序及方式对氧化铝粒径的影响，用正交试验法优化了制备工艺，并用扫描探针显微镜（SPM）、XRD、TEM技

术对粉末进行了表征。结果表明：硝酸铝溶液一次性加入到碳酸氢氨溶液中，可获得较小的纳米颗粒，体系中含有乙

醇可以减轻团聚现象的产生。900℃下，在硝酸铝与碳酸氢氨的物质的量之比为1/8，混合方式是硝酸铝一次性加入

碳酸氢氨溶液中，水与乙醇的体积比是1/1时，煅烧1.25小时可获得38.6 nm左右的纳米γ-氧化铝粉。

关键词：Al2O3；制备；合成

2.求纳米科技的论文

二○○七年五月 纳米科技带给我们的哲学思考 摘要：纳米技术是指在纳米尺度下对物质进行制备、研究和工陶瓷材料公司业化，以及利用纳米尺度物质进行交叉研究和工业化的一门综合性技术体系。

纳米科技的发展拓展了人类认识微观世界的能力，可以在微观尺度探索人类和世界的奥秘。但另一方面，我们也应看到纳米技术的不当应用带来的灾难，本文在总结纳米科技的成就基础上运用哲学辨证法思考纳米科技的危害。

关键词：纳米科技 哲学反思 解决之道 正文 1纳米科技及其成就 1.1什么是纳米 纳米是英文namometer的译音，是一个物理学上的度量单位，1纳米是1米的十亿分之一；相当于45个原子排列起来的长度。通俗一点说，相当于万分之一头发丝粗细。

就像毫米、微米一样，纳米是一个尺度概念，并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后，大约是在1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。

这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。

过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。纳米尺度范围的性能表现在小尺寸效应、比表面效应、量子尺寸效应等。

第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。

80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。 1.2 &nbs工艺陶瓷模具p； 纳米科技 纳米科技是指在0.1至100nm 纳米材料是究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。

近年来，纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。例如，存储密度达到每平方厘米400g的磁性纳米棒阵列的量子磁盘，成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器，价格低廉高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件，用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世，充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。

正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。

研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次，是知识创新的源泉。由于纳米结构单元的尺度（1~100urn）与物质中的许多特征长度，如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当，从而导致纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子，也不同于宏观物体，从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。

纳米材料诞生州多年来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人注目。进入90年代，纳米材料研究的内涵不断扩大，领域逐渐拓宽。

一个突出的特点是基础研究和应用研究的衔接十分紧密，实验室成果的转化速度之快出乎人们预料，基础研究和应用研究都取得了重要的进展。 4纳米产业发展趋势 （1）信息产业中的纳米技术：信息产业不仅在国外，在我国也占有举足轻重的地位。

2000年，中国的信息产业创造了gdp5800亿人民币。纳米技术在信息产业中应用主要表现在3我眼中的纳米的论文个方面：①网络通讯、宽频带的网络通讯、纳米结构器件、芯片技术以及高清晰度数字显示技术。

因为不管通讯、集成还是显示器件，都要原器件，美国已经着手研制，现在有了单电子器件、隧穿电子器件、自旋电子器件，这种器件已经在实验室研制成功，而且可能在2001年进入市场。②光电子器件、分子电子器件、巨磁电子器件，这方面我国还很落后，但是这些原器件转为商品进入市场也还要10年时间，所以，中国要超前15年到20年对这些方面进行研究。

③网络通讯的关键纳米器件，如网络通讯中激光、过滤器、谐振器、微电容、微电极等方面，我国的研究水平不落后，在安徽省就有。④压敏电阻、非线性电阻等，可添加氧化锌纳米材料改性。

（2）环境产业中的纳米技术：纳米技术对空气中20纳米以及水中的200纳米污染物的降解是不可替代的技术。要净化环境，必须用纳米技术。

我们现在已经制备成功了一种对甲醛、氮氧化物、一氧化碳能够降解的设备，可使空气中的大于10ppm的有害气体降低到0.1ppm，该设备已进入实用化生产阶段；利用多孔小球组合光催化纳米材料，已成功用于污水中有机物的降解，对苯酚等其它传统技术难以降解的有机污染物，有很好的降解效果。近年来，不少公司致力于把光催化等纳米技术移植到。

3.

