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新型納米材料種類

PCB88475579?來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)整理? 2018年01月15日 14:12 ? 次閱讀

  信息、能源、新材料被認(rèn)為是二十一世紀(jì)的三大支柱,而納米材料(某一維尺寸在1-100nm范圍內(nèi)的材料稱為納米材料)在這三個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展中都有極其重要的作用,如信息---原子開關(guān)、磁記錄材料、光電功能材料;能源---納米鉑作催化劑利用太陽(yáng)能制氫,產(chǎn)率提高幾十倍,碳納米管的貯氫燃料;新材料--超塑性陶瓷、隱身材料等。世界各國(guó)都先后認(rèn)識(shí)到納米技術(shù)的重要性,美國(guó)是最早開始研究納米技術(shù)的國(guó)家之一,

  而在1990年日本決定每年投入$6000萬(wàn)成立兩個(gè)研究機(jī)構(gòu),一個(gè)是生命科學(xué),另一個(gè)是納米科學(xué);1992年我國(guó)將納米材料科學(xué)作為重大基礎(chǔ)研究列入國(guó)家攀登計(jì)劃。早在1959年諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者費(fèi)曼提出“操縱”原子的思想以制備納米材料;

  1963年用氣體蒸發(fā)法制備金屬納米粒子并用電鏡表征;70’至80’系統(tǒng)研究金屬微粒費(fèi)米面附近的能級(jí)狀態(tài)的Kubo理論,用量子尺寸效應(yīng)解釋納米特性如金屬在尺寸減小到納米時(shí)成為非導(dǎo)體,而絕緣體卻可成為導(dǎo)體;1987年美國(guó)Argon實(shí)驗(yàn)室的Siegel制備以納米TiO2多晶體,發(fā)現(xiàn)納米陶瓷在低溫下出現(xiàn)超塑性;

  1990年7月在美國(guó)的巴爾基摩召開了第一屆國(guó)際納米科學(xué)技術(shù)(NST)會(huì)議,1997年美國(guó)科學(xué)家首次用單電子移動(dòng)單電子,可望在在不久的將來(lái)研制成功速度和存貯容量比現(xiàn)在提高成千上萬(wàn)倍的量子計(jì)算機(jī);到1999年,納米技術(shù)已逐步走向工業(yè)化。

  以下簡(jiǎn)單介紹納米材料的分類

  納米材料的分類

  按納米材料的結(jié)構(gòu)分類

  ----分為零維、一維、二維和三維納米材料。晶粒尺寸至少在一個(gè)方向上為0-100nm的材料稱為三維納米材料;具有層狀結(jié)構(gòu)的稱為二維納米材料;具有纖維結(jié)構(gòu)的稱為一維納米材料,具有原子簇和原子束結(jié)構(gòu)稱為零維納米材料。

  按納米材料的組成分類

  ---分為金屬、金屬合金及其氧化物納米材料、無(wú)機(jī)納米材料、有機(jī)納米材料、納米雜化材料。

  按納米材料有序性分類

  ----按納米材料內(nèi)部的有序性可分結(jié)晶納米材料及非晶納米材料。

 

  納米材料一般分為:納米微粒、納米薄膜(多層膜和顆粒膜)、納米固體。

  納米微粒

  納米微粒是納米體系的典型代表,一般為球形或類球形(與制備方法密切相關(guān)),它屬于超微粒子范圍(1~1000nm)。由于尺寸小、比表面大和量子尺寸效應(yīng)等原因,它具有不同于常規(guī)固體的新特性,也有異于傳統(tǒng)材料科學(xué)中的尺寸效應(yīng)。

  比如,當(dāng)尺寸減小到數(shù)個(gè)至數(shù)十個(gè)納米時(shí),原來(lái)是良導(dǎo)體的金屬會(huì)變成絕緣體,原為典型共價(jià)鍵無(wú)極性的絕緣體其電阻大大下降甚至成為導(dǎo)體,原為p型的半導(dǎo)體可能變?yōu)閚型。常規(guī)固體在一定條件下其物理性能是穩(wěn)定的,而在納米態(tài)下其性能就受到了顆粒尺寸的強(qiáng)烈影響,出現(xiàn)幻數(shù)效應(yīng)。

