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CH3 納米固體材料,納米固體：由納米微粒組成的體相材料。 包括： 納米塊體：體型材料，如納米陶瓷。 納米薄膜：顆粒膜、多層膜、納米膜 按結(jié)構(gòu)分： 納米晶材料：nano crystalline 納米非晶材料：nano amorphous 納米準(zhǔn)晶材料：nano quasiperiodic crystal 納米固體的制備： 納米金屬與納米合金制備、納米陶瓷、納米薄膜 納米固體的性能： 納米固體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、納米固體的力學(xué)性能、熱學(xué)性能、磁性能、光學(xué)性能、電學(xué)性能等,1,3.1 納米固體的制備,3.1.1 納米金屬與納米合金制備 納米粉→加壓 塊狀凝聚體 （1）惰性氣體蒸發(fā)，原位加壓制備法 制備粉粒→收集→低壓→高壓 優(yōu)點(diǎn)：塊體純度高、相對(duì)密度高（最高達(dá)97%），可制備：Fe,Cu,Au,Pd等納米金屬塊體，與Si25Pd70,Pd70Fe5Si25納米合金。,2,(2) 高能球磨法,制備純金屬納米材料 Cr, W, Fe, Zr, Hf, Ru b. 制備不互溶體系的納米材料 Ag-Cu c. 納米金屬間化合物：Ti-B，Si-C，特別是高熔點(diǎn)的金屬間化合物。 d. 金屬與陶瓷的復(fù)合材料 如：Y2O3粉復(fù)合到Co-Ni-Zr合金中，使合金Hc提高2個(gè)數(shù)量級(jí)。 納米MgO or CaO復(fù)合到Cu基體中，復(fù)合材料的導(dǎo)電率與Cu一樣，但強(qiáng)度增大很多。 球磨制備的納米粉→加壓、熱處理→塊狀試樣 特點(diǎn)：產(chǎn)量大、工藝簡(jiǎn)單，可制備高熔點(diǎn)金屬與合金材料。 缺點(diǎn)：顆粒尺寸不均勻，易引入雜質(zhì)。,3,3.1.2 納米陶瓷制備,納米粉+陶瓷工藝：成型、燒結(jié) 燒結(jié)時(shí)，密度增加，晶粒增大。要通過工藝控制，使燒結(jié)后材料有較高的密度，又要防止晶粒的過大。 燒結(jié)工藝： a. 無壓力燒結(jié)：工藝簡(jiǎn)單、成本低，但易出現(xiàn)晶粒快速長(zhǎng)大及形成大氣孔。 方法：配方中添加晶粒生長(zhǎng)抑制劑。如：ZrO2納米摻入MgO，可抑制晶粒生長(zhǎng)。 b. 應(yīng)力有助燒結(jié)：在一定壓力下燒結(jié)。操作復(fù)雜，成本高，但可獲得未摻雜高密度陶瓷。如：應(yīng)力燒結(jié)TiO2陶瓷 P=1GPa，770k, Δρ=95%, 十幾nm P=0GPa，1270k, Δρ≈95%, 約1um c. 微波燒結(jié)： 優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約能源，反應(yīng)快，產(chǎn)品性能好，容易實(shí)現(xiàn)較高溫度燒結(jié)，環(huán)保。,4,,COMPARISON OF HEATING MECHANISM IN CONVENTIONAL AND MICROWAVE FURNACE,,,,,,,,,,,,,,,,,Sample,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,FURNACE,INSULATION,,,,HEATING ELEMENT,,,,,,,,,,,MICROWAVE PORT,Sample,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,INSULATION,,,,MICROWAVE CAVITY,CONVENTIONAL,MICROWAVE,Energy transfer External Heating Source Heat Flow: Outside to Inside Material Independent Energy Losses,Energy Conversion Internal Volumetric Heating Inside to Outside Material Dependent Highly Energy Efficient,5,P = ?