第一篇：關于傳達功能家具設計論文

1傳統元素在家具設計中的傳達功能性解析

當一種藝術形式成為了符號，便具有了傳達的功能，傳統元素便是如此，傳統元素在現代家具中的應用是建立在符號化的能指及所指基礎上，是內涵與外延的對立統一。

1.1內涵的功能性解析

符號學中強調符號的能指與所指，而內涵的功能性是建立在符號的所指語義基礎上的，兩者存在一定的對應關系。傳統元素的內涵容納了社會意識形態、個人情感表現、文化意義傳達等多方面，中國傳統元素在家具設計中的應用是一種對時代性文化特征的功能性表現及個人情感的傾訴。符號中所指所表現的語義并不是一成不變的，而是隨著時代的發展發生著一系列變化，同時因文化差異及審美需求的變化而發生改變，也就是說不同的文化或者時代背景條件下，我國傳統元素所表現出的符號化特征有著不同的發展趨勢，同時也會產生不同價值。傳統元素在家具設計中的應用建立在內涵功能性的基礎上，是一種凌駕于使用功能之上的特殊情感，能夠塑造特殊的文化意境，同時也透漏出不同的審美意向。

1.2外延的功能性解析

中國傳統元素的外延功能性解讀建立在對符號的能指語義基礎上，傳統元素作為一種可以感知的客觀存在，有其獨立的外形，也有其獨有的物質功能性，也就是有其獨立的使用功能及文化價值。首先，傳統元素在家具設計中的能指語義由外形、色彩、材質、紋理等語義構成，人們可以直觀感知其物質功能性，也就是家具設計可以借助傳統元素的能力呈現其功能性。其二，中國傳統元素的物質功能性并非僅僅是其使用價值的呈現，而是有著更深的層次的表現，比如代表了中國優秀造型藝術及民族藝術的黃花梨圈椅，不僅僅彰顯出是過人的智慧，而且也體現出獨特的審美價值及社會認同感，這種外延性特征如果在家具設計中巧妙運用，可以有效增強人們對傳統藝術的認知度與保護意識，提高用戶的文化品味。

2傳統元素在家具設計中的應用原則

隨著科技的迅猛發展，伴隨著全球化的影響，中國的家具設計正在被西方的思想侵蝕著，文化的發展逐漸變得單一化。設計師在設計家具時，汲取傳統元素中的部分精髓的同時，也要遵循設計原則，才能夠很好地將文化的民族性、特色性體現出來，這已經成為設計領域很重要的原則。優秀的作品往往能在我們情感深處產生共鳴，并能夠很好地詮釋我們民族的文化。

2.1在布局中的應用

對于中國風格來說，在布局上可以從多個方面進行體現。在中國的傳統文化中“中庸之道”擁有不可替代的地位，它不僅體現在中國人的生活習慣上，同樣也體現在為人處世上，使濃厚的文化在傳統家具設計中發揮得淋漓盡致。設計師在設計家具的同時也會注重造型的左右對稱，以及裝飾圖案的分布，詮釋了我們民族文化“中規中矩”的美。對稱式的布局不僅僅體現在這些上面，還有家具的數量，擺設的位置，其中位置是否是在房間的中軸線上等等。這樣的陳設方式看起來莊重而沉穩，也符合了用戶傳統的審美觀念。在現代的家具設計中，把握“以人為本”的思想，將傳統家具設計的精華加以提煉并升華，在把握傳統元素的神韻的同時，通過適當的工藝、手法給予加工，以求達到匠心獨運之妙。

2.2在色彩中的應用

色彩在家具設計中發揮著重要的作用，對其合理的使用，能在一定程度上提升美的感受。隨著人們審美情趣的不斷提高，在家具色彩的選擇、周圍環境與家具的色彩配置中的選擇也越來越挑剔。色彩作為家具設計中重要的元素，在家具設計的人性化、個性化設計上擁有不可替代的作用，因此合理地把握色彩在家具設計的應用，才能夠讓傳統元素在家具設計中達到更加完美的效果。在進行家具設計配色時，主要遵循“墻淺、地中、陳設深”的原則。其次，在選擇顏色時，同樣還要考慮材料的各方面配置，要將二者進行充分的考慮達到合理的應用。材料作為色彩表現的載體，同時受光源的影響體現著不同的色彩傾向。一種風格由一種材料，而材料本身的色彩也代表著一定的屬性。當看到明黃和朱紅兩種顏色為主的搭配，裝飾華麗、氣勢磅礴，我們一定會聯想到皇家建筑，這是色彩的詞匯，家具設計的詞匯則來自材料的表達。材料組合是有語言的，會說話的，同樣它們的圖案和色彩也是有語言的。它們就是靠這些語言描繪出天馬行空的美妙世界。

2.3在造型中的應用

中國上下五千年的發展形成了獨特、龐大的文化體系，中國的傳統元素以其獨特的魅力在浩瀚的設計星河中熠熠生輝、光彩奪目。中國傳統元素經過時代的洗禮，在形式、內容等方面有著亙古不變的美，將它的神韻巧妙地植入家具設計中，讓二者巧妙地融合到一起，賦予家具設計和諧完整的“民族之美”。在進行家具設計時，絕對不允許照搬傳統元素原本的造型，而應當從形狀、色彩以及材質等方面汲取靈感，多方面挖掘與設計主題相關的元素進行設計，以此來體現設計主題的個性特點及風格。除此之外，在對其進行一定程度上的現代化處理，定能達到更加和諧完美的效果。

3傳統元素在家具設計中的應用策略

前文提到，不論是在外延，還是在內涵方面，傳統元素應用于家具設計都有著極高的價值，而如何將傳統元素融入家具設計，筆者將根據自己的理解及設計實踐進行總結和分析。

3.1對傳統元素的直接運用

傳統元素的藝術地位是不容小覷的，而將其引入家具設計，必然會對家具設計注入新的活力，同時也符合了人們返璞歸真的藝術追求。中國的傳統元素有著典型的地域化特征，而且其圖案紋樣、造型特征都較為明顯，特別是一些傳統家具設計中的常用元素，比如桌案、圈椅等，現代家具中大可直接拿來使用，這種使用看似簡單，但是對獨特藝術文化魅力的傳承有著積極的作用。當然這種運用也不單純是隨手拿來，堆疊拼湊，而是融入了作者思想的再設計，這種再設計是保證傳統元素形體性特征的基礎上完成，以家居的再設計去映襯傳統元素，在現代設計中挪用典型紋樣，如龍鳳呈祥、太極八卦、吉祥文字等等，不僅提升了家具設計的裝飾性，而且將傳統文化注入到設計中。

3.2對傳統元素的再設計

并不是所有的傳統元素都能直接使用，而且考慮到家具設計的功能性與系統性需求，家居設計中運用傳統元素還需要建立在對傳統元素充分理解的基礎上，同時對傳統元素的一些構圖特征、色彩、文字等進行必要的再設計，之后再融入家具設計中，只有這樣，才能承載文化的基礎上更加符合當代人的審美需求，而且更容易實現家居的功能性。隨著社會的不斷發展，人們的審美需求也會隨之變化，因此簡單的傳統元素堆疊無法滿足當代人的審美需求，這個時候，我們就不僅僅需要對傳統元素進行再設計，而是需要在把握傳統元素神韻及精髓的基礎上，吸收接納現代思想，并且將其融會貫通，形成一種新的視覺形象，將這種新的形象融入家具設計中。