  從技術(shù)應(yīng)用的角度講,納米顆粒的表面效應(yīng)等使它在催化、粉末冶金、燃料、磁記錄、涂料、傳熱、雷達(dá)波隱形、光吸收、光電轉(zhuǎn)換、氣敏傳感等方面有巨大的應(yīng)用前景。

  納米薄膜

  納米薄膜是由納米晶粒組成的準(zhǔn)二維系統(tǒng),它具有約占50%的界面組元,因而顯示出與晶態(tài)、非晶態(tài)物質(zhì)均不同的嶄新性質(zhì)。

  比如,納米晶Si膜具有熱穩(wěn)定性好、光吸收能力強(qiáng)、摻雜效應(yīng)高、室溫電導(dǎo)率可在大范圍內(nèi)變化等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)估計(jì),納米薄膜將在壓阻傳感器、光電磁器件及其它薄膜微電子器件中發(fā)揮重要作用。

  納米固體

  納米固體是由大量納米微粒在保持表(界)面清潔條件下組成的三維系統(tǒng),其界面原子所占比例很高,因此,與傳統(tǒng)材料科學(xué)不同,表面和界面不再往往只被看成為一種缺陷,而成為一重要的組元,從而具有高熱膨脹性、高比熱、高擴(kuò)散性、高電導(dǎo)性、高強(qiáng)度、高溶解度及界面合金化、低熔點(diǎn)、高韌性和低飽和磁化率等許多異常特性,可以在表面催化、磁記錄、傳感器以及工程技術(shù)上有廣泛的應(yīng)用。

  總體而言,目前對(duì)納米材料的研究主要有兩個(gè)方面。一是探索新的合成方法,發(fā)展新型的納米材料。二是系統(tǒng)地研究納米材料的性能、微結(jié)構(gòu)和譜學(xué)特征等,對(duì)照常規(guī)材料探究納米材料的特殊規(guī)律,建立描述和表征納米材料的新概念和新理論。

  1.按照材質(zhì),可分為金屬納米材料、無(wú)機(jī)納米材料、有機(jī)納米材料等;

  2.按照幾何結(jié)構(gòu),可分為零維納米材料(顆粒)、一維納米材料(納米管或纖維)、二維納米材料(薄膜)、三維納米材料(納米塊體);

  3.按照用途,可分為功能納米材料和結(jié)構(gòu)納米材料; 4.按照特殊性能,又可分為納米潤(rùn)滑劑、納米光電材料、納米半透膜等等

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發(fā)表于 2021-04-08 15:01? 319次閱讀
碳納米聚合物材料可治理脫硫泵變徑管道沖刷腐蝕的問...

淺談100噸轉(zhuǎn)爐耳軸傳動(dòng)側(cè)軸承位磨損輕松修復(fù)方法

耳軸常應(yīng)用于大型轉(zhuǎn)爐爐體上,也是比較普遍的一種軸承。由于設(shè)備龐大,受環(huán)境和壓力等情況,轉(zhuǎn)爐耳軸傳動(dòng)側(cè)....
發(fā)表于 2021-04-07 15:29? 478次閱讀
淺談100噸轉(zhuǎn)爐耳軸傳動(dòng)側(cè)軸承位磨損輕松修復(fù)方法

對(duì)于HRM立磨輥芯磨損,哪種修復(fù)工藝可延長(zhǎng)壽命

HRM型立式磨作為一種新型節(jié)能粉磨設(shè)備被許多企業(yè)廣泛使用,立磨磨盤和磨輥是重要的研磨部件,而立磨輥芯....
發(fā)表于 2021-03-31 15:37? 400次閱讀
對(duì)于HRM立磨輥芯磨損,哪種修復(fù)工藝可延長(zhǎng)壽命

