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從液態到固態：納米晶體材料如何在瞬間變化？
納米晶體材料（NC材料）是一種具有只有幾納米晶粒大小的多晶材料。這些材料填補了無長程有序的無定形材料與傳統粗粒材料之間的空隙。納米晶體材料的定義各有不同，但通常被認為晶粒大小在100納米以下的材料即屬於該類，而晶粒大小在100至500納米之間的則被認為是“超細”晶粒。納米晶體樣品的晶粒大小可透過X射線衍射進行估算，在具有非常小的晶粒大小的材料中，衍射峰會變得更加寬廣。
納米晶體材料的獨特性在於它們能填補結構材料中最小的晶粒大小與擁有最大物理強度之間的差距。
合成方法
納米晶體材料的製備可採用幾種方法，這些方法通常依據材料在形成納米晶體最終產品之前所經歷的物質相而分類。
固態處理
固態工藝不涉及熔化或蒸發材料，通常在相對較低的溫度下進行。機械合金化、高能球磨等都是一些例子。
液態處理
納米晶體金屬可通過從液態快速凝固而生成，如熔旋技術，這通常生成一種無定形金屬，後續可通過加熱超過結晶溫度將其轉變為納米晶體金屬。
氣相處理
納米晶體材料的薄膜可通過化學氣相沉積等氣相沉積過程製造。
溶液處理
某些金屬，特別是鎳及鎳合金，可以通過電沉積製作成納米晶體箔。
機械性能
納米晶體材料在機械性質上相比粗晶粒材料表現出卓越的性能。由於納米晶體材料中的晶界體積分數可能高達30%，這一無定形晶界相對材料機械性能的影響顯著。
納米晶體金屬的優異屈服強度源於晶界強化，晶界在阻止位錯運動方面極為有效。
納米晶體金屬
納米晶體金屬的屈服強度主要由於晶界強化，因為晶界非常有效地阻擋了位錯的運動。隨著晶粒尺寸的減小，臨界屈服應力隨之增加。
納米晶體陶瓷
雖然陶瓷的機械行為通常受缺陷（如多孔性）主導，但在高密度陶瓷樣品中也觀察到了晶粒尺寸強化的現象。此外，納米晶體陶瓷比粗陶瓷更快速地燒結，進而導致更高的密度和優異的機械性能。
處理技術
儘管納米晶體材料的合成相對簡單，將它們轉化為大型組件時仍存在困難。延長的高溫暴露會導致納米晶體材料的粗化，因此需要低溫和快速緻密化技術來將這些材料處理為大塊組件。
目前，在納米晶體材料的研究中，我們已經看到了許多潛在的技術，例如火花等離子體燒結或超聲波增材製造的應用。但是，如何將這些先進的納米晶體技術推廣到商業規模仍然是未來的重要挑戰。
納米晶體材料的熱穩定性通常較低，但透過合金化和其他技術，可以提高其耐高溫性能。
在探索這些材料的過程中，他們的液態到固態變化無疑展示了納米科技的潛力，然而我們需要思考，未來的納米晶體材料會在其他領域發揮什麼樣的作用呢？