(?0?”E2 + m0m”H2) P = Power absorbed ? = Frequency (2pf) ?0 = Permittivity of free space ?” = Dielectric loss factor E = Intensity of electric field m0 = Permeability of free space m” = Magnetic loss factor H = Intensity of magnetic field,Microwave energy absorbed by dielectric and conductive materials,6,,,,,,,conductivity of the material,permittivity in free space,the frequency of the microwave,dielectric constant,dielectric loss factor,Relative permittivity: ?r = ?’ + j ?”,?0,?’,?”,f,s,,Dielectrically Lossy Materials,P = ? ?0 ?” E2,7,Turn table,ZrO2 Insulation,Sample,Thermocouple,Fiberfax Insulation,Susceptor MoSi2,SiC,Microwave Sintering Packet,8,2.45 GHz, 6kW Multimode Batch System,Maximum temperature: 1800°C Sample size: 4-10 inch diameter Controlled atmosphere: H2, N2, Ar, et al.,4-inch PM Gear sample,,3000 ZnO varistors samples,,Tungsten, W,9,納米陶瓷優(yōu)點(diǎn),a. 超塑性，如納米在低溫下有超塑性，Δl100% b. 強(qiáng)度↑ c. 燒結(jié)溫度大幅度↓（幾百度），燒結(jié)速度↑，v∝1/d4（燒結(jié)速度受晶界擴(kuò)散控制）。 例：10nm陶瓷粉比10um陶瓷粉的燒結(jié)速度提高12個(gè)數(shù)量級(jí)。,10,納米MLCC,特點(diǎn)：小體積、大容量、高壓BaTiO3陶瓷電容器 MLCC 結(jié)構(gòu)：如圖所示。 指標(biāo)： 層厚：1-3um （普通： ≥5um） ε≥3600 （普通： 2000-3000） 電容：0.1-0.3uf （0402 65層） 擊穿電壓： ≥5kv/cm tanδ≤1% （普通： tanδ≤5% ） 關(guān)鍵技術(shù)： 納米瓷粉（抗還原、高介電）、超薄流延工藝、納米/亞微米晶燒結(jié)、共燒電極 電極厚度：2-3um,11,3.1.3 納米薄膜制備,Sol-Gel法 高速超微粒子沉積法（氣體沉積法） 等離子體化學(xué)氣相沉積（PCVD） 濺射法（Sputtering） 惰性氣體蒸發(fā)法,12,(1) Sol-Gel法納米薄膜制備,提拉法：Dip-coating 旋涂法：Spin-coating 制備Sol→勻膠 or 浸入→提出→熱處理→納米膜 膜厚度可由勻膠次數(shù)控制。此法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，是制備薄膜的主要方法之一。 如：Fe3O4薄膜 將乙酰酮鐵14.3g+CH3COOH(68.7ml)+濃硝酸7.49ml→攪拌4h成溶膠→浸入SiO2玻璃，提拉,v-0.6mm/s→1213K, 10min 熱處理（重復(fù)浸入、提拉、熱處理10次→20um以上 α-Fe2O3膜、晶粒直徑：約50nm →760-960K,N2還原,5h → Fe3O4納米膜. 可制備金屬納米膜，鐵電、壓電薄膜等。