融券市场功能探讨论文

第一篇：融券市场功能探讨论文

一、引言与文献回顾

融券交易，指投资者出于对股票价格将下跌的预期，支付一定比例的保证金，同时向经纪人借入股票后按现行价格卖出的一种信用交易方式。卖空者卖出股票所得的款项必须存入证券公司或相关机构，作为股票货款(也称融券)的抵押。简单的说，融券指的是卖空。最初的卖空用于投机，即估计当前股价过高，通过预先卖空股票，锁定收益，而后待股价下跌后再买回标的股票的买卖操作。

卖空的历史已有近400年，在最早的有组织的市场——荷兰阿姆斯特丹交易所(Amsterdam Exchanges)中，卖空就变得很普遍。卖空是一种杠杆交易，也就是说，卖空者只需投入一定的初始保证金便可以进行数倍于保证金的交易，因此，他的收益和风险被放大。在研究金融危机的发生根源时，不少人把矛头指向了卖空机制，认为卖空机制为投机分子提供了打击市场的机会，1929年的美国股灾中，卖空交易被指责为“元凶”；1997年亚洲金融危机时，马来西亚、香港地区就取消了卖空机制。King等人(1993)的实验结果表明,卖空机制对价格泡沫的产生没有显著的影响;porter,Smith(2000)根据实验结果指出卖空机制不能显著地降低市场的泡沫量以及泡沫的持续时间。

但有很多学者发现融券卖空并没有引起股市的重大波动。1997年JamesJAngel以纽约股票交易所(NYSE)的144只股票为研究对象,研究股价下跌是否与卖空交易相关,结果表明常规性买卖指令形成的助涨杀跌效应是引起证券市场波动的根源,对证券市场的稳定性具有很强的破坏力,是加剧市场波动的一个重要原因。2000年8月,美国大通曼哈顿银行的研究报告显示,纽约股票交易所中的卖空份额(shortinterest)与NYSE综合指数间呈现出较为相似的变动趋势,这表明卖空交易量同股价指数间存在着极为显著的正向变动关系,指数高涨时卖空量大，指数低迷时卖空量小,即卖空交易能起到平缓股价指数剧烈波动的作用。Hong和Stein(2003)通过建立一个异质人代理模型(heterogeneous agent model)研究对卖空交易者的卖空约束能否阻止股市下跌却发现限制卖空反而可能引起市场崩溃。廖士光和杨朝军(2004)利用协整检验和Granger因果检验的方法研究了我国台湾地区股票市场在1998年8月至2004年2月间的卖空机制与股票价格之间的关系，结果表明，卖空交易额与加权指数之间存在长期稳定的协整关系，加权指数是卖空交易额的Granger原因，而卖空交易额不是加权指数Granger原因，即卖空市场机制不会加剧证券市场的波动，同时卖空交易额与加权指数间存在正向变动关系，这说明卖空市场机制可以起到平抑市场波动的作用。

二、融券卖空机制的稳定市场功能的理论分析

从理论上来说，在证券市场中引入卖空机制，可以对证券市场的剧烈波动起到平抑作用，减少证券市场中大幅波动的情形，起到稳定证券市场的作用。在一定时期内，由于证券市场上各种证券的供给有确定的数量，各种证券本身没有相应的替代品，如果证券市场仅限于现货交易，证券市场将呈单边运行，在供求关系出现严重失衡的时候，市场必然会巨幅震荡，在这样的市场运行机制下会容易出现暴涨暴跌的现象。在证券现货市场中引入卖空交易机制，可以增加相关证券的供给弹性，这主要是通过下面这样一种机制实现的，即当证券市场上某些股票的价格因为投资者的过度追捧或是恶意炒作而变得虚高时，市场中理性的投资者或投机性卖空者会及时地察觉这种现象，预期这些股票的价格在未来的某一时刻会下跌，于是他们会通过卖空机制来卖空这些价格明显被高估的股票，这样，这些价格被高估的股票供给量会明显增加，这一方面缓解了市场上对这些股票供不应求的紧张局面，抑制了股票价格泡沫的继续生成和膨胀，另一方面这些投资者的卖空行为又会向证券市场中的其他投资者传递一种股价被高估的信号，这种“示范效应”会使过度高涨的证券市场重新趋于理性，及时让投资者清醒地认识到股市中的泡沫，使股票价格回归到真实的投资价值上来。另外，当这些价格被高估股票因泡沫破灭而使价格下跌时，先前卖空这些股票的投资者因到期交割的需要会重新买入这些股票，这样一方面会增加市场对这些股票的需求，在某种程度上起到“托市”的作用；另一方面也会给其他投资者一种股价被低估的信号，同样，通过卖空机制的这种“示范效应”可以改变股票市场上的供求状况从而会使股价能回复至真实的价值水平上，从而达到稳定证券市场的效果。同理，在证券市场行情低迷时，市场上的卖空力量会很弱，此时的卖空交易者会买入被卖空的股票以备在未来到期日进行交割，这样，当市场上的众多投资者对股票需求量较低且他们大多又持币观望时，卖空交易者的“回购补仓”行为会增加股票的需求量，同时也会带动其他投资者纷纷入市进行交易，这样就缓解了市场上股票供过于求的状况，重新唤起投资者的投资热情。因此，从理论上来看，卖空交易机制的存在会对整个市场的波动起到了“缓冲”作用，在一定程度上会对市场上的暴涨暴跌现象起到平抑作用，而不会加剧整个市场的波动。