3.3對傳統元素神韻的應用

馮冠超先生指出：“真正具有世界性的藝術，絕不誕生在民族藝術貧乏頹萎的地方，而必是誕生在民族藝術繁榮茁壯的土壤上。”傳統藝術的形體可能無法滿足人們的需求，但是中國天人合一、中庸、以人為本的傳統思想仍然在潛移默化中影響人們的行為，而這也正是傳統藝術的精髓所在。當今的家具設計可能已經完全脫離了傳統元素的形，但是仍然離不開其神韻的影響。元素的使用有顯性與隱性之分，家具設計中沒有明顯運用傳統元素，并不代表這種元素不存在，而很可能傳統元素僅僅是以一種立場、一種態度或者一種精神的方式存在，比如當今的中國特色家具設計并非都具有固定的中式紋樣，而僅僅是在形體的相似性、色彩的統一性、神韻的契合性等方面入手進行設計，同樣可以體現出典型的中式特色，而且這種家具設計更容易被年輕人所接受。當然這也是家具設計發展的必然趨勢，也是傳統元素在家具設計中應用的必然趨勢。

4結語

家具設計不僅僅是為了滿足一種功能化需求，而需要考慮到使用者的精神需求，這種精神需求強調一種歸屬感與親切感，好的家具設計會讓使用者愛不釋手，而這就需要以一種文化的認同感為基礎。傳統元素融入家具設計恰恰能很好地解決這個問題，特別是在有著悠久歷史文化的中華民族。我們相信，經過幾代設計師的不斷努力，傳統元素在家具設計中的應用將逐漸脫離基礎的形體借代，而走向更加深入、更加多樣化的設計新局面。

第二篇：辦公家具設計研究論文

中國辦公家具市場正在以每年10%的速率增長，根據中國家具協會發布的數據，2010年中國家具業的生產總值達到7300億人民幣，民用家具占其中的70%，辦公家具占30%，辦公家具行業處在一個很好的淘金時期。本項目受地方企業委托，基于企業現有的技術條件，為其開發辦公家具產品，適應現代化企業的辦公需求。

一辦公家具市場概況

辦公家具消費主要集中在兩類消費群：企業和政府。高端消費群如歐美跨國公司在華企業、政府機關、銀行等辦公場所基本被國外家具業巨頭如赫爾曼米勒、海沃氏、HNI等企業的產品占領。中國家具出口盡管已達200億美元，但大多走的都是低端路線，不少家具生產企業僅僅是國外品牌的廉價制造基地，成本優勢也在逐年喪失。目前國內尚沒有哪家辦公家具公司能占到辦公家具生產總值1%的份額，而國外成熟市場前三名的品牌占到30%以上的市場份額，如2001年美國Steelcase營業額近240億人民幣，日本Kokuyo也有180億人民幣。與此同時，近幾年來歐美市場的低迷正在迫使出口企業回頭瓜分國內市場，加劇了企業之間的競爭。辦公家具的銷售渠道經歷了從家具賣場、品牌獨立店到品牌店中店的發展過程。隨著互聯網電商的普及，辦公家具實體店的銷售受到了互聯網的巨大沖擊。辦公家具的設計則經歷了從大眾化、差異化、定制化到個性化的發展過程。個性化（選配）服務將通過網絡和由消費者直接參與共同設計來完成，產品競爭從服務意識的競爭轉向服務技術的競爭。微利時代來臨，產品生命周期逐步縮短，企業需要差異化的經營戰略，富于創意和特色的家具企業才能保持旺盛的成長勢頭。

二辦公家具產品調研

家具設計的瓶頸在于家具產品涉及的材料和結構種類繁多，家具設計的創新很多時候依賴于材料和結構的創新。以下是對辦公家具產品設計相關要素的調研和分析：

1辦公家具的功能和材料要素

系列辦公家具的功能部件一般為：辦公隔斷、員工桌、經理桌、洽談桌、會議桌、文件柜等六部分。辦公家具所用材料涉及面非常廣泛，常用板材有刨花板、細木工板或PVC板；常用面材為鋼板、鋁合金板、玻璃等；常用管材為鋁合金型材、鋼管；常用修飾材料有鐵絲網、人造革、布藝、橡膠等等。

2辦公家具結構要素

家具結構即家具構件的組合與連接方式，它取決于材料和工藝的發展，如金屬家具、塑料家具、藤家具、木家具等都有自己的結構設計特點。家具結構受材料屬性的約束比較大，同時要兼顧制造成本和工藝條件，以及造型樣式的需要。不同類型的家具可以有相同的結構設計，如中國傳統家具常用的榫卯結構，可以運用于支撐類家具如座椅和儲藏類家具如書柜中。不同材料的家具卻通常具有不同的結構方式，如鋼木家具、實木家具、藤制家具可以有完全不同的結構方式，因此，辦公家具結構設計方面的考慮通常在材料選定之后。

3辦公家具人機要素

辦公家具在人機方面需要考慮的因素主要表現為：合適的桌面高度、大小和容膝空間；擁有支肘板的桌面更人性化；合適的屏風高度和材質，相對隔離且方便溝通；抽屜拉手的人性化設計；桌面物品擺放設計；方便電腦使用的人性化設計，其中包括接線盒位置、主機箱位置、散熱孔、拔插優盤等。

4辦公家具模塊化考慮

傳統的家具由零部件組成，而模塊化家具則由模塊組成。模塊是可組成系統的、具有良好的可重用性和完整接口的單元。家具模塊劃分指的是通過對家具的功能進行分解，將具有相同或相似的單元分離，用模塊化原理對之進行統一、歸并、簡化，形成具有特定功能和接口結構的通用獨立單元，即模塊。模塊化設計要求遵循通用性原則、互換性原則、系列化原則。家具板材的直線切割要考慮模數問題，曲線切割則要考慮減少廢料和廢料利用的問題。

三辦公家具用戶調研

本項目的用戶調研主要從三方面展開，一是針對辦公室職員、部門經理、企業負責人的訪談，二是辦公家具使用情況的問卷調查，三是不同辦公環境的現場照片分析。從中發現用戶在辦公家具使用過程中存在的問題依次為：

1物品擺放混亂：隨身包、衣服、水杯、垃圾桶、紙巾、盆景等隨身物品沒有歸屬

2團隊之間技術交流不方便：如工程師們就產品結構進行互動和討論

3桌面高度不能適應不同身高的人體尺寸

4長時間坐著辦公致使腰背肌肉酸痛

5電源線網絡線數據線混亂

6拔插優盤不方便等辦公家具不僅僅是一張放置電腦的桌子，它是辦公職員在公司的一個小家的縮影。因此在辦公家具設計的過程當中，必須充分考慮使用方面的功能性，以上用戶調研中發現的問題是辦公家具設計中的重要參考。

