Ⅰ 納米復合材料分哪幾種類型
納米復合材料大致包括三種類型 :納米微粒與納米微粒復合(-0復合),納米微粒與常規塊體復合(0-3復合)及復合納米薄膜(0-2復合)。此外,有人把納米層狀結構也歸結為納米材料,由不同材質構成的多層膜也稱為納米復合材料。這一類材料在性能上比傳統材料也有極大改善,已在有些方面獲得了應用。
(1)復合塗層材料:市場上大力宣傳的「納米洗衣機」、「納米冰箱」等,實際上是採用了納米塗層材料,這種材料具有高強、高韌、高硬度的特點,在材料表面防護和改性上有著廣泛的應用前景。如MoSi2/SiC復合納米塗層,經500℃,1小時熱處理,塗層硬度可達20.8Gpa,比碳鋼提高了幾十倍。
(2)超塑性陶瓷:用粒徑30nm的被Y2O3穩定化的四方ZrO2,並加入20% Al2O3,製成的陶瓷材延伸率可達200%,具有超塑性。甚至有人做到了延伸率800% 。這是由於納米材料燒結溫度低,燒結過程中速度快和有良好的界面延展性。
(3)高分子基納米復合材料:將經高能球磨製成的納米晶FexCu100-x粉體與環氧樹脂混合製成了具有極高硬度的類金剛石刀片。日本松下電器公司已研製成功樹脂基納米氧化物復合材料,其靜電屏蔽性能優於常規樹脂基碳黑復合材料,而且可以根據氧化物類型改變顏色,在電器外殼塗料方面有廣闊的應用前景。利用納米TiO2粉體的紫外吸收特性可以制防曬膏和化妝品。
(4)磁性材料:由納米四方Fe14Nd2B顆粒和10~15nm 的α-Fe粒子組成的復合材料具有高的矯頑力和高的剩餘磁化強度。高矯頑力來源於Fe14Nd2B相很強的磁-晶各向異性和納米粒子的單磁疇特性。
(5)光學材料:純的Al2O3和純的Fe2O3納米材料在可見光范圍是不發光的,但如果把納米Al2O3和納米Fe2O3摻和到一起 ,獲得的納米粉體或塊體在可見光范圍藍綠光波段出現了一個較寬的光致發光帶,發光的原因是Fe3+離子在納米復合材料中所提供的大量低有序度界面所致。
(6)仿生材料:研究表明,動物的骨骼是由膠質的基體與納米或亞微米的羥基磷灰石組成的一種復合體。納米或亞微米的羥基磷灰石起增強作用。科學家們已按照這樣的思路在實驗室中製造出了人造骨。以上只列舉了一些簡單的例子,目前納米復合材料的研究仍方興未艾。
Ⅱ 納米復合材料除了增強增塑外,還有什麼功能
納米復合材料的功能挺多的,主要功能是可廣泛應用於航空航天、國防、交通、體育等領域,納米復合材料則是其中最具吸引人的是現在世界發達國家新材料發展的戰略都把納米復合材料的發展放在重要位置。
Ⅲ 納米材料及其在環保中的應用
納米技術具有極大的理論和應用價值,納米材料被譽為「21世紀最有前途的材料」。納米技術研究在0.1~100nm尺度范圍內物質具有的特殊性能及其應用。廣義的納米材料是指在三維空間中,至少有一維達到納米尺度范圍,或以其為基本單位所構成的材料[1]。納米材料具有輻射、吸收、殺菌、吸附等特性,眾多研究表明這些新特性將在環境保護領域產生深遠的影響。本文就納米材料及其在環境保護領域的應用進行了闡述。 1 納米材料的基本性質[2,3] 1.1 表面效應 用高倍電子顯微鏡對金超微顆粒(直徑為2.1~3μm)進行電視攝像,實時觀察發現這些顆粒沒有固定的形態,隨著時間的變化會自動形成各種形狀(如立方八面體,十面體,二十面體等)的晶型,既不同於一般固體,又不同於液體,是一種准固體。在電子顯微鏡的電子束照射下,表面原子彷彿進入了「沸騰」狀態,尺寸大於10μm後才看不到這種顆粒結構的不穩定性,這時微顆粒具有穩定的結構狀態。 