Построение книги
Книга построена по классической схеме для материаловедческих курсов: «строение – форма – свойства – получение – применение материалов», но имеет определенные отличия. Эти отличия определяются намерением автора не только связать изменение свойств материалов с размером и формой частиц при переходе к нанометровым масштабам, но и попытаться объяснить происхождение этих изменений. Для этого необходимо опираться на химию и физику твердого тела, а поскольку эти дисциплины не входят в учебные планы подготовки специалистов в Институте материалов современной энергетики и нанотехнологии РХТУ им. Д.И. Менделеева, возникла необходимость краткого изложения некоторых положений науки о твердом теле. Отсутствие дисциплин по материаловедению обусловило включение в книгу специального раздела, посвященного общим свойствам материалов. Наконец, оказалось затруднительным описывать методы получения наноматериалов, не обращаясь к методам получения обычных материалов.
Определенное внимание уделено форме частиц (нуль-, одно- и двумерные) и наноматериалов (изометричные, нитевидные и плоские) и описанию отличий в методах получения наноматериалов различной формы. В отдельные формы выделены наноструктурированные массивные (трехмерные) и пористые наноматериалы, получение и применение которых имеет свои особенности. Описаны наноструктурированные и нанонаполненные нанокомпозиты. Значительное внимание уделено размерным эффектам и их влиянию на свойства наноматериалов.
Наконец, отдельная глава посвящена перспективам применения наноматериалов в энергетике.
В ряде случаев дана краткая историческая справка об авторах того или иного положения, метода или материала: имена забываются, а работы остаются.
Текст разделён на две части, соответствующих двум уровням изложения: основному и вспомогательному. Первая часть содержит основные сведения. Вторая часть развивает первую, дана в виде примечаний и дополнений и содержит исторические сведения, частности и примеры, характеризующие современное состояние проблемы.
Учебное пособие содержит также контрольные вопросы.
Множественность затронутых тем и определенная сложность классификации материала обусловили необходимость составления предметного указателя, который призван упростить поиск нужного раздела.
Контрольные вопросы по главе 1
Определение материала в технологии.
-
Содержание
- Неорганические наноматериалы
- Пористые материалы 176
- Общая характеристика 214
- Глава 1. Введение
- Твердое тело
- Понятие о материалах
- Классификация материалов
- Нанонаука, нанотехнология и наноматериалы
- Построение книги
- Классификация материалов.
- Глава 2. Строение основных материалов
- Монокристаллы
- Основные понятия
- Реальная структура кристаллов
- Влияние размера частиц на их строение
- Изоморфизм и твердые растворы
- Нестехиометрия
- Поликристаллы
- Аморфные тела, стёкла и ситаллы
- Композиты
- Глава 3. Форма и морфология материалов
- Нитевидные наноматериалы
- Пористые материалы
- 3.4. Нитевидные наноматериалы.
- 3.5. Пористые наноматериалы.
- Глава 4. Свойства материалов
- Общая характеристика
- Механические свойства
- 4.3. Термические свойства
- Транспортные свойства
- Оптические свойства
- Магнитные свойства
- Химические свойства
- Биологические свойства
- Другие свойства
- Глава 5. Получение наноматериалов
- 5.1. Общий обзор методов
- 5.2. Физические методы
- Нульмерные (изометрические) материалы
- Пленки и покрытия
- Общая скорость эффузии выражается равенством
- Нитевидные материалы.
- Пористые материалы
- Массивные наноструктурированные материалы
- 5.3. Химические методы
- Нульмерные (изометрические) материалы
- 5.3.2. Пленки и покрытия
- Нитевидные материалы
- 5.3.4. Пористые материалы
- Функциализация наночастиц и пористых материалов
- 5.4. Биологические методы
- Комбинированные методы
- Матричные методы
- Нанолитография
- Самоорганизация и самосборка
- Глава 6. Распространенные и перспективные наноматериалы
- Общий обзор
- Общая характеристика
- Терморасширенный графит
- Нанотрубки и нановолокна
- 6.2.5. Фуллерены
- 6.2.6. Наноалмазы
- 6.2.7. Пористый углерод
- Простые вещества
- Оксидные наноматериалы
- Карбиды и нитриды
- Халькогениды и пниктиды
- Нанокомпозиты
- Стабилизированные дисперсии наночастиц
- 6.8. Наноалмазы.
- 6.11. Стабилизированные дисперсии наночастиц.
- Глава 7. Наноматериалы в энергетике
- Структура энергетики
- Общие применения наноматериалов
- Генерирование энергии. Атомная энергетика
- Генерирование энергии. Топливные элементы.
- Накопление и хранение энергии. «Малая» энергетика
- Потребление энергии. Термоэлектрические генераторы