第一篇：納米材料的應(yīng)用論文：納米材料在化工產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用

納米材料的應(yīng)用論文：

納米材料在化工產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用

摘要:納米材料是處于原子簇與宏觀物體交界過渡區(qū)的一種系統(tǒng),具有獨(dú)特的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。納米材料的發(fā)展在物理、化學(xué)、生物、醫(yī)藥和材料等領(lǐng)域帶來了新機(jī)遇,在化工產(chǎn)業(yè)也得到了一些應(yīng)用。本文主要介紹了納米材料的制備方法,然后對它在催化、過濾分離、涂料和精細(xì)化工四方面的應(yīng)用進(jìn)行了淺析。

關(guān)鍵詞:納米材料 化工產(chǎn)業(yè)

納米材料又稱為超細(xì)微粒、超細(xì)粉末。因?yàn)槠渚哂屑炔煌趬K體材料,也不同于原子的結(jié)構(gòu),其晶粒的分界面處于既非長程有序、又非短程有序的高度無序狀態(tài),因此納米材料具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等一系列特殊的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)[1]。80年代初納米材料概念形成后,納米材料引起了物理學(xué)家、化學(xué)學(xué)家和材料學(xué)家越來越多的興趣與重視。由于其表現(xiàn)出獨(dú)特的光、電、磁、熱、力學(xué)、機(jī)械等性能,納米技術(shù)已經(jīng)快速的滲透到各個(gè)領(lǐng)域中去。近年來,納米材料在化工產(chǎn)業(yè)中也得到了一定應(yīng)用,并表現(xiàn)出了它應(yīng)有的獨(dú)特魅力。本文首先介紹了納米材料的制備方法,然后在文章最后分析了其在催化、過濾分離、涂料與精細(xì)化工四方面的應(yīng)用。

1納米材料的制備

納米材料的制備方法主要包括物理方法和化學(xué)方法。物理方法由于制備的顆粒檔次不高,因此化工產(chǎn)業(yè)主要采用化學(xué)方法進(jìn)行制備。化學(xué)方法主要包括化學(xué)共沉淀法、溶膠—凝膠法、水熱法、微乳液法、噴霧熱解法、沖擊波合成法等。下面對其中的一些制備方法進(jìn)行一下簡單介紹。

1.1化學(xué)共沉淀法

化學(xué)沉淀法是指在包含兩種或兩種以上金屬離子的可溶性鹽溶液中加入適當(dāng)沉淀劑,將金屬離子均勻沉淀或結(jié)晶出來,再經(jīng)過濾、洗滌、干燥、煅燒和熱分解等工藝而得到納米材料的方法。

以ZnFe2O4的合成為例,其反應(yīng)過程可用下式表示:

產(chǎn)生共沉淀 Fe(NO3)3+Zn(NO3)2+5NaOH=Fe(OH)3+Zn(OH)2+5NaNO3

煅燒時(shí)的故鄉(xiāng)反應(yīng) 2Fe(OH)3+Zn(OH)2=ZnFe2O4+4 H2O

1.2溶膠—凝膠法

溶膠—凝膠法是將金屬醇鹽或者無機(jī)鹽經(jīng)過水解而直接形成溶膠,或者經(jīng)過解凝形成溶膠,然后使溶質(zhì)聚合凝膠化,然后使凝膠干燥、煅燒以去除有機(jī)成分,最后合成納米材料的方法。

1.3水熱法

水熱法是以水為溶劑,在較高溫度和壓力下(100℃、105Pa以上),在一個(gè)密閉壓力容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)而制備納米材料的方法,它制備的納米材料具有粒徑小、粒度均勻、不需要高溫煅燒預(yù)處理和可實(shí)現(xiàn)多價(jià)離子摻雜等優(yōu)點(diǎn)。

2納米材料在化工產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用

2.1納米材料在催化方面的應(yīng)用

催化劑在化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中可以有效控制反應(yīng)時(shí)間、提高反應(yīng)效率和速度。但傳統(tǒng)的催化劑催化效率比較低,不僅造成原料浪費(fèi)、難以提高經(jīng)濟(jì)效益,而且對環(huán)境也造成了很大程度的污染。

納米材料由于表面活性中心多,其多孔的結(jié)構(gòu)成為它作為催化劑的必要條件,它可以在很大程度上提高反應(yīng)速度和效率,降低反應(yīng)溫度和條件,甚至使原先不能進(jìn)行的反應(yīng)也得以

實(shí)現(xiàn)。納米材料作為催化劑在反應(yīng)速度上比傳統(tǒng)的催化劑提高了10到15倍。納米材料作為催化劑應(yīng)用較多的是半導(dǎo)體光催化劑,每一個(gè)半導(dǎo)體顆粒可以看成一個(gè)分散在溶液里的短路的微型電池。用一定能量的光照射半導(dǎo)體時(shí),半導(dǎo)體吸光形成電子—空穴對。然后在外加電場的作用下,電子—空穴對分離,分別遷移到顆粒不同的表面位置,與溶液中相似的成分進(jìn)行氧化與還原反應(yīng)。半導(dǎo)體光催化劑一般可以有效降解水中的有機(jī)污染物。比如氧化鈦不僅有著較高的光催化活性,而且耐酸堿腐蝕、對光穩(wěn)定、無毒、成本低、易制備等特點(diǎn)。用納米材料作為化學(xué)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中的催化劑是未來催化科研不可忽視的課題。

2.2納米材料在過濾分離方面的應(yīng)用

納米材料過濾分離技術(shù)主要應(yīng)用在水和空氣的純化、藥物和酶的提純、油水分離等方面。雖然氧分子與氮分子大小差距僅0.02nm,但利用納米材料進(jìn)行純氧的生產(chǎn)無需深冷工藝,可以直接從氧分子中去除氮[2]。除此之外,納米多孔材料實(shí)現(xiàn)了除重金屬等環(huán)境治理方面的應(yīng)用,碳納米管制成的分離膜實(shí)現(xiàn)了高速低壓氣體的分離。

2.3納米材料在涂料方面的應(yīng)用

由于納米材料表面和結(jié)構(gòu)的特殊性,具有強(qiáng)度高、耐磨耗、透明和導(dǎo)電等特點(diǎn)。在傳統(tǒng)涂料中加入納米材料,可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)涂料功能的改性,比如在衛(wèi)生用品上實(shí)現(xiàn)殺菌保潔作用、在標(biāo)牌上可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存太陽能的目的、在玻璃等建材產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)減少光的透射與熱傳遞、在汽車裝飾噴涂業(yè)上使汽車的金屬閃光面漆涂層產(chǎn)生神秘的色彩效果。具有半導(dǎo)體性質(zhì)的納米氧化物材料由于在室溫下具有比傳統(tǒng)氧化物較高的導(dǎo)電性,從而起到良好的靜電屏蔽作用。而納米SiO2可以使涂料抗紫外線輻射、抗老化、提高光潔度和強(qiáng)度。

2.4納米材料在精細(xì)化工方面的應(yīng)用

精細(xì)化工是一個(gè)數(shù)量繁多、用途廣泛的工業(yè)領(lǐng)域。納米材料由于其優(yōu)越的性能也注定在精細(xì)化工方面得到廣泛的應(yīng)用。比如在橡膠中加入納米SiO2可以提高抗紫外輻射能力,加入納米SiO2和Al2O3可以提高耐磨性、介電性與彈性。在塑料中加入納米材料可以提高強(qiáng)度、韌性,從而提高塑料的致密性與防水性。在有機(jī)玻璃中加入經(jīng)過表面修飾處理的納米SiO2可以提高有機(jī)玻璃的抗紫外、抗老化的目的,而加入納米Al2O3可以提高有機(jī)玻璃的高溫沖擊韌性,而且不會(huì)影響其透明性。

3結(jié)語

21世紀(jì)將是納米技術(shù)的時(shí)代,是21世紀(jì)最前沿、最重要的科學(xué)。隨著納米材料制備、改性技術(shù)的不斷創(chuàng)新,納米材料在化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文主要介紹了納米材料化學(xué)沉淀法、溶膠—凝膠法、水熱法等化學(xué)制備方法,并對納米材料在催化、過濾分離、涂料、精細(xì)化工等化工產(chǎn)業(yè)方面的應(yīng)用進(jìn)行了淺析。納米材料的應(yīng)用前景無可限量,必將對人類社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊輝,江仲華,葛曼珍,等.材料科學(xué)與工程,1990,8(4):29.[2] 劉太奇.納米空氣凈化技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.