如：納米Cu膜，BaTiO3膜, PLZT膜.,13,（2）高速超微粒子沉積法制備納米薄膜,高速超微粒子沉積法（氣體沉積法） 用蒸發(fā)或?yàn)R射等方法獲得超微粒子，用一定氣壓的惰性氣體載流，通過噴嘴在基板上沉積成膜。可制備：多組分膜，多層膜，尺寸較小的納米顆粒膜。,,14,高速超微粒子沉積法裝置圖,15,（3）（PCVD）制備納米薄膜,等離子體化學(xué)氣相沉積（PCVD） 借助于等離子體使含薄膜組成原子的氣態(tài)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，在基板上沉積薄膜的方法。適合于半導(dǎo)體和化合物薄膜。等離子體產(chǎn)生方法：直流輝光放電、射頻放電、微波放電等。 例：納米Si膜 SiH4在強(qiáng)輝光放電下分解在襯底上形成非晶Si：H膜，773K-873K下，H2中退火→納米Si膜→1273K以上，O2加熱→ Si/SiO2復(fù)合膜?；宓奈恢谩囟?、氣壓大小等對(duì)膜的形成影響較大。,16,(4) 濺射法制備納米薄膜,濺射法（SPUTTERING）： 利用DC or 高頻電場(chǎng)使惰性氣體電離，產(chǎn)生輝光放電等離子體，等離子產(chǎn)生的正離子、電子高速轟擊靶材，靶材原子or 分子濺射出來，沉積于基板上成膜。 濺射法可濺射濺射任何物質(zhì)，方便地制備各種納米膜。 如： ①金屬-非金屬復(fù)合納米膜 C3F8-Ar混合氣體 or C2H5-Ar輝光放電等離子體濺射Au, Co, Ni, Co等靶，制備納米金屬與C的復(fù)合膜。 當(dāng)C2H5+/Ar+＜10-2時(shí)，膜基本上為納米金屬離子； 當(dāng)10-2 ＜ C2H5+/Ar+＜10-1時(shí)，隨C2H5+/Ar+增加，納米金屬含量下降，金屬離子直徑下降，C含量上升。,17,②Cu-高聚物納米鑲嵌膜 兩個(gè)靶：銅靶 DC驅(qū)動(dòng), PTFE（聚四氟乙烯射頻驅(qū)動(dòng)（13.56MHz），Ar+濺射。先在基片上形成PTFE膜，交替使用PTFE靶和Cu靶，控制各靶的濺射時(shí)間可調(diào)節(jié)Cu粒子的密度和分布。,18,（5）惰性氣體蒸發(fā)法制備納米薄膜,金屬在惰性氣體中蒸發(fā)，產(chǎn)生金屬微粒沉積在基板上。 如：Ag納米膜 Ag在W盤中加熱，通入He氣（200Pa），襯底溫度：120k-150k，基板：玻璃，在玻璃襯底上形成納米Ag膜。通過調(diào)節(jié)He壓力及蒸發(fā)速率可改變Ag粒子直徑。,19,3.2 納米固體性質(zhì),3.2.1 納米固體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 基本結(jié)構(gòu)：顆粒組元+界面組元 界面組元/顆粒組元（體積）=R 界面原子體積比：,,,,20,,當(dāng)d=5nm，,=1nm 時(shí)，,,單位體積界面積： 若顆粒為立方形,單位體積的界面數(shù)Nf: 例: 納米固體的界面結(jié)構(gòu)不同于長(zhǎng)程序的晶態(tài), 也不同于短程序的非晶態(tài), 界面組元的原子間距能取不同的連續(xù)值.,=50% ，,=,Si,21,納米固體的晶界結(jié)構(gòu),納米固體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 三叉晶界：3個(gè)或多個(gè)晶粒的交叉區(qū)域。納米材料中存在較大比例的三叉晶界。 晶間區(qū)體積=三叉晶界區(qū)+晶界區(qū),22,,,,,晶間體積分?jǐn)?shù)： Viic 晶界區(qū)體積分?jǐn)?shù)： Vigb 三叉晶界體積分?jǐn)?shù)： Vitj,23,隨著D↓，三叉晶界體積分?jǐn)?shù)↑。當(dāng)D從 100nm→2nm時(shí)，三叉晶界體積分?jǐn)?shù)上升3個(gè)數(shù)量級(jí)，晶界體積分?jǐn)?shù)上升1個(gè)數(shù)量級(jí)。 納米材料由于較大的界面體積比和三叉晶界比，具有特殊的力學(xué)性能和燒結(jié)性能等。