(1)将铈矿石粉碎或加热提高反应温度或适当增大硫酸的浓度等都可以加快酸浸速率，故答案为：将铈矿石粉碎或加热提高反应温度或适当增大硫酸的浓度等；（2）过氧化氢还原高铈硫酸盐得到硫酸铈溶液，故答案为：将高铈硫酸盐还原；（3）Ksp[Ce(OH)3]=c(Ce3+)c3(OH-)=1.0*10-20，当离子浓度≤1.0*10-5mol/L,c3(OH-)=1.0*10-201.0*10-5=1.0*10-15,c(OH-)=1.0*10-5mol/L,c(H+)=10-1410-5=10-9mol/L，需加入氨水调节溶液pH至少为9，故答案为：9;(4)氧化过程中，4Ce(OH)3+2H2O+O2=4Ce(OH)4，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:4，故答案为：1:4;(5)检验制备的CeO2是否为纳米级的方法是利用胶体的特征性质，将产品分散至水中，用一束强光照射，若产生丁达尔效应，则制备的CeO2为纳米级，故答案为：用一束强光照射，若产生丁达尔效应，则制备的CeO2为纳米级；（6）高铈离子被还原的速率与温度的关系如图2所示.图象中，温度高于T0时，高铈离子被还原的速率逐渐减小的原因是：温度越高，双氧水的分解速率越快，使得溶液中双氧水的浓度减小，反应速率减慢，故答案为：温度越高，双氧水的分解速率越快，使得溶液中双氧水的浓度减小，反应速率减慢；（7）Fe2+将四价铈还原成Ce3+,Fe2+被氧化为Fe3+，根据电子转移守恒：n[Ce(OH)4]=n[(NH4)2Fe(SO4)2]=V*10-3L*cmol•L-1*250ml20ml=0.0125cVmol，则m[Ce(OH)4]=208g/mol*0.0125cVmol=2.6cV g故样品的纯度为2.6cVgmg*100%=2.6cVm*100%，故答案为：2.6cVm*100%.。

4.纳米材料论文

经过最近十多年的研究与探索，现已在纳米材料制备方法、结构表征、物理和化学性能、实用化等方面取得显著进展，研究成果日新月异，研究范围不断拓宽。

本文主要从材料科学与工程的角度，介绍与评述纳米金属材料的某些研究进展。 2纳米材料的制备与合成 材料的纳米结构化可以通过多种制备途径来实现。

这些方法可大致归类为"两步过程"和"一步过程"。"两步过程"是将预先制备的孤立纳米颗粒因结成块体材料。

制备纳米颗粒的方法包括物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、微波等离子体、低压火焰燃烧、电化学沉积、溶胶一凝胶过程、溶液的热分解和沉淀等，其中，PVD法以"惰性气体冷凝法"最具代表性。"一步过程"则是将外部能量引入或作用于母体材料，使其产生相或结构转变，直接制备出块体纳米材料。

诸如，非晶材料晶化、快速凝固、高能机械球磨、严重塑性形变、滑动磨损、高能粒子辐照和火花蚀刻等。 目前，关于制备科学的研究主要集中于两个方面：l）纳米粉末制备技术、理论机制和模型。

目的是改进纳米材料的品质和产量；2）纳米粉末的固结技术。以获得密度和微结构可控的块体材料或表面覆层。

3纳米材料的奇异性能 1）原子的扩散行为 原子扩散行为影响材料的许多性能，诸如蠕变、超塑性、电性能和烧结性等。纳米晶Co的自扩散系数比Cu的体扩散系数大14~16个量级，比Cu的晶界自扩散系数大3个量级。

Wurshum等最近的工作表明：Fe在纳米晶N中的扩散系数远低于早期报道的结果。纳米晶Pd的界面扩散数据类似于普通的晶界扩散，这很可能是由于纳米粒子固结成的块状试样中的残留疏松的影响。

他们还报道了Fe在非晶FeSiBNbCu(Finemete)晶化形成的复相纳米合金（由Fe3Si纳米金属间化合物和晶间的非晶相构成）中的扩散要比在非晶合金中快10~14倍，这是由于存在过剩的热平衡空位。Fe在Fe-Si纳米晶中的扩散由空位调节控制。

2）力学性能 目前，关于纳米材料的力学性能研究，包括硬度、断裂韧性、压缩和拉伸的应力一应变行为、应变速率敏感性、疲劳和蠕变等已经相当广泛。 所研究的材料涉及不同方法制备的纯金属、合金、金属间化合物、复合材料和陶瓷。