三、结论

从上文看出，卖空机制的推出对于整个股票市场而言,没有造成市场的大幅度波动，反而卖空机制可以对市场的波动起缓冲作用。因为卖空交易机制的推出，可以使投资者有了更多的构建投资组合空间，为投资者提供了套期保值的工具和手段，一方面为投资者分散投资提供了避险工具，另一方面解决了单边市中股价虚高、暴涨暴跌、投机盛行的弊端，起到了稳定股票市场的作用。因此，我国证券市场上推出卖空交易机制是金融深化的必然趋势。

第二篇：通达信融资融券业务功能说明

通达信融资融券业务功能说明

第1节 功能说明

1.1 信用登录

客户端登录沿用之前客户端的登录模式，在登录界面的【登录方式】上，增加了【信用交易】选择下拉框，通过选择【普通交易】，用普通帐号则直接登录到股票委托、开放式基金委托菜单页面。选择【信用交易】登录，输入信用帐号和密码，则登录到信用交易站点，显示融资融券业务菜单。

1.2 担保买入

普通交易买入，不限制为融资融券的特定证券。报价方式如限价委托自由选择。

盘口价格显示与行情界面的显示数据一致。

1.3 担保卖出

为普通交易卖出，买卖方向与买入相反。

注意：买入按钮为红色标识，卖出按钮为绿色标识，避免客户下单方向相反。

1.4 融资买入

客户开设信用账户，以现金或证券的形式向证券公司交付一定比例的保证金向证券公司借入资金，并将融资买入的证券和融券卖出所得资金交付证券公司，作为担保物。

如不能按时、足额偿还资金或证券，还会给证券公司带来风险，所以客户只能在与证券公司约定的范围内买卖证券。融资买入的品种为交易所规定，而且资融券期限不得超过6个月。

1.5 融券卖出

客户融资买入的证券又可以融券卖出，在委托的2个方向都提供了杠杆投资的工具。融券卖出价不得低于最近成交价，卖出证券资金须优先偿还融资欠款。融券卖出的数量＝保证金可用余额÷保证金比例

融券卖出的品种为交易所规定，而且资融券期限不得超过6个月。

1.6 买券还券

客户融券卖出后，可以通过直接还券或买券还券的方式偿还融入证券。

以买券还券偿还融入证券的，客户通过其信用证券账户委托证券公司买入证券，结算时登记结算机构直接将客户买入的证券划转至证券公司融券专用证券账户。

买券还券，买入证券只要在券商规定的范围以内。

1.7 现券还券

客户融券卖出后，可以通过直接还券或买券还券的方式偿还融入证券。客户以直接还券方式偿还融入证券的，按照其与证券公司之间约定，以及交易所指定登记结算机构的有关规定办理。

现券还券，还券的品种为信用账户持有的证券。

1.8 现金还款

信用账户开设，保证金存入后，客户向券商融入资金。信用账户包括的现金、股票等按一定折算率融入不同资金。所有存入股票的市值，都乘以一定的折算率加总，再加上所有现金，就是客户可以使用的保证金额度。为维持券商制定的担保比率，客户可选择现金来偿还融入的资金。

1.9 卖券还款

信用账户中保证金包括的现金、基金、股票按一定折算率向券商融入不同数量的资金。

所有存入股票的市值，都乘以一定的折算率加总，再加上所有现金，就是客户可以使用的保证金额度。股价变化，客户信用账户上的担保品市值、融资买入证券市值，以及融资卖出证券市值，都会发生变化。为维持维持券商制定的担保比率，客户选择比较好的时机出手，卖出标的证券，偿还融入的资金。

1.10 指定合约委托

在现金还款，卖券还款等业务中，客户可以根据合约编号，指定合约进行合约的了结操作。如下图，在【启用指定合约】复选框上打勾，然后在弹出的融资负债合约列表框中选择需要操作的合约，然后将该笔合约提交委托。即只针对指定的合约进行还款。

1.11 担保品划转

《细则》规定，融资融券的担保品主要包括现金、上证所挂牌交易基金和债券、股票等三类。其中，对于股票担保品还列出了一系列限制性条件

另外，以证券充当融资融券交易担保品的，担保品价值按前一个交易日收盘价和上证所规定的折算率进行计算，上证所可以根据情况，调整担保品的范围和折算率。

为维持券商制定的担保比率，担保品需要不定期划转。

1.12 撤单

每条信息前有个复选框，是否打钩代表着是否选中，选完之后点击“撤单”。

撤单时注意【买卖标志】与【状态说明】字段，因为委托的类型有多种。多账号撤单时，注意股东代码所属的资金账户。“输出”可将结果输出。

撤单完成。

1.13 交割单

交割单查询，支持查询交易清算交割后历史记录，包括发生时间，代码，操作，数量，价格以及各种费用，如印花税，佣金，过户费，发生金额，剩余金额等。

1.14 查询功能

1.14.1 资金股份

资金股份查询，主要支持三个功能，查询客户的资产，查询客户的持仓股份以及对持仓股份进行成本价修改。

1.14.2 当日委托

当日委托查询，仅限当日的交易委托，委托不一定成交。查询结果中【买卖标志】字段标明委托的类型与方向。买卖方向用颜色区分。

1.14.3 当日成交

当日成交查询，仅限当日成交的委托，包括撤单成功的委托。

查询结果中【买卖标志】字段，显示了成交的类型。如非过户委托，市价策略委托等等。查询结果可以输出。

1.14.4 资金流水查询

资金流水查询主要查询资金变动情况，及时记录资金的发生资金，剩余金额，以及资金变动中所产生的费用。主要字段：【发生金额】,【剩余金额】,【买卖标志】，【备注】，【费用】

