结论22

致谢23

参考文献.24

1 绪论

1.1 纳米复合材料介绍

纳米材料已经越来越多地应用到如今社会的方方面面，由于这类材料极细微的尺度，从而使其产生了许多特殊的性能，例如纳米材料的表面效应产生的极大的表面能就可以应用于表面工程，通过嫁接特定的官能团，来吸附某种目标物质，达到物质分离的目的，或者利用纳米材料的高强度，高耐磨性等机械性能，制成硬质涂层保护内部材料，个别种类的纳米涂层还可以吸收电磁波，从而制成战斗机使用的“隐形涂层”。纳米材料种类丰富，用途也很广泛，并且仍有很大的潜力，故而得到了长足的发展。而在众多种类的纳米材料当中，纳米复合材料凭借优异的可塑性，已成为纳米材料中快速兴起的一个分支，其市场竞争力也很强，潜力巨大。截至目前，纳米复合材料的主要分支种类分别为聚合物基纳米复合材料（图1.1）、纳米合金材料（图1.2）、碳纳米管复合材料（图1.3），这些材料的研究已经取得了长足的进步，并且已经不同程度上应用于市场当中。

图1.1 聚合物基纳米复合材料

图1.2 纳米合金材料

图1.3 碳纳米管复合功能材料

所谓聚合物基纳米复合材料，就是在聚合物基体中均匀地分散特定种类的纳米尺度的微粒从而制成的复合材料，这种材料结合了聚合物基体与纳米粒子各自的优良性能，并且具有十分优异的可塑性，人们可以按照自己需要的性能来设计材料的组分与结构，所以这种材料在纳米材料领域中一经出现，就引起了科研人员的高度关注，并对该种材料进行深度研究。目前的纳米复合材料主要以用途分为两大类，一类为纳米复合结构材料，另一类为纳米复合功能材料，纳米复合结构材料强调于利用材料本身的结构特性，利用纳米粒子的作用，来提高复合材料的机械性能，这类材料内纳米粒子的组成及性能很大程度上受到制备时的参数与制备工艺的参量的影响，故而我们可以通过调整实验参数和工艺参量来很轻易地达到调整复合材料结构性能的目的，从而得到更高性能的纳米复合材料，当前在高强度塑料方面的应用较普遍。而纳米复合功能材料强调于利用纳米微粒的光学、声学、电学、磁学等方面的性能，依照所需要求，在基体中复合具备特殊性能的奈米微粒，使得基体获得本身并没有的特性，从而制备出带有特殊功能的纳米复合功能材料，这类材料在制成以后便可以成为一个独立器件[1]

1.2 纳米复合材料的制备方法

纳米复合材料（主要为复合薄膜）的制备方法已经被人们发现了很多，不同方法各有优势，大部分方法都是比较高效的。目前主流的制备方法有：溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、溅射法、电化学沉积法以及旋涂法。

1.2.1 化学气相沉积法（CVD）

化学气相沉积(CVD)法[2-5]：将所要制备的目标薄膜中含有的各种元素的前驱体反应物转变成气态之后导入到反应室内进行化学反应，在此过程中借助气相物质之间的相互作用以及气相物质与基底表面的化学反应，形成所需要的新物质并且均匀地沉积在衬底上从而得到要制备的薄膜，通过CVD法制成的薄膜与基底之间有很强的附着性，而且当基体的表面形状不规则时用此法也可以很迅速地沉积出薄膜。化学气相沉积法具有多种分类方法，其分类标准可以归结为两种：依据压力分类和依据反应类型分类，其中按照压力不同可分为以下几种：低压化学气相沉积法、常压化学气相沉积法、亚常压化学气相沉积法(SACVD)、等离子增强化学气相沉积法（PECVD）；而按照反应类型分为以下几种，有机化合物化学气相沉积法、超高真空化学气相沉积法(UHCVD)、激光化学气相沉积法等等。CVD法具有以下特点：（1）当温度较高时，以气态的前驱体物质之间的气相化学反应以及气相物质与基底表面的相互作用生成固态产物进而沉积在基体上；（2）反应过程可以在常压环境或真空中完成，条件要求不苛刻；（3）采用Plasma增强和Laser辅助的方式能够很大幅度上促进化学反应的进行，这一特性让人们可以在温度较低的条件下完成薄膜沉积，这放宽了对温度的要求，使得该技术的应用范围更广；（4）薄膜成分很大程度上取决于气相当中的反应物的组成与比例，另外也受到反应参数的影响，所以可以通过控制气相反应物的成分来改变所沉积的薄膜的成分，这在制备梯度沉积物以及混合镀层的时候会经常用到，而依据这一特性，我们还可以改变薄膜的密度与纯度；（5）绕镀性能好，可在多种表面复杂的材料外层沉积成膜，这使得该技术常用于为各种复杂形状的工件镀膜，例如结构中含有沟槽、孔洞的工件等；（6）此方法制备出的薄膜内部的晶体结构一般会呈现为柱状，强度低所以抗弯折性差，而在对气相反应过程施加了扰动后其薄膜晶体结构会得到改善。 MoS2纳米复合材料的分散和性能研究(2):http://www.chuibin.com/wuli/lunwen_205273.html