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納米陶瓷面向21世紀的新材料


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    納米科技是20世紀80年代末90年代初誕生并迅速發(fā)展和滲透到各學科領(lǐng)域的一門嶄新的高科技。由于它在21世紀產(chǎn)業(yè)革命中具有戰(zhàn)略地位,因而受到世界的普遍關(guān)注。有人說,70年代微電子學產(chǎn)生了世界性的信息革命,那么納米科技將是21世紀信息革命的核心。納米技術(shù)的飛速發(fā)展極大的推動了材料科學的研究和發(fā)展,而納米材料研究的一個重要階段是納米粉體的制備。
    納米粉體泛指粒徑在1~100μm范圍內(nèi)的粉末。由于納米粉體的晶粒小,表面曲率大或表面積大,所以它的磁性、催化性、光吸收、熱阻和熔點等方面與常規(guī)材料相比顯示出奇特的性能,因此得到人們的極大重視。世界發(fā)達國家對納米材料的研究投入了大量的人力、物力和財力并制定了長遠計劃,迄今,他們已取得了一些令人驚奇的成果,并逐漸形成高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),取得了良好的經(jīng)濟效益。自1994年10月在德國舉行了第二屆國際納米材料會議,納米材料更是成為材料科學和凝聚態(tài)物理領(lǐng)域中的熱點。
    納米粉體具有體積效應、表面效應、量子尺寸效應、介電限域效應等各種效應,所以納米粉體表現(xiàn)出強吸光能力、高活性、高催化性、高選擇性、高擴散性、高磁化率和矯頑力等奇特理化性能。納米粉體具有這么多特異性能,潛在應用價值極大。 納米粉體由于尺寸小,具有高比表面積和表面能,活性點多,因而其催化活性和選擇性大大高于傳統(tǒng)的催化劑;納米粉體的熔點較低,能在比微米粉體燒結(jié)溫度低500~600℃的溫度下繞結(jié)致密;利用納米粉體薄而均勻的界面膜,可作火箭燃料助劑(在臨界溫度所有的粒子瞬間發(fā)生反應);利用納米粉體可均勻分布在氣體、液體或固體物質(zhì)中,可以用作氣溶膠(煙霧劑);利用納米粉體的鏈狀超細粒子,可以用作磁記錄材料、分子過濾器、電磁波吸收體和過濾器;利用納米粉體粒子內(nèi)電子能級離散,可以用作超低溫與遠紅外材料,納米粉體在冶金、化工、電子、磁性材料、精細陶瓷、傳感器以及日用化妝品和生物醫(yī)學等方面得到了開發(fā)和應用,顯示出誘人的前景。 納米技術(shù)涉及到多種學科和領(lǐng)域,是一門由化學、化工、物理、冶金、材料相互交叉而有機聯(lián)系起來的新學科。
    納米陶瓷被譽為"萬能材料"或"面向21世紀的新材料",而作為納米陶瓷原料的納米粉體是制備性能優(yōu)異的特種陶瓷的關(guān)鍵之一,而開展納米粉體顆粒物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)的研究,無論從基礎(chǔ)理論研究還是從實際應用前景的角度考慮都有十分重要的意義。納米科技的發(fā)展將會引起材料科學的一次革命,它的發(fā)展將會對人類社會的發(fā)展和進步產(chǎn)生重大而深遠的影響。
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