,24,3.2.2 納米固體力學(xué)性能,（1）H-P關(guān)系(Hall-Petech) 屈服應(yīng)力-晶粒尺寸的關(guān)系 對(duì)于一般多晶材料：σy= σ0+kd-1/2 K0 H=H0+kd-1/2 K0 d↓， σ（H）↑,與d-1/2成線性。 對(duì)于納米材料： ①正H-P關(guān)系: k0， 如；用高能球磨法制備的Fe,Nb3Sn2，水解法制備的γ-Al2O3納米材料，具有正H-P關(guān)系。 ②反H-P關(guān)系：k＜0, 如：蒸發(fā)凝聚原位加壓制備的納米Pd具有反H-P關(guān)系。 ③正反混合H-P關(guān)系： 粉粒直徑有一臨界值dc，d＞dc時(shí),為正H-P關(guān)系， d＜dc時(shí)，為反H-P關(guān)系。 如：蒸發(fā)凝聚原位加壓制備的納米Cu塊體。,25,④斜率K變化： 正H-P關(guān)系時(shí)，隨著晶粒尺寸進(jìn)一步減小， k減小。如：蒸發(fā)凝聚原位加壓制備的TiO2納米晶。 反H-P關(guān)系時(shí)，隨著晶粒尺寸進(jìn)一步減小， k增加。如：非晶晶化制備的Ni-P納米晶。 ⑤偏離H-P關(guān)系： 如：電沉積法制備的納米Ni，當(dāng)d＜44nm時(shí)，H與d-1/2偏離線性。 原因：①三叉晶界影響。納米材料的三叉晶界比例很大，三叉晶界處原子擴(kuò)散快，材料延展性好，硬度低；可解釋反H-P關(guān)系和k 的變化；②界面作用。高密度界面導(dǎo)致晶粒取向混亂，界面能高，原子運(yùn)動(dòng)性好，導(dǎo)致材料延展性好；③存在臨界尺寸dc，在一定T， d dc ，材料硬化。,26,27,（2）超塑性、塑性、韌性,普通陶瓷材料低溫下有脆性，納米陶瓷的塑性和韌性較好，有些具有超塑性。 原因：納米材料的晶界較多，晶界原子的流動(dòng)性好，宏觀上產(chǎn)生界面流變，表現(xiàn)出塑性。 如：CaF2納米陶瓷(8nm), 在1073k TiO2納米陶瓷, 在353k 表現(xiàn)出良好的韌性。 ZrO2/Al2O3復(fù)相陶瓷 Si3N4 有超塑性, Δl/l≥100%,28,3.2.3 納米固體熱學(xué)性能,（1）比熱Cp 納米材料的Cp比普通材料高很多。 體系的Cp主要由熵貢獻(xiàn)，體系的熵由振動(dòng)熵和組態(tài)熵組成，納米材料界面比例大，界面原子分布混亂，熵對(duì)Cp的貢獻(xiàn)較大。 界面→熵→Cp 如：納米Pd(6nm, 80%相對(duì)密度）比多晶Pd大29-54% 納米Al2O3比粗晶Al2O3高8%左右。 常規(guī)Al2O3： Cp=0.76J?g-1?k-1， 納米Al2O3 Cp=0.82J?g-1?k-1,29,（2）納米固體的熱膨脹性能,固體熱膨脹系數(shù)與晶格的非線性振動(dòng)有關(guān)，納米材料的界面體積分?jǐn)?shù)大，其對(duì)熱膨脹的貢獻(xiàn)較大，因此，納米材料的膨脹系數(shù)比普通材料大很多。 界面→晶格非線性振動(dòng)→膨脹系數(shù) 如：納米Cu(8nm)比單晶Cu, 相同的溫度下，膨脹系數(shù)高一倍。 納米Cu(8nm): 31×10-6k-1,單晶Cu: 16×10-6k-1 α-Al2O3 80nm 9.3×10-6k-1 105nm 8.9×10-6k-1 5um 4.9×10-6k-1,30,（3）納米固體的熱穩(wěn)定性,納米材料在高溫下，顆粒易長(zhǎng)大。原因是：界面數(shù)多，界面能量較高，處于亞穩(wěn)狀態(tài)。 存在一個(gè)臨界溫度，溫度高于臨界溫度處理納米材料時(shí)，晶粒容易張大；溫度低于臨界溫度處理材料時(shí)，晶粒尺寸幾乎不變。 如：納米非晶Si3N4, 在低于1473k處理，d≈15nm 溫度高于1573k處理，晶粒開始漲大 1673k, d=30nm 1873k, d=80-100nm,31,3.2.4 納米固體光學(xué)性質(zhì),與納米微粒一樣，存在光吸收帶藍(lán)移、紅移、吸收譜寬化、新發(fā)射峰、激子吸收和發(fā)射等特性。