ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный индустриальный университет (гоу мгиу)

Кафедра: «Материаловедение»

Курсовой проект

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: Новые материалы и методы обработки

НА ТЕМУ: «Физические свойства наноматериалов»

Группа 10321

Студент _____________ Мухаметжанов И.Х.

Преподаватель _____________ Столяров В.В.

МОСКВА 2008

Содержание

1. Введение 3

2. Электронное строение 4

3. Фазовые равновесия и термодинамика 7

4. Фононный спектр и термические свойства 9

5. Свойства типа проводимости. Оптические характеристики 13

6. Магнитные характеристики 19

7. Заключение 24

8. Список литературы 25

Введение

В этом докладе будут охарактеризованы особенности физических свойств наноматериалов. Выявлением взаимосвязи свойств материалов с характерными размерами их структурных элементов различные науки (физика, химия, мате­риаловедение, биология) занимаются давно. Зависимость давле­ния насыщенного пара жидкости от кривизны капли была предло­жена У.Томсоном (Кельвиным) еще в 1871 г. В начале XX в. появляется еще одна теоретическая работа в облас­ти размерных эффектов, выполненная Д.Томсоном. Эксперимен­тально наблюдаемые высокие значения электросопротивления тонких пленок, превышающие электросопротивление крупнокри­сталлических металлических образцов, связывались с ограниче­нием длины свободного пробега электронов размером образца.

Основные особенности проявления размерных эффектов в наноматериалах могут быть сформулированы следующим образом:

• с уменьшением размера зерна значительно возрастает роль поверхностей раздела;

• свойства поверхностей раздела в нанометровом интервале мо-гут быть отличными от таковых для обычных крупнокристалли­ческих материалов; разнообразие поверхностей раздела в нанокомпозитах, объединяющих неорганические и органические компоненты или органические и биологические компоненты и т.д. также весьма значительно;

• размер кристаллитов по мере их уменьшения может быть со­измерим с характерными размерами некоторых физических явле­ний (например, с длиной свободного пробега носителей в про­цессах переноса и т.д.);

• размерные эффекты в наноматериалах могут иметь квантовый характер, когда размер зерна (или размер области локализации свободных носителей) становится соизмеримым с длиной волны де Бройля.

Отмеченные обстоятельства оказывают влияние на возможный немонотонный ход зависимостей свойство — размер зерна в нано-метровом интервале в связи с возможным наличием особых точек на этих зависимостях. К настоящему времени накоплена обшир­ная информация о свойствах наноматериалов, однако не всегда эти данные сопровождаются подробной структурной аттестаци­ей, что затрудняет сравнение результатов и их интерпретацию и не позволяет в полной мере выявить роль размерных эффектов.

Трудность изучения размерных эффектов в наноматериалах обусловлена многообразным влиянием различных факторов на свойства последних. Помимо размера кристаллитов значитель­ное влияние оказывают состав и распределение основных ком­понентов и примесей, пористость, содержание дефектов и на­личие остаточных напряжений, присутствие неравновесных и аморфных фаз и др. Следует также различать размерные эффекты на поверхностях раздела и в объеме нанокристаллитов. Выяснение природы размерных эффектов — одна из важнейших проблем ма­териаловедения наноструктурных объектов.