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當(dāng)前位置：曼柯威納米材料的性能及應(yīng)用
發(fā)布時間：2022-12-07 14:02:16
曼柯威納米材料的應(yīng)用
1：納米金屬：如納米鐵材料，是由6納米的鐵晶體壓制而成的，較之普通鐵強度提高12倍，硬度提高2~3個數(shù)量級，利用納米鐵材料，可以制造出高強度和高韌性的特殊鋼材。對于高熔點難成形的金屬，只要將其加工成納米粉末，即可在較低的溫度下將其熔化，制成耐高溫的元件，用于研制新一代高速發(fā)動機中承受超高溫的材料。“納米球”潤滑劑：全稱 “原子自組裝納米球固體潤滑劑”，是具有二十面體原子團簇結(jié)構(gòu)的鋁基合金， 成分并采用獨特的納米制備工藝加工而成的納米級潤滑劑。采用高速氣流粉碎技術(shù)，精確控制添加劑的顆粒粒度，可在摩擦表面形成新表面，對機車發(fā)動機產(chǎn)生修復(fù)作用。其成分設(shè)計及制備工藝具有創(chuàng)新性，填補了潤滑油合金基添加劑的空白技術(shù)。在機車發(fā)動機加入納米球，可以起到節(jié)省燃油、修復(fù)磨損表面、增強機車動力、降低噪音、減少污染物排放、保護環(huán)境的作用。
2：納米陶瓷：首先利用納米粉末可使陶瓷的燒結(jié)溫度下降，簡化生產(chǎn)工藝，同時，納米陶瓷具有良好的塑性甚至能夠具有超塑性，解決了普通陶瓷韌性不足的弱點，大大拓展了陶瓷的應(yīng)用領(lǐng)域。
納米碳管： 納米碳管的直徑只有1.4nm，僅為計算機微處理器芯片上最細電路線寬的1%，其質(zhì)量是同體積鋼的1/6，強度卻是鋼的100倍，納米碳管將成為未來高能纖維的首選材料，并廣泛用于制造超微導(dǎo)線、開關(guān)及納米級電子線路。
3：納米催化劑： 由于納米材料的表面積大大增加，而且表面結(jié)構(gòu)也發(fā)生很大變化，使表面活性增強，所以可以將納米材料用作催化劑，如超細的硼粉、高鉻酸銨粉可以作為炸藥的有效催化劑；超細的鉑粉、碳化鎢粉是高效的氫化催化劑；超細的銀粉可以為乙烯氧化的催化劑；用超細的Fe3O4微粒做催化劑可以在低溫下將CO2分解為碳和水；在火箭燃料中添加少量的鎳粉便能成倍地提高燃燒的效率。
4：量子元件： 制造量子元件，首先要開發(fā)量子箱。量子箱是直徑約10納米的微小構(gòu)造，當(dāng)把電子關(guān)在這樣的箱子里，就會因量子效應(yīng)使電子有異乎尋常的表現(xiàn)，利用這一現(xiàn)象便可制成量子元件，量子元件主要是通過控制電子波動的相位來進行工作的，從而它能夠?qū)崿F(xiàn)更高的響應(yīng)速度和更低的電力消耗。另外，量子元件還可以使元件的體積大大縮小，使電路大為簡化，因此，量子元件的興起將導(dǎo)致一場電子技術(shù)革命。人們期待著利用量子元件在21世紀制造出16GB（吉字節(jié)）的DRAM，這樣的存儲器芯片足以存放10億個漢字的信息。
曼柯威納米材料的性能
物化性能 納米顆粒的熔點和晶化溫度比常規(guī)粉末低得多，這是由于納米顆粒的表面能高、活性大，熔化時消耗的能量少，如一般鉛的熔點為600K，而20nm的鉛微粒熔點低于288K；納米金屬微粒在低溫下呈現(xiàn)電絕緣性；鈉米微粒具有極強的吸光性，因此各種納米微粒粉末幾乎都呈黑色；納米材料具有奇異的磁性，主要表現(xiàn)在不同粒徑的納米微粒具有不同的磁性能，當(dāng)微粒的尺寸高于某一臨界尺寸時，呈現(xiàn)出高的矯頑力，而低于某一尺寸時，矯頑力很小，例如，粒徑為85nm的鎳粒，矯頑力很高，而粒徑小于15nm的鎳微粒矯頑力接近于零；納米顆粒具有大的比表面積，其表面化學(xué)活性遠大于正常粉末，因此原來化學(xué)惰性的金屬鉑制成納米微粒（鉑黑）后卻變?yōu)榛钚詷O好的催化劑。擴散及燒結(jié)性能 納米結(jié)構(gòu)材料的擴散率是普通狀態(tài)下晶格擴散率的1014~1020倍，是晶界擴散率的102~104倍，因此納米結(jié)構(gòu)材料可以在較低的溫度下進行有效的摻雜，可以在較低的溫度下使不混溶金屬形成新的合金相。擴散能力提高的另一個結(jié)果是可以使納米結(jié)構(gòu)材料的燒結(jié)溫度大大降低，因此在較低溫度下燒結(jié)就能達到致密化的目的。力學(xué)性能 納米材料與普通材料相比，力學(xué)性能有顯著的變化，一些材料的強度和硬度成倍地提高；納米材料還表現(xiàn)出超塑性狀態(tài)，即斷裂前產(chǎn)生很大的伸長量。