第二篇：納米材料在高分子材料中的應(yīng)用論文

納米材料在高分子材料中的應(yīng)用

近年來，納米技術(shù)已成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。由于納米材料具有許多新的特性，如特殊的磁學(xué)特性、光學(xué)特性、電學(xué)特性和化學(xué)活性等，利用納米粒子的這些特性對高分子材料進(jìn)行改性，可以得到具有特殊功能的高分子材料。這不僅使高分子材料的性能更加優(yōu)異，使其更加廣泛地應(yīng)用于微電子、化工、國防、醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域，同時(shí)還為高分子改性理論體系的奠定提供了基礎(chǔ)，拓寬了高分子改性的理論。

研究發(fā)現(xiàn)，隨著顆粒尺寸的量變，在一定條件下會(huì)引起顆粒性質(zhì)的質(zhì)變。對超微顆粒而言，尺寸變小，其比表面積則顯著增加，從而產(chǎn)生特殊的光學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)化學(xué)、聲學(xué)等一片列新的性質(zhì)。另外，納米粒子由于表面存在大量活性中心，在反應(yīng)體系中可以起到高效催化的作用。目前通常是將納米微粒與聚合物基材進(jìn)行復(fù)合，利用其特殊性質(zhì)來開發(fā)新產(chǎn)品，這比研究全新的聚合物材料投資少，周期短，生產(chǎn)成本低。但是通常納米微粒粒徑小，易于團(tuán)聚，為增加材料與聚合物的界面結(jié)合力，提高復(fù)合材料的性能，需要對納米微粒進(jìn)行表面改性處理。與普通改性材料不同，納米粒子具有特殊的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)以及宏觀量子隧道效應(yīng)等，這些效應(yīng)的綜合作用導(dǎo)致了改性后的高分子材料具有特殊性能。比如，納米粒子巨大的比表面積產(chǎn)生的表面效應(yīng)，可使經(jīng)納米粒子改性后的高分子材料的機(jī)械性能、熱傳導(dǎo)性、觸媒性質(zhì)、破壞韌性等均與一般材料不同，有的材料還具有了新的阻燃性和阻隔性。

利用納米微粒的量子尺寸效應(yīng)等可制成紫外線吸收材料。例如，防曬油等化妝品中現(xiàn)在普遍加入了納米微粒，同時(shí)在具有強(qiáng)紫外吸收的納米微粒表面包裹一層對身體無害的高聚物，這樣既發(fā)揮了納米顆粒的作用，又改善了防曬油的性能。再如，塑料制品在紫外線照射下很容易老化變脆，如果在塑料表面涂上一層含有納米微粒的透明涂層吸收紫外線，這樣就可以防止塑料老化。汽車、艦船的表面涂覆的油漆主要是由氯丁橡膠、雙酚樹脂或者環(huán)氧樹脂為主要原料，在陽光的紫外線照射下很容易老化變脆，致使油漆脫落，如果在面漆中加入能強(qiáng)列吸收紫外線的納米微粒就可起到保護(hù)底漆的作用。另外，將納米微粒分散到樹脂中制成膜，可用作半導(dǎo)體器件的紫外線過濾器。

在航空航天材料的加工生產(chǎn)中，納米材料也有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢，特別是由輕元素組成的納米材料在航空隱身材料方面應(yīng)用十分廣泛。～些納米復(fù)合粉體與高分子纖維結(jié)合，對中紅外波段有很強(qiáng)的吸收性能，對紅外探測器有很好的屏蔽作用。納米磁性材料，特別是類似鐵氧體的納米磁性材料加入涂料中，既有優(yōu)良的吸波特性，又有良好的吸收和耗散紅外線的性能，甚至可以改變雷達(dá)波的反射信號，加之其比重輕，因此在隱身方面的應(yīng)用上有明顯的優(yōu)越性。 納米材料對光吸收和對靜電屏蔽的特性，使其在日常生活和國防上也有著很重要的應(yīng)用前景。發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始用納米復(fù)合粉添加的纖維制成軍服，這種纖維不僅對人體釋放的紅外線有很好的屏蔽作用，而且對人體紅外線有強(qiáng)吸收作用，可以增加保暖作用，減輕農(nóng)服的重量。化纖衣物和地毯由于靜電效應(yīng)在摩擦?xí)r會(huì)產(chǎn)生放電，不僅有安全隱患，同時(shí)很容易吸附灰塵，給使用者帶來很多不便。金屬納米微粒為解決這一問題提供了一個(gè)新的途徑，只要在化纖制品中加入少量金屬納米微

粒，就會(huì)使靜電效應(yīng)大大降低。

在家電用高分子材料，納米靜電屏蔽材料的應(yīng)用近來也開始得到了推廣。電器外殼如果不能進(jìn)行靜電屏蔽，電器的信號就會(huì)受到外部靜電的嚴(yán)重干擾。為了改善靜電屏蔽涂料的性能，日本松下公司已研制成功具有良好靜電屏蔽的納米涂料，這些具有半導(dǎo)體特性的納米氧化物粒子，在室溫下具有比常規(guī)的氧化物高的導(dǎo)電特性，因面能起到靜電屏蔽作用，同時(shí)氧化物納米微粒顏色各異，可以通過復(fù)合控制靜電屏蔽涂料的顏色。因此這種納米靜電屏蔽涂料不但有很好的靜電屏蔽特性，而且也克服了炭黑靜電屏蔽涂料只有單一顏色的單調(diào)性。

在醫(yī)用高分子材料領(lǐng)域，日本東京大學(xué)日前通過結(jié)合納米級的微小分子環(huán)和高分子材料開發(fā)出了凝膠狀的新型醫(yī)療材料。這種新材料的可見光的通過率高達(dá)98 2％，而且即使拉長8倍，材料也能恢復(fù)原狀，并不會(huì)受到任何破壞。這種性能優(yōu)異的材料可望用來生產(chǎn)隱形眼鏡以及其他醫(yī)療產(chǎn)品。而在醫(yī)用化纖制品和紡織品中添加納米微粒可以起到除味、殺菌、消毒的作用。

另外，一些聚酯／粘土礦物的納米復(fù)合材料不僅提高了聚酯的力學(xué)性能，光學(xué)性能、阻隔性能等也有一定的提高，這種復(fù)合材料可以應(yīng)用于汽車、包裝等領(lǐng)域，其他潛在的應(yīng)用前景也是非常誘人的。

納米技術(shù)作為一項(xiàng)高新技術(shù)在高分子材料改性中有著非常廣闊的應(yīng)用前景，特別對開發(fā)具有特殊性能的高分子材料有著重要的實(shí)際意義。但由于對其微觀結(jié)構(gòu)認(rèn)識的不足，納米技術(shù)的發(fā)展還存在著較大的局限性，其理論和工程實(shí)踐也也都比較缺乏。但即使如此，其廣闊的市場與誘人的應(yīng)用前景已初見端倪，納米材料將成為新興材料的主流。

高科技纖維又稱特種纖維，按性能劃分有五大類：耐強(qiáng)腐蝕含氟類纖維、耐高溫纖維、阻燃纖維、高強(qiáng)高模纖維和功能纖維。其中，高強(qiáng)高模纖維特別是聚丙烯腈基碳纖維和對位或間位芳酰胺纖維(芳綸)最為重要。早在20世紀(jì)80年代初，以美、日為代表的發(fā)達(dá)國家對化纖的發(fā)展作了重要戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，開始把投資重點(diǎn)由傳統(tǒng)化纖轉(zhuǎn)向高科技纖維。21世紀(jì)發(fā)達(dá)國家高科技纖維的發(fā)展可望繼續(xù)加速，一些通用化纖生產(chǎn)線不斷轉(zhuǎn)產(chǎn)高科技纖維，新工藝、新技術(shù)和新產(chǎn)品將不斷涌現(xiàn)。而我國在這方面的研究開發(fā)落后于發(fā)達(dá)國家約20年。由于發(fā)展高科技纖維有著極其重要的戰(zhàn)略意義，專家呼吁我國應(yīng)重視高科技纖維特別是碳纖維的 科技攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化。其重要意義并不亞于納米材料，對提升國民經(jīng)濟(jì)的整體素質(zhì)和改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有著重要作用。

高科技纖維應(yīng)用領(lǐng)域廣泛高科技纖維是具有高附加值和高收益的產(chǎn)品。以美國為例，1984年高科技纖維產(chǎn)量占化纖總產(chǎn)量的1.6%，而產(chǎn)值卻占12.6%；到1988年，其產(chǎn)量所占比例上升至2.4%，而產(chǎn)值卻占化纖總產(chǎn)值的20.4%。盡管這些高科技纖維的前期開發(fā)投入較大，但后期回報(bào)。在前些年世界經(jīng)濟(jì)遭亞洲金融危機(jī)沖擊的嚴(yán)峻形勢下，傳統(tǒng)化纖市場處于低迷狀態(tài)，而高科技纖維卻供不應(yīng)求，成為支撐收益的中堅(jiān)產(chǎn)品。