四辦公家具設計趨勢

互聯網給我們的生活帶來了顛覆性的變化，對辦公環境產生的影響也是革命性的。形形色色的創意公司、小微企業如雨后春筍般入駐到各種產業園區，辦公家具的設計也相應出現了以下的設計趨勢：

（1）風格化：色彩的大膽運用、創意風格和主題設計直追民用家具。如將回紋、云紋、八角亭等中式元素融入設計，或者以簡潔、非對稱、甚至夸張的幾何形態來強調存在感。

（2）模塊化：以不同形狀的面板，搭配不同材質和形態的桌腳、電腦主機柜、桌面文件柜、抽屜柜、立式文件柜等功能模塊，實現多種功能組合，滿足不同的辦公需求。

（3）智能化：輕輕一按即可全部自動上鎖的抽屜，對辦公室實現電子控制的觸摸屏，能實現空間情景燈光設置的記憶遙控器，觸摸感應彈開的柜體；輕松實現升降的圣奧I-WORK主管桌等。

（4）彈性化：移動辦公，在有限的辦公空間內，可根據工作要求將獨立的辦公室變成大會議室、將獨立的辦公桌組成會議桌，其辦公家具都將非常易于重組。彈性辦公家具的核心概念即資源的最大化利用，由此而帶來辦公家具組合的多樣性。

五設計思路

基于以上對辦公家具市場、辦公家具產品、辦公家具用戶、辦公家具設計趨勢等的調研與分析，在與企業進行充分溝通的前提下，為企業制定如下設計思路：

六設計實踐

首款設計為“低成本設計”，具體設計定位如上表所述。經過草圖構思、草圖評審、三維建模及渲染、效果圖評審、設計深入、場景渲染等環節，最終確定方案效果如下圖。這是一款員工桌組合的設計，產品英文命名為“jejec”，是中文名“步步高”的英譯。設計理念如下：形態：產品整體以直線和折線為基本造型線，簡潔端莊，符合現代辦公家具的發展趨勢。色彩：本設計以白色為主色調，輔助以深灰色，營造出潔凈和安靜的氛圍，同時具備品質感。黑白主色中添加綠色低屏，為優雅整潔的辦公環境帶來一抹生機和亮色。功能：為每一位員工配備了一個中等高度的柜子，含兩個抽屜，兩層擱架。下層適宜擺放書籍、個人用品等雜物；上層可擺放盆景，或者與同事交流。主機箱柜的內側面開有條形線槽，以便手機充電線或耳機線的接入；電腦的電源線等從柜子內側面的圓形線槽接入，保證了工作臺面的完整性。材料：本設計桌面材料為價格較低的層壓板，符合低成本設計的要求。桌子支撐架為鋼管，桌腿采用鋼板折彎，不需要額外的配飾和模具，同樣符合低成本設計的要求。

結語

任何一種產品的設計開發，都是建立在對產品的深刻理解之上的。在辦公家具的設計開發過程中，材料本身的局限性限制了產品的造型自由度（如桌面和柜體必須為板材），而材料與結構的多樣化，增加了設計調研和構思的難度。本文僅在辦公家具設計方面作了一些粗淺的嘗試，希望能為相關設計人員提供一定的參考。

第三篇：互聯網時代智能化辦公家具設計論文

摘要：

通過互聯網發展的影響對辦公家具的影響，指出了智能化家具出現的必然性。根據互聯網時代下智能辦公家具的構成以及智能化辦公家具的實例，提出了智能化辦公家具的設計理念，總結出了在互聯網時代下，智能化辦公家具必將走向大眾化。

關鍵詞：智能化家具；互聯網；辦公家具；設計

一、引言

互聯網作為第三次科技革命的核心，對人們的工作生活產生了巨大的影響。隨著互聯網技術的不斷發展，人們對與其辦公生活密不可分的辦公家具產生了新的需求，與此同時，新型辦公方式的出現，也就對辦公家具產品提出了更高的要求。本文通過對互聯網發展對智能化辦公家具的影響，提出智能化辦公家具的發展趨勢，從而為日后的辦公家具設計研究提供一定的參考。

二、互聯網時代的到來

互聯網又稱網際網絡，或因特網（Internet），始于1969年的美國，是網絡與網絡之間相互聯結而組成的龐大網絡體系[1]。互聯網通過不斷的發展已成為工作和生活中不可或缺的一部分。20世紀60年代，互聯網還處于起步階段，應用范圍也僅限于相應的科研機構和軍事機構，而與之相連接的也僅限于幾個主機在小范圍內實行。此后，在1978年，TimBerners等提出了一種分類互聯網信息的協議，后稱為www.tmdps.cnputing），即人們可以在任意時間和地點通過向適應的終端與網絡來獲取信息以及服務，這便是移動互聯網絡研究的開端[3]。人們可以通過移動終端（智能手機、PDA、平板電腦等）連接移動通信網絡（2G、3G、WLAN等）來進入互聯網獲取信息。在21初，以iphone為代表的移動終端的出現為標志，人們正式邁入了移動互聯網時代。如今，互聯網已經滲透到人們生活的方方面面，與此同時，也影響到了人們日常辦公。在互聯網時代，辦公人員經常通過互聯網終端來處理相關事務，從而工作方式與習慣也隨之發生了改變。現在，辦公形態更加的細化，以團隊為單位的辦公方式普遍存在，在各種新形勢的要求下，辦公人員也更希望能使自己的辦公生活變得更為輕松，而智能化辦公家具的出現滿足了辦公人員在這一方面的需求。

三、智能化辦公家具的設計

智能（intelligenceandability），在《新華字典》里面的釋義為智慧和能力。而智能化，則是指由現代通信與信息技術、計算機網絡技術、行業技術、智能控制技術匯集而成的針對某一個方面的應用[4]，如：智能化系統、住宅智能化系統、醫院智能化系統等。

1、智能化辦公家具

智能化辦公家具，則是指利用微電子、通訊技術、通訊與網絡、自動控制、IC卡技術、計算機技術等，通過適宜的結構和接口，可模擬人的智能活動過程以及自動實現特定功能并與各子系統有機地結合在一起的辦公家具產品[5]。

2、智能化辦公家具的組成與控制技術

1）智能化辦公家具的組成智能化辦公家具的系統結構大概包括五個部分：控制系統、執行系統、傳動系統、傳感器、工作裝置（家具本體）[6]。控制系統的核心部分是控制器，它由存存器、微處理器以及相關的驅動電路等組成；而執行系統則是根據控制系統所發出的相關指令來進行工作；傳動裝置則可以用來調節相應的高度和角度，以方便使用；傳感器便是辦公家具的感覺器官，以上四部分與家具本體的結合則形成了智能化辦公家具的系統。