1.14.5 历史成交查询

历史成交查询，列出一定时间内的委托成交的结果。查询条件：“起始日期”和“终止日期”可以下拉选择。注意查询间隔限制为60天。

“输出”可将查询结果输出。

1.14.6 信用资产查询

开设了信用账户后，用保证金向券商融资，买入证券，在信用账户中表现为信用资产。

融资融券是有限额的，随着股价的变化，客户信用账户上的担保品市值、融资买入证券市值，以及融资卖出证券市值，都会发生变化。券商需要随时计算客户的维持担保比率：维持担保比率 = 信用账户资产总值 / 信用账户负债总额。

根据《细则》，只有维持担保比率高于300%，客户才可以从信用账户中提取现金或者证券。而当维持担保比率低于130%时，券商必须要求客户追加保证金或者偿还部分负债；如果在几个交易日内维持担保比率仍然低于规定的下限，券商会对客户账户的证券执行强制平仓。

因此，信用资产与行情和券商政策都相关。

1.14.7 合约查询

合约查询，供客户查询所有未了结的合约信息或者当日已了结的合约信息。

证券公司将资金供给客户使用，客户到期能偿还融资款项,或者对其质押证券平仓后所得资金足以偿还融资款项。在此期间，客户查询还未平仓的合约，提醒自己及时偿还借入资金。

主要查询数据包括：【开仓日期】、【代码】、【合约开仓数量】、【合约开仓金额】、【合约开仓类型】、【合约状态】、【未还金额】、【未还数量】、【未还合约费用】、【未还合约利息】、【已还利息】、【已还数量】、【已还金额】、【合约总利息】、【保证金】、【合约年利率】、【合约归还截止日期】、【合约了结日期】、【买卖标志】等

1.14.8 合约流水查询

合约流水查询，即产生合约以后，针对合约的当日各种业务变动记录均在此流水中查询。

可以查询【合约编号】，【合约类型】、【业务名称】、【发生金额】、【后资金额】、【后证金额】、【发生数量】、【发生费用】、【后余费用】以

及【发生利息】

1.14.9 历史合约查询

历史合约查询返回数据与合约查询类同，历史合约主要查询某查询时间段内的所有已了结或者未了结的合约信息。

主要查询数据包括：【开仓日期】、【代码】、【合约开仓数量】、【合约开仓金额】、【合约开仓类型】、【合约状态】、【未还金额】、【未还数量】、【未还合约费用】、【未还合约利息】、【已还利息】、【已还数量】、【已还金额】、【合约总利息】、【保证金】、【合约年利率】、【合约归还截止日期】、【合约了结日期】、【买卖标志】等

1.14.10 标的证券查询

根据《融资融券试点交易实施细则》，客户融资买入证券时，融资保证金比例不得低于50%。证券公司在不超过上述交易所规定比例的基础上，可以根据融资买入标的证券在计算保证金金额时所适用的折算率标准，自行确定相关融资保证金比例。

《融资融券交易试点实施细则》对单只证券的融资融券规模进行了以下限制

单只标的证券的融资余额达到该证券上市可流通市值的25%时，交易所可以在次一交易日暂停其融资买入；当其融资余额降低至20%以下时，交易所可以在次一交易日恢复其融资买入；

单只标的证券的融券余量达到该证券上市可流通量的25%时，交易所可以在次一交易日暂停其融券卖出；当其融券余量降低至20%以下时，交易所可以在次一交易日恢复其融券卖出。

标的券查询，分为融资标的查询与融券标的查询。

1.14.11 担保品证券查询

融资融券的担保品主要包括现金、上证所挂牌交易基金和债券、股票等三类。

另外，以证券充当融资融券交易担保品的，担保品价值按前一个交易日收盘价和上证所规定的折算率进行计算，上证所可以根据情况，调整担保品的范围和折算率。

每个交易日开市前，上证所将向市场公告融资融券有关信息，主要包括：融资融券标的的代码、简称、总股本、流通股本、保证金率；可作为担保品的证券代码、简称、折算率；标的证券前一交易日的融券交易信息。

可用做担保品的证券，须看交易所公示。

第三篇：功能材料论文

《功能材料》课程论文

纳米材料及其应用

姓 名： 虎少奇 班 级：金材132班 学 号：***3

材料科学与工程学院

河南科技大学

纳米材料及其应用

摘 要：纳米材料由于其独特的效应，使得纳米材料具有不同于常规材料的特殊用途。近年来，随着科学技术尤其是纳米技术的发展，纳米材料已经从高精尖领域逐渐走到百姓的生活之中，它的科学价值及应用价值逐渐被发现和认识，纳米技术的研究得到了更多的关注。逐渐新兴起的的纳米材料进入人们的眼球，就需要我们对纳米材料进行更多的研究与发展，揭秘其中的奥秘之处，就像人们所认知的那样被大家熟知。为此，我们应该付出更多的努力。本文将带大家探索我们不太熟知的纳米材料的奥秘，关键词：纳米材料；效应；纳米技术；纳米结构；应用范围；

1.纳米材料

纳米级结构材料简称为纳米材料，广义上是三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围超精细颗粒材料的总称。根据2011年10月18日欧盟委员会通过的定义，纳米材料是一种由基本颗粒组成的粉状、团块状的天然或人工材料，这一基本颗粒的一个或多个三维尺寸在1纳米至100纳米之间，并且这一基本颗粒的总数量在整个材料的所有颗粒总数中占50％以上。从尺寸大小来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在0.1微米以下（注1米=100厘米，1厘米=10000微米，1微米=1000纳米，1纳米=10埃），即100纳米以下。因此，颗粒尺寸在1～100纳米的微粒称为超微粒材料，也是一种纳米材料。

纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。

2.纳米材料的发展史

1962年，久保提出超微颗粒的量子限域理论，推动了实验物理学家对纳米微粒的探索。第一个真正认识到纳米粒子的性能并引用纳米概念的是日本科学家。他们在20世纪70年代用蒸发法做了超微粒子，并发现，导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。

1984年德国的H.Gleiter教授等合成了纳米晶体Pd, Fe等。并且1987年美国阿贡国立实验室Siegel博士制备出纳米TiO2多晶陶瓷，呈现良好的韧性，在100多度高温弯曲仍不裂。这一突破性进展造成第一次世界性纳米热潮，使其成为材料科学的一个分支。这使得纳米材料飞速发展。1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办《Nanotechnology》和《Nanobiology》两种国际性专业期刊也在同年相继问世。标志着纳米科学技术的正式诞生。今天，纳米科技的发展使费曼的预言已逐步成为现实。纳米材料的奇特物性正对人们的生活和社会的发展产生重要的影响。

纳米材料的发展分为三个阶段：第一个阶段（在1990年以前）主要是在实验室探索用各种手段制备各种材料的纳米颗粒粉体，合成块体（包括薄膜），研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于常规材料的特殊性能。对纳米颗粒和纳米块体材料结构的研究在80年代末期一度形成热潮。研究的对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这类纳米材料称纳米晶或纳米相材料。第二个阶段（1994年以前）是人们关注的热点是如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和力学性能，设计纳米复合材料，通常采用纳米微粒与纳米微粒复合，纳米微粒与常规块体复合及发展复合材料的合成及物性的探索一度成为纳米材料研究的主导方向。第三个阶段（1994年以后）主要是纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料体系越来越受到人们的关注，正在成为纳米材料研究的新的热点。

3.纳米材料的五大效应

（1）体积效应

当纳米粒子的尺寸与传导电子的德布罗意波相当或更小时，周期性的边界条件将被破坏，磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化性及熔点等都较普通粒子发生了很大的变化，这就是纳米粒子的体积效应。

（2）表面效应

表面效应是指纳米粒子表面原子与总原子数之比随着粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。表9-2给出了纳米粒子尺寸与表面原子数的关系。

（3）量子尺寸

粒子尺寸下降到一定值时，费米能级接近的电子能级由准连续能级变为分立能级的现象称为量子尺寸效应。例如，导电的金属在超微颗粒时可以变成绝缘体，磁矩的大小和颗粒中电子是奇数还是偶数有关，比热亦会反常变化，光谱线会产生向短波长方向的移动，这就是量子尺寸效应的宏观表现。因此，对超微颗粒在低温条件下必须考虑量子效应，原有宏观规律已不再成立。

（4）量子隧道

微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。人们发现一些宏观量，例如微颗粒的磁化强度、量子相干器件的磁通量以及电荷等亦具有隧道效应，它们可以穿越宏观系统的势垒产生变化，故称为宏观的量子隧道效应。用此概念可定性解释超细镍微粒在低温下保持超顺磁性等。

（5）介电限域

纳米粒子的介电限域效应较少不被注意到。实际样品中，粒子被空气﹑聚合物﹑玻璃和溶剂等介质所包围，而这些介质的折射率通常比无机半导体低。光照射时，由于折射率不同产生了界面，邻近纳米半导体表面的区域﹑纳米半导体表面甚至纳米粒子内部的场强比辐射光的光强增大了。这种局部的场强效应，对半导体纳米粒子的光物理及非线性光学特性有直接的影响。对于无机-有机杂化材料以及用于多相反应体系中光催化材料，介电限域效应对反应过程和动力学有重要影响。

4.纳米技术

纳米技术的广义范围可包括纳米材料技术及纳米加工技术、纳米测量技术、纳米应用技术等方面。其中纳米材料技术着重于纳米功能性材料的生产（超微粉、镀膜、纳米改性材料等），性能检测技术（化学组成、微结构、表面形态、物、化、电、磁、热及光学等性能）。纳米加工技术包含精密加工技术（能量束加工等）及扫描探针技术。目前，纳米技术主要应用于“袖珍军团“，微型环状激光器，纳米级微电子软件，超微型计算机等方面。

5.纳米结构

纳米结构是以纳米尺度的物质单元为基础按一定规律构筑或营造的一种新体系。它包括纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜嵌镶体系。对纳米阵列体系的研究集中在由金属纳米微粒或半导体纳米微粒在一个绝缘的衬底上整齐排列所形成的二位体系上。而纳米微粒与介孔固体组装体系由于微粒本身的特性，以及与界面的基体耦合所产生的一些新的效应，也使其成为了研究热点，按照其中支撑体的种类可将它划分为无机介孔复合体和高分子介孔复合体两大类，按支撑体的状态又可将它划分为有序介孔复合体和无序介孔复合体。在薄膜嵌镶体系中，对纳米颗粒膜的主要研究是基于体系的电学特性和磁学特性而展开的。

6.纳米材料的制备

（1）惰性气体下蒸发凝聚法。通常由具有清洁表面的、粒度为1-100nm的微粒经高压成形而成，纳米陶瓷还需要烧结。国外用上述惰性气体蒸发和真空原位加压方法已研制成功多种纳米固体材料，包括金属和合金，陶瓷、离子晶体、非晶态和半导体等纳米固体材料。我国也成功的利用此方法制成金属、半导体、陶瓷等纳米材料。