運(yùn)輸皮帶縱向撕裂劃傷用什么材料可實(shí)現(xiàn)快速修復(fù)

運(yùn)輸皮帶是帶式輸送機(jī)的主要部件,主要用于煤炭、礦山、冶金、化工、建筑和交通等部門的大規(guī)模連續(xù)化運(yùn)輸,....
發(fā)表于 2021-03-31 15:06? 1352次閱讀
運(yùn)輸皮帶縱向撕裂劃傷用什么材料可實(shí)現(xiàn)快速修復(fù)

煤粉集塵器焊縫滲漏不用電焊現(xiàn)場(chǎng)封堵技術(shù)的介紹

煤粉集塵器焊縫出現(xiàn)滲漏情況: 某水泥企業(yè)煤粉集塵器三分之二的過(guò)濾布袋出現(xiàn)滲漏,滲漏的原因是部分布袋出....
發(fā)表于 2021-03-31 15:03? 352次閱讀
煤粉集塵器焊縫滲漏不用電焊現(xiàn)場(chǎng)封堵技術(shù)的介紹

軸承座磨損墊銅皮如何解決,有什么有效方法

軸承座一般指安裝軸承的空間,它的加工精度一般較高。軸承座磨損問題是所有傳動(dòng)部件的通病,有的企業(yè)為了節(jié)....
發(fā)表于 2021-03-29 16:58? 935次閱讀
軸承座磨損墊銅皮如何解決,有什么有效方法

紙機(jī)烘缸軸頭單邊20mm磨損,現(xiàn)場(chǎng)該如何維修

一、烘缸軸頭磨損案例說(shuō)明: 某企業(yè)紙機(jī)烘缸直徑:1800mm、車速:400m/min左右;軸頭直徑:....
發(fā)表于 2021-03-29 15:55? 353次閱讀
紙機(jī)烘缸軸頭單邊20mm磨損,現(xiàn)場(chǎng)該如何維修

換熱器管板腐蝕嚴(yán)重,用什么材料可做到防腐保護(hù)

換熱器滲漏是使用中比較常見的設(shè)備問題,滲漏主要是腐蝕造成的。使用換熱器管板部分一般與工業(yè)冷卻水接觸,....
發(fā)表于 2021-03-23 15:32? 685次閱讀
換熱器管板腐蝕嚴(yán)重,用什么材料可做到防腐保護(hù)

修復(fù)碎煤機(jī)傳動(dòng)軸軸徑磨損的方法是怎樣的

碎煤機(jī)是一種帶有破碎環(huán)的沖擊轉(zhuǎn)子式破碎機(jī),碎煤機(jī)主要適用于燃煤電廠,因鍋爐用煤通常是未經(jīng)過(guò)分級(jí)的原煤....
發(fā)表于 2021-03-21 11:03? 365次閱讀
修復(fù)碎煤機(jī)傳動(dòng)軸軸徑磨損的方法是怎樣的

碳納米聚合物材料修補(bǔ)干式煤氣柜腐蝕泄露的過(guò)程介紹

干式煤氣柜腐蝕泄露問題是比較常見的,但腐蝕機(jī)理是比較復(fù)雜的,無(wú)論是氣相腐蝕還是液相腐蝕,歸根到底都屬....
發(fā)表于 2021-03-21 11:01? 442次閱讀
碳納米聚合物材料修補(bǔ)干式煤氣柜腐蝕泄露的過(guò)程介紹

我們?cè)撊绾翁幚硖嵘龣C(jī)主軸軸徑磨損的故障

提升機(jī)是通過(guò)改變勢(shì)能進(jìn)行運(yùn)輸?shù)拇笮蜋C(jī)械設(shè)備,如礦井提升機(jī)、過(guò)壩提升機(jī)等。大型提升機(jī)設(shè)備的主軸在使用過(guò)....
發(fā)表于 2021-03-16 14:29? 404次閱讀
我們?cè)撊绾翁幚硖嵘龣C(jī)主軸軸徑磨損的故障
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