2）智能化辦公家具的控制技術智能化辦公家具的技術基礎包括了傳感技術、微電子技術、信息處理技術、伺服驅動技術、家具設計與制造技術以及智能控制技術和計算機技術等[7]。在此，主要介紹以下三種技術。傳感技術主要是指傳感器與自動檢測技術。傳感器通常由敏感元件及測量線路組成，是獲取信息的裝置[8]。傳感器在智能化家具系統中相當于人類的感覺器官，通過對外界環境的感知，將信息準確無誤的傳達給控制裝置，使控制裝置能精確的發出指令，實現系統的控制。微電子技術的發展離不開集成電路技術與半導體技術的發展，經過微電腦與微處理機以及通訊技術的結合，從而推動了信息革命的產生。把辦公家具與微電子技術相結合，能形成讓辦公者事半功倍的智能化辦公家具產品。伺服驅動技術的發展經歷了從液壓到電氣的過程，同時，他的發展離不開磁性材料技術、通信技術與半導體技術的發展[9]。智能化辦公家具的執行裝置離不開伺服驅動技術，此技術應用的在一定程度上影響了智能化辦公家具系統的性能。

3、智能化辦公家具的設計理念

互聯網的發展與智能化辦公家具市場的擴大，對智能辦化公家具的設計也提出了新要求，從而形成了以下幾個設計理念。

1）人性化設計辦公者都希望在一個舒適的環境中辦公，而這就需要設計師在設計時能夠滿足人的各種需求，不僅要考慮到作為單個個體的人，還要考慮到人與自然、社會等的關系以及與此產生的問題。而人性化的核心就是充分注重使用者生理和心理以及人格的需要，使人的生活更加方便、舒適[10]。互聯網時代下的人性化設計也在不斷的創新，現在計算機的重要性正在被我們的智能手機以及平板電腦所取代，這便形成了多種不同的新坐姿，基于此，Steelcase公司推出了一款名為Gesture的智能化辦公椅，它不僅滿足了人們在使用電腦時的需求，而且通過對2000多個不同辦公人員的分析，提煉出來9種不同的在使用移動設備時的坐姿，椅身可以根據不同的坐姿來進行調整，從而達到支撐人體各個部位的目的[11]。

2）技術的融合設計師們運用各種技術的手段來設計產品，達到為我所用，物盡其用的效果。在設計智能化辦公家具時，設計師們也會了解其他學科領域的新技術，像微電子技術、自動控制技術、通訊與網絡技術等，來讓辦公人員以更高的效率、更舒適的體驗來獲得信息。在2014年，美國的Stir公司就通過多種技術的融合推出了一款名為StirKineticDesk的智能站立式辦公桌，如圖2，它有一個完整的電容式觸摸屏，而辦公桌內則嵌套了一個名為“活躍模式”的程序。辦公者們在使用這個程序時可以通過屏幕上的滑動手條來調節桌子的高度，此外，嵌套在桌子前面部分的傳感器還能追蹤辦公人員的動作，記錄你站立了多久，坐了多久，轉換了多少次以及消耗了多少卡路里[12]。

3）交互理念交互設計（InteractionDesign）亦可以稱之為互動設計，即設計應注意人和產品之間的互動，要考慮到用戶的背景、使用經驗以及在操作過程中的感受，從而設計符合最終用戶的產品[13]。我們在使用辦公家具時，就已經完成了一次對于辦公家具的交互體驗。近日，在美國位于加州的初創公司Altwork便發布了一款名為AltworkStation的智能化電腦桌。AltworkStation從外觀看起來有點像牙醫椅，但通過有磁性的桌面可以固定鼠標和鍵盤。以前我們受電腦的限制需要坐著辦公，現在我們可以擺脫這種既定模式，AltworkStation著重于人與家具的交互體驗，讓家具可以根據人的需求而進行改變，辦公人員可以選擇站著、坐著或是躺著辦公。

四、結論互聯網的時代的到來，新的辦公形式的出現以及智能化所需的內嵌芯片的廉價化和技術的不斷完善也為智能化辦公家具的發展提供了依據。而人們對于自身的健康、安全以及者辦公效率的考量也為辦公家具的智能化提供了群眾基礎。2015年3月5日，李總理于第十二次全國人民代表大會第三次會議中提出了制定“互聯網+”的計劃，以此來推動互聯網、云計算、大數據、物聯網等與現代制造業的結合，這便為智能辦公家具的發展提供了強有力的政策基礎。綜上所述，在不久的將來，智能化的辦公家具必將走向大眾化。

參考文獻

[1]陳特吳皓月.互聯網對當今社會的影響與發展[J].電子技術與軟件工程,2014,16:40.[2]“英國人改變世界”——WorldWideWeb發明者TimJohnBerners-Lee[J].程序員,2003,11:9.[3]羅軍舟,吳文甲,楊明.移動互聯網:終端、網絡與服務[J].計算機學報,2011,11:2029-2051.[4]段海燕,吳智慧.智能化家具[J].家具,2006,03:36.[5]段海燕.智能化家具的研究[D].南京林業大學,2006:10-11.[6]曹云飛.智能化兒童家具研究[D].西北農林科技大學,2009：10-11.[7]段海燕.智能化家具的研究[D].南京林業大學,2006:31-32.[8]李守成,張英飛,韓同樣.傳感器原理及應用[J].鐵道通信信號,1994,10:33-34.[9]李國厚.伺服驅動技術及其發展[J].電工技術,2000,12:4-5.[10]胡銘.人性化設計在智能手機界面設計中的研究[D].南京林業大學,2008:6-7.[11]Jacob,Steelcase.智能辦公椅[J].設計,2013,04:29.[12]李硯祖.產品設計藝術[M].北京:中國人民大學出版社，2005:396-408.

第四篇：功能材料論文

納米復合涂層的研究進展

摘要：綜述了納米復合涂層的制備工藝,包括熱噴涂、納米復合鍍、納米粘結粘涂技術、納米復合涂料技術等;介紹了納米復合涂層在提高材料力學性能、耐腐蝕性、光學、電學、磁學等方面的性能研究,探究了納米復合涂層在科技界和產業界的應用。展望了納米復合涂層的發展、關鍵詞：納米復合涂層;制備;性能;研究進展 自從八十年代初，德國科學家提出納米晶體材料概念以來，世界各國科技界和產業界對納米材料產生了濃厚的興趣和廣泛的關注，到了90年代，國際上掀起了納米材料制備和研究的高潮。納米材料具有特殊的結構和處于熱力學上極不穩定的狀態，表現出有別于傳統材料的不同性能，正是由于納米材料這種獨特的效應，從而使納米材料具有一系列優異的功能特性。隨著相關應用基礎研究的不斷深入和相關技術的不斷完善，納米材料科學與技術已經開始進入應用研究階段。納米材料的合成與成形技術的發展和成熟，尤其是納米材料與表面技術的結合，對于納米材料和表面納米技術的應用和產業化起著至關重要的推動作用[1-3]。