高科技纖維也是支撐高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)材料，是運(yùn)載火箭和導(dǎo)彈、各類航天器、宇宙站、人造衛(wèi)星、宇航服、噴氣式客機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)、船舶、超高速列車、醫(yī)學(xué)和生物工程等的關(guān)鍵材料。同時(shí)，也能滿足許多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)特別是支柱產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代的需要。例如，環(huán)保節(jié)能型新一代汽車，其高速飛輪轉(zhuǎn)子、壓縮天然氣罐、高速子午胎、發(fā)動(dòng)機(jī)耐熱傳感器、輕量傳動(dòng)軸、彈簧板以至車體，皆采用高性能纖維復(fù)合材料。在新型建材領(lǐng)域，高強(qiáng)高模纖維增強(qiáng)水泥、復(fù)合材料型材、混凝土結(jié)構(gòu)物的加固修復(fù)用片材、大跨度斜拉橋和懸索橋用代鋼索纜繩、拉擠成型代鋼筋材料等，都采用高性能纖維。在電子和信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，柔性印刷線路板基板、光纜及其補(bǔ)強(qiáng)材料、塑料光纖計(jì)算網(wǎng)絡(luò)、防輻射手機(jī)外殼、電磁波屏蔽材料、防塵防靜電工作服、超凈室高效空氣濾材，都需要各種高性能纖維和功能纖維。對于現(xiàn)代國防來說，可以說任何高科技戰(zhàn)爭所需的現(xiàn)代化武器裝備的制造，都要用到高性能纖維和功能纖維。

高科技纖維也是能源開發(fā)特別是新能源開發(fā)所必不可少的新材料。如抽油桿，千米以下深海油田開采平臺所需升降機(jī)、輸油管線、鉆井套管等，大型風(fēng)力發(fā)電葉片及其推進(jìn)器，核電站耐輻射建材及其防護(hù)用品，含放射物冷卻水回用濾材，海水吸鈾高效吸附材料，鈾同位素分離用高速轉(zhuǎn)筒等，都需要各類高科技纖維。在環(huán)保方面其用途就更多了，如酸雨的防治、高溫粉塵濾袋、含重金屬離子等廢水的處理等。就是在解決淡水資源短缺方面，也開始大規(guī)模使用中空纖維反滲透膜技術(shù)。如最近沙特阿拉伯和我國臺灣省都分別引進(jìn)了日本產(chǎn)世界最大的海水淡化裝置，日產(chǎn)淡水高達(dá)12.8萬噸。

高科技纖難的開發(fā)和應(yīng)用，將使人類的衣著從“仿真”過渡到“超真”，使人們的服裝具有各種特的功能，如光變色、冬暖夏涼、抗菌消臭和吸收遠(yuǎn)紅外保溫等功能。人工骨、關(guān)節(jié)、韌帶、牙床、假眼、人工肺、人工肝、人工腎、人工脾、人造血管和皮膚等都可用高科技纖維制造。在尖端技術(shù)領(lǐng)域，由于解決了超低溫絕緣材料，創(chuàng)造了磁懸浮列車的最高行駛紀(jì)錄。由此可見，高科技纖維的應(yīng)用領(lǐng)域可以說是無怕不包。

我國高科技纖維發(fā)展基礎(chǔ)和現(xiàn)狀

1996年起發(fā)展中國家化纖的總產(chǎn)量和產(chǎn)能超過了發(fā)達(dá)國家。其主要原因是，發(fā)達(dá)國家進(jìn)行了化纖產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，早已把投資重點(diǎn)由傳統(tǒng)化纖轉(zhuǎn)向高科技代纖上了，并大規(guī)模地將普通化纖的生產(chǎn)技術(shù)及全套設(shè)備向第三世界國家轉(zhuǎn)移，將收益用于發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。目前發(fā)達(dá)國家尤其是美國和日本的高科技纖維已處于壟斷地位。

我國已具備把投資重點(diǎn)轉(zhuǎn)向發(fā)展高科技纖維的基本條件。近年來我國主要高科技纖維的市場需求增長很快，1995年聚丙烯腈基碳纖維的需求量只有60噸，到2000年已達(dá)1500噸；1995年芳綸纖維的需求量也只有60噸，到2000年已達(dá)到500噸；1995年超高分子量聚乙烯纖維需求量才20噸，2000年已超過500噸。我國高科技功能纖維隨著人民生活的迅速提高和環(huán)保意識的增強(qiáng)，發(fā)展很快，需求成倍增長。僅中空纖維分離膜的生產(chǎn)廠家就達(dá)120多家，活性炭纖維生產(chǎn)廠家也有幾十家，產(chǎn)品主要用于水處理等方面，市場需求量不斷擴(kuò)大。

我國發(fā)展高科技纖維存在的問題及發(fā)展建議

我國高科技纖維的應(yīng)用研究和市場開發(fā)，為斷取得進(jìn)展，為持續(xù)快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。從20世紀(jì)80年代起，國家就安排了碳纖維和芳綸纖維科技攻關(guān)，也同時(shí)安排了一批應(yīng)用研究項(xiàng)目，目前又有一批新應(yīng)用領(lǐng)域正在開發(fā)，這些都是保證高科技纖維持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。我國即將加入WTO，關(guān)稅將逐步減少，市場準(zhǔn)入將更加廣泛，而我國的高科技纖維卻處于小而散的狀態(tài)，根本不具備國際競爭力，這種局面急待扭轉(zhuǎn)。以上這些因素都使投資重點(diǎn)轉(zhuǎn)移成為可能。目前，國內(nèi)不少企業(yè)集團(tuán)已出現(xiàn)引進(jìn)高性能纖維生產(chǎn)線熱潮，國家應(yīng)加強(qiáng)對高科技纖維的宏觀調(diào)控，防止復(fù)復(fù)引進(jìn)和建設(shè)。如果不嚴(yán)加控制又會(huì)形成小而散的局面，很難形成有競爭力的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。為了防止投資熱點(diǎn)集中在碳纖維和芳酰胺纖維領(lǐng)域，國家應(yīng)引導(dǎo)企業(yè)適當(dāng)?shù)匕奄Y金投向其他有前景的高科技纖維項(xiàng)目上來。如聚苯硫醚纖維及上述兩大纖維的下游制品開發(fā)，因?yàn)榫郾搅蛎牙w維作為高溫粉塵濾材和電絕緣材料等，其綜合性能好。而碳纖維等復(fù)合材料制品的開發(fā)和生產(chǎn)，不僅有利于上游高性能纖維的發(fā)展，更重要的是風(fēng)險(xiǎn)和難度相對較小，經(jīng)濟(jì)效益更好。在對重大建設(shè)項(xiàng)目和引進(jìn)項(xiàng)目審查時(shí)，國家有關(guān)部門應(yīng)提高效率，因?yàn)榫猛舷氯?huì)喪失機(jī)遇，給企業(yè)帶來重大損失。

正是由于高科技纖維對提長一個(gè)國家的整體經(jīng)濟(jì)素質(zhì)有舉足輕重的作用，國家提出在“十五”期間加大對高科技纖維的投入，奠定主要高科技纖維的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)聚丙烯腈基碳纖維及其原絲、芳綸、超強(qiáng)聚乙烯纖維及主要功能纖維產(chǎn)業(yè)化，并在消化吸收國外引進(jìn)技術(shù)和裝置的基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新，逐步擁有自己的知識產(chǎn)權(quán)，實(shí)是明智之舉。參考文獻(xiàn)

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第三篇：納米材料在機(jī)械上應(yīng)用 論文

納米材料在機(jī)械上的應(yīng)用

摘 要： 本文介紹納米技術(shù)的興起；納米材料的特性；納米技術(shù)在機(jī)械工程中的運(yùn)用；與傳統(tǒng)機(jī)械工程相比，納米技術(shù)帶來的優(yōu)勢；納米加工的關(guān)鍵技術(shù)及其在微型機(jī)械和微型機(jī)電系統(tǒng)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 納米技術(shù)；納米材料；機(jī)械；納米加工；微型機(jī)械

機(jī)械是現(xiàn)在社會(huì)的基礎(chǔ)，是社會(huì)的一大支柱。機(jī)械的種類繁多，可以按幾個(gè)不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動(dòng)力機(jī)械、物料搬運(yùn)機(jī)械、粉碎機(jī)械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械等；按工作原理可分為熱力機(jī)械、流體機(jī)械、仿生機(jī)械等。

納米技術(shù)的興起

自從1990年7月在美國召開的第一屆國際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議上，正式宣布納米材料科學(xué)為材料科學(xué)的一個(gè)新分支開始，納米技術(shù)便一步一步進(jìn)入人們的生活。納米科技是研究由尺寸在0．1～100nm之間的物質(zhì)組成的體系運(yùn)動(dòng)規(guī)律和相互作用，以及實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)問題的科學(xué)技術(shù)。從材料的結(jié)構(gòu)層次來說，它介于宏觀物質(zhì)和微觀原子、分子的中間領(lǐng)域。

納米技術(shù)不是一門單一的新型學(xué)科或者技術(shù)，它廣泛應(yīng)用于各類學(xué)科中，其中在機(jī)械工程中的應(yīng)用對于機(jī)械工程學(xué)科的技術(shù)變革起到了不可估量的作用。納米技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械方面尤其是產(chǎn)生了微型機(jī)械技術(shù)已經(jīng)成為21世紀(jì)研究的核心技術(shù)，很多國家在納米技術(shù)上開始了越來越多的研究，在機(jī)械工程方面對于納米技術(shù)的應(yīng)用也越來越多。

納米材料的特性

1、力學(xué)性質(zhì)