超微顆粒的表面具有很高的活性,在空氣中金屬顆粒會迅速氧化而燃燒。如要防止自燃,可採用表麵包覆或有意識地控制氧化速率,使其緩慢氧化生成一層極薄而緻密的氧化層,確保表面穩定化。利用表面活性,金屬超微顆粒可望成為新一代的高效催化劑和貯氣材料以及低熔點材料。 1.2 小尺寸效應 隨著顆粒尺寸的量變,在一定條件下會引起顆粒性質的質變。由於顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質的變化稱為小尺寸效應。對超微顆粒而言,尺寸變小,同時其比表面積亦顯著增加,從而產生特殊的光學、熱學、磁學、力學、聲學、超導電性、介電性能以及化學性能等一系列新奇的性質。 2 納米材料在大氣污染治理方面的應用 2.1 空氣中硫氧化物的凈化 二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物是影響人類健康的有害氣體,如果在燃料燃燒的同時加入納米級催化劑不僅可以使煤充分燃燒,不產生一氧化硫氣體,提高能源利用率,而且會使硫轉化成固體的硫化物。如用納米Fe2O3作為催化劑,經納米材料催化的燃料中硫的含量小於0.01%,不僅節約了能源,提高能源的綜合利用率,也減少了因為能源消耗所帶來的環境污染問題,而且使廢氣等有害物質再利用成為可能。 2.2 汽車尾氣凈化 汽車尾氣排放直接污染人們的生活空間及呼吸層,對人體健康影響極大。開發替代燃料或研究用於控制汽車尾氣對大氣污染材料,對凈化環境具有重要的意義。用納米復合材料制備與組裝的汽車尾氣感測器[4],通過汽車尾氣排放的監控,可及時對超標排放進行報警,並通過調整合適的空燃比,減少富油燃燒,達到降低有害氣體排放和燃油消耗的目的。納米稀土鈦礦型復合氧化物對汽車尾氣所排放的NO、CO等具有良好的催化轉化作用,可以替代昂貴的重金屬催化劑用作汽車尾氣催化劑。 2.3 室內空氣凈化 新裝修房間空氣中的有機物濃度大大高於室外,而光催化劑可以很好地降解甲醛、甲苯等污染物,納米TiO2的降解效果最佳。納米TiO2經光催化產生的空穴和形成於表面的活性氧膜化能與細菌細胞或細胞內組成成分進行生化反應,使細菌頭單元失活而導致細胞死亡,並且使細菌死亡後產生的內毒素分解,即利用納米TiO2的光催化性能不僅能殺死環境中的細菌,而且能同時降解由細菌釋放出的有毒復合物[5]。在醫院的病房、手術室及生活空間安放納米TiO2光催化劑可具有殺菌、除臭作用。 3 在水污染治理方面的應用 3.1 處理無機污染廢水 污水中的重金屬對人體的危害很大,重金屬的流失也是資源的浪費。納米粒子能對水中的重金屬離子通過光電子產生很強的還原能力[6]。如納米TiO2能將高氧化態汞、銀、鉑等貴重金屬離子吸附於表面,井將其還原為細小的金屬晶體,既消除了廢水的毒性,又回收了貴重金屬。 3.2 處理有機污染廢水 大量研究表明納米TiO2等作為光催化劑,在陽光下催化氧化水中的有機污染物,使其迅速降解。至今為止己知納米TiO2能處理80餘種有毒污染物,它可以將水中的各種有機物很快完全催化氧化成水和CO等無害物質圖。例如Pintar等在間歇式反應器中納米Ru/TiO2作催化劑,對酸性或鹼性牛皮紙漂白廢水進行光催化降解,廢水中的有機總碳TOC的去除率可達到99.6%,並使廢水完全脫色。經光催化濕空氣氧化處理後的工廠廢水對弧菌的毒性的實驗表明,用該方法處理後的工廠漂白廢水完全可以進一步生物降解。 