鎢-鉬納米材料的合成及力學(xué)性能研究.pdf

1、難熔金屬鎢(W)和鉬(Mo)具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，如高強(qiáng)度，低功函數(shù)和高電子發(fā)射率等。納米結(jié)構(gòu)材料具有與宏觀塊體材料不同的特性，因而具有重要的研究意義和實(shí)用價(jià)值。W和Mo納米材料因其特殊的結(jié)構(gòu)及優(yōu)異的性能而被廣泛應(yīng)用于國(guó)防工業(yè)和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。
　　本文中，以W和Mo的三氧化物為原料，通過(guò)化學(xué)氣相沉積法合成單晶W納米晶須、納米片/帶和Mo納米結(jié)構(gòu)材料，并通過(guò)X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TE

2、M)、原子力顯微鏡(AFM)等對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行系統(tǒng)表征;同時(shí)，探究W納米晶須、納米片/帶和Mo納米錐尖的生長(zhǎng)機(jī)理;采用納米壓痕測(cè)試儀(CSM-OPX)研究了W納米晶須和納米片/帶的力學(xué)性能。主要結(jié)論如下:
　　1)合成產(chǎn)物主要是厚度100～300nm、邊長(zhǎng)10～60μm的W納米片/帶，還有少量直徑為50～500nm、長(zhǎng)度為10～100μm的W納米晶須。
　　2)提出W納米晶須和納米片/帶的生長(zhǎng)模型。晶體生長(zhǎng)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件分別在

3、W納米晶須和納米片/帶的規(guī)則幾何外形和二維生長(zhǎng)方式中起到?jīng)Q定性作用。
　　3)通過(guò)納米壓痕測(cè)試儀測(cè)試單晶Si(100)基底上W納米晶須的硬度和彈性模量分別為6.2GPa和225GPa，W納米片/帶的硬度和彈性模量分別為6.3GPa和176GPa。
　　4)利用H2還原MoO3制備出高度均勻（～2μm）和形狀一致的三角錐狀Mo納米錐尖。此外，通過(guò)改變沉積溫度合成MoO3納米晶須、MoO2納米片和Mo納米顆粒。
　　5)在