原创《纳米材料应用》：本论文可用于纳米材料论文范文参考下载，纳米材料相关论文写作参考研究。
摘 要：作为二十一世纪的材料、信息、能源三大支柱产业之一,材料科学在国家科学研究、国防建设和经济建设中占有重要的地位.纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度的范围或由它们作为基本单元所构成的材料.纳米材料在光电、结构和化学性质等方面有着诱人的特征纳米技术其实就是一种用单个原子和分子制造物质的技术,因此应用纳米技术可以制成性能特别优良的各种特殊材料.
关键词：纳米材料；应用研究
前言：材料科学技术的应用范围广泛,是国民经济发展很重要的支撑,是航天、航空、国防、信息等高新技术进步和发展的基础.随着科技发展和科学进步的需要,材料的组成己开始由单一型向复合型、杂化型进行转化,颗粒粒径也由微米级向纳米级过渡.近些年来,纳米材料所具有的独特的化学和物理性质,给物理、化学、生物、材料、医药等学科的研究带来了新的机遇和挑战.因此,如何能够快速、简便、有效地制备出纳米粉体,正成为纳米材料的研究首先需要攻克的难题之一.
一、纳米材料的特殊性质
1.力学性质.纳米微晶材料有很大的表面积/体积比,杂质在界面的浓度便大大降低,因此提高了材料的力学性能,由此可见晶界对于物质的力学性能有这重大影响.高韧、高硬度、高强度是结构材料开发应用的经典方向.具有纳米结构的材料强度会和粒径成反比,晶界纯度的提高和晶粒尺寸的减小,可以提高陶瓷类材料的反应活性及降低烧结的温度.纳米材料的位错密度比较低,位错的滑移和增殖符合Frank-Reed模型,其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大,增殖后的位错塞积的平均间距一般比晶粒大,所以纳米材料中的位错滑移和增殖不会发生,这就是纳米晶强化效应.据报道,不少纳米陶瓷和金属的硬度均高于普通材料的4-5倍以上.和硬度相对应,纳米销的屈服应力的强度也比普通的钯高出5倍.研究结果表明,纳米材料的弹性范围被大幅度展宽,屈服应力被大幅度提髙.
2.磁学性质.磁性金属和合金一般都会有磁电阻现象,所谓磁电阻现象就是指在一定磁场下电阻改变的一种现象.纳米多层膜系统的巨磁电阻效应会比普通磁头高出一倍以上,可以用于信息存储的磁电阻读出磁头,具有相当高的灵敏度和低噪音.纳米巨磁电阻材料的磁电阻和外界磁场间存在着近似的线形关系,可用作新型的磁传感器材料.r-Fe2O3高分子纳米复合材料对可见光具有良好的透射率,对可见光的吸收系数也比传统粗晶材料低得多,因此磁性比FeBO3和FeF3等透明磁体至少高1个数量级,而对红外波段的吸收系数要比传统的粗晶材料低三个数量级,即使有透光性略低的缺点,但可广泛在磁光材料、磁光系统中得到应用.
3.电学性质.由于晶界面上原子体积分数增大,纳米材料的电阻高于同类型的粗晶材料,甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（SIMIT）.利用纳米粒子的隧道量子效应和库企堵塞效应制成的纳米电子器件则具有超高速、超容量、超微型、低能耗的特点,由于纳米桂薄膜中存在着大量的纯净界面,其导电机制以晶粒界面陷阱模型为主要途径,类似于多晶薄膜的传导机制,纳米微晶材料的电导率明显地高于同成分的晶态或非晶态材料的电导率,有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件.
二、纳米材料的种类
1.纳米微粒.纳米微粒是指线度处于1-lOOnm之间的粒子聚合体,它是处于该几何尺寸范围的各种粒子聚合体的总称.纳米微粒的形态并不局限于球形,还有片状、针状、棒状、网状、星状等.一般认为,微观粒子聚合体的线度小于1nm时被称为簇,而通常所说的微粉的线度又在微米级.纳米微粒的线度恰好正处于这两者之间,所以又常被称作超微粒.
2. 纳米固体.纳米固体是指由纳米微粒聚集而成的凝聚体.从几何形态的角度可将纳米固体划分为纳米块状材料、纳米薄膜材料和纳米纤维材料.这几种形态的纳米固体又可称作纳米结构材料.
3.纳米组装体系.由人工组装合成的纳米结构材料的体系称为纳米组装体系,也叫纳米尺度的图案材料.它是以纳米微粒以及其组成的纳米丝和管作为基本单元,在一维、二维和三维空间进行组装排列成具有纳米结构的体系.纳米微粒、丝、管可以是有序或无序的排列,其特点是能按照人们的意愿进行设计,使得整个体系具有人们所期望的特性,因而该领域被认为是材料学、化学和物理学的重要前沿课题.
三、纳米材料的应用现状
1.在催化剂方面的应用.纳米微粒由于尺寸小,表面所占的体积百分数也大,表面的键态和电子态和颗粒内部不同,表面原子的配位不全等导致表面的活性位置增加.纳米颗粒因表面积大、表面活性中心多等优势,这就使它具备了作为催化剂的基本条件.纳米粒子用作催化剂,可大大提高反应效率、控制反应速度,甚至使得原来不能进行的反应也能进行.纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度会提高10-15倍.纳米微粒作为催化剂应用的较多的是半导体光催化剂,特别是在有机物的制备方面.
2.在精细化工方面的应用.精细化工是一个巨大的工业领域,产品数量繁多、用途广泛,并且会影响到人类生活的方方面面.纳米材料在性能上的优越性无疑也会给精细化工带来福音,并显示出它的独特魅力.在塑料、棵胶、涂料等精细化工领域,纳米材料都能发挥重要作用.如在橡胶中加入纳米Si02,就可以提高橡胶的抗紫外辑射和红外反射能力.普通橡胶中加入纳米Al2O3和Si02,可以提高橡胶的耐磨性和介电特性,而且其弹性也明显优于其他用白炭黑作填料的橡胶.在塑料中添加一定的纳米材料,可以提高塑料的韧性和强度,而且其致密性和防水性也会相应提高.纳米管在作纤维增强材料方面也有着潜在的应用前景.
3.在传感材料方面的应用.纳米粒子具有高活性、高比表面积、特殊的物理性质及超微小性等特征,是适合用作传感器材料的最有前途的材料.外界环境的改变会迅速引起纳米粒子表面或界面离子价态和电子运输的变化,因此利用其电阻的显著变化可做成传感器,其特点是灵敏度高、响应速度快、选择性优良.
四、结语
纳米材料是一种新型的材料,它具有广阔的应用前景.研究表明,纳米材料有其独特的结构和性质,具体表现在：一是有体效应,即由于纳米级的材料体积小、质量轻；二是有表面和界面效应,即由于组成纳米材料的基本单元的微粒子表面原子的不稳定性和纳米材料的界面组成的气体样结构而引出的效应.这两种效应互相影响、互相制约,某一种具体的宏观特异性质可能会是二者共同作用的结果.
参考文献：
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[2] 王淼,黄庆利,陈学太.[J].无机化学学报,2007,（23）9：1550-1554.Power by YOZOSOFT.
纳米材料论文参考资料：
结论：纳米材料应用为关于本文可作为纳米材料方面的大学硕士与本科毕业论文真空纳米镀膜是真是*开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