3.3 自來水的凈化處理 新型納米級凈水劑[7]的吸附能力和絮凝能力是普通凈水劑Al2O3的10~20倍,能將污水中懸浮物完全吸附並沉澱,然後採用納米磁性物質、纖維和活性炭凈化裝置,有效地除去水中的鐵銹、泥沙以及異味等。再經過由帶有納米孔徑的處理膜和帶有不同納米孔徑的陶瓷小球組裝的處理裝置後,可以100%除去水中的細菌、病毒,得到高質量的純凈水。這是因為細菌、病毒的直徑比納米大,在通過納米孔徑的膜和陶瓷小球時,會被過濾掉,水分子及水分子直徑以下的礦物質、元素則保留下來。 4 在其它環保領域的應用 4.1 雜訊控制 飛機、車輛、船舶等發動機工作的雜訊可達上百分貝,容易對環境造成雜訊污染。當機器設備等被納米技術微型化以後,其互相撞擊、磨擦產生的交變機械作用力將大為減少,雜訊污染便可得到有效控制。運用納米技術開發的潤滑劑,既能在物體表面形成永久性的固態膜,產生極好的潤滑作用,大大降低機器設備運轉時的雜訊,又能延長設備的使用壽命[8]。 4.2 固體廢物處理 納米技術及納米材料應用於城市固體垃圾處理,主要有兩個方面[9]:一是可以將橡膠製品、塑料製品、廢印刷電路板等製成超微粉末,除去其中的異物,成為再生原料回收;二是利用納米TiO2催化技術可以使城市垃圾快速降解,其速度可達到大顆粒TiO2的10倍以上,從而緩解大量城市垃圾給城市環境帶來的壓力。 4.3 防止電磁輻射 近年來電磁場對人體健康的影響問題已經成為一個新的研究熱點。在強烈輻射區工作並需要電磁屏蔽時,通過在牆內加入納米材料層或塗上納米塗料,能大大提高遮擋電磁波輻射性能。中科院理化所利用納米技術研究出了新一代手機電磁屏蔽材料,可以實現手機信號抗干擾能力,同時大大降低電磁波輻射。 4.5 在照明工程方面的應用 火力發電排放的CO2、SO2、煙塵懸浮物等會引起溫室效應、酸雨和環境污染,通過照明節電可以帶來巨大的社會、經濟和生態效益[10]。在照明工程中,最理想的節電措施是充分利用太陽光來照明,利用一些納米材料的光致發光特性是可行的辦法,白晝吸收自然光並貯存起來,晚上再直接把光射到需要的地方。這從多孔硅光致發光現象得到了驗證。 5 結語 隨著納米科技和納米材料的研究深入,特別是納米科技與環境保護和環境治理的進一步有機結合,許多環保難題將會得到解決。有理由相信,納米科技作為一門新興科學,必將對環境保護產生深遠的影響,利用納米科技解決環境污染問題將成為未來環境保護發展的必然趨勢。 參考文獻 [1] Swlli E, Morris S. Photocatalysis for water purification[J]. Water Res, 1999, 33(8): 5-7. [2] 李泉, 曾廣斌. 納米粒子[J]. 化學通報, 1995, 6: 29-31. [3] 李良果, 鄭慶龍, 張克. 納米粒子結構分析[J]. 化工新型材料, 1991, 19(12) : 12-13. [4] 覃愛苗, 廖雷. 納米技術及納米材料在環境治理中的應用[J]. 中山大學學報(自然科學版), 2004, 43(增刊): 225-228. [5] 楊健森. 納米環保技術的發展現狀與前景[J]. 科技通報, 2002, 18(4): 340-343. [6] 馬榮萱, 李繼忠. 納米技術及其材料在環境保護中的應用[J]. 環境科學與技術, 2006, 29(7): 112-115. 來源:[ http://www.jdzj.com ]機電之家·機電行業電子商務平台!
