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1、综述IM&P化工矿物与加工2003年第12期文章编号:1008-7524(2003)12-0001-05纳米材料制备方法及应用领域123刘维平,邱定蕃,卢惠民(1.南方冶金学院,江西赣州341000;2.北京矿冶研究总院,北京100044;3.北京科技大学,北京100083)摘要:总结了纳米粉体材料、纳米纤维材料、纳米薄膜材料、纳米块体材料、纳米复合材料和纳米结构的制备方法,综述了纳米材料的性能及其相关的应用领域,展望了纳米科技的未来。关键词:纳米材料
2、;纳米结构;纳米应用中图分类号:TB383文献标识码:A0引言光学器件抛光材料、微芯片导热基片与布线材料、自从1984年德国科学家Gleiter等人首次用微电子封装材料、光电子材料、先进的电池电极材惰性气体凝聚法成功地制得铁纳米微粒以来,纳料、太阳能电池材料、高效催化剂、高效助燃剂、敏米材料的制备、性能和应用等各方面的研究取得感元件、高韧性陶瓷材料、人体修复材料、抗癌制了重大进展。纳米材料的研究已从最初的单相金剂等。纳米纤维指直径为纳米尺度而长度较大的属发展到了合金、化合物、金属无机载体、金属线状材料,如纳米碳
3、管,可用于微导线、微光纤(未有机载体和化合物无机载体、化合物有机来量子计算机与光子计算机的重要元件)材料、新载体等复合材料以及纳米管、纳米丝等一维材料,型激光或发光二极管材料等。纳米薄膜分为颗粒制备方法及应用领域日新月异。膜与致密膜。颗粒薄膜是纳米颗粒粘在一起,中纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于间有极为细小的间隙的薄膜;致密膜指膜层致密纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于气体催化材料,包括纳米粉体(零维纳米材料,又称纳米粉末、料、过滤器材料、高密度磁记录材料、光敏材料、平
4、纳米微粒、纳米颗粒、纳米粒子等)、纳米纤维(一面显示器材料、超导材料等。纳米块体是将纳米维纳米材料)、纳米薄膜(二维纳米材料)、纳米块粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米体(三维纳米材料)、纳米复合材料和纳米结构等。晶粒材料,主要用途为超高强度材料、智能金属材纳米粉体是一种介于原子、分子与宏观物体之间料等。纳米复合材料包括纳米微粒与纳米微粒复的、处于中间物态的固体颗粒,一般指粒度在合(0-0复合)、纳米微粒与常规块体复合(0-3100nm以下的粉末材料。纳米粉体研究开发时复合)、纳米微粒与薄膜复合(0-2复合)、
5、不同材间最长、技术最成熟,是制备其他纳米材料的基质纳米薄膜层状复合(2-2复合)等。纳米复合础。纳米粉体可用于:高密度磁记录材料、吸波隐材料可利用已知纳米材料奇特的物理、化学性能身材料、磁流体材料、防辐射材料、单晶硅和精密进行设计,具有优良的综合性能,可应用于航空、收稿日期:2003-08-18作者简介:刘维平(1965-),男,博士生,教授;邱定蕃,男,中国工程院院士;卢惠民,男,博士,教授。1综述IM&P化工矿物与加工2003年第12期航天及人们日常生产、
6、生活的各个领域。纳米结续表构是以纳米尺度的物质单元为基础,按一定规律气相法液相法固相法构筑或营造的一种新体系。这些物质单元包括纳流动油面上真空沉积法喷雾焙烧法米微粒、稳定的团簇或人造原子、纳米管、纳米棒、爆炸丝法水热法纳米丝以及纳米尺寸的孔洞等。热炉管加热化学气相反应法有机溶剂热法我国于20世纪80年代末开始进行纳米材料激光诱导化学气相反应法蒸发溶剂热解法等离子体加强化学气相反应法氧化还原法的研究,近年来,在纳米材料基础研究领域,取得化学气相凝聚法乳液法了重大的进展,已能采用多种方法制备金属与合溅
7、射法辐射化学合成法金氧化物、氮化物、碳化物等化合物纳米粉体,研溶胶凝胶法制了相应的设备,做到了纳米微粒的尺寸可控,并超临界流体技术研制了纳米薄膜和纳米块体。在纳米材料的表征、团聚体的起因和消除、表面吸附和脱附、纳米表2纳米纤维材料的制备方法复合等许多方面有所创新。成功地研制出致密度纳米纤维高、形状复杂、性能优越的纳米陶瓷;在世界上首制备方法材料类型次发现纳米氧化锆晶粒在拉伸疲劳中应力集中区电弧法、碳氢化合物催化分解法、等离子体出现超塑性形变;在颗粒膜的巨磁电阻效应、磁光法、激光法、等离子体增强热流体化学蒸
8、气纳米碳管效应和自旋波共振等方面做出了创新性的成果;分解沉积法、固体酸催化裂解法、微孔模板在国际上首次发现纳米类钙钛矿化合物微粒的磁法、液氮放电法、热解聚合物法、火焰法熵变超过金属Gd;发展了非晶完全晶化制备纳米激光烧蚀法、激光沉积法、蒸发冷凝法、气合金的新方法;发现全致密纳米合金中的反常固生长法、溶液液相固相法、选择电沉纳
