Os metais nanocristalinos são caracterizados por seu tamanho de cristal extremamente pequeno, normalmente variando de 1 a 100 nanômetros (nm). Isto contrasta com os metais normais, que têm tamanhos de cristal que podem ser de vários micrômetros (µm) ou maiores. O tamanho menor do cristal em metais nanocristalinos resulta das condições únicas de processamento usadas para produzi-los, como solidificação rápida ou deformação plástica severa.

Aqui estão as principais diferenças no tamanho dos cristais entre metais nanocristalinos e metais normais:

1. Tamanho do cristalito :A diferença mais óbvia é o tamanho dos cristalitos ou grãos individuais que constituem o metal. Em metais nanocristalinos, o tamanho do cristalito é normalmente inferior a 100 nm, enquanto em metais normais, o tamanho do cristalito pode ser de vários micrômetros ou maior.

2. Limites de grãos :Os metais nanocristalinos têm uma densidade de contorno de grão significativamente maior devido ao tamanho menor do cristal. Os limites dos grãos são as interfaces entre os cristalitos adjacentes e desempenham um papel importante na determinação das propriedades do metal.

3. Relação superfície/volume :Os metais nanocristalinos têm uma relação superfície-volume mais alta em comparação com os metais normais. Isto ocorre porque a área superficial total dos numerosos cristalitos pequenos é maior em comparação com a área superficial total de menos cristalitos maiores. O aumento da proporção superfície-volume pode afetar a reatividade química e as propriedades físicas do metal.

4. Propriedades Mecânicas :Os metais nanocristalinos geralmente exibem propriedades mecânicas melhoradas, como maior resistência e dureza, devido à estrutura de grão única e à presença de limites de grão.

5. Propriedades Térmicas :Metais nanocristalinos podem exibir propriedades térmicas diferentes em comparação com metais normais. Por exemplo, eles podem exibir maior condutividade térmica ou temperaturas de fusão mais baixas devido à maior densidade de contorno de grão e ao menor tamanho dos cristalitos.

6. Propriedades Elétricas :As propriedades elétricas dos metais nanocristalinos podem ser significativamente diferentes daquelas dos metais normais. Metais nanocristalinos podem apresentar maior resistividade elétrica devido ao aumento do espalhamento de elétrons nos limites dos grãos.

No geral, o tamanho reduzido do cristal em metais nanocristalinos leva a propriedades únicas que diferem daquelas dos metais normais, tornando-os valiosos para diversas aplicações em campos como catálise, sensores, armazenamento de energia e materiais avançados.