高韌、高硬、高強(qiáng)是結(jié)構(gòu)材料開發(fā)應(yīng)用的經(jīng)典主題。具有納米結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng) 度與粒徑成反比。納米材料的位錯(cuò)密度很低，位錯(cuò)滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其臨界位錯(cuò)圈的直徑比納米晶粒粒徑還要大，增殖后位錯(cuò)塞積的平均間距一般比晶粒大，所以納米材料中位錯(cuò)滑移和增殖不會(huì)發(fā)生，這就是納米晶強(qiáng)化效應(yīng)。金屬陶瓷作為刀具材料已有50多年歷史，由于金屬陶瓷的混合燒結(jié)和晶粒粗大的原因其力學(xué)強(qiáng)度一直難以有大的提高。應(yīng)用納米技術(shù)制成超細(xì)或納米晶粒材料時(shí)，其韌性、強(qiáng)度、硬度大幅提高，使其在難以加工材料刀具等領(lǐng)域占據(jù)了主導(dǎo)地位。使用納米技術(shù)制成的陶瓷、纖維廣泛地應(yīng)用于航空、航天、航海、石油鉆探等惡劣環(huán)境下使用。

2、熱學(xué)性質(zhì)

納米材料的比熱和熱膨脹系數(shù)都大于同類粗晶材料和非晶體材料的值，這是由于界面原子排列較為混亂、原子密度低、界面原子耦合作用變?nèi)醯慕Y(jié)果。因此在儲(chǔ)熱材料、納米復(fù)合材料的機(jī)械耦合性能應(yīng)用方面有其廣泛的應(yīng)用前景。例如Cr-Cr2O3顆粒膜對太陽光有強(qiáng)烈的吸收作用，從而有效地將太陽光能轉(zhuǎn)換為熱能。

3、電學(xué)性質(zhì)

由于晶界面上原子體積分?jǐn)?shù)增大，納米材料的電阻高于同類粗晶材料，甚至發(fā)生尺寸誘導(dǎo)金屬——絕緣體轉(zhuǎn)變（SIMIT）。利用納米粒子的隧道量子效應(yīng)和庫侖堵塞效應(yīng)制成的納米電子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特點(diǎn)，有可能在不久的將來全面取代目前的常規(guī)半導(dǎo)體器件。2001年用碳納米管制成的納米晶體管，表現(xiàn)出很好的晶體三極管放大特性。并根據(jù)低溫下碳納米管的三極管放大特性，成功研制出了室溫下的單電子晶體管。隨著單電子晶體管研究的深入進(jìn)展，已經(jīng)成功研制出由碳納米管組成的邏輯電路。

納米技術(shù)的優(yōu)勢

相對于傳統(tǒng)機(jī)械工程來說，也正是因?yàn)榧{米技術(shù)有很多優(yōu)勢才能取得這樣顯著的成果。

1、納米技術(shù)的尺寸效應(yīng)

納米技術(shù)的主要效果之一便是縮小了傳統(tǒng)尺寸的單位，將毫米進(jìn)化為納米，一納米相當(dāng)于十億分之一米。納米技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械中，可以大大降低機(jī)械的體積，從而形成了新型機(jī)械——微型機(jī)械。這種不是傳統(tǒng)機(jī)械單純地在尺度上微小型化，而通常是指可以成批制作的集合微機(jī)構(gòu)、微驅(qū)動(dòng)器、微能源以及微傳感器和控制電路、信號處理裝置等于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。他們大部分都是運(yùn)用納米技術(shù)的成果，因而它遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)機(jī)械的概念和范疇，而是基于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，并作為整個(gè)納米科技重要組成部分和用一種嶄新的思維方式與技術(shù)路線指導(dǎo)下的產(chǎn)物。

2、納米技術(shù)使材料多元化，應(yīng)用多元化

納米技術(shù)是原材料形成更微小的形態(tài)，功能也更加強(qiáng)大，不僅能改良傳統(tǒng)材料，又能源源不斷地產(chǎn)生出新的材料。磁性液體密封技術(shù)便是證明，利用磁性液體可以被磁場控制的特性，將納米單位的液體置于磁場之內(nèi)，從而達(dá)到密封的效果。同時(shí)在材料運(yùn)用中可將微量的元素融入到基礎(chǔ)材料中，達(dá)到更好的效果。納米復(fù)合氧化鋯是成功應(yīng)用在工業(yè)上的納米材料，這種材料提高了材料的耐高溫性能和導(dǎo)氧及儲(chǔ)氧功能，因此廣泛運(yùn)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中。

3、納米材料摩擦性能

納米技術(shù)最顯著的特性就是其擦性能，在機(jī)械中，各種軸承等都存在著摩擦，但是納米材料的出現(xiàn)，使得各類機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸便小，同時(shí)對于過小的零件，摩擦力便顯的尤為重要，摩擦力如果相對較大，則零件便會(huì)造成磨損。但是納米技術(shù)也同樣克服了這一問題，現(xiàn)已出現(xiàn)納米材料幾乎無摩擦的狀態(tài)。美國科學(xué)家研制的這種微型納米軸承可在運(yùn)動(dòng)是無磨損和撕裂，達(dá)到了理想的效果。

4、納米技術(shù)節(jié)能效果

納米技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“小材大用”，帶來的又一優(yōu)勢便是節(jié)能和環(huán)保。在納米技術(shù)的應(yīng)用中，產(chǎn)生了很多新型材料，它們減少了很多不必要的消耗，使得傳統(tǒng)的機(jī)械工程中需要的大量材料迅速降低，對于原材料的節(jié)約起到了驚人的效果。德國不萊梅應(yīng)用物理所已研制成功并且申請了一項(xiàng)專利，即用納米Ag代替微米Ag制成導(dǎo)電膠，可節(jié)省Ag粉50％，用這種導(dǎo)電膠焊接金屬和陶瓷，涂層不需太厚，而且涂層表面平整，效果理想。

微型納米軸承

傳統(tǒng)的軸承的體積比較大，其摩擦力也僅僅能夠靠潤滑來進(jìn)行減少，但是，仍然不能夠?qū)⒛Σ亮M(jìn)行避免。美國的科學(xué)家對其進(jìn)行了研究，并且研制出來一種沒有摩擦的微型納米軸承，微型納米軸承主要包括以下兩個(gè)特點(diǎn)：第一，微型。微型納米軸承的直徑僅僅為一根頭發(fā)直徑的萬分之一，其應(yīng)用到機(jī)電系統(tǒng)微型的軸承只有l(wèi) nlTl，為微型機(jī)械千分之一的大小。第二，摩擦力極小。如果軸承的體積很小，那么，套在一起管子之間摩擦力就會(huì)將微型軸承弱點(diǎn)暴露出來，在其產(chǎn)生的摩擦力很大的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致微型軸承無法使用。通常制造的微型機(jī)械軸承與這種納米軸承相比較，摩擦力僅僅是其最小值千分之一。

微型機(jī)器人

在工業(yè)制造領(lǐng)域，微型機(jī)器人可以適應(yīng)精密微細(xì)操作．尤其在電子元器件的制造與面。美國邁特公刮最近設(shè)計(jì)出一種用于組裝納米制造系統(tǒng)的微型機(jī)器人，這種機(jī)器人的長度約為5mm，研究人員稱．假設(shè)能利用納米制造技術(shù)使這種機(jī)器人的體積不斷縮小，其最終的體積不會(huì)超過灰塵的微粒。[j本三菱公司也開發(fā)了一種微型工業(yè)機(jī)器人，該機(jī)器人采用了5節(jié)閉式連桿機(jī)構(gòu)．實(shí)現(xiàn)手臂的輕量化與高剛性，其動(dòng)作速度及精度完全可以趕上專用機(jī)器人。往復(fù)上下方向25ram，水平方向100mm的拾取動(dòng)作，所需時(shí)間縮短到0 28s。另外，通過采用閉式連桿機(jī)構(gòu)與高剛性減速機(jī)，實(shí)現(xiàn)了比以往機(jī)器人高100*的位置重復(fù)精度(±5nm)．可適應(yīng)于精密微細(xì)操作。

納米分子電動(dòng)機(jī)

美國IBM公司瑞士蘇黎士實(shí)驗(yàn)室與瑞士巴塞爾大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)DNA能夠被用來彎曲直徑不及頭發(fā)絲的五卜分之一的硅原子構(gòu)成的“懸臂”。他們裝配的這種小“懸臂”一端固定．另一端則可以上下彎曲，頂端則粘有單股DNA鏈。DNA自然形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，雙鏈被分開后，它們會(huì)力圖重新組合。當(dāng)研究人員將帶有單股DNA鏈的“懸臂”置于含有與之對應(yīng)的單股DNA鏈的溶液中，這兩個(gè)鏈就會(huì)自動(dòng)配對結(jié)合在一起，小“懸臂”在這種力的作用下開始彎曲。研究人員利用這種生物力學(xué)技術(shù)制造帶有納米級閥門的微型膠囊(納米分子電動(dòng)機(jī))。通過控制這種驅(qū)動(dòng)力來控制閥門的開合，可以將精確劑量的藥物傳送到身體的需要部位來達(dá)到治療的臼的。