Ⅳ 納米復合材料的基本性質和特殊性質是什麼
納米復合材料的內涵非抄常豐富。如果指的是有機-無機納米復合材料,它具有有機和無機材料各自的特性,而且也具有自己一些的特性。例如:有機-無機納米復合膜就能夠克服傳統有機膜的trade-off效應,使得分離因子和通量同時升高。
Ⅳ 納米復合材料為什麼具有良好的性能
其特殊性能都是來源於其尺度。納米是10^(-9)m,微觀的原子是0.1納米的尺度,而納米材回料則是幾十個甚至幾個原子答的尺度,這時,納米材料中處於邊緣部分的原子就變得重要起來,它們有些電子沒有形成化學鍵,這足以改變整個材料的性能。一家之言,如有不妥,敬請賜教。
Ⅵ 納米復合材料的性能
這個問題太泛了,請再具體一點。
Ⅶ 納米復合材料有哪幾種類型如何進行穩定化設計
納米復合材料是由兩種或兩種以上的固相至少在一維以納米級大小(版1-100
nm)復合而成的復合材權料。這些固相可以是非晶質、半晶質、晶質或者兼而有之,而且可以是無機物、有機物或二者兼有。納米復合材料也可以是指分散相尺寸有一維小於100nm的復合材料,分散相的組成可以是無機化合物,也可以是有機化合物,無機化合物通常是指陶瓷、金屬等,有機化合物通常是指有機高分子材料。當納米材料為分散相,有機聚合物為連續相時,就是聚合物基納米復合材料。
Ⅷ 納米復合材料怎麼樣有什麼用途
納米復合材料的范圍很大,不同的材料有不同的用途。例如有納米填料改性的樹脂材料可以改善分散性之類的。
Ⅸ 請問我在做環氧樹脂納米復合材料的時候,為什麼納米粒子老是沉澱有沒有好的解決方法
你確定你分散開了嗎?分散完全的話是不會出現沉澱的,可以加入一點潤濕分散劑提高分散效果。
Ⅹ 1.什麼是納米復合材料與復合材料相比有何主要差別
復合材料由於其優良的綜合性能,特別是其性能的可設計性被廣泛應用於航空航天、國防、交通、體育等領域,納米復合材料則是其中最具吸引力的部分,近年來發展很快,世界發達國家新材料發展的戰略都把納米復合材料的發展放到重要的位置。該研究方向主要包括納米聚合物基復合材料、納米碳管功能復合材料、納米鎢銅復合材料。
在納米聚合物基復合材料方面,主要採用同向雙螺桿擠出方法分散納米粉體,分散水平達到納米級,得到了性能符合設計要求的納米復合材料。我們制備的納米蒙脫土/PA6復合材料中,納米蒙脫土的層間距為1.96nm,處於國內同類材料的領先水平(中國科學院為1.5~1.7nm),蒙脫土復合到尼龍基體中後完全剝離成為厚度1~1.5nm的納米微粒,其復合材料的耐溫性能、阻隔性能、抗吸水性能均非常優秀,此材料已經實現了產業化;正在開發的納米 TiO2/聚丙烯復合材料具有優良的抗菌效果,納米TiO2粉體在聚丙烯中分散達到60nm以下,此項技術正在申報發明專利。由於納米聚合物復合材料的成型工藝不同於普通的聚合物,本方向還積極開展新的成型方法研究,以促進納米復合材料產業化的進行。
碳納米管是上個世紀九十年代初發現的一種新型的碳團簇類纖維材料,具有許多特別優秀的性能。我們在碳納米管取得的研究成果主要包括:
1)大規模生產多壁碳納米管的技術,生產出的碳納米管的質量處於世界先進水平,生產成本也很低,為碳納米管的工業應用創造了條件。
2)開發了製造碳納米管為電極材料的雙電層大容量電容器的技術。
3)開發了製造具有軟基底定向碳納米管膜的技術。
鎢銅復合材料具有良好的導電導熱性、低的熱膨脹系數而被廣泛地用作電接觸材料、電子封裝和熱沉材料。採用納米粉末制備的納米鎢銅復合材料具有非常優越的物理力學性能,我們採用國際前沿的金屬復合鹽溶液霧化乾燥還原技術成功制備了納米鎢銅復合粉體和納米氮化鎢-銅復合粉體,目前正在加緊其產業化應用研究。