（2）化学方法：1水热法，包括水热沉淀、合成、分解和结晶法，适宜制备纳米氧化物；2水解法，包括溶胶-凝胶法、溶剂挥发分解法、乳胶法和蒸发分离法等。

（3）综合方法。结合物理气相法和化学沉积法所形成的制备方法。其他一般还有球磨粉加工、喷射加工等方法。

6.纳米材料的应用范围

就目前而言，纳米材料应用主要是天然纳米材料，纳米磁性材料，纳米陶瓷材料，纳米传感器，纳米倾斜功能材料，纳米半导体材料，纳米催化材料，纳米计算机，纳米碳管，医

疗应用，家电，环境保护，纺织工业，机械工业等方面。而被我们所了解的纳米材料大概就有纳米磁性材料，纳米陶瓷，纳米半导体材料了。

（1）纳米磁性材料

在实际中应用的纳米材料大多数都是人工制造的。纳米磁性材料具有十分特别的磁学性质，纳米粒子尺寸小，具有单磁畴结构和矫顽力很高的特性，用它制成的磁记录材料不仅音质、图像和信噪比好，而且记录密度比γ-Fe2O3高几十倍。超顺磁的强磁性纳米颗粒还可制成磁性液体，用于电声器件、阻尼器件、旋转密封及润滑和选矿等领域。

（2）纳米陶瓷材料

传统的陶瓷材料中晶粒不易滑动，材料质脆，烧结温度高。纳米陶瓷的晶粒尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上运动，因此，纳米陶瓷材料具有极高的强度和高韧性以及良好的延展性，这些特性使纳米陶瓷材料可在常温或次高温下进行冷加工。如果在次高温下将纳米陶瓷颗粒加工成形，然后做表面退火处理，就可以使纳米材料成为一种表面保持常规陶瓷材料的硬度和化学稳定性，而内部仍具有纳米材料的延展性的高性能陶瓷。（3）纳米半导体材料

将硅、砷化镓等半导体材料制成纳米材料，具有许多优异性能。例如，纳米半导体中的量子隧道效应使某些半导体材料的电子输运反常、导电率降低，电导热系数也随颗粒尺寸的减小而下降，甚至出现负值。这些特性在大规模集成电路器件、光电器件等领域发挥重要的作用。

利用半导体纳米粒子可以制备出光电转化效率高的、即使在阴雨天也能正常工作的新型太阳能电池。由于纳米半导体粒子受光照射时产生的电子和空穴具有较强的还原和氧化能力，因而它能氧化有毒的无机物，降解大多数有机物，最终生成无毒、无味的二氧化碳、水等，所以，可以借助半导体纳米粒子利用太阳能催化分解无机物和有机物。

总之，纳米材料存在我们生活中一切事物之中，只是我们没有发现而已，就像鸽子大脑里的导航，生活的一些半导芯片，很多的精密仪器之中都可能存在纳米材料。纳米材料已经在我们身边大量事物中出现。它的应用前景非常广阔，我们应该更深一步的研究纳米材料，揭开其神秘的面纱。

参考文献

1.丁秉钧，《纳米材料》，普通高等教育材料科学与工程专业规划教材，2011-07-27；

2.原继红，黄楠，韩晓云，康传红，孙治尧，闫尔云，纳米材料的应用，《绥化学院学报》2012年第1期 184-186, 3.王仁清，纳米材料的应用，《中国科技信息》，2004年第22期 19,21，课程学习后的收获与建议： 收获：

自当学习了功能材料之后，我便从中更深一步了解到了材料的本质，这对我们材料专业的学生来说无疑是最有帮助的，我们是学习材料的，就必须从材料的多个层面去了解，并且熟悉材料，这样才可以更加熟悉的运用材料的特性，掌握材料的本质。学习本课程之后，我们便可以从只知道材料的一些浅显的的特性像更深一层的特性去了解掌握。例如导电陶瓷的原理，铁电体，压敏陶瓷，气敏陶瓷等等这些我们听过和没有见识过的材料和材料方面的其他知识。就拿形状记忆合金来说，我们能想到的是它会记忆自己的形态，就像之前学过的Ti合金一样，但是，却没有了解它的基本原理，不知道合金的这种记忆效应是由合金的 “相变化”来实现的，随着温度的改变，合金的结构从一相转变到另一相。

总而言之，学习这门课程对我们来说还是收益颇多的，对我们今后的学习工作都将有颇为重要的作用。

建议：

总的来说对这门课程还是比较感兴趣的，当初选这门课程就是冲着自己的兴趣去的，龙老师对这门课程也是投入了大量的精力，讲课也是相当认真负责；但是，由于课程内容比较抽象，同学们的热情并不是很高。要是实验的内容占大部分的比例，或许更容易去理解和感受，更有兴趣去了解功能材料。希望在今后的学习中，老师可以带领我们多去实验室，在动手过程中帮我们指导学习。

第四篇：功能材料论文

纳米复合涂层的研究进展

摘要：综述了纳米复合涂层的制备工艺,包括热喷涂、纳米复合镀、纳米粘结粘涂技术、纳米复合涂料技术等;介绍了纳米复合涂层在提高材料力学性能、耐腐蚀性、光学、电学、磁学等方面的性能研究,探究了纳米复合涂层在科技界和产业界的应用。展望了纳米复合涂层的发展、关键词：纳米复合涂层;制备;性能;研究进展 自从八十年代初，德国科学家提出纳米晶体材料概念以来，世界各国科技界和产业界对纳米材料产生了浓厚的兴趣和广泛的关注，到了90年代，国际上掀起了纳米材料制备和研究的高潮。纳米材料具有特殊的结构和处于热力学上极不稳定的状态，表现出有别于传统材料的不同性能，正是由于纳米材料这种独特的效应，从而使纳米材料具有一系列优异的功能特性。随着相关应用基础研究的不断深入和相关技术的不断完善，纳米材料科学与技术已经开始进入应用研究阶段。纳米材料的合成与成形技术的发展和成熟，尤其是纳米材料与表面技术的结合，对于纳米材料和表面纳米技术的应用和产业化起着至关重要的推动作用[1-3]。