合成永磁體

永磁材料是機(jī)械化學(xué)法最有前途的應(yīng)用之一，許多稀土永磁合金可由元素粉合成。德國西門子公司用機(jī)械化學(xué)法制備出Nd15 fe77 B8永磁體 隨后以金屬為原材料利用機(jī)械化學(xué)法制備出SmCo5 Nd2 fe14Ca3C2 Sm2Co17等稀土永磁材料。大多數(shù)的工作是從Sm2 O3 SmCl 3或Smf 3前驅(qū)體與Co Ca 進(jìn)行機(jī)械化學(xué)合成SmCo5 獲得的組成是非晶的SmCo 相和副產(chǎn)品CaO 經(jīng)熱處理晶化成SmCo5 這是集精煉 合金化和粉末制造為一體的低溫制造過程 是一種低成本制造稀土永磁的技術(shù)。

合成儲(chǔ)氫材料

儲(chǔ)氫材料作為一種新型的功能材料它能夠儲(chǔ)存氫并在需要的時(shí)候?qū)溽尫懦鰜?迄今為止研究人員已開發(fā)出了稀土系.Ti Fe 系.r 系和Mg 系等多個(gè)系列的儲(chǔ)氫合金 機(jī)械化學(xué)法在制備金屬納米晶儲(chǔ)氫材料方面有以下主要優(yōu)點(diǎn)從原理上講可以任意調(diào)配材料組成。合成許多難以用常規(guī)的熔煉或其他方法制備的新型納米晶儲(chǔ)氫合金材料 機(jī)械化學(xué)球磨過程能在氫氣氛下完成直接獲得儲(chǔ)氫態(tài)合金材料能有效降低其后續(xù)吸放氫反應(yīng)的活化能 工藝過程簡單制備的儲(chǔ)氫材料一般為超細(xì)粉末使用時(shí)不需再粉碎且在充放氫過程中的抗粉化能力好 因此關(guān)于機(jī)械合金化納米晶儲(chǔ)氫材料的研究近幾年來相當(dāng)活躍。由于機(jī)械化學(xué)對Mg 基儲(chǔ)氫合金動(dòng)力學(xué)性能的改善各國的許多研究人員繼續(xù)致力于用機(jī)械化學(xué)法提高儲(chǔ)氫合金特別是Mg 基儲(chǔ)氫合金的性能 其中一個(gè)重要的方面是關(guān)于將Mg 基儲(chǔ)氫合金用于Ni MH 電池 如能獲得成功Ni MH 電池的水平將會(huì)大大提高近幾年來哈爾濱工業(yè)大學(xué)在機(jī)械化學(xué)合成納米晶Mg 基儲(chǔ)氫材料方面也做了較多工作先后制備和研究了納米晶Mg2 Ni Cu Mg 氧化物 Mg 氯化物等系列的新型儲(chǔ)氫材料9 取得了較大研究進(jìn)展。

納米技術(shù)足近十多年來逐步發(fā)展起來的一門前沿、綜臺性交叉的新學(xué)科．它的迅猛發(fā)展將引發(fā)2l世紀(jì)的工業(yè)革命。因此，目前所有發(fā)達(dá)國家的政府和企業(yè)都在對納米技術(shù)的研發(fā)進(jìn)行大量的投入，試圖搶占這21世紀(jì)科技戰(zhàn)略制高點(diǎn)，從而在世界競爭中保持優(yōu)勢。最近，我國政府也明確提出了將新材料和納米技術(shù)的進(jìn)展作為“十五”規(guī)劃中科技進(jìn)步和創(chuàng)新的重要任務(wù)．這為我國2l世紀(jì)初納米技術(shù)的快速發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。相信在21世紀(jì)，納米產(chǎn)品將廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，它給人類生活方式和生活質(zhì)量的全面提高所帶來的影響將可能超過計(jì)算機(jī)給人類帶來的影響。

納米材料的應(yīng)用前景展望

經(jīng)過幾十年對納米技術(shù)的研究探索，現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)能夠在實(shí)驗(yàn)室操縱單個(gè)原子，納米技術(shù)有了飛躍式的發(fā)展。納米技術(shù)的應(yīng)用研究正在半導(dǎo)體芯片、癌癥診斷、光學(xué)新材料和生物分子追蹤4大領(lǐng)域高速發(fā)展。可以預(yù)測：不久的將來納米金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管、平面顯示用發(fā)光納米粒子與納米復(fù)合物、納米光子晶體將應(yīng)運(yùn)而生；用于集成電路的單電子晶體管、記憶及邏輯元件、分子化學(xué)組裝計(jì)算機(jī)將投入應(yīng)用；分子、原子簇的控制和自組裝、量子邏輯器件、分子電子器件、納米機(jī)器人、集成生物化學(xué)傳感器等將被研究制造出來。

納米技術(shù)目前從整體上看雖然仍然處于實(shí)驗(yàn)研究和小規(guī)模生產(chǎn)階段，但從歷史的角度看：上世紀(jì)70年代重視微米 科技的國家如今都已成為發(fā)達(dá)國家。當(dāng)今重視發(fā)展納米技術(shù)的國家很可能在21世紀(jì)成為先進(jìn)國家。納米技術(shù)對我們既是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，又是難得的機(jī)遇。必須加倍重視納米技術(shù)和納米基礎(chǔ)理論的研究，為我國在21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)騰飛奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。整個(gè)人類社會(huì)將因納米技術(shù)的發(fā)展和商業(yè)化而產(chǎn)生根本性的變革。

結(jié)束語

納米材料在機(jī)械工程中改變甚至顛覆了傳統(tǒng)模式的運(yùn)轉(zhuǎn)，顯示了其強(qiáng)大的科技含量，但是在其運(yùn)用中，我們?nèi)杂泻芏喾矫尕酱鉀Q如何準(zhǔn)確表征納米材料的各種精細(xì)結(jié)構(gòu)；怎樣從結(jié)構(gòu)上分析、解釋納米材料的新特性；能否利用某種標(biāo)準(zhǔn)來預(yù)測微區(qū)尺寸減少到多大時(shí)，材料表現(xiàn)出特殊的性能等等。對于這些問題，我們?nèi)孕枭钊胙芯浚员慵{米技術(shù)更好地服務(wù)于機(jī)械工程領(lǐng)域。

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第四篇：納米材料的應(yīng)用

納米材料的應(yīng)用

納米是英文namometer的譯音，是一個(gè)物理學(xué)上的度量單位，1納米是1米的十億分之一；相當(dāng)于45個(gè)原子排列起來的長度。通俗一點(diǎn)說，相當(dāng)于萬分之一頭發(fā)絲粗細(xì)。就象毫米、微米一樣，納米是一個(gè)尺度概念，并沒有物理內(nèi)涵。當(dāng)物質(zhì)到納米尺度以后，大約是在1—100納米這個(gè)范圍空間，物質(zhì)的性能就會(huì)發(fā)生突變，出現(xiàn)特殊性能。這種既具不同于原來組成的原子、分子，也不同于宏觀的物質(zhì)的特殊性能構(gòu)成的材料，即為納米材料。如果僅僅是尺度達(dá)到納米，而沒有特殊性能的材料，也不能叫納米材料。過去，人們只注意原子、分子或者宇宙空間，常常忽略這個(gè)中間領(lǐng)域，而這個(gè)領(lǐng)域?qū)嶋H上大量存在于自然界，只是以前沒有認(rèn)識到這個(gè)尺度范圍的性能。第一個(gè)真正認(rèn)識到它的性能并引用納米概念的是日本科學(xué)家，他們在20世紀(jì)70年代用蒸發(fā)法制備超微離子，并通過研究它的性能發(fā)現(xiàn)：一個(gè)導(dǎo)電、導(dǎo)熱的銅、銀導(dǎo)體做成納米尺度以后，它就失去原來的性質(zhì)，表現(xiàn)出既不導(dǎo)電、也不導(dǎo)熱。磁性材料也是如此，象鐵鈷合金，把它做成大約20—30納米大小，磁疇就變成單磁疇，它的磁性要比原來高1000倍。80年代中期，人們就正式把這類材料命名為納米材料。

在充滿生機(jī)的21世紀(jì)，信息、生物技術(shù)、能源、環(huán)境、先進(jìn)制造技術(shù)和國防的高速發(fā)展必然對材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存儲(chǔ)和超快傳輸?shù)葘Σ牧系某叽缫笤絹碓叫。缓娇蘸教臁⑿滦蛙娛卵b備及先進(jìn)制造技術(shù)等對材料性能要求越來越高。新材料的創(chuàng)新，以及在此基礎(chǔ)上誘發(fā)的新技術(shù)。新產(chǎn)品的創(chuàng)新是未來10年對社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)振興、國力增強(qiáng)最有影響力的戰(zhàn)略研究領(lǐng)域，納米材料將是起重要作用的關(guān)鍵材料之一。納米材料和納米結(jié)構(gòu)是當(dāng)今新材料研究領(lǐng)域中最富有活力、對未來經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有著十分重要影響的研究對象，也是納米科技中最為活躍、最接近應(yīng)用的重要組成部分。

