nano_2奈米材料导论课件

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1、奈米材料導論AnIntroductiontoNanomaterials授課老師：林景崎(E4-317,Tel:4328)E-mail:jclincom@rs250.ncu.edu.tw奈米材料是奈米科技研究的重點，主要包括：奈米材料物理、奈米材料製備技術（奈米粉體、奈米薄膜、奈米非晶晶化材料）、奈米材料的測試與奈米新材料研製及其應用。奈米材料的分類1.奈米材料的分類2.從材料的性質來談:3.奈米金屬材料4.奈米陶瓷材料5.奈米複合材料6.奈米磁性材料7.奈米感測材料8.奈米生醫材料9.介孔固體和介孔複合體10.奈米材料

2、的製造方法---奈米碳管根據各種形式分類：1．從材料的結構分：奈米超微粉末、奈米多層薄膜、奈米結構2．從材料的性質分：奈米金屬材料、奈米陶瓷材料、奈米複合高分子材料（奈米塑膠、奈米橡膠、奈米膠粘劑、奈米塗料、奈米纖維）以下探討的分類方式3．從力學性能來分：奈米增強陶瓷材料、奈米改性高分子材料、奈米耐磨及潤滑材料、超精細研磨材料等4．從表面活性來分：奈米催化材料、吸附材料、防汙環境材料5．以光學性能來分：奈米吸波（隱身）材料、光過濾材料、光導電材料、感光或發光材料、奈米改性顏料、抗紫外線材料等。6．以電子性能來分：奈米

3、半導體感測器材料、奈米超純電子漿料7．以性能來分：高密度磁記錄介質材料、磁流體、奈米磁性吸波材料、奈米磁性藥物、奈米微晶永磁或軟磁材料、室溫磁製冷材料等。8．以熱學性能來分：奈米熱交換材料、低溫燒結材料、低溫焊料、特種非平衡合金等。9．以生物和醫用性能來分：奈米藥物、奈米骨和齒修復材料、奈米抗菌材料。從材料的性質來談1.奈米金屬材料2.奈米陶瓷材料3.奈米複合材料4.奈米磁性材料5.奈米感測材料6.奈米生醫材料7.介孔固體和介孔複合體奈米金屬材料控制金屬基質和其中含有奈米粒子的組合而製成的金屬材料，稱為奈米金屬。奈米金

4、屬具有現今的金屬中無法想像的高強度、彎曲度、耐腐蝕、還有對氫氣的吸收性、及高活性電極特性等，這些只有奈米金屬才有的特殊性質，期待今後能夠更廣泛的應用。奈米級微米級材料的緻密性不同，與一般的金屬材料比較，具有不同的強度、韌度、塑性及剛性，又容易製作既複雜的零件。目前製作而成的奈米金屬結構模式圖奈米陶瓷材料由奈米等集結晶形成之奈米多晶體，以及奈米等級控制結構上可能的無機膜等，如果在以往的精密陶瓷中加上奈米結構控制技術，就能夠實現具有從未有過的超高強度和電磁性質之＜奈米陶瓷＞，同時隨著此技術的實現，像手錶般大小的行動電話、電

5、視等等，ＩＴ機器的超小型化都變得有可能。由於奈米微粒的顆粒極小，所以燒結（sinter）的成品具有高度的緻密性。舉下列兩例：1.奈米馬桶2.汽車玻璃例如:壓電材料壓電陶瓷致動器孔隙極小，所以污垢不易殘留在陶瓷上。奈米複合材料奈米塗層材料由於具有高強、高韌、高硬度特性,在材料表面防護和改性上有著廣闊的應用前景。舉例:車刀奈米磁性材料磁性奈米複合材料含極微磁性粒子應用於小型化、高密度磁帶，如Co-Cr奈米複合材料經r.f.濺鍍製程可得超高密度之垂直記錄技術。其他應用包括：非污染性封材、揚聲器、噴墨印表機、分離不同密度材料之

6、懸浮系統、振動阻尼器、高效引擎、測微斜角元件等。奈米感測材料奈米粒子所製成的感測器，由於表面活體性增加造成訊號敏感性變強；另一方面，粒徑小導致孔隙度縮小，導致訊號傳遞迅速不受干擾，大大增強訊雜比。奈米生醫材料1.美容美發護理劑，可以大幅度提高護理效果,還可避免因紫外線輻射造成的對皮膚的傷害。2.疾病檢測指示劑，奈米粒子微細結構使其對環境中的化學或物理指標的變化極為敏感，因此可對人體內的病原體作出早預測。3.奈米礦物中藥，藥物在外磁場的作用下會聚集於體內的局部，從而可在對人體的整體副作用很小的情況下對病理位置進行高濃度的

7、藥物治療。介孔固體和介孔複合體介孔是介於2～50nm，有螢光增強效應(A)CNT(CarbonNanotube)碳奈米管CNT(CarbonNanotube)(碳奈米管)於1991年由NEC基礎研究所的飯島澄男(SumioIijima)首次發現﹐由於其獨特的結構和奇特的物理、化學、力學…等特性以及其潛在的應用前景而倍受人們的關注﹐並迅速在世界上掀起了一股研究的熱潮。近年來的研究結果顯示﹕碳奈米管作為準一維的奈米材料將在介觀領域、奈米電子學元件及其整合等各方面都有著十分重要的應用前景。碳奈米管不僅可以用作製備超強光導纖維

8、、複合材料的增強劑、掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡的針尖…等﹐更重要的是它還可以用於製造奈米電子學元件和用來連接這些極微小電子元件的連線﹐這對奈米電子學的發展和未來超大規模積體電路的製造有著非常重大的意義﹐因此碳奈米管被認為是當代材料科學的一項重大突破。屬於富勒(Fullerene)碳系的碳奈米管又稱巴基管(Bucky-tubes)