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纳米材料因晶粒结构上的特殊性使其具有诸多传统粗晶、非晶材料无可比拟的优异性能,自上个世纪八十年代以来,纳米材料成为材料科学领域的研究热点,为各界科学家所关注。研究纳米材料在焙烧过程中的晶粒生长动力学,对于寻找控制纳米材料晶粒尺寸和微观结构的机制有重要意义。传统晶粒生长动力学把焙烧过程视为受溶质扩散控制的晶粒生长过程,颗粒生长的驱动力来源于通过降低总的晶面能而使系统能量的减少。事实上,晶粒生长过程还受晶粒表面反应的影响,应是两个过程的叠加。本文通过分析纳米材料晶粒结构的特性,认为晶粒生长中溶质扩散因素和晶粒表面反应因素均对晶粒生长有影响,从而提出一个关于纳米材料在焙烧过程中的晶粒生长活化能的新型等温计算模型。将其应用于部分文献数据中,得到了比传统晶粒生长动力学理论更好的相关性,表明该等温模型适用于扩散控制与反应控制共同作用的一类晶粒生长过程。为进一步验证该模型的适用程度,本文选择纳米SnO2、纳米TiO2和纳米BaTiO3作为研究对象,采用不同液相合成方法,探讨了它们合成过程中的晶粒生长动力学以及对新模型的适用性。纳米SnO2作为一种宽禁带的n型半导体材料,在气敏、湿敏、光学技术、半导体技术等方面有着广泛的应用。本文以SnCl4·5H2O为原料,NH3·H2O为沉淀剂,通过化学沉淀法合成得到纳米SnO2的前驱体,经焙烧后制得晶粒尺寸范围为8~35nm、分散性良好的纳米SnO2。纳米TiO2作为一种重要的光催化材料和氧敏材料,在污水处理、汽车尾气检测、空气净化等方面有着广泛的应用。文中以Ti(SO4)2和CO(NH2)2为原料,采用水热晶化法合成得到晶粒尺寸范围为10~80nm的纳米TiO2粉体。纳米BaTiO3是一种广泛应用的电子陶瓷材料。本文以Ba(Ac)2和Ti(C4H9O)4为原料,冰醋酸和无水乙醇为溶剂,采用溶胶。凝胶法成功合成纳米BaTiO3前驱干凝胶,经陈化、焙烧后得到晶粒尺寸为20~55nm的纳米BaTiO3粉体。针对上述所合成的三种纳米氧化物,运用DSC/TG、XRD、TEM等现代测试手段表征了其微观结构,采用多重扫描升温速率方法探讨了前驱体的热分解动力学,计算并分析了焙烧过程温度和时间对晶格常数和晶格畸变率等结构参数的影响,研究了焙烧过程的晶粒生长行为,比较了传统和新型晶粒生长动力学模型的相关性。结果表明,新模型对本研究中所采用的三种不同液相合成方法制备的纳米氧化物材料在焙烧过程中的晶粒生长行为均能真实地反映,其适用性优于传统晶粒生长模型。