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或它們作為基本單元構成的材料[1]。由于量子尺寸效應、小尺寸效應、表面界面效應、量子隧道效應等,使納米材料在力學性能、電學性能、磁學性能、熱學性能等方面與傳統的固體材料有許多不同的特殊性質,成為當今材料科學的前沿和一個開拓性的新領域,有著極為廣泛的應用前景[2]面工程是21世紀工業發展的關鍵技術之一,是先進制造技術的重要組成部分。表面工程是由多個學科交叉、綜合而發展起來的新興學科,它的最大優勢是能夠以多種方法制備優于本體材料性能的表面功能涂層,賦予零件防腐蝕、耐磨損、抗疲勞、防輻射等性能[3]，納米材料與傳統的表面涂層技術相結合,可得到納米復合涂層。納米復合涂層是由兩相或兩相以上的固態物質組成的薄膜材料,其中至少有一相是納米相,其他相可以是納米相,也可以是非納米相[4]。納米復合涂層集中了納米材料的優異特性,因而具有更好的性能,可以在更廣闊的領域應用。

納米復合涂層的制備

1納米熱噴涂技術熱噴涂技術是材料表面強化與保護的重要技術,它在表面技術中占有重要地位。熱噴涂是利用一種熱源將噴涂材料加熱至熔化或半熔化狀態,并通過氣流吹動使其霧化并高速噴射到基材表面,以形成噴涂層的表面加工技術〔’〕。納米微粒用于熱噴涂技術中備的納米復合涂層與傳統涂層相比,在強度、韌性、耐蝕、耐磨、熱障、抗疲勞等方面有顯著改善,而且部分涂層可以同時具有多種性能

制備納米復合涂層的熱噴涂方法包括超高速火焰噴涂、真空等離子噴涂、雙絲電弧噴涂等。李春福困等研究了對A1T3粉(納米1A20。與ITOZ混合物,ITO:質量分數為13%)在等離子噴涂中的應用,將經過超聲乳化的納米微粒與A1T3粉末混合,攪拌均勻,在適宜的溫度下燒結,制成適于等離子噴涂用,利用此粉制備的納米復合涂層的流平性能好,元素分布均勻,通孔率減小,涂層殘余應力降低,結合力提高,內部微裂紋減小,涂層耐磨、耐蝕性能明顯提高。丁紅燕等川將分散好的納米1A20。與F102粉(鎳、鉻、硼、硅自熔性合金粉)進行球磨混合制備了混合粉,再利用氧乙炔焰熱噴焊工藝制備了納米IAZ03作為彌散增強相的納米復合涂層,納米微粒在涂層中分散均勻,涂層的耐磨性明顯增強。tSewart等「`習用高速火焰噴涂(Hvo)F制得了WC一co納米復合涂層,在涂層組織中可以觀察到,納米微粒散布非晶態C。相中,結合良好,涂層顯微硬度明顯增加。Kear等〔9」對涂層硬度增加的原因作了進一步解釋。PilaS等[’oJ也利用HvoF制備了ere一NICr納米復合涂層,并對其力學和摩擦性能進行了研究,納米微粒在涂層中分布均勻,涂層的顯微硬度和彈性性質顯著提高,耐磨性增加 用熱噴涂技術所得到的納米復合涂層的結合強度、硬度、耐磨和耐蝕性等都較傳統涂層高,拓寬了這種技術在工業領域的應用。但如納米微粒在涂層的分布、涂層致密度的提高及如何制備優良的納米結構涂料等問題還需要進一步研究。2.物理氣相沉積技術

蒸發和濺射是真空物理鍍膜的兩種主要工藝，其沉積物的全部或部分由物理手段直接提供：前者使鍍料通過熱蒸發而獲得，即蒸發鍍膜；后者是由離子轟擊靶材獲得，即濺射鍍膜。產生濺射效應的離子來源于工作氣體放電，主要是輝光放電。從靶材濺射出來的粒子具有較高的動能，有利于提高涂層的附著力和致密度[4]。濺射鍍膜的研究可追溯至19世紀中。20世紀50年代，隨著高頻濺射技術的突破，濺射鍍膜得到了迅速發展，現有兩極濺射、三極濺射、反應濺射、磁控濺射、雙離子濺射和中頻濺射等多種沉積工藝。1964年，Mattox在前人研究的基礎上推出離子鍍系統，用于在金屬底材上鍍制耐磨和裝飾等用途的涂層[6]。離子鍍是指鍍膜與離子轟擊膜層同時進行的物理氣相沉積技術。離子轟擊可以改善膜層與基體之間的結合強度，改善膜層的結構(例如細化晶粒和提高致密度)和性能。事實上，離子鍍是以蒸鍍和濺射這兩種PVD技術為基礎，再加上離子轟擊而衍生的次級技術 3.離子鍍技術

目前，工業應用的離子鍍技術主要是以蒸鍍為基礎的陰極電弧離子鍍[7]。通過以靶材(鍍料)作為陰極，真空室作為陽極并接地，進行弧光放電。弧光放電僅在陰極(靶材)表面的弧斑處進行，其溫度高達8000~40000K。高溫下弧斑噴出的物質有電子、離子、原子和液滴。其中，離子占30%~90%。將工件加上例如100~200V負偏壓，吸引離子向工件方向運動，即可實現離子鍍。電弧離子鍍在20世紀80年代在美國實現產業化，并沿用至今。最近采用脈沖偏壓技術，導致鍍膜過程遠離平衡態特性，有利于提高涂層的結合強度，降低內應力。這種技術具有沉積速度快、附著力強、適合工業化生產等許多優點，但最大的問題在于靶材噴出的液滴會影響涂層的表面光潔度和均勻性。1985年，Window等在研究濺射技術時，提出增大普通磁控濺射陰極的雜散磁場，從而使等離子體范圍擴展到基體附近的非平衡磁控濺射陰極[8]。普通磁控濺射陰極的磁場將等離子體緊密地約束在靶面附近，基體(工件)附近的等離子體很弱，只受到輕微的離子和電子轟擊。而非平衡磁控濺射陰極的磁場可將等離子體擴展到遠離靶面處，使基體浸沒其中。這有利于以磁控濺射為基礎來實現離子鍍，并使磁控濺射離子鍍與陰極電弧蒸發離子鍍處于競爭和互補的狀態。英國TeerCoatings公司從20世紀90年代開始推出非平衡磁控濺射離子鍍的一系列設備，用于研發和生產[9-10]。與電弧離子鍍相比，濺射離子鍍克服了涂層表面粗糙的難題，而且在涂層化學組分上更易于控制和調節，是目前較為新穎的一種硬質涂層合成技術。利用離子鍍技術實現產業化的硬質涂層有TiN系列(包括TiC和TiCN等)硬膜、TiAlN抗高溫氧化膜、CrN耐磨耐腐蝕膜、ZrN高溫高強膜以及類金剛石DLC)和MoS2固體潤滑膜等，它們已廣泛用于刀具、模具和機械零部件等領域[11-13]。這些硬涂層的硬度一般為15~30GPa(注：純金剛石硬度為100GPa，石英為10GPa)。由于單一涂層材料往往難以滿足提高綜合性能的要求，因此涂層成分將趨于多元化、復合化。例如TiN系列硬質膜正向納米多層膜發展，其中包括TiN/TiCN、TiN/TiAlN和TiN/CrN等納米多層膜。另一種類型是碳系列硬質膜及其復合涂層，包括DLC、CNx及其多層復合涂層。此外，還有TiN系膜與碳系硬質膜的復合涂層(如TiN/CNx)等。納米多層涂層具有可控的一維周期結構，交替沉積的單層膜厚度一般不超過5~15nm。一般認為，納米多層涂層的高硬度主要是由于層內或層間位錯運動受阻所致。進一步的研究表明，納米多層涂層的性能與涂層的周期膜厚有很大關系[14]，當在形狀復雜的刀具或零件表面沉積納米多層膜時，很難均勻控制各層的膜厚，同時在高溫工作環境下，各層間的元素相互擴散也會導致涂層性能下降。