近年來，納米材料和納米結(jié)構(gòu)取得了引人注目的成就。1988年法國人首先發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻效應(yīng)，到1997年巨磁電阻為原理的納米結(jié)構(gòu)器件已在美國問世，在磁存儲(chǔ)、磁記憶和計(jì)算機(jī)讀寫磁頭將有重要的應(yīng)用前景。最近美國柯達(dá)公司研究部成功地研究了一種即具有顏料又具有分子染料功能的新型納米粉體，預(yù)計(jì)將給彩色印橡帶來革命性的變革。納米粉體材料在橡膠、顏料、陶瓷制品的改性等方面很可能給傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品注入新的高科技含量，在未來市場上占有重要的份額。納米材料在醫(yī)藥方面的應(yīng)用研究也使人矚目，正是這些研究使美國白宮認(rèn)識到納米材料和技術(shù)將占有重要的戰(zhàn)略地位。原因之二是納米材料和技術(shù)領(lǐng)域是知識創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的源泉，新的規(guī)律新原理的發(fā)現(xiàn)和新理論的建立給基礎(chǔ)科學(xué)提供了新的機(jī)遇，美國計(jì)劃在這個(gè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究獨(dú)占“老大”的地位。我國納米材料研究始于80年代末，“八五”期間，“納米材料科學(xué)”列入國家攀登項(xiàng)目。國家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國科學(xué)院、國家教委分別組織了8項(xiàng)重大、重點(diǎn)項(xiàng)目，組織相關(guān)的科技人員分別在納米材料各個(gè)分支領(lǐng)域開展工作，國家自然科學(xué)基金委員會(huì)還資助了20多項(xiàng)課題，國家“863”新材料主題也對納米材料有關(guān)高科技創(chuàng)新的課題進(jìn)行立項(xiàng)研究。1996年以后，納米材料的應(yīng)用研究出現(xiàn)了可喜的苗頭，地方政府和部分企業(yè)家的介入，使我國納米材料的研究進(jìn)入了以基礎(chǔ)研究帶動(dòng)應(yīng)用研究的新局面。目前，我國有60多個(gè)研究小組，有600多人從事納米材料的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，其中，承擔(dān)國家重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目的和納米材料研究工作開展比較早的單位有：中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所、南京大學(xué)。中國科學(xué)院固體物理研究所、金屬研究所、物理研究所、中國科技大學(xué)、中國科學(xué)院化學(xué)研究所、清華大學(xué)，還有吉林大學(xué)、東北大學(xué)、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、青島化工學(xué)院、華東師范大學(xué)，華東理工大學(xué)、浙江大學(xué)、中科院大連化學(xué)物理研究所、長春應(yīng)用化學(xué)研究所、長春物理研究所、感光化學(xué)研究所等也相繼開展了納米材料的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究。我國納米材料基礎(chǔ)研究在過去10年取得了令人矚目的重要研究成果。已采用了多種物理、化學(xué)方法制備金屬與合金（晶態(tài)、非晶態(tài)及納米微晶）氧化物、氮化物、碳化物等化合物納米粉體，建立了相應(yīng)的設(shè)備，做到納米微粒的尺寸可控，并制成了納米薄膜和塊材。在納米材料的表征、團(tuán)聚體的起因和消除、表面吸附和脫附、納米復(fù)合微粒和粉體的制取等各個(gè)方面都有所創(chuàng)新，取得了重大的進(jìn)展，成功地研制出致密度高、形狀復(fù)雜、性能優(yōu)越的納米陶瓷；

近年來，我國在功能納米材料研究上取得了舉世矚目的重大成果，引起了國際上的關(guān)注。根據(jù)國際納米材料研究的發(fā)展趨勢，我國建立和發(fā)展了制備納米結(jié)構(gòu)（如納米有序陣列體系、介孔組裝體系、mcm－41等）組裝體系的多種方法，特別是自組裝與分子自組裝、模板合成、碳熱還原、液滴外延生長、介孔內(nèi)延生長等也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，已成功地制備出多種準(zhǔn)一維納米材料和納米組裝體系。這些方法為進(jìn)一步研究納米結(jié)構(gòu)和準(zhǔn)一納米材料的物性，推進(jìn)它們在納米結(jié)構(gòu)器件的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。納米材料和納米結(jié)構(gòu)的評價(jià)手段基本齊全，達(dá)到了國際90年代末的先進(jìn)水平。綜上所述，“八五”期間我國在納米材料研究上獲得了一批創(chuàng)新性的成果，形成了一支高水平的科研隊(duì)伍，基礎(chǔ)研究在國際上占有一席之地，應(yīng)用開發(fā)研究也出現(xiàn)了新局面，為我國納米材料研究的繼續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。10年來，我國科技工作者在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物上共發(fā)表納米材料和納米結(jié)構(gòu)的論文2400多篇，在國際上排名第五位，1998年 6月在瑞典斯特哥爾摩召開的國際第四屆納米材料會(huì)議上，對中國納米材料研究給予了很高評價(jià)，指出這幾年來中國在納米材料制備方面取得了激動(dòng)人心的成果，在大會(huì)總結(jié)中選擇了8個(gè)納米材料研究式作取得了比較好的國家在閉幕式上進(jìn)行介紹，中國是在美國、日本、德國、瑞典之后進(jìn)行了大會(huì)發(fā)言。

第五篇：納米材料航天應(yīng)用

納米材料定義：

納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍(1-100nm)或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料，這大約相當(dāng)于10~100個(gè)原子緊密排列在一起的尺度。納米材料特性

特性 :（1）表面與界面效應(yīng)

這是指納米晶體粒表面原子數(shù)與總原子數(shù)之比隨粒徑變小而急劇增大后所引起的性質(zhì)上的變化。例如粒子直徑為10納米時(shí)，微粒包含4000個(gè)原子，表面原子占40%；粒子直徑為1納米時(shí)，微粒包含有30個(gè)原子，表面原子占99%。主要原因就在于直徑減少，表面原子數(shù)量增多。再例如，粒子直徑為10納米和5納米時(shí)，比表面積分別為90米2/克和180米2/克。如此高的比表面積會(huì)出現(xiàn)一些極為奇特的現(xiàn)象，如金屬納米粒子在空中會(huì)燃燒，無機(jī)納米粒子會(huì)吸附氣體等等。

（2）小尺寸效應(yīng)

當(dāng)納米微粒尺寸與光波波長，傳導(dǎo)電子的德布羅意波長及超導(dǎo)態(tài)的相干長度、透射深度等物理特征尺寸相當(dāng)或更小時(shí)，它的周期性邊界被破壞，從而使其聲、光、電、磁，熱力學(xué)等性能呈現(xiàn)出“新奇”的現(xiàn)象。例如，銅顆粒達(dá)到納米尺寸時(shí)就變得不能導(dǎo)電；絕緣的二氧化硅顆粒在20納米時(shí)卻開始導(dǎo)電。再譬如，高分子材料加納米材料制成的刀具比金鋼石制品還要堅(jiān)硬。利用這些特性，可以高效率地將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋㈦娔埽送庥钟锌赡軕?yīng)用于紅外敏感元件、紅外隱身技術(shù)等等。

（3）量子尺寸效應(yīng)

當(dāng)粒子的尺寸達(dá)到納米量級時(shí)，費(fèi)米能級附近的電子能級由連續(xù)態(tài)分裂成分立能級。當(dāng)能級間距大于熱能、磁能、靜電能、靜磁能、光子能或超導(dǎo)態(tài)的凝聚能時(shí)，會(huì)出現(xiàn)納米材料的量子效應(yīng)，從而使其磁、光、聲、熱、電、超導(dǎo)電性能變化。例如，有種金屬納米粒子吸收光線能力非常強(qiáng)，在1.1365千克水里只要放入千分之一這種粒子，水就會(huì)變得完全不透明。

（4）宏觀量子隧道效應(yīng)

微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為隧道效應(yīng)。納米粒子的磁化強(qiáng)度等也有隧道效應(yīng)，它們可以穿過宏觀系統(tǒng)的勢壘而產(chǎn)生變化，這種被稱為納米粒子的宏觀量子隧道效應(yīng)。納米材料發(fā)展：

納米技術(shù)的靈感，來自于已故物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼1959年所作的一次題為《在底部還有很大空間》的演講。這位當(dāng)時(shí)在加州理工大學(xué)任教的教授向同事們提出了一個(gè)新的想法。從石器時(shí)代開始，人類從磨尖箭頭到光刻芯片的所有技術(shù)，都與一次性地削去或者融合數(shù)以億計(jì)的原子以便把物質(zhì)做成有用的形態(tài)有關(guān)。范曼質(zhì)問道，為什么我們不可以從另外一個(gè)角度出發(fā)，從單個(gè)的分子甚至原子開始進(jìn)行組裝，以達(dá)到我們的要求?他說：“至少依我看來，物理學(xué)的規(guī)律不排除一個(gè)原子一個(gè)原子地制造物品的可能性。”

