低熔点金属纳米棒的长径比与熔化特性的关系实验研究

材料的熔化是一个重要问题。目前人们从理论上对纳米颗粒和纳米丝的熔化特性进行了一些研究，结果显示纳米颗粒与纳米丝的熔化特性不尽相同。关于纳米材料的熔化特性的实验工作，绝大多数都是以纳米颗粒为研究对象，关于纳米丝的工作非常少。本项目中，我们将研究具有不同长径比的低熔点金属Zn、Bi、In、Sn等纳米棒的熔化特性，尤其注重研究直径与长度相近的纳米棒的熔化特性，给出从纳米颗粒向纳米丝过渡时，熔化特性的变化情况，研究不同晶体结构对熔化特性的影响。与现有的理论比较，深入系统地总结关于低熔点准一维金属纳米丝、纳米棒的熔化特性。为低维物理学理论的建立提供实验根据。

“低熔点金属纳米棒的长径比与熔化特性的关系实验研究”(编号：51171176)项目得到国家自然科学基金的资助，科研工作从2012年1月开始，至2015年12月结束。.材料的熔化是材料科学与工程领域的一个重要问题，它首先是一个应用问题，大部分材料的合成、制备等都存在着熔化过程，同时，它又是一个基础问题。现有的关于纳米材料的熔化特性的实验工作绝大多数都是以纳米颗粒为研究对象，关于纳米棒的工作非常少。人们从理论上进行了一些研究，但尚缺少实验验证。本项目中，我们首先花一定的精力在不同长径比、不同材质的纳米棒的制备上，然后，深入研究了不同长径比的纳米棒的熔化特性，进一步地，和现有的理论结果进行了比较。我们在前人理论模拟的基础上，考虑熔化形核对熔化温度的影响，引入熔化形核因子，成功地拟合了实验结果，说明在熔化过程中存在形核和生长过程，并且影响熔化温度的变化规律。材料尺度从纳米颗粒过渡到纳米棒的过程中，熔化规律的变化是因为材料中有形核和生长的影响，导致熔点的变化。.本项目研究取得的重要进展主要表现在以下几个方面：1、采用计算机程序控制电化学沉积，我们现在基本上可以精确控制纳米棒生长的长度。2、我们给出了从Bi纳米颗粒到Bi纳米棒的不同长径比的熔点的实验值，发现，熔点随长径比变化。3、我们提出在熔化的理论拟合中，加入形核因子的因素，初步解释了实验现象。.本项研究共在SCI刊物上发表学术论文7篇，申请发明专利3项，在这一时间段内授权的发明专利3项。有1名博士生和2名硕士生毕业。