МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени В. Н. КАРАЗИНА
Н. А. Азаренков, А. А. Веревкин, Г. П. Ковтун
ОСНОВЫ
НАНОТЕХНОЛОГИЙ И НАНОМАТЕРИАЛОВ
(Учебное пособие). Харьков
2009
Содержание
Предисловие ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 3
Введение ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1. Физико-химические особенности наноструктурных материалов ... ... ... . 7
2. Методы исследования ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 22
3. Способы получения наноматериалов. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 28
4. Виды наноматериалов, их свойства и применение... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 38
4. 1 Наноматериалы конструкционного и функционального класса... ... . 39
4. 2. Нанотехнологии в атомной энергетике... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 43
4. 3. Наноразмерные гетероструктуры... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... 48
4. 4 Фуллерены... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 55
4. 5 Углеродные нанотрубки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 58
Заключение... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 63
Словарь терминов... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 64
Литература... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 66
2
Предисловие
Настоящее пособие является частью курса лекций «Физическое
материаловедение», читаемого студентам физико-технического университета
Харьковского национального университета имени В. Н. Каразина на кафедре
материалов реакторостроения. К материалам в наносостоянии проявляется огромный интерес в связи
с реальной возможностью практической реализации их уникальных свойств
в разнообразных областях науки и техники. В связи с потребностью в
высококвалифицированных кадрах во многих вузах читаются курсы лекций,
вводятся новые специальности по нанотехнологиям и наноматериалам. Нанотехнология является междисциплинарной наукой и практически
охватывает все области знаний. Естественно, в одном пособии невозможно
отразить все особенности нанотехнологий и области их применения. В данном пособии кратко изложены основные результаты
исследований по нанотехнологиям и наноматериалам конструкционного и
функционального назначения. Рассмотрены физико-химические особенности
наноматериалов, методы диагностики, способы получения компактных
наноматериалов и их области применения, в том числе в машиностроении,
атомной энергетике, наноэлектронике.