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納米陶瓷面向21世紀的新材料


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    納米科技是20世紀80年代末90年代初誕生并迅速發展和滲透到各學科領域的一門嶄新的高科技。由于它在21世紀產業革命中具有戰略地位,因而受到世界的普遍關注。有人說,70年代微電子學產生了世界性的信息革命,那么納米科技將是21世紀信息革命的核心。納米技術的飛速發展極大的推動了材料科學的研究和發展,而納米材料研究的一個重要階段是納米粉體的制備。
    納米粉體泛指粒徑在1~100μm范圍內的粉末。由于納米粉體的晶粒小,表面曲率大或表面積大,所以它的磁性、催化性、光吸收、熱阻和熔點等方面與常規材料相比顯示出奇特的性能,因此得到人們的極大重視。世界發達國家對納米材料的研究投入了大量的人力、物力和財力并制定了長遠計劃,迄今,他們已取得了一些令人驚奇的成果,并逐漸形成高新技術產業,取得了良好的經濟效益。自1994年10月在德國舉行了第二屆國際納米材料會議,納米材料更是成為材料科學和凝聚態物理領域中的熱點。
    納米粉體具有體積效應、表面效應、量子尺寸效應、介電限域效應等各種效應,所以納米粉體表現出強吸光能力、高活性、高催化性、高選擇性、高擴散性、高磁化率和矯頑力等奇特理化性能。納米粉體具有這么多特異性能,潛在應用價值極大。 納米粉體由于尺寸小,具有高比表面積和表面能,活性點多,因而其催化活性和選擇性大大高于傳統的催化劑;納米粉體的熔點較低,能在比微米粉體燒結溫度低500~600℃的溫度下繞結致密;利用納米粉體薄而均勻的界面膜,可作火箭燃料助劑(在臨界溫度所有的粒子瞬間發生反應);利用納米粉體可均勻分布在氣體、液體或固體物質中,可以用作氣溶膠(煙霧劑);利用納米粉體的鏈狀超細粒子,可以用作磁記錄材料、分子過濾器、電磁波吸收體和過濾器;利用納米粉體粒子內電子能級離散,可以用作超低溫與遠紅外材料,納米粉體在冶金、化工、電子、磁性材料、精細陶瓷、傳感器以及日用化妝品和生物醫學等方面得到了開發和應用,顯示出誘人的前景。 納米技術涉及到多種學科和領域,是一門由化學、化工、物理、冶金、材料相互交叉而有機聯系起來的新學科。
    納米陶瓷被譽為"萬能材料"或"面向21世紀的新材料",而作為納米陶瓷原料的納米粉體是制備性能優異的特種陶瓷的關鍵之一,而開展納米粉體顆粒物質結構與物理性質的研究,無論從基礎理論研究還是從實際應用前景的角度考慮都有十分重要的意義。納米科技的發展將會引起材料科學的一次革命,它的發展將會對人類社會的發展和進步產生重大而深遠的影響。
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