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納米材料有什么應用

來源:本站 | 作者:admin | 時間:2013-01-20 00:53:37 ]
      要回答這個問題,先要說說什么是納米材料?它有哪些獨特的性能?納米材料的學術定義是:在三維尺寸中至少有一維處于納米量級的材料。用通俗的話講:納米材料是用尺寸只有幾個納米的極微小的顆粒組成的材料。一個納米是多大呢?只有一米的10億分之一,用肉眼根本看不到。由于它尺寸特別小,它就產(chǎn)生了兩種效應,即小尺寸引起的表面效應和量子效應,即它的表面積比較大,處于表面上的原子數(shù)目的百分比顯著增加,當材料顆粒直徑只有1納米時,原子將全部暴露在表面,因此原子極易遷移,使其物理性能發(fā)生極大變化。一是它對光的反射能力變得非常低,低到<1%;二是機械、力學性能成幾倍增加;三是其熔點會大大降低(如金的熔點本是1064℃,但2納米的金屬粉末熔點只有33℃);四是有特殊的磁性(如20納米的鐵粉,其矯頑力可增加1000倍)。
      根據(jù)上述原理和特性,納米材料大致有如下用途:
1. 納米結構材料:
      包括純金屬、合金、復合材料和結構陶瓷,具有十分優(yōu)異的機械、力學及熱力性能。可使構件重量大大減輕。
2. 納米催化、敏感、儲氫材料:
      用于制造高效的異質催化劑、氣體敏感器及氣體捕獲劑,用于汽車尾氣凈化、石油化工、新型潔凈能源等領域。
3. 納米光學材料:
      用于制作多種具有獨特性能的光電子器件。如量子阱GaN型藍光二極管、量子點激光器、單電子晶體管等。
4. 納米結構的巨磁電阻材料:
      磁場導致物體電阻率改變的現(xiàn)象稱為磁電阻效應,對于一般金屬其效應??珊雎?。但是某些納米薄膜具有巨磁電阻效應。在巨磁電阻效應發(fā)現(xiàn)后的第6年,1994年IBM公司研制成巨磁電阻效應的讀出磁頭,將磁盤記錄密度一下子提高了17倍。這種材料還可以制作測量位移、角度的傳感器,廣泛應用于數(shù)控機床、汽車測速、非接觸開關、旋轉編碼器中。
5. 納米微晶軟磁材料
     用于制作功率變壓器、脈沖變壓器、扼流圈、互感器等。
6. 納米微晶稀土永磁材料
     將晶粒做成納米級,可使釹鐵硼等稀土永磁材料的磁能積進一步提高,并有希望制成兼?zhèn)涓唢柡痛呕瘡姸?、高矯頑力的新型永磁材料(通過軟磁相與永磁相在納米尺度的復合)。 

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