納米復合涂層的性能研究

力學性能

納米粒子的加人對于傳統涂層力學性能有很大的改善。納米微粒作為彌散相分布在涂層中,增強了涂層與基體間的結合,提高了涂層的耐磨性。納米iToZ分散在iN一P鍍液中利用化學鍍制備的納米復合鍍層,鍍層的硬度大于80HV,硬度的增加提高了鍍層的高溫抗氧化能力。利用電沉積的方法,將納米iN微粒加入到SIC中,在納米微粒添加到3%時,復合涂層的顯微硬度較傳統涂層提高了2倍[31] 蔣斌等[32]利用電刷鍍技術制得的納米SiO2/Ni復合涂層的抗疲勞性得到很大的提高,在不同的作用力下,納米復合涂層的抗疲勞性能都比未添加納米微粒時增加;經過退火處理后,涂層的抗疲勞程度更高。張而耕等人[33〕向PsP中分別加人納米級SiO2和微米級SiO2,對兩種復合涂層的力學性能進行了對比果表明,納米復合涂層的附著力和耐沖擊性都較微米級粒子的好,耐沖蝕磨損性能也有很大的提高,約為普通涂層的26倍,沖蝕磨損后涂層表面較為光滑,無裂紋和凹坑。將改性的納米微粒加入熱處理過的聚合物中,由于聚合物結晶度的改變及改性納米微粒的作用,提高了納米復合涂層的耐沖擊性和熱穩定性【34】，納米SiO2對環氧樹脂的改性也有顯著效果,添加納米微粒之后,復合涂層的拉伸強度提高了26%,無缺口沖擊強度提高了30%[35〕。iN納米微粒添加到聚氨酷中,復合涂層的摩擦系數減小,耐磨性提高[’36〕。環氧樹脂與聚醋的混合物經過納米Al2O3的改善,在納米微粒添加到8%時,沖擊強度較未加納米微粒的混合物及純環氧樹脂分別增加了110%、400%,拉伸強度則分別增加了4%、165%;同時,涂層的介電性和耐熱性也得到提高[37] 光、電、磁學性能

無機材料TiO2:、ZnO等具有很強的光催化功能,可利用紫外線或日光將有機物氧化為CO2和水。將納米TiO2:添加于涂料中,制成光催化涂料,利用陽光分解環境污染物,達到減少污染、保護環境的目的利用TiO2:的透明性、紫外線吸收性,將納米TiO2:金屬閃光材料與鋁粉顏料或珠光顏料等混合用在涂料中,能產生隨角異色效應,可制作汽車金屬閃光面漆,這種漆還具有極強的附著力和耐酸堿性能,在高檔汽車涂料、商標印刷油墨、特種建筑涂料等具有很大的應用市場

納米復合涂層因納米微粒的導電性可制成抗靜電材料。諸如納米微粒Fe2O3、TiO2、Cr2O3、ZnO等具有半導體特性的氧化微粒制成具有良好靜電屏蔽性能的涂料,而且可以調節顏色。在化纖品中加人金屬納米微粒可以解決其靜電問題,提高安全性[[38] 米金屬微粒具有較大的比表面,而且具有較好的吸收電磁波的特性,利用這個特性可以開發納米隱身涂料。納米磁性材料特別是類似鐵氧體的納米磁性材料加人涂料中,既有優良的吸波特性,又有良好的吸收和耗散紅外線的性能,加之相對密度小,在隱身方面的應用有明顯的優越性。采用單磁疇針狀微粒制備的納米復合涂層,具有單磁疇結構,高矯頑力,用它做磁性記錄材料可以提高記錄密度,提高信噪比。納米復合涂層的應用

近年來，不少研究機構采用PVD(包括磁控濺射)技術制備納米復合涂層，例如nc-TiN/a-Si3N4、nc-TiN/BN和nc-TiAlN/a-Si3N4等。初步研究結果顯示，納米復合涂層在金屬加工特別是干切削中有良好的應用前景。納米復合涂層技術之所以能夠起到這種重要作用，根本原因在于材料的納米尺寸效應，即當晶粒尺寸進入納米尺度范圍(<10nm)時，物質顯示出與常規材料截然不同的特性(例如超高硬度)[16-17]。納米復合涂層及其在干切削加工中的應用是目前高性能刀具的研究開發熱點。硬質涂層的應用可減小刀具與工件的摩擦，降低刀具在切削中的磨損，延長刀具的使用壽命。此外，高精度數控機床的應用和普及，綠色制造理念的提出，各種高硬度、高韌性的難切削材料的加工，使干切削技術愈來愈受到重視，同時也對刀具涂層技術及涂層材料提出了更高要求。而納米復合涂層的發展順應了現代機械加工對高效、高精度、高可靠性和環保的需求。迄今為止，納米涂層在制造業上的應用已初見成效[18]。例如，瑞士Platit公司利用LARC?(LateralRotatingARC-Cathodes)技術開發的新一代nc-TiAlN/a-Si3N4納米復合涂層以及其他納米多層膜，其高溫硬度十分突出[19-20]；德國CemeCon公司推出了新的納米結構(Supernitrides)涂層[21]，這類涂層將硬質涂層的抗磨損性能及氧化物涂層的化學穩定性結合起來，在應用中表現出極佳的熱穩定性；Balzers和Teer等公司在硬質涂層表面上再鍍上固體潤滑納米涂層如WC/C和MoS2/Ti，發現刀具的干切削效能得到進一步提高[22-23]。結論

將納米材料與表面涂層技術相結合制備出的納米復合涂層較傳統涂層有更大的優越性。納米復合涂層均勻、結構致密,有更好的力學性能如耐磨性、硬度、抗氧化性和耐腐蝕性等。利用納米材料的不同性質,在其他領域中,納米復合涂層也展示其誘人的前景,利用納米微粒光催化作用制備的納米復合涂層用于室內、醫院及某些公共場合可以產生很好的抗菌、殺菌及自清潔功能;納米微粒特有的吸波能力,使得復合涂層廣泛應用于飛機、導彈、軍艦等武器裝備上；利用納米復合涂層中納米微粒對環境的敏感性,可望制備出小型化、多功能、低能耗傳感器,如紅外線傳感器、壓電傳感器、光傳感器等。用分子自組裝技術已經制備了很好的雙疏性單分子膜,具有很好的摩擦學性能〔43,〕;將TiO2納米線與聚合物單體在玻璃片上用浸涂法成膜,再用紫外光照射引發原位聚合,得到TiO2:納米線彌散在高聚物的納米復合膜〔44,這種納米復合膜具有良好的減摩功能[45];同時,還利用原位復合技術制備了含氟聚合物一納米TiO2/聚丙烯酸丁醋納米復合膜及摩擦性能復合涂層,涂層具有很好的疏水效果[46]。

