纳米晶材料由纳米级尺寸(1~10nm)的晶体所组成的材料。由于晶体极细，故晶界可占整个材料的50%或更多。其原子排列既不同于有序的结晶态，也不同于无序的非晶态(玻璃态)。其性能也不同于相同成分的晶体或非晶体。
制备过程包括：在惰性气体中(0.1~1kPa)将材料热蒸发，而后凝聚成纳米级尺寸的晶体，将此种细小粉末括下，压实。也可用喷溅法、电子枪或激光法代替热蒸发法。也可用球磨、气相合成或凝胶分解等方法制备纳米级晶体。是当前材料科学的一个热点。纳米晶材料由于超细的特点，具有常规材料无法比拟的性能。由于尺寸导致的金属绝缘体转变效应，使纳米晶金属粉末为绝缘体。纳米粉末可用于厚膜技术制备细长的导电隧道，也可用作在高频技术领域中广泛应用的以陶瓷或高分子材料为基体的高弥散材料的弥散相。多孔的纳米材料烧结体具有极强的活性，适合于做催化剂和大功率的电容器。致密的纳米材料是在室温下用很高的压力将纳米粉末压制成致密压坯，然后在100~200℃下烧结而得，残留气孔可趋于零。由于其高的晶界密度，可使强度提高一个数量级。
纳米材料的特性当超微米粒子尺寸不断减小，在一定条件下，会引起材料宏观物理、化学、机械等性质上的变化，通常称为小尺寸效应。另外，由于纳米微粒尺寸小，表面能高，这称为纳米微粒的表面效应，它是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比，随着纳米粒子尺寸的减小，而大幅度的增加，于是粒子的表面能和表面张力也随着增加，从而引起纳米粒子的性质变化。由于纳米晶材料组成和结构的特殊性，其性能比传统材料有明显的改善和提高，尤其是具有超硬度、超模量效应等的特殊性。
分类纳米材料的组成一般分为两种类型：一类是由纳米粒子组成的；；另一类纳米材料是在纳米粒子间有较多的孔隙或无序原子或另一种材料。或者纳米粒子镶嵌在另一种基质材料中，就属于第二类称为复合材料，由于纳米材料在光学电学、催化、敏感等方面具有很多特殊性能，因此得到广阔的应用。1
制备方法约有200名种方法能制取不同形式的纳米结构材料，最基本的可归纳为以下五种类型:
(1)气相法(如物理或化学气相沉积惰性气体凝聚等)；
(2)液相法(如快速固化、雾化等)；
(3)固相法(如机械研磨、非晶态初始晶化等)；
(4)化学法(如溶胶、凝胶法、沉积法等)；
(5)电化学法(如电沉积法、复合电沉积法、化学镀法等)。1
电化学法的优点(1)电沉积层具有独特的高密度和低孔隙率，结晶组织取决于电沉积参数。通过控制电流电压、电解液组分和工艺参数，就能精确地控制膜层的厚度、化学组分、晶粒组织、晶粒大小和孔隙率等；
(2)适合于制备纯金属纳米晶膜、合金膜及复合材料膜等各种类型膜层；
(3)电沉积过程，过电势是主要推动力，容易实现、工艺灵活、易转化；
(4)可在常温常压下操作，节约了能源，避免了高温引入的热应力；
(5)电沉积易使沉积原子在单晶基质上外延生长，易得到较好的外延生长层；
(6)有很好的经济性和较高的生产率，初始投资低。1
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黎明 - 副教授 - 西南大学