需強(qiáng)調(diào)的是納米固體中界面的影響： （1）界面體積分?jǐn)?shù)高，界面原子排列混亂，材料的平移周期性在許多區(qū)域受到嚴(yán)重破壞，電子能級(jí)出現(xiàn)新狀態(tài)，出現(xiàn)常規(guī)材料中不能產(chǎn)生的新發(fā)光現(xiàn)象。 （2）界面比例大，界面中存在大量不同類型的懸鍵和不飽和鍵，在能隙中形成附加能級(jí)（缺陷能級(jí)），會(huì)引起新的發(fā)光現(xiàn)象。 （3）界面中原子的有序度較低，為雜質(zhì)離子提供偏析位置，在能隙中形成雜質(zhì)能級(jí)，產(chǎn)生雜質(zhì)發(fā)光現(xiàn)象。雜質(zhì)離子：Fe3+, Cr3+, V3+, Mn2+, Co2+, Ni2+等。,32,藍(lán)移： 量子尺寸效應(yīng)，能隙增加；表面張力增加→鍵長(zhǎng)減小→鍵本征振動(dòng)ν增加；晶場(chǎng)效應(yīng)（晶場(chǎng)增加）→能隙上升。 紅移： 介電限域效應(yīng)→能隙下降；內(nèi)應(yīng)力增加→電子波函數(shù)重疊增加→能隙下降；電子限域，R＜αB，激子吸收；附加能級(jí)，如缺陷能級(jí)，使電子躍遷的能級(jí)間距減小。 紅外吸收譜寬化： 尺寸分布效應(yīng)，顆粒表面張力不同→鍵長(zhǎng)有一個(gè)分布；界面效應(yīng)，界面體積比較大，界面有許多懸鍵，原子排列差別大，鍵長(zhǎng)有較寬分布。,33,3.2.5 納米固體的磁學(xué)性能,高Hc、低Tc，臨界尺寸超順磁性等性能與納米微粒一致。 巨磁阻效應(yīng)（GMR）(Giant Magneto Resistance): 具有各向異性的磁性金屬材料，在磁場(chǎng)下電阻變化的現(xiàn)象。 MR=ΔR/R=[R(H)-R(0)]/ R(0) 如: (Fe/Cr)n, 3nm/0.9-1.8nm, 多層膜，30-60層， ΔR/R 約50%。 研究目標(biāo)：提高ΔR/R；降低出現(xiàn)GMR效應(yīng)時(shí)的外加磁場(chǎng)HS，即提高巨磁阻靈敏度： MR/ΔH；提高出現(xiàn)GMR效應(yīng)的工作溫度。,34,巨磁阻效應(yīng),材料體系： 顆粒膜：Ag系: Co-Ag, Fe-Ag, FeNi-Ag Cu系: Co-Cu, Fe-Cu, FeCo-Cu 多層膜：Ni80Fe20/Cu, Cu為1nm 時(shí)GMR最大。 Fe/Cr多層膜。 如：[Co(0.4nm)/Ag(4nm)/NiFe(4nm)/Ag(4nm)]15 在低磁場(chǎng)下，NiFe層磁矩相對(duì)顆粒反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生GMR，在4.2k時(shí)，MR=30%，HS=400A/m,35,3.2.6 納米固體電學(xué)性能,(1)納米金屬與合金的電阻(導(dǎo)) 電阻與粒徑的關(guān)系: 納米金屬的ρ隨d↓而↑, ρ比常規(guī)材料高。 如：室溫下，Pd 粗晶， ρ≈22μΩ.cm 25nm Pd, ρ≈30μΩ.cm 12nm Pd, ρ≈58μΩ.cm b. 阻-溫關(guān)系 普通金屬，R-T滿足MATTHISSEN關(guān)系： R=R0（1+αT）， ρ= ρ0 (1+αT），α0 對(duì)于納米金屬，上述關(guān)系成立，隨d↓，α ↓，ddc時(shí)， α0,36,如：納米Pd d=40nm, α=4×10-3/k d=22nm, α=3×10-3/k d=12nm, α=1.5×10-3/k 納米 Ag d=20nm, α=7×10-4/k d=11nm, α=-1.2×10-3/k,,37,(1)納米金屬與合金的電阻(導(dǎo)),38,39,原因： (1)電阻是雜質(zhì)、缺陷、晶界等對(duì)電子的散射，阻礙其運(yùn)動(dòng)。散射包括晶內(nèi)和晶界兩部分。晶粒較大時(shí)以晶內(nèi)散射為主；R-T關(guān)系接近常規(guī)材料；晶粒越小，晶界散射越強(qiáng)，電阻越大。 (2)當(dāng)粒徑小于某一值時(shí)，量子效應(yīng)出現(xiàn)，晶粒內(nèi)部對(duì)電阻率貢獻(xiàn)大大提高，粒徑下降，電阻升高。 (3)溫度上升，混亂排列的界面趨向飽和， α減小。溫度再繼續(xù)上升，界面原子逐步有序化，散射作用減弱。同時(shí)，附加能級(jí)中電子向?qū)кS遷，產(chǎn)生導(dǎo)電電子。出現(xiàn)負(fù)α。,40,σ(ω)∝ ωn 對(duì)于納米非晶Si3N4(15nm),在低頻下,n 0.65-0.7,在高頻下,n 1.51-1.63 σ隨溫度升高而下降,然后又上升的非線性可逆變化。 原因:電導(dǎo)隨T升高而下降,是由于界面及晶粒內(nèi)部原子熱運(yùn)動(dòng)對(duì)電子散射增強(qiáng)所致.隨溫度的進(jìn)一步升高,界面中原子排序趨向有序化,使界面對(duì)電子散射減弱，σ增加.另,納米微粒能隙中有許多附加能級(jí),有利于電子進(jìn)入導(dǎo)帶,使電導(dǎo)增加。,,（2）交流電導(dǎo)σ(ω),41,例： 摻Pt(1at%)的TiO2納米的交流電導(dǎo)-T譜。 原因：Pt在TiO2能隙中(3.2eV)附加了Pt雜質(zhì)能級(jí)。,42,(3) 納米固體介電特性,特點(diǎn):ε和tanδ與晶粒直徑有很強(qiáng)的依賴關(guān)系，電場(chǎng)頻率對(duì)介電特性影響較大。 ①納米材料ε 隨測(cè)量頻率下降，上升明顯；普通材料上升較?。?,43,②低頻范圍內(nèi)， ε 明顯地隨晶粒直徑而變化，有一個(gè)最大ε 的直徑存在；α-Al2O3 84nm, TiO2 17.8nm,44,③ 納米α-Al2O3 的tanδ-f譜上有損耗峰，隨直徑增加，損耗峰移向高頻。 ε最大的直徑的損耗峰也最高、最寬。,45,④介電常數(shù)溫度譜特征. 納米TiO2 固體的介電常數(shù)溫度譜上存在一個(gè)介電常數(shù)峰. 納米晶Si的介電常數(shù)隨T的上升呈單調(diào)下降. 納米非晶Si3N4的介電常數(shù)隨T上升先下降然后出現(xiàn)一個(gè)小峰.,46,納米TiO2 固體的介電常數(shù)溫度譜,47,納米晶Si的介電常數(shù)溫度譜,48,納米非晶Si3N4的介電常數(shù)溫度譜,49,出現(xiàn)高ε的原因： ①空間電荷極化 納米材料中存在大量界面，引起電荷分布變化。電場(chǎng)作用下產(chǎn)生偶極矩，出現(xiàn)空間電荷極化。（界面電荷極化），極化特征：介電常數(shù)隨T上升而單調(diào)下降。 ②轉(zhuǎn)向極化 納米氧化物除共價(jià)鍵外還有大量離子鍵。界面中晶格畸變和空位等缺陷，產(chǎn)生較多O離子空位和N離子空位（正電荷），與帶負(fù)電的O2- 和N-形成偶極子，電場(chǎng)作用下，產(chǎn)生偶極子轉(zhuǎn)向極化。特征：介電常數(shù)隨T上升而出現(xiàn)極大值。 ③松弛極化 特征：tanδ-f、 tanδ-T曲線中出現(xiàn)極大值。 離子松弛，界面中起主要作用。 電子松弛，顆粒組元中起主要作用。 納米材料中常是幾種極化都很明顯， ε比常規(guī)材料大。,50,（4）納米固體壓電效應(yīng),納米非晶Si3N4塊體有較強(qiáng)的壓電效應(yīng)，式樣制備條件對(duì)壓電效應(yīng)影響較大。 非晶Si3N4 制備條件 壓電常數(shù)（10-12）(N.C-1) 76MPa壓塊 1667 62MPa 2613 63MPa, 1273K 退火 0 常規(guī)Si3N4 100 MPa 0 PZT 741 原因：未燒結(jié)納米非晶中存在大量界面，界面中大量懸鍵，導(dǎo)致界面中電荷分布變化，形成局域電偶極矩。在外力作用下，偶極矩取向和分布發(fā)生變化，宏觀上產(chǎn)生電荷積累，呈現(xiàn)強(qiáng)壓電效應(yīng)。直徑越小，壓電效應(yīng)越強(qiáng)。常規(guī)材料界面少（0.01%），壓電效應(yīng)為0。 高溫處理使界面原子排列有序化，缺陷減少，電偶極矩減少，壓電性消失。,51,