納米復合涂層的研究還處于剛剛起步階段,有很多問題有待于進一步研究,如納米微粒表面修飾和包覆、納米功能涂層的制備、納米微粒與表面涂層技術的結合等方面。在納米材料的制備合成技術不斷取得進展和基礎理論研究日益深人的基礎上,納米涂層將會有更快、更全面的發展,制備方法也在不斷得到創新和完善,其應用將遍及多個領域。

參考文獻

1.張立德，牟季美，納米材料學[M].沈陽：遼寧科學技術出版社，1994，10 2.Cheiter H.[J].金屬學報，1997,33(2):166 3.吳秋允，等.[J].材料研究學報，1997,11(3):331~334 4.

第五篇：功能材料論文

《功能材料》課程論文

納米材料及其應用

姓 名： 虎少奇 班 級：金材132班 學 號：***3

材料科學與工程學院

河南科技大學

納米材料及其應用

摘 要：納米材料由于其獨特的效應，使得納米材料具有不同于常規材料的特殊用途。近年來，隨著科學技術尤其是納米技術的發展，納米材料已經從高精尖領域逐漸走到百姓的生活之中，它的科學價值及應用價值逐漸被發現和認識，納米技術的研究得到了更多的關注。逐漸新興起的的納米材料進入人們的眼球，就需要我們對納米材料進行更多的研究與發展，揭秘其中的奧秘之處，就像人們所認知的那樣被大家熟知。為此，我們應該付出更多的努力。本文將帶大家探索我們不太熟知的納米材料的奧秘，關鍵詞：納米材料；效應；納米技術；納米結構；應用范圍；

1.納米材料

納米級結構材料簡稱為納米材料，廣義上是三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍超精細顆粒材料的總稱。根據2011年10月18日歐盟委員會通過的定義，納米材料是一種由基本顆粒組成的粉狀、團塊狀的天然或人工材料，這一基本顆粒的一個或多個三維尺寸在1納米至100納米之間，并且這一基本顆粒的總數量在整個材料的所有顆粒總數中占50％以上。從尺寸大小來說，通常產生物理化學性質顯著變化的細小微粒的尺寸在0.1微米以下（注1米=100厘米，1厘米=10000微米，1微米=1000納米，1納米=10埃），即100納米以下。因此，顆粒尺寸在1～100納米的微粒稱為超微粒材料，也是一種納米材料。

納米顆粒材料又稱為超微顆粒材料，由納米粒子組成。納米粒子也叫超微顆粒，一般是指尺寸在1～100nm間的粒子，是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區域，從通常的關于微觀和宏觀的觀點看，這樣的系統既非典型的微觀系統亦非典型的宏觀系統，是一種典型的介觀系統，它具有表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應。當人們將宏觀物體細分成超微顆粒（納米級）后，它將顯示出許多奇異的特性，即它的光學、熱學、電學、磁學、力學以及化學方面的性質和大塊固體時相比將會有顯著的不同。

2.納米材料的發展史

1962年，久保提出超微顆粒的量子限域理論，推動了實驗物理學家對納米微粒的探索。第一個真正認識到納米粒子的性能并引用納米概念的是日本科學家。他們在20世紀70年代用蒸發法做了超微粒子，并發現，導電、導熱的銅、銀導體做成納米尺度以后，失去原來的性質，表現出既不導電、也不導熱。

1984年德國的H.Gleiter教授等合成了納米晶體Pd, Fe等。并且1987年美國阿貢國立實驗室Siegel博士制備出納米TiO2多晶陶瓷，呈現良好的韌性，在100多度高溫彎曲仍不裂。這一突破性進展造成第一次世界性納米熱潮，使其成為材料科學的一個分支。這使得納米材料飛速發展。1990年7月，第一屆國際納米科學技術會議在美國巴爾的摩舉辦《Nanotechnology》和《Nanobiology》兩種國際性專業期刊也在同年相繼問世。標志著納米科學技術的正式誕生。今天，納米科技的發展使費曼的預言已逐步成為現實。納米材料的奇特物性正對人們的生活和社會的發展產生重要的影響。

納米材料的發展分為三個階段：第一個階段（在1990年以前）主要是在實驗室探索用各種手段制備各種材料的納米顆粒粉體，合成塊體（包括薄膜），研究評估表征的方法，探索納米材料不同于常規材料的特殊性能。對納米顆粒和納米塊體材料結構的研究在80年代末期一度形成熱潮。研究的對象一般局限在單一材料和單相材料，國際上通常把這類納米材料稱納米晶或納米相材料。第二個階段（1994年以前）是人們關注的熱點是如何利用納米材料已挖掘出來的奇特物理、化學和力學性能，設計納米復合材料，通常采用納米微粒與納米微粒復合，納米微粒與常規塊體復合及發展復合材料的合成及物性的探索一度成為納米材料研究的主導方向。第三個階段（1994年以后）主要是納米組裝體系、人工組裝合成的納米結構的材料體系越來越受到人們的關注，正在成為納米材料研究的新的熱點。

3.納米材料的五大效應

（1）體積效應

當納米粒子的尺寸與傳導電子的德布羅意波相當或更小時，周期性的邊界條件將被破壞，磁性、內壓、光吸收、熱阻、化學活性、催化性及熔點等都較普通粒子發生了很大的變化，這就是納米粒子的體積效應。

（2）表面效應

表面效應是指納米粒子表面原子與總原子數之比隨著粒徑的變小而急劇增大后所引起的性質上的變化。表9-2給出了納米粒子尺寸與表面原子數的關系。

（3）量子尺寸

粒子尺寸下降到一定值時，費米能級接近的電子能級由準連續能級變為分立能級的現象稱為量子尺寸效應。例如，導電的金屬在超微顆粒時可以變成絕緣體，磁矩的大小和顆粒中電子是奇數還是偶數有關，比熱亦會反常變化，光譜線會產生向短波長方向的移動，這就是量子尺寸效應的宏觀表現。因此，對超微顆粒在低溫條件下必須考慮量子效應，原有宏觀規律已不再成立。

（4）量子隧道

微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為隧道效應。人們發現一些宏觀量，例如微顆粒的磁化強度、量子相干器件的磁通量以及電荷等亦具有隧道效應，它們可以穿越宏觀系統的勢壘產生變化，故稱為宏觀的量子隧道效應。用此概念可定性解釋超細鎳微粒在低溫下保持超順磁性等。

