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納米 固 體 材 料

　　納米固體材料通常指由尺寸小于15納米的超微顆粒在高壓力下壓制成型，或再經(jīng)一定熱處理工序后所生成的致密型固體材料。納米材料表面積研究是非常重要的，納米材料的比表面積檢測數(shù)據(jù)只有采用BET方法檢測出來的結(jié)果才是真實可靠的，國內(nèi)有很多儀器只能做直接對比法的檢測，現(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)被淘汰了。目前國內(nèi)外比表面積測試統(tǒng)一采用多點BET法，國內(nèi)外制定出來的比表面積測定標準都是以BET測試方法為基礎(chǔ)的，請參看我國國家標準（GB/T 19587-2004）-氣體吸附BET原理測定固態(tài)物質(zhì)比表面積的方法。比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作，由于樣品吸附能力的不同，有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間，如果測試過程沒有實現(xiàn)完全自動化，那測試人員就時刻都不能離開，并且要高度集中，觀察儀表盤，操控旋鈕，稍不留神就會導致測試過程的失敗，這會浪費測試人員很多的寶貴時間。國內(nèi)幾家生產(chǎn)比表面積測定儀廠商中，只有北京金埃譜科技有限公司的F-Sorb 2400比表面積分析儀是真正能夠?qū)崿F(xiàn)BET法檢測功能的儀器（兼?zhèn)渲苯訉Ρ确ǎ?，更重要?/span>北京金埃譜科技有限公司的F-Sorb 2400比表面積分析儀是迄今為止國內(nèi)唯一完全自動化智能化的比表面積檢測設(shè)備，其測試結(jié)果與國際一致性很高，穩(wěn)定性也很好，同時減少人為誤差，提高測試結(jié)果精確性。

　　納米固體材料的主要特征是具有巨大的顆粒間界面，如5納米顆粒所構(gòu)成的固體每立方厘米將含1019個晶界，原子的擴散系數(shù)要比大塊材料高1014～1016倍，從而使得納米材料具有高韌性。通常陶瓷材料具有高硬度、耐磨、抗腐蝕等優(yōu)點，但又具有脆性和難以加工等缺點，納米陶瓷在一定的程度上卻可增加韌性，改善脆性。

　　如將納米陶瓷退火使晶粒長大到微米量級，又將恢復通常陶瓷的特性，因此可以利用納米陶瓷的范性對陶瓷進行擠壓與軋制加工，隨后進行熱處理，使其轉(zhuǎn)變?yōu)橥ǔＬ沾?，或進行表面熱處理，使材料內(nèi)部保持韌性，但表面卻顯示出高硬度、高耐磨性與抗腐蝕性。電子陶瓷發(fā)展的趨勢是超薄型（厚度僅為見微米），為了保證均質(zhì)性，組成的粒子直徑應(yīng)為厚度的1％左右，因此需用超微顆粒為原材料。隨著集成電路、微型組件與大功率半導體器件的迅速發(fā)展，對高熱導率的陶瓷基片的需求量日益增長，高熱導率的陶瓷材料有金剛石、碳化硅、氮化鋁等，用超微氮化鋁所制成的致密燒結(jié)體的導熱系數(shù)為100～220瓦／（K·米），較通常產(chǎn)品高2 5～5．5倍。用超微顆粒制成的精細陶瓷有可能用于陶瓷絕熱渦輪復合發(fā)動機，陶瓷渦輪機，耐高溫、耐腐蝕軸承及滾球等。

　　復合納米固體材料亦是一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域。例如含有20％超微鉆顆粒的金屬陶瓷是火箭噴氣口的耐高溫材料；金屬鋁中含進少量的陶瓷超微顆粒，可制成重量輕、強度高、韌性好、耐熱性強的新型結(jié)構(gòu)材料。超微顆粒亦有可能作為漸變（梯度）功能材料的原材料。例如，材料的耐高溫表面為陶瓷，與冷卻系統(tǒng)相接觸的一面為導熱性好的金屬，其間為陶瓷與金屬的復合體，使其間的成分緩慢連續(xù)地發(fā)生變化，這種材料可用于溫差達1000°C的航天飛機隔熱材料、核聚變反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料。漸變功能材料是近年來發(fā)展起來的新型材料，預期在醫(yī)學生物上可制成具有生物活性的人造牙齒、人遺骨。人造器官，可制成復合的電磁功能材料、光學材料等。

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