1990年，IBM公司阿爾馬登研究中心的科學(xué)家成功地對單個(gè)的原子進(jìn)行了重排，納米技術(shù)取得一項(xiàng)關(guān)鍵突破。他們使用一種稱為掃描探針的設(shè)備慢慢地把35個(gè)原子移動(dòng)到各自的位置，組成了ibm三個(gè)字母。這證明范曼是正確的，二個(gè)字母加起來還沒有3個(gè)納米長。不久，科學(xué)家不僅能夠操縱單個(gè)的原子，而且還能夠“噴涂原子”。使用分子束外延長生長技術(shù)，科學(xué)家們學(xué)會(huì)了制造極薄的特殊晶體薄膜的方法，每次只造出一層分子。目前，制造計(jì)算機(jī)硬盤讀寫頭使用的就是這項(xiàng)技術(shù)。

著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德· 費(fèi)曼預(yù)言，人類可以用小的機(jī)器制作更小的機(jī)器，最后將變成根據(jù)人類意愿，逐個(gè)地排列原子，制造產(chǎn)品，這是關(guān)于納米技術(shù)最早的夢想;

70年代，科學(xué)家開始從不同角度提出有關(guān)納米科技的構(gòu)想，1974年，科學(xué)家唐尼古奇最早使用納米技術(shù)一詞描述精密機(jī)械加工;

1982年，科學(xué)家發(fā)明研究納米的重要工具——掃描隧道顯微鏡，為我們揭示一個(gè)可見的原子、分子世界，對納米科技發(fā)展產(chǎn)生了積極促進(jìn)作用;

1990年7月，第一屆國際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議在美國巴爾的摩舉辦，標(biāo)志著納米科學(xué)技術(shù)的正式誕生;

1991年，碳納米管被人類發(fā)現(xiàn)，它的質(zhì)量是相同體積鋼的六分之一，強(qiáng)度卻是鋼的10倍，成為納米技術(shù)研究的熱點(diǎn)，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主斯莫利教授認(rèn)為，納米碳管將是未來最佳纖維的首選材料，也將被廣泛用于超微導(dǎo)線、超微開關(guān)以及納米級電子線路等;

1993年，繼1989年美國斯坦福大學(xué)搬走原子團(tuán)“寫”下斯坦福大學(xué)英文、1990年美國國際商用機(jī)器公司在鎳表面用36個(gè)氙原子排出“ibm”之后，中國科學(xué)院北京真空物理實(shí)驗(yàn)室自如地操縱原子成功寫出“ 中國”二字，標(biāo)志著中國開始在國際納米科技領(lǐng)域占有一席之地;

1997年，美國科學(xué)家首次成功地用單電子移動(dòng)單電子，利用這種技術(shù)可望在20年后研制成功速度和存貯容量比現(xiàn)在提高成千上萬倍的量子計(jì)算機(jī);

1999年，巴西和美國科學(xué)家在進(jìn)行納米碳管實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)明了世界上最小的“秤”，它能夠稱量十億分之一克的物體，即相當(dāng)于一個(gè)病毒的重量;此后不久，德國科學(xué)家研制出能稱量單個(gè)原子重量的秤，打破了美國和巴西科學(xué)家聯(lián)合創(chuàng)造的紀(jì)錄;

到1999年，納米技術(shù)逐步走向市場，全年基于納米產(chǎn)品的營業(yè)額達(dá)到500億美元;

近年來，一些國家紛紛制定相關(guān)戰(zhàn)略或者計(jì)劃，投入巨資搶占納米技術(shù)戰(zhàn)略高地。日本設(shè)立納米材料研究中心，把納米技術(shù)列入新5年科技基本計(jì)劃的研發(fā)重點(diǎn);德國專門建立納米技術(shù)研究網(wǎng);美國將納米計(jì)劃視為下一次工業(yè)革命的核心，美國政府部門將納米科技基礎(chǔ)研究方面的投資從1997年的1.16億美元增加到2001年的4.97億美元。

2003年，納米技術(shù)在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究方面都取得了突破性進(jìn)展。如：美國利用超高密度晶格和電路制作新方法，獲得高密度的鉑納米線；日本用單層碳納米管與有機(jī)熔鹽制成高度導(dǎo)電的聚合物納米管復(fù)合材料等。納米材料缺點(diǎn)

生產(chǎn)出來的成本高，應(yīng)用不廣泛，同時(shí)生產(chǎn)出來的納米產(chǎn)品的毒理學(xué)沒有廣泛的深入，在某種意義上講一些東西處于探索階段

前言納米材料由于具有獨(dú)特的小尺寸效應(yīng)而表現(xiàn)出不同于傳統(tǒng)材料的物理和化學(xué)性質(zhì)。利用納米材料這些獨(dú)特的性質(zhì)。可對傳統(tǒng)材料進(jìn)行改性，進(jìn)而開發(fā)出更高性能的材料．開辟出新的材料生產(chǎn)途徑．以滿足傳統(tǒng)材料所不能達(dá)到的要求．尤其是滿足航天航空領(lǐng)域?qū)Σ牧闲阅艿奶厥庖蟆?yīng)用納米材料可減小航天器電子元器件的體積和質(zhì)量．并提高其可靠性。納米材料的發(fā)展方向主要有功能納米材料及結(jié)構(gòu)納米材料納米材料在航天器結(jié)構(gòu)材料上的應(yīng)用 1．金屬及金屬基復(fù)合材料晶粒細(xì)化是提高金屬材料強(qiáng)度最有效的方法之一。利用添加納米陶瓷來增強(qiáng)金屬合金基材料的方法，就是把納米陶瓷粉體均勻分散于合金中．以提高合金的成核速率．同時(shí)抑制晶粒長大．從而起到晶粒細(xì)化的作用。抑制材料使用過程中微裂紋的擴(kuò)展．提高產(chǎn)品的強(qiáng)度。例如，將納米碳化硅、納米氮化硅、納米氮化鈦、納米硅粉添加到金屬基體(鋁、銅、銀、鋼、鐵等合金)中。可制造出質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐熱性好的新型合金材料。

(1)納米氮化鈦應(yīng)用于合金鋼、鐵納米氮化鈦具有硬度和熱穩(wěn)定性高、粒度小，以及分散性好的特點(diǎn)。在鋼水冷卻結(jié)晶過程中．納米氮化鈦成為晶核相．可大大增加成核數(shù)量，減小晶粒尺寸．達(dá)到細(xì)化合金晶粒的效果．使合金的綜合性能大大改善。

(2)納米碳化硅應(yīng)用于銀基復(fù)合材料通過向基體中加入均勻、細(xì)J．J＼，具有良好穩(wěn)定性的顆粒．達(dá)到彌散強(qiáng)化合金的目的．是制備高強(qiáng)高導(dǎo)合金材料的重要途徑之一。納米碳化硅對于銀合金來說是一種有效的增強(qiáng)相．當(dāng)納米碳化硅的質(zhì)量百分含量為l％時(shí)．強(qiáng)化效果佳．材料的抗拉強(qiáng)度可達(dá)39IMPa．相對電導(dǎo)率為60．2％，強(qiáng)度和耐磨性均有所提高。(3)納米碳化硅彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料高強(qiáng)高導(dǎo)銅基復(fù)合材料在集成電路的引線框架 各類點(diǎn)焊、滾焊機(jī)的電極、觸頭材料，電樞、電動(dòng)工具的換相器等電子設(shè)備中具有廣泛的用途。但銅合金的高強(qiáng)度和高導(dǎo)電性一直是一對互相矛盾的特性．一般只能在犧牲電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率的前提下改善銅的力學(xué)性能，以獲得高強(qiáng)度。采用納米碳化硅穩(wěn)定彌散強(qiáng)化銅基材料是解決 這一矛盾的較好方法 通過向基體中加入均勻、細(xì)小，具有良好穩(wěn)定性的納米碳化硅顆粒以達(dá)到彌散強(qiáng)化銅合金的目的．已成為制備高強(qiáng)高導(dǎo)銅基復(fù)合材料的研究熱點(diǎn)。

(4)納米碳化鋯應(yīng)用于硬質(zhì)合金納米碳化鋯是一種重要的高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度和耐腐蝕的高溫結(jié)構(gòu)材料 納米碳化鋯用于硬質(zhì)合金材料中．可提高材料的強(qiáng)度和耐腐蝕性等性能。

2．聚合物基復(fù)合材料納米粒子加入聚合物基體后．可提高其耐磨性、硬度、強(qiáng)度和耐熱性等性能

(1)納米氮化鋁應(yīng)用于環(huán)氧樹脂在納米氮化鋁一環(huán)氧樹脂體系中．納米氮化鋁的用量為1％～5％時(shí)．玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高．彈性模量達(dá)到極大值。將納米氮化鋁添)30~0環(huán)氧樹脂中制得的復(fù)合材料．在結(jié)構(gòu)上完全不同于添加粗晶的氮化鋁一環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料：粗晶氮化鋁一般作為補(bǔ)強(qiáng)劑加入．其主要分布在高分子材料的鏈間．而納米氮化鋁由于表面嚴(yán)重的配不足、龐大的比表面積使其表現(xiàn)出極強(qiáng)的活性．同時(shí)。尚有一部分納米氮化鋁顆粒分布在高分子鏈的空隙中。與粗晶氮化鋁相比．納米氮化鋁具有很高的流動(dòng)性．可使環(huán)氧樹脂的強(qiáng)度、韌性及延展性均大幅提高。