研究纳米材料本征力学性能的关键是获得内部没有（或很少）孔隙、杂质或裂纹的块状试样。由于试样内有各种缺陷，早期的许多研究结果已被最近取得的结果所否定。

样品制备技术的日臻成熟与发展，使人们对纳米材料本征力学性能的认识不断深入。 许多纳米纯金属的室温硬度比相应的粗晶高2~7倍。

随着晶粒的减小，硬度增加的现象几乎是不同方法制备的样品的一致表现。早期的研究认为，纳米金属的弹性模量明显低于相应的粗晶材料。

例如，纳米晶Pd的杨氏和剪切模量大约是相应全密度粗晶的70%。然而，最近的研究发现，这完全是样品中的缺陷造成的，纳米晶Pd和Cu的弹性常数与相应粗晶大致相同，屈服强度是退火粗晶的10~15倍。

晶粒小子50nm的Cu韧性很低，总延伸率仅1%~4%，晶粒尺寸为 110nm的 Cu延伸率大于 8%。 从粗晶到 15urn,Cu的硬度测量值满足 HallPetch关系；小于15nm后，硬度随晶粒尺寸的变化趋于平缓，虽然硬度值很高，但仍比由粗晶数据技HallPetch关系外推或由硬度值转换的估计值低很多。

不过，纳米晶Cu的压缩屈服强度与由粗晶数据的HallPetCh关系外推值和测量硬度的值（Hv/3）非常吻合，高密度纳米晶 Cu牙D Pd的压缩屈服强度可达到 1GPa量级。 尽管按照常规力学性能与晶粒尺寸关系外推，纳米材料应该既具有高强度，又有较高韧性。

但迄今为止，得到的纳米金属材料的韧性都很低。晶粒小于25nm时，其断裂应变仅为<5%，远低于相应粗晶材料。

主要原因是纳米晶体材料中存在各类缺陷、微观应力及界面状态等。用适当工艺制备的无缺陷、无微观应力的纳米晶体Cu，其拉伸应变量可高达30%，说明纳米金属材料的韧性可以大幅度提高。

纳米材料的塑性变形机理研究有待深入。 纳米晶金属间化合物的硬度测试值表明，随着晶粒的减小，在初始阶段（类似于纯金属盼情况）发生硬化，进一步减小晶粒，硬化的斜率减缓或者发生软化。

由硬化转变为软化的行为是相当复杂的，但这些现象与样品的制备方法无关。材料的热处理和晶粒尺寸的变化可能导致微观结构和成份的变化，如晶界、致密性、相变、应力等，都可能影响晶粒尺寸与硬度的关系。

研究纳米晶金属间化合物的主要动机是探索改进金属间化合物的室温韧性的可能性。Bohn等首先提出纳米晶金属化合物几种潜在的优越性。

其中包括提高强度和韧性。Haubold及合作者研究了IGC法制备的NiAl的力学性能，但仅限于单一样品在不同温度退火后的硬度测量。

Smith通过球磨NiAl得到晶粒尺寸从微米级至纳米级的样品，进行了"微型盘弯曲试验"，观察到含碳量低的材料略表现出韧性，而含碳多的材料没有韧性。最近Choudry等用"双向盘弯曲试验"研究了纳米晶NiAl，发现晶粒小于10nm时，屈服强度高干粗晶NiAl，且在室温下有韧性，对形变的贡献主要源于由扩散控制的晶界滑移。

室温压缩实验显示由球磨粉末固结成的纳米晶Fe-28Al-2Cr具有。

5.关于纳米技术的论文

浅谈纳米技术及其在机械工业中的应用 摘要：主要介绍了纳米技术的内涵、主要内容及纳米技术在微机械和包装、食品机械工业中的应用，并研 究预测了纳米技术在未来机械工业中的发展前景。

关键词：纳米技术；微机械；机械工业；发展前景 1纳米技术的内涵 纳米是长度单位，原称“毫微米”，就是 10-9(10亿分之一)米。纳米科学与技术，有 时简称为纳米技术，是研究结构尺寸在1~ 100纳米范围内材料的性质和应用。

纳米 科技与众多学科密切相关，它是一门体现 多学科交叉性质的前沿领域。若以研究对 象或工作性质来区分，纳米科技包括三个 研究领域：纳米材料、纳米器件、纳米尺度 的检测与表征。

其中纳米材料是纳米科技 的基础；纳米器件的研制水平和应用程度 是人类是否进入纳米科技时代的重要标 志；纳米尺度的检测与表征是纳米科技研 究必不可少的手段和理论与实验的重要基 础。纳米科技的最终目的是以原子、分子为 起点，去设计制造具有特殊功能的产品。