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或它们作为基本单元构成的材料[1]。由于量子尺寸效应、小尺寸效应、表面界面效应、量子隧道效应等,使纳米材料在力学性能、电学性能、磁学性能、热学性能等方面与传统的固体材料有许多不同的特殊性质,成为当今材料科学的前沿和一个开拓性的新领域,有着极为广泛的应用前景[2]面工程是21世纪工业发展的关键技术之一,是先进制造技术的重要组成部分。表面工程是由多个学科交叉、综合而发展起来的新兴学科,它的最大优势是能够以多种方法制备优于本体材料性能的表面功能涂层,赋予零件防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射等性能[3]，纳米材料与传统的表面涂层技术相结合,可得到纳米复合涂层。纳米复合涂层是由两相或两相以上的固态物质组成的薄膜材料,其中至少有一相是纳米相,其他相可以是纳米相,也可以是非纳米相[4]。纳米复合涂层集中了纳米材料的优异特性,因而具有更好的性能,可以在更广阔的领域应用。

纳米复合涂层的制备

1纳米热喷涂技术热喷涂技术是材料表面强化与保护的重要技术,它在表面技术中占有重要地位。热喷涂是利用一种热源将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态,并通过气流吹动使其雾化并高速喷射到基材表面,以形成喷涂层的表面加工技术〔’〕。纳米微粒用于热喷涂技术中备的纳米复合涂层与传统涂层相比,在强度、韧性、耐蚀、耐磨、热障、抗疲劳等方面有显著改善,而且部分涂层可以同时具有多种性能

制备纳米复合涂层的热喷涂方法包括超高速火焰喷涂、真空等离子喷涂、双丝电弧喷涂等。李春福困等研究了对A1T3粉(纳米1A20。与ITOZ混合物,ITO:质量分数为13%)在等离子喷涂中的应用,将经过超声乳化的纳米微粒与A1T3粉末混合,搅拌均匀,在适宜的温度下烧结,制成适于等离子喷涂用,利用此粉制备的纳米复合涂层的流平性能好,元素分布均匀,通孔率减小,涂层残余应力降低,结合力提高,内部微裂纹减小,涂层耐磨、耐蚀性能明显提高。丁红燕等川将分散好的纳米1A20。与F102粉(镍、铬、硼、硅自熔性合金粉)进行球磨混合制备了混合粉,再利用氧乙炔焰热喷焊工艺制备了纳米IAZ03作为弥散增强相的纳米复合涂层,纳米微粒在涂层中分散均匀,涂层的耐磨性明显增强。tSewart等「`习用高速火焰喷涂(Hvo)F制得了WC一co纳米复合涂层,在涂层组织中可以观察到,纳米微粒散布非晶态C。相中,结合良好,涂层显微硬度明显增加。Kear等〔9」对涂层硬度增加的原因作了进一步解释。PilaS等[’oJ也利用HvoF制备了ere一NICr纳米复合涂层,并对其力学和摩擦性能进行了研究,纳米微粒在涂层中分布均匀,涂层的显微硬度和弹性性质显著提高,耐磨性增加 用热喷涂技术所得到的纳米复合涂层的结合强度、硬度、耐磨和耐蚀性等都较传统涂层高,拓宽了这种技术在工业领域的应用。但如纳米微粒在涂层的分布、涂层致密度的提高及如何制备优良的纳米结构涂料等问题还需要进一步研究。2.物理气相沉积技术

蒸发和溅射是真空物理镀膜的两种主要工艺，其沉积物的全部或部分由物理手段直接提供：前者使镀料通过热蒸发而获得，即蒸发镀膜；后者是由离子轰击靶材获得，即溅射镀膜。产生溅射效应的离子来源于工作气体放电，主要是辉光放电。从靶材溅射出来的粒子具有较高的动能，有利于提高涂层的附着力和致密度[4]。溅射镀膜的研究可追溯至19世纪中。20世纪50年代，随着高频溅射技术的突破，溅射镀膜得到了迅速发展，现有两极溅射、三极溅射、反应溅射、磁控溅射、双离子溅射和中频溅射等多种沉积工艺。1964年，Mattox在前人研究的基础上推出离子镀系统，用于在金属底材上镀制耐磨和装饰等用途的涂层[6]。离子镀是指镀膜与离子轰击膜层同时进行的物理气相沉积技术。离子轰击可以改善膜层与基体之间的结合强度，改善膜层的结构(例如细化晶粒和提高致密度)和性能。事实上，离子镀是以蒸镀和溅射这两种PVD技术为基础，再加上离子轰击而衍生的次级技术 3.离子镀技术

