纳米材料的力学性能和电性能

请概述纳米材料的力学性能与电性能。1）力学性能：当材料的晶粒尺度达到纳米量级时，材料的力学性能发生很大的变化，金属材料将变强变硬，而陶瓷材料变韧和具有超塑性的特征，这种变化主要是由材料的微观结构决定的。由于纳米材料的尺寸在100nm以下，各种限域效应引起的各种特性开始有了相当大的改变。一粗晶粒金属为例，正常情况下金属原子之间存在移动位错，但是当金属的尺寸缩小到纳米级时，晶粒尺寸太小以至于不能产生位错，这样金属就变得相当坚硬，受挤压时产生的应力就更大这样金属就变得相当坚硬。同样的，很多纳米陶瓷材料在高温时表现出了类似于金属的超塑性，当晶粒细化到纳米尺度时，纳米陶瓷材料和纳米增韧陶瓷材料具有很好的韧化和强化效果，因而纳米陶瓷复合材料的韧化机理的研究也引起了人们的兴趣，纳米陶瓷材料的应用也越来越广泛。2）电性能：纳米材料的微粒尺寸对介电常数和介电损耗有很大关系，介电常数与交变电场的频率也有密切关系。一般来讲，纳米材料比块体材料的介电常数要大，介电常数大的材料可以应用于制造大容量电容器，或者在相同容量的情况下缩小元件体积，这对电子设备的小型化有很大作用。同时，当颗粒达到纳米级是，它的电阻、电阻温度系数都会发生变化，良导体如银在纳米级是电阻会突然升高，失去金属的特征；而典型的绝缘体如氧化氮、二氧化硅等，当颗粒尺寸小到15-20nm时，电阻却会大大下降使它们具有导电性能。