2纳米技术的主要内容 （1）纳米材料包括制备和表征。在纳米 尺度下，物质中电子的放性（量子力学学性 质）和原子的相互作用将受到尺度大小的 影响，如能得到纳米尺度的结构，就可能控 制材料的基本性质如熔点、磁性、电容甚至 颜色。

而不改变物质的化学成份。 （2）纳米动力学主要是微机械和微电 机，或总称为微型电动机械系统（MEMS）， 用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断 仪器等。

MEMS使用的是一种类似于集成 电器设计和制造的新工艺。特点是部件很 小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米， 而宽度误差很小。

这种工艺还可用于制作 三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪 等。在研究方面还要相应地检测准原子尺 度的微变形和微摩擦等。

虽然它们目前尚 未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科 学价值和经济价值。 （3）纳米生物学和纳米药物学，如在云 母表面用纳米微粒度的胶体金固定DNA 的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做 生物分子间相互作用的试验，磷脂和脂肪 酸双层平面生物膜，DNA的精细结构等。

有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞 内放入零件或组件使构成新的材料。新的 药物，即使是微米粒子的细粉，也大约有半 数不溶于水；但如粒子为纳米尺度（即超微 粒子），则可溶于水。

（4）纳米电子学包括基于量子效应的 纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳 米电子材料的表征，以及原子操纵和原子 组装等。当前电子技术的趋势要求器件和 系统更小、更快、更冷。

“更快”是指响应速 度要快。“更冷”是指单个器件的功耗要小。

但是“更小”并非没有限度。 3纳米技术在机械工业中的应用 3.1纳米技术在微机械领域中的应用 随着纳米技术应用途径的不断拓宽， 微机械的开发在全世界方兴未艾。

例如，进 入人体的医疗机械和管道自动检测装置所 需的微型齿轮、电机、传感器和控制电路 等。制造这些具有特定功能的纳米产品，其 技术路线可分为两种：一是通过微加工和 固态技术，不断将产品微型化；二是以原 子、分子为基本单元，根据人们的意愿进行 设计和组装，从而构筑成具有特定功能的 产品。

3.1.1采用微加工技术制造纳米机械 （1）微细加工。日本发那科公司开发的 能进行车、铣、磨和电火花加工的多功能微 型精密加工车床（FANUCROBO nano Ui 型），可实现5轴控制，数控系统最小设定 单位是1nm(10-3μm)。

该机床设有编码器 半闭环控制，还有激光全息式直线移动的 全闭环控制。编码器与电机直联，具有每周 6 400万个脉冲的分辨率，每个脉冲相当于 坐标轴移动0.2 nm，编码器反馈单位为1/ 3 nm，故跟踪误差在±1/3 nm以内。

直线分 辨率为1 nm，跟踪误差在±3 nm以内。CNC 装置采用FANUC-16i，实现AInano轮廓控 制。

并用FANUCSERVOMOTORαi伺服电 机装上高分辨率检测装置及αi系列伺服 放大器，实现了微细加工。 （2）微型机器人。

在工业制造领域，微 型机器人可以适应精密微细操作，尤其在 电子元器件的制造方面。美国迈特公司的 研究人员最近设计出一种用于组装纳米制 造系统的微型机器人，这种机器人的长度 约为5mm。

研究人员称，假设能利用纳米 制造技术使这种机器人的体积不断缩小， 其最终的体积不会超过灰尘的微粒。日本 三菱公司也开发了一种微型工业机器人， 该机器人采用了5节闭式连杆机构，以实 现手臂的轻量化与高刚性，其动作速度及 精度完全可以赶上专用机器人。

往复上下 方向25 mm，水平方向100 mm的拾取动 作，所需时间缩短到0.28 s。另外，通过采 用闭式连杆机构与高刚性减速机，实现了 比以往机器人高10%的位置重复精度 （±5 nm），可适用于精密微细操作。

我国在微型机器人的研制方面也取得 了可喜的成绩。据媒体报道，由哈尔滨工业 大学研制的机器人，其操作精度达到了纳 米级，可以应用于分子生物学基因操作，能 够对细胞和染色体进行“手术”，并能在微 电子、精密加工等精度要求较高的领域一 显身手。

（3）微型电机。美国俄亥俄州克利夫西 卡塞大学已建立了一所纳米级微型电机实 验室，专门研究纳米技术及其超微机电系统。

美国。

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