微纳米力学——纳米材料的力学性能

纳米材料（微纳米力学）的晶界及缺陷：纳米固体材料是由颗粒或晶粒尺寸为1-100nm的粒子凝聚而成的三维块体，纳米固体材料的基本构成是纳米微粒加上它们之间的界面。物理上的界面不是指一个几何分界面，而是指一个薄层，这种分界的表面具有和它两边基体不同的特殊性质。因为物体界面原子和内部原子受到的作用力不同，它们的能量状态就不一样，这是一切界面现象存在的原因。

晶界在常规粗晶材料中仅仅是一种面缺陷，对纳米材料（微纳米力学）来说，晶界不仅是一种缺陷，更重要的是构成纳米材料（微纳米力学）的一个组元，即晶界组元。已经成为纳米固体材料（微纳米力学）的基本构成之一，并且影响到纳米固体材料所表现出的特殊性能。

Gleiter于1987年提出认为纳米微晶界面内原子排列既非长程有序，又非短程有序，而是一种类气态的，无序程度很高的结构。认为纳米材料（微纳米力学）的界面排列是有序的，与粗晶结构无区别。但进一步研究表明，界面组元的原子排列的有序化是局域性的，而且这种有序排列是有条件的，主要取决于界面的原子间距和颗粒大小。当界面组元的原子排列是局域有序的，反之，界面组元则为无序结构。

要用一种模型统一纳米材料（微纳米力学）晶界的原子结构是十分困难的。尽管如此，还是可以认为纳米材料（微纳米力学）的晶界与普通粗晶的晶界结构无本质上的区别。

缺陷是实际晶体结构偏离了理想晶体结构的区域。纳米材料结构中平移周期遭到很大的破坏，界面原子排列比较混乱，界面中原子配位数不全使得缺陷增加。另外，纳米粉体压成块体后，晶格常数会增加或减少，晶格常数的变化也会使缺陷增加。这就是说，纳米材料（微纳米力学）实际上是缺陷密度十分高的一种材料。