(2)納米碳化硅在橡膠輪胎中的應(yīng)用在橡膠輪胎中添加一定量的納米碳化硅．在不改變原橡膠配方的條件下進(jìn)行改性處理．可在不降低其原有性能和質(zhì)量的前提下．將耐磨性提高 15％～30％。另外。納米碳化硅還可應(yīng)用于橡膠膠輥、打印機(jī)定影膜等需耐磨、散熱、耐溫的橡膠產(chǎn)品中。

3．-r-程塑料及其它復(fù)合材料納米材料與工程塑料復(fù)合既能提高工程塑料的固有性能．又可賦予其高導(dǎo)電性、高阻隔性及優(yōu)良的光學(xué)性能等。因此。把納米材料應(yīng)用于工程

塑料的改性．可進(jìn)一步拓寬工程塑料的應(yīng)用范圍。

(1)工程塑料，{I內(nèi)米粒子復(fù)合材料采用納米粒子對有一定脆性的工程塑料增韌是改善工程塑料韌性和強(qiáng)度等力學(xué)性能的一種行之有效的方法。只要納米粒子與基體樹脂結(jié)合良好． 2010 6軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品納米粒子也可承受拉伸應(yīng)力．增韌、增強(qiáng)作用明顯少量納米氮化鈦粉體用于改性熱塑性工程塑料時(shí)．可起到結(jié)晶成核劑的作用。將納米氮化鈦分散于乙二醇中．通過聚合使納米氮化鈦更好地分散于PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)工程塑料中．可加快PET工程塑料的結(jié)晶速率．使其成型簡單．?dāng)U大其應(yīng)用范圍。而大量納米氮化鈦顆粒彌散 于PET中．可大幅提高PET工程塑料的耐磨性和抗沖擊性能。

(2)工程塑料／納米磁性金屬及其氮化物復(fù)合材料這種復(fù)合材料具有特殊的光電功

能(對電磁波有特殊的吸收作用)和優(yōu)良的磁性能及導(dǎo)電性．可廣泛應(yīng)用于軍事、航空航天、電子通訊等高技術(shù)領(lǐng)域 用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理后的納米碳化硅．在添加量為10％左右時(shí)． 可大大改善和提高PI(聚酰亞胺)、PEEK(聚醚醚酮)、PTFE(聚四氟乙烯)等特種塑料的性能．全面提高材料的耐磨、導(dǎo)熱、絕緣、抗拉伸、耐沖擊、耐高溫等性能。

4．陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料是以陶瓷為基體．與各種納米材料復(fù)合制得的材料。陶瓷基體包括氮化硅、碳化硅等。這些先進(jìn)陶瓷具有耐高溫、強(qiáng)度和硬度高、相對重量較輕、抗腐蝕等優(yōu)異性能．而其致命的弱點(diǎn)是具有較強(qiáng)的脆性。在應(yīng)力作用下．會(huì)產(chǎn)生裂紋。甚至斷裂導(dǎo)致材料失效 而將納米材料與陶瓷基體復(fù)合．是提高陶瓷韌性和可靠性的一種有效方法．可得到韌性優(yōu)良的納米增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料已實(shí)用化或即將實(shí)用化的領(lǐng)域有刀具、滑動(dòng)構(gòu)件、發(fā)動(dòng)機(jī)制件、能源構(gòu)件等。例如，納米氮化硅摻雜制造的精密陶瓷結(jié)構(gòu)器件可用于冶金、化工、機(jī)械、航空、航天及能源等行業(yè)中使用的滾動(dòng)軸承的滾珠和滾子、滑動(dòng)軸承、套、閥．以及有耐磨、耐高溫、耐腐蝕要求的結(jié)構(gòu)器件中 納米材料在航天器功能

1．雷達(dá)及紅夕 隱身材料納米材料具有的小尺寸和量子尺寸效應(yīng)等特性．使金屬、金屬氧化物和某些非金屬材料在細(xì)化過程中．處于表面的原子越來越多．懸掛鍵增多、界面極化增強(qiáng)．為吸波材料應(yīng)用提供了可能性。多重散射及量子尺寸效應(yīng)使納米粒子的電子能級能隙變寬．能隙寬度處于微波范圍(10％V 10-SeV)內(nèi)。因而可能成為新的吸波通道。納米陶瓷粉體是陶瓷類紅外吸收劑的一種新類型．主要包括納米碳化硅粉、納米氮化硅粉等。納米陶瓷類紅外吸收劑具有吸收波段寬及吸收強(qiáng)度大等特性。納米碳化硅和磁性納米吸收劑(如磁性納米金屬粉等)復(fù)合后。吸波效果還能大幅度提高。納米氮化物吸收劑主要有氮化硅和氮化鐵．納米氮化硅在IOOH一1MHz范圍內(nèi)有比較大的介電損耗．納米氮化硅的這種強(qiáng)介電損耗是由于界面極化引起的納米氮化鐵具有很高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和飽和磁流密度．有可能成為性能優(yōu)良的納米雷達(dá)波吸收劑。

2．導(dǎo)電、導(dǎo)熱等功能材料納米氮化鈦具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能．在A1，O 基體中加入納米氮化鈦顆粒可有效降低其電阻率。隨著納米氮化鈦加入量的增加．復(fù)合材料的電阻率逐漸降低．當(dāng)加入的納米氮化鈦體積含量達(dá)~U20％以后．復(fù)合材料的電阻率趨于穩(wěn)定。為5．5x10-3~．cm。添加超高導(dǎo)熱納米氮化鋁的硅膠具有良好的導(dǎo)熱性和電絕緣性、較寬的電絕緣使用溫度 工作溫度一6oX3200~2)、較低的稠度和良好的施工性能．可廣泛應(yīng)用于子器件的熱傳遞介質(zhì)中．能夠提高工作效率．如CPU與散熱器填隙、大功率三極管、可控 硅元件、二極管、與基材接觸的細(xì)縫處的熱傳遞介質(zhì)等納米氮化鋁粉體可大幅提高塑料的導(dǎo)熱率。將納米氮化鋁粉體以5％～10％的質(zhì)量比例添加到塑料中．可使塑料的導(dǎo)熱率從0．3w／(ni．k)提高到5W／(m．k)，導(dǎo)熱率提高了l6倍多。與目前市場上的導(dǎo)熱填料(氧化鋁或氧化鎂等)相比，其添加量低。對制品的機(jī)械性能有提高作用。目前，相關(guān)廠家已大規(guī)模采購納米氮化鋁粉體．新型納米導(dǎo)熱塑料將投放市場納米氮化鋁粉體與二氧化硅的匹

配性能好．在橡膠中容易分散．在不影響橡膠的機(jī)械性能的前提下(實(shí)驗(yàn)證明．對橡膠的機(jī)械性能還有提高作用)可大幅提升硅橡膠的導(dǎo)熱率．在添加過程中不像氧化物等會(huì)使黏度下降慢．添加量很小，現(xiàn)已廠泛應(yīng)用于軍事、航空。以及信息工程領(lǐng)域。

3．涂層材料

納米材料用作涂層可提高工件的耐磨性、抗剝蝕性和抗氧化性。研究表明，用納米碳化硅、碳化鋯、碳化鈦、氮化鈦、碳化硼等粉體作為金屬表面的復(fù)合涂層．可獲得超強(qiáng)耐磨性和潤滑性．其耐磨性比軸承鋼高100倍．摩擦系數(shù)為0．06～0．1．同時(shí)還具有高溫穩(wěn)定性和耐腐蝕性。在液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件中應(yīng)用納米技術(shù)．可大大延長這些零部件的使用壽命 4．特種密封材料發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障最多的是各種密封面的失效．密封面的表面質(zhì)量是決定密封性能好壞的主要因素．和用納米材料改性密封零件基體或在密封表面覆蓋一層納米粉末極大地改善其密 性能。目前。密封橡膠所用的增強(qiáng)劑多為納米級炭黑．若改用納米氮化硅使其拉伸強(qiáng)度提高1 4倍．并改善其耐磨性和密封性。5．固體火箭推進(jìn)劑 將納米金屬粉添加到固體火箭推進(jìn)劑中．可顯著改善固體推進(jìn)劑的燃燒性能。例如，在固體火箭推進(jìn)劑中添加納米級鋁粉或鎳粉．推進(jìn)劑燃燒效率可得到較大提高、燃速顯著增大。含有納米金屬鋁粉的固體推進(jìn)劑燃速比含有常規(guī)鋁粉的固體推進(jìn)劑的燃速高5 20倍.