微观世界的神奇小子、纳米材料 80年代在材料园地诞生了一种新材料,其体态细小得只有 借助高倍电子显微镜能一睹尊容。这就是纳米材料,是纳米量级(10-9m)的超细颗粒 构成的材料,它比一根头发丝还要细小1000到10000倍,从而成为材料制造从宏观世界向微 观世界进军的重要里程碑。别看它身子细小,能耐可大着呢!纳米材料有四大效应:小尺寸 效应、量子效应、表面效应和界面效应,从而具有传统材料所不具备的物理、化学特性。如 TiO2纳米陶瓷在低温下具有奇特的韧性,在180℃温度下经受弯曲不断裂;CaF2陶瓷纳米材料在80~180℃温度下塑性提高100%;纳米铁合金比同成分合金强度高10倍以上; 纳米磁性材料的磁记录密度比普通磁性材料高10倍以上;纳米复合材料对光的反射率低,能 吸收电磁波,可用作隐形飞机涂层。可能制得无缺陷或无有害缺陷的近乎理想的纳米陶瓷, 使材料的原有性能得到极大的改善,甚至出现新的功能,如5vol.%纳米颗粒弥散于Al2O3基晶粒内制成的复合材料的强度比纯Al2O3陶瓷高两倍。 纳米材料和纳米技术问世以来的20年中,大致完成了材料创制、性能开发阶段,现在正步入 完善工艺和全面应用阶段。预期它将在信息、通讯、微电子、环境、医药等领域获得广泛应 用。纳米材料市场潜力巨大。据预测到2000年,纳米材料结构器件市场容量约为6375亿美元 ,纳米材料薄膜器件市场容量为340亿美元,纳米粉体、纳米复合陶瓷及其他复合材料市场 容量主5457亿美元,纳米超精度加工技术市场容量442亿美元,纳米晶体材料及其生长技术 市场容量238亿美元。 可见纳米材料的研究和发展对人类社会的影响,无论从理论上还是从实用意义上而言都是重 要而深刻的。 摘《现代科学知识》 |