（5）介電限域

納米粒子的介電限域效應較少不被注意到。實際樣品中，粒子被空氣﹑聚合物﹑玻璃和溶劑等介質所包圍，而這些介質的折射率通常比無機半導體低。光照射時，由于折射率不同產生了界面，鄰近納米半導體表面的區域﹑納米半導體表面甚至納米粒子內部的場強比輻射光的光強增大了。這種局部的場強效應，對半導體納米粒子的光物理及非線性光學特性有直接的影響。對于無機-有機雜化材料以及用于多相反應體系中光催化材料，介電限域效應對反應過程和動力學有重要影響。

4.納米技術

納米技術的廣義范圍可包括納米材料技術及納米加工技術、納米測量技術、納米應用技術等方面。其中納米材料技術著重于納米功能性材料的生產（超微粉、鍍膜、納米改性材料等），性能檢測技術（化學組成、微結構、表面形態、物、化、電、磁、熱及光學等性能）。納米加工技術包含精密加工技術（能量束加工等）及掃描探針技術。目前，納米技術主要應用于“袖珍軍團“，微型環狀激光器，納米級微電子軟件，超微型計算機等方面。

5.納米結構

納米結構是以納米尺度的物質單元為基礎按一定規律構筑或營造的一種新體系。它包括納米陣列體系、介孔組裝體系、薄膜嵌鑲體系。對納米陣列體系的研究集中在由金屬納米微粒或半導體納米微粒在一個絕緣的襯底上整齊排列所形成的二位體系上。而納米微粒與介孔固體組裝體系由于微粒本身的特性，以及與界面的基體耦合所產生的一些新的效應，也使其成為了研究熱點，按照其中支撐體的種類可將它劃分為無機介孔復合體和高分子介孔復合體兩大類，按支撐體的狀態又可將它劃分為有序介孔復合體和無序介孔復合體。在薄膜嵌鑲體系中，對納米顆粒膜的主要研究是基于體系的電學特性和磁學特性而展開的。

6.納米材料的制備

（1）惰性氣體下蒸發凝聚法。通常由具有清潔表面的、粒度為1-100nm的微粒經高壓成形而成，納米陶瓷還需要燒結。國外用上述惰性氣體蒸發和真空原位加壓方法已研制成功多種納米固體材料，包括金屬和合金，陶瓷、離子晶體、非晶態和半導體等納米固體材料。我國也成功的利用此方法制成金屬、半導體、陶瓷等納米材料。

（2）化學方法：1水熱法，包括水熱沉淀、合成、分解和結晶法，適宜制備納米氧化物；2水解法，包括溶膠-凝膠法、溶劑揮發分解法、乳膠法和蒸發分離法等。

（3）綜合方法。結合物理氣相法和化學沉積法所形成的制備方法。其他一般還有球磨粉加工、噴射加工等方法。

6.納米材料的應用范圍

就目前而言，納米材料應用主要是天然納米材料，納米磁性材料，納米陶瓷材料，納米傳感器，納米傾斜功能材料，納米半導體材料，納米催化材料，納米計算機，納米碳管，醫

療應用，家電，環境保護，紡織工業，機械工業等方面。而被我們所了解的納米材料大概就有納米磁性材料，納米陶瓷，納米半導體材料了。

（1）納米磁性材料

在實際中應用的納米材料大多數都是人工制造的。納米磁性材料具有十分特別的磁學性質，納米粒子尺寸小，具有單磁疇結構和矯頑力很高的特性，用它制成的磁記錄材料不僅音質、圖像和信噪比好，而且記錄密度比γ-Fe2O3高幾十倍。超順磁的強磁性納米顆粒還可制成磁性液體，用于電聲器件、阻尼器件、旋轉密封及潤滑和選礦等領域。

（2）納米陶瓷材料

傳統的陶瓷材料中晶粒不易滑動，材料質脆，燒結溫度高。納米陶瓷的晶粒尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上運動，因此，納米陶瓷材料具有極高的強度和高韌性以及良好的延展性，這些特性使納米陶瓷材料可在常溫或次高溫下進行冷加工。如果在次高溫下將納米陶瓷顆粒加工成形，然后做表面退火處理，就可以使納米材料成為一種表面保持常規陶瓷材料的硬度和化學穩定性，而內部仍具有納米材料的延展性的高性能陶瓷。（3）納米半導體材料

將硅、砷化鎵等半導體材料制成納米材料，具有許多優異性能。例如，納米半導體中的量子隧道效應使某些半導體材料的電子輸運反常、導電率降低，電導熱系數也隨顆粒尺寸的減小而下降，甚至出現負值。這些特性在大規模集成電路器件、光電器件等領域發揮重要的作用。

利用半導體納米粒子可以制備出光電轉化效率高的、即使在陰雨天也能正常工作的新型太陽能電池。由于納米半導體粒子受光照射時產生的電子和空穴具有較強的還原和氧化能力，因而它能氧化有毒的無機物，降解大多數有機物，最終生成無毒、無味的二氧化碳、水等，所以，可以借助半導體納米粒子利用太陽能催化分解無機物和有機物。

總之，納米材料存在我們生活中一切事物之中，只是我們沒有發現而已，就像鴿子大腦里的導航，生活的一些半導芯片，很多的精密儀器之中都可能存在納米材料。納米材料已經在我們身邊大量事物中出現。它的應用前景非常廣闊，我們應該更深一步的研究納米材料，揭開其神秘的面紗。

參考文獻

1.丁秉鈞，《納米材料》，普通高等教育材料科學與工程專業規劃教材，2011-07-27；

2.原繼紅，黃楠，韓曉云，康傳紅，孫治堯，閆爾云，納米材料的應用，《綏化學院學報》2012年第1期 184-186, 3.王仁清，納米材料的應用，《中國科技信息》，2004年第22期 19,21，課程學習后的收獲與建議： 收獲：

自當學習了功能材料之后，我便從中更深一步了解到了材料的本質，這對我們材料專業的學生來說無疑是最有幫助的，我們是學習材料的，就必須從材料的多個層面去了解，并且熟悉材料，這樣才可以更加熟悉的運用材料的特性，掌握材料的本質。學習本課程之后，我們便可以從只知道材料的一些淺顯的的特性像更深一層的特性去了解掌握。例如導電陶瓷的原理，鐵電體，壓敏陶瓷，氣敏陶瓷等等這些我們聽過和沒有見識過的材料和材料方面的其他知識。就拿形狀記憶合金來說，我們能想到的是它會記憶自己的形態，就像之前學過的Ti合金一樣，但是，卻沒有了解它的基本原理，不知道合金的這種記憶效應是由合金的 “相變化”來實現的，隨著溫度的改變，合金的結構從一相轉變到另一相。

總而言之，學習這門課程對我們來說還是收益頗多的，對我們今后的學習工作都將有頗為重要的作用。

建議：

總的來說對這門課程還是比較感興趣的，當初選這門課程就是沖著自己的興趣去的，龍老師對這門課程也是投入了大量的精力，講課也是相當認真負責；但是，由于課程內容比較抽象，同學們的熱情并不是很高。要是實驗的內容占大部分的比例，或許更容易去理解和感受，更有興趣去了解功能材料。希望在今后的學習中，老師可以帶領我們多去實驗室，在動手過程中幫我們指導學習。