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當前位置：曼柯威納米材料的性能及應用
發布時間：2022-12-07 14:02:16
曼柯威納米材料的應用
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構的鋁基合金， 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，精確控制添加劑的顆粒粒度，可在摩擦表面形成新表面，對機車發動機產生修復作用。其成分設計及制備工藝具有創新性，填補了潤滑油合金基添加劑的空白技術。在機車發動機加入納米球，可以起到節省燃油、修復磨損表面、增強機車動力、降低噪音、減少污染物排放、保護環境的作用。
2：納米陶瓷：首先利用納米粉末可使陶瓷的燒結溫度下降，簡化生產工藝，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用領域。
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線、開關及納米級電子線路。
3：納米催化劑： 由于納米材料的表面積大大增加，而且表面結構也發生很大變化，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，首先要開發量子箱。量子箱是直徑約10納米的微小構造，當把電子關在這樣的箱子里，就會因量子效應使電子有異乎尋常的表現，利用這一現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，從而它能夠實現更高的響應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致一場電子技術革命。人們期待著利用量子元件在21世紀制造出16GB（吉字節）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，主要表現在不同粒徑的納米微粒具有不同的磁性能，當微粒的尺寸高于某一臨界尺寸時，呈現出高的矯頑力，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，其表面化學活性遠大于正常粉末，因此原來化學惰性的金屬鉑制成納米微粒（鉑黑）后卻變為活性極好的催化劑。擴散及燒結性能 納米結構材料的擴散率是普通狀態下晶格擴散率的1014~1020倍，是晶界擴散率的102~104倍，因此納米結構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果是可以使納米結構材料的燒結溫度大大降低，因此在較低溫度下燒結就能達到致密化的目的。力學性能 納米材料與普通材料相比，力學性能有顯著的變化，一些材料的強度和硬度成倍地提高；納米材料還表現出超塑性狀態，即斷裂前產生很大的伸長量。