目前，工业应用的离子镀技术主要是以蒸镀为基础的阴极电弧离子镀[7]。通过以靶材(镀料)作为阴极，真空室作为阳极并接地，进行弧光放电。弧光放电仅在阴极(靶材)表面的弧斑处进行，其温度高达8000~40000K。高温下弧斑喷出的物质有电子、离子、原子和液滴。其中，离子占30%~90%。将工件加上例如100~200V负偏压，吸引离子向工件方向运动，即可实现离子镀。电弧离子镀在20世纪80年代在美国实现产业化，并沿用至今。最近采用脉冲偏压技术，导致镀膜过程远离平衡态特性，有利于提高涂层的结合强度，降低内应力。这种技术具有沉积速度快、附着力强、适合工业化生产等许多优点，但最大的问题在于靶材喷出的液滴会影响涂层的表面光洁度和均匀性。1985年，Window等在研究溅射技术时，提出增大普通磁控溅射阴极的杂散磁场，从而使等离子体范围扩展到基体附近的非平衡磁控溅射阴极[8]。普通磁控溅射阴极的磁场将等离子体紧密地约束在靶面附近，基体(工件)附近的等离子体很弱，只受到轻微的离子和电子轰击。而非平衡磁控溅射阴极的磁场可将等离子体扩展到远离靶面处，使基体浸没其中。这有利于以磁控溅射为基础来实现离子镀，并使磁控溅射离子镀与阴极电弧蒸发离子镀处于竞争和互补的状态。英国TeerCoatings公司从20世纪90年代开始推出非平衡磁控溅射离子镀的一系列设备，用于研发和生产[9-10]。与电弧离子镀相比，溅射离子镀克服了涂层表面粗糙的难题，而且在涂层化学组分上更易于控制和调节，是目前较为新颖的一种硬质涂层合成技术。利用离子镀技术实现产业化的硬质涂层有TiN系列(包括TiC和TiCN等)硬膜、TiAlN抗高温氧化膜、CrN耐磨耐腐蚀膜、ZrN高温高强膜以及类金刚石DLC)和MoS2固体润滑膜等，它们已广泛用于刀具、模具和机械零部件等领域[11-13]。这些硬涂层的硬度一般为15~30GPa(注：纯金刚石硬度为100GPa，石英为10GPa)。由于单一涂层材料往往难以满足提高综合性能的要求，因此涂层成分将趋于多元化、复合化。例如TiN系列硬质膜正向纳米多层膜发展，其中包括TiN/TiCN、TiN/TiAlN和TiN/CrN等纳米多层膜。另一种类型是碳系列硬质膜及其复合涂层，包括DLC、CNx及其多层复合涂层。此外，还有TiN系膜与碳系硬质膜的复合涂层(如TiN/CNx)等。纳米多层涂层具有可控的一维周期结构，交替沉积的单层膜厚度一般不超过5~15nm。一般认为，纳米多层涂层的高硬度主要是由于层内或层间位错运动受阻所致。进一步的研究表明，纳米多层涂层的性能与涂层的周期膜厚有很大关系[14]，当在形状复杂的刀具或零件表面沉积纳米多层膜时，很难均匀控制各层的膜厚，同时在高温工作环境下，各层间的元素相互扩散也会导致涂层性能下降。

纳米复合涂层的性能研究

力学性能

纳米粒子的加人对于传统涂层力学性能有很大的改善。纳米微粒作为弥散相分布在涂层中,增强了涂层与基体间的结合,提高了涂层的耐磨性。纳米iToZ分散在iN一P镀液中利用化学镀制备的纳米复合镀层,镀层的硬度大于80HV,硬度的增加提高了镀层的高温抗氧化能力。利用电沉积的方法,将纳米iN微粒加入到SIC中,在纳米微粒添加到3%时,复合涂层的显微硬度较传统涂层提高了2倍[31] 蒋斌等[32]利用电刷镀技术制得的纳米SiO2/Ni复合涂层的抗疲劳性得到很大的提高,在不同的作用力下,纳米复合涂层的抗疲劳性能都比未添加纳米微粒时增加;经过退火处理后,涂层的抗疲劳程度更高。张而耕等人[33〕向PsP中分别加人纳米级SiO2和微米级SiO2,对两种复合涂层的力学性能进行了对比果表明,纳米复合涂层的附着力和耐冲击性都较微米级粒子的好,耐冲蚀磨损性能也有很大的提高,约为普通涂层的26倍,冲蚀磨损后涂层表面较为光滑,无裂纹和凹坑。将改性的纳米微粒加入热处理过的聚合物中,由于聚合物结晶度的改变及改性纳米微粒的作用,提高了纳米复合涂层的耐冲击性和热稳定性【34】，纳米SiO2对环氧树脂的改性也有显著效果,添加纳米微粒之后,复合涂层的拉伸强度提高了26%,无缺口冲击强度提高了30%[35〕。iN纳米微粒添加到聚氨酷中,复合涂层的摩擦系数减小,耐磨性提高[’36〕。环氧树脂与聚醋的混合物经过纳米Al2O3的改善,在纳米微粒添加到8%时,冲击强度较未加纳米微粒的混合物及纯环氧树脂分别增加了110%、400%,拉伸强度则分别增加了4%、165%;同时,涂层的介电性和耐热性也得到提高[37] 光、电、磁学性能

无机材料TiO2:、ZnO等具有很强的光催化功能,可利用紫外线或日光将有机物氧化为CO2和水。将纳米TiO2:添加于涂料中,制成光催化涂料,利用阳光分解环境污染物,达到减少污染、保护环境的目的利用TiO2:的透明性、紫外线吸收性,将纳米TiO2:金属闪光材料与铝粉颜料或珠光颜料等混合用在涂料中,能产生随角异色效应,可制作汽车金属闪光面漆,这种漆还具有极强的附着力和耐酸碱性能,在高档汽车涂料、商标印刷油墨、特种建筑涂料等具有很大的应用市场

纳米复合涂层因纳米微粒的导电性可制成抗静电材料。诸如纳米微粒Fe2O3、TiO2、Cr2O3、ZnO等具有半导体特性的氧化微粒制成具有良好静电屏蔽性能的涂料,而且可以调节颜色。在化纤品中加人金属纳米微粒可以解决其静电问题,提高安全性[[38] 米金属微粒具有较大的比表面,而且具有较好的吸收电磁波的特性,利用这个特性可以开发纳米隐身涂料。纳米磁性材料特别是类似铁氧体的纳米磁性材料加人涂料中,既有优良的吸波特性,又有良好的吸收和耗散红外线的性能,加之相对密度小,在隐身方面的应用有明显的优越性。采用单磁畴针状微粒制备的纳米复合涂层,具有单磁畴结构,高矫顽力,用它做磁性记录材料可以提高记录密度,提高信噪比。纳米复合涂层的应用

