文档介绍：纳米材料的应用
前言
纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级(10-9米)的超细材料,它的微粒尺寸大于原子簇,小于通常的微粒,一般为100一102nm。它包括体积分数近似相等的两个部分:一是直径为几个或几十个纳米的粒子;二是粒子间的界面。前者具有长程序的晶状结构,后者是既没有长程序也没有短程序的无序结构。
从材料的结构单元层次来说,它介于宏观物质和微观原子、分子的中间领域。在纳米材料中,界面原子占极大比例,而且原子排列互不相同,界面周围的晶格结构互不相关,从而构原子排列互不相同,界面周围的晶格结构互不相关。
一般在宏观领域中,某种物质固体的理化特性与该固体的尺度大小无关。当物质颗粒小于100 nm时,物质本身的许多固有特性均发生质的变化。这种现象称为“纳米效应”。纳米材料有四个基本的效应,即小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应,因而出现常规材料所没有的一些特别性能,如高强度和高韧性、高热膨胀系数、高比热和低熔点、奇特的磁性和极强的吸波性等,从而使纳米材料己获得和正在获得广泛的应用。
纳米材料研究是目前材料科学研究的一个热点,其相应发展起来的纳米技术被公认为是21世纪最具有前途的科研领域。不知不觉中纳米材料已进入到我们生活的各个领域中。本论文主要介绍纳米材料在机械领域的应用、在涂料中的应用、在医药方面的应用、在陶瓷领域的应用和在化学方面的应用。
纳米材料在机械领域的应用
机械是现在社会的基础,是社会的一大支柱。机械的种类繁多,可以按几个不同方面分为各种类别,如:按功能可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等;按服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械等;按工作原理可分为热力机械、流体机械、仿生机械等。
纳米材料在机械上具有广泛的应用,尤其是微型纳米轴承、微型机器人、纳米分子电动机、合成永磁体、合成储氢材料等方面的应用。
微型纳米轴承
传统的轴承的体积比较大,其摩擦力也仅仅能够靠润滑来进行减少,但是,仍然不能够将摩擦力进行避免。美国的科学家对其进行了研究,并且研制出来一种没有摩擦的微型纳米轴承,微型纳米轴承主要包括以下两个特点:
1、微型。微型纳米轴承的直径仅仅为一根头发直径的万分之一,其应用到机电系统微型的轴承非常非常的小,为微型机械千分之一的大小。
2、摩擦力极小。如果轴承的体积很小,那么,套在一起管子之间摩擦力就会将微型轴承弱点暴露出来,在其产生的摩擦力很大的时候,会导致微型轴承无法使用。通常制造的微型机械轴承与这种纳米轴承相比较,摩擦力仅仅是其最小值的千分之一。
微型机器人
在工业制造领域,。美国迈特公刮最近设计出一种用于组装纳米制造系统的微型机器人,这种机器人的长度约为5mm,,其最终的体积不会超过灰尘的微粒。日本三菱公司也开发了一种微型工业机器人,,其动作速度及精度完全可以赶上专用机器人。往复上下方向25mm,水平方向100mm的拾取动作,。另外,通过采用闭式连杆机构与高刚性减速机,实现了比以往机器人高100倍的位置重复精度(±5nm)。可适应于精密微细操作。
纳米分子电动机
美国IBM公司瑞士苏黎士