近年来，不少研究机构采用PVD(包括磁控溅射)技术制备纳米复合涂层，例如nc-TiN/a-Si3N4、nc-TiN/BN和nc-TiAlN/a-Si3N4等。初步研究结果显示，纳米复合涂层在金属加工特别是干切削中有良好的应用前景。纳米复合涂层技术之所以能够起到这种重要作用，根本原因在于材料的纳米尺寸效应，即当晶粒尺寸进入纳米尺度范围(<10nm)时，物质显示出与常规材料截然不同的特性(例如超高硬度)[16-17]。纳米复合涂层及其在干切削加工中的应用是目前高性能刀具的研究开发热点。硬质涂层的应用可减小刀具与工件的摩擦，降低刀具在切削中的磨损，延长刀具的使用寿命。此外，高精度数控机床的应用和普及，绿色制造理念的提出，各种高硬度、高韧性的难切削材料的加工，使干切削技术愈来愈受到重视，同时也对刀具涂层技术及涂层材料提出了更高要求。而纳米复合涂层的发展顺应了现代机械加工对高效、高精度、高可靠性和环保的需求。迄今为止，纳米涂层在制造业上的应用已初见成效[18]。例如，瑞士Platit公司利用LARC®(LateralRotatingARC-Cathodes)技术开发的新一代nc-TiAlN/a-Si3N4纳米复合涂层以及其他纳米多层膜，其高温硬度十分突出[19-20]；德国CemeCon公司推出了新的纳米结构(Supernitrides)涂层[21]，这类涂层将硬质涂层的抗磨损性能及氧化物涂层的化学稳定性结合起来，在应用中表现出极佳的热稳定性；Balzers和Teer等公司在硬质涂层表面上再镀上固体润滑纳米涂层如WC/C和MoS2/Ti，发现刀具的干切削效能得到进一步提高[22-23]。结论

将纳米材料与表面涂层技术相结合制备出的纳米复合涂层较传统涂层有更大的优越性。纳米复合涂层均匀、结构致密,有更好的力学性能如耐磨性、硬度、抗氧化性和耐腐蚀性等。利用纳米材料的不同性质,在其他领域中,纳米复合涂层也展示其诱人的前景,利用纳米微粒光催化作用制备的纳米复合涂层用于室内、医院及某些公共场合可以产生很好的抗菌、杀菌及自清洁功能;纳米微粒特有的吸波能力,使得复合涂层广泛应用于飞机、导弹、军舰等武器装备上；利用纳米复合涂层中纳米微粒对环境的敏感性,可望制备出小型化、多功能、低能耗传感器,如红外线传感器、压电传感器、光传感器等。用分子自组装技术已经制备了很好的双疏性单分子膜,具有很好的摩擦学性能〔43,〕;将TiO2纳米线与聚合物单体在玻璃片上用浸涂法成膜,再用紫外光照射引发原位聚合,得到TiO2:纳米线弥散在高聚物的纳米复合膜〔44,这种纳米复合膜具有良好的减摩功能[45];同时,还利用原位复合技术制备了含氟聚合物一纳米TiO2/聚丙烯酸丁醋纳米复合膜及摩擦性能复合涂层,涂层具有很好的疏水效果[46]。

纳米复合涂层的研究还处于刚刚起步阶段,有很多问题有待于进一步研究,如纳米微粒表面修饰和包覆、纳米功能涂层的制备、纳米微粒与表面涂层技术的结合等方面。在纳米材料的制备合成技术不断取得进展和基础理论研究日益深人的基础上,纳米涂层将会有更快、更全面的发展,制备方法也在不断得到创新和完善,其应用将遍及多个领域。

参考文献

1.张立德，牟季美，纳米材料学[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，1994，10 2.Cheiter H.[J].金属学报，1997,33(2):166 3.吴秋允，等.[J].材料研究学报，1997,11(3):331~334 4.

第五篇：功能材料学课程论文

课

程

论

文 评 分 标 准

论文题目自拟（功能材料方向）

写作要求：

1、论述某一种功能材料的概念、分类、进展、应用、发展趋势。（40分）

2、论文书写顺序为：题目、作者、摘要、介绍、正文、结论、参考文献。（10）

3、语言流畅，用词规范，论证条理清晰，论据充分，重点突出，立意新颖，结合实际。（20分）

4、严禁抄袭，发现后按不及格处理。

5、字数在3000字以上。（10分）

6、论文格式要求，用Word文档格式，A4纸，页面设计选用Word文档默认参数，第2行标题3#黑体居中；第3行为空行，第4行姓名小4#楷体居中；第5行学院、专业小4#楷体居中；第6行为空行，第7行摘要小五宋体；另起行关键词小五宋体；正文与关键词之间空一行，5#宋体首行缩进2个字符。（10分）

7、参考文献用小5#宋体。（10分）

期刊：[序号] 作者.题名[J].刊名，出版年，卷号（期号）：起止页码.书籍：[序号] 作者.书名(版次，第1版不标注)[M].出版地：出版者，出版年.起止页码.论文集：[序号] 作者.题名[A].论文集编者.文集名[C].出版地：出版者，出版年.起止页码.学位论文：[序号] 作者.题名[D].保存地点：保存单位，年份.报纸：[序号] 作者.题名[N].报纸名，出版日期（版次）.