纳米材料的性能及应用课件.ppt

5). 有机玻璃 在有机玻璃生产时加入表面经修饰的纳米SiO2可使有机玻璃抗紫外线辐射而达到抗老化的目的；在有机玻璃中添加纳米Al2O3，既不影响透明度又提高了高温冲击韧性。 6). 提高陶瓷制品的韧性、光洁度 我国是世界陶瓷制品生产大国，但陶瓷制品的质量、档次一直上不去，原因主要是陶瓷制品的脆性大、韧性差、光洁度低，而在陶瓷制品中添加适量的纳米SiO2 ，不但大大降低了陶瓷制品的脆性，而且使其韧性提高几倍至几十倍，光洁度亦明显提高。如若在陶瓷制品表面喷涂薄薄一层纳米SiO2 ，其光洁度倍增，制品档次将提高数级。 7). 防护材料 由于某些纳米材料（如TiO2、MgO等）透明性好和具有优异的紫外线屏蔽作用。在产品和材料中添加少量（一般不超过含量的2%）的纳米材料，就会大大减弱紫外线对这些产品和材料的损伤作用，使之更加具有耐久性和透明性。它们广泛用于护肤产品、包装材料、外用面漆、木器保护、天然和人造纤维以及农用塑料薄膜等方面。 2. 纳米材料在织物中的应用 纳米材料有特殊的抗紫外线、吸收可见光和红外线、抗老化、高强度和韧性雇好的导电和静电屏蔽效应、强的抗菌消臭功能以及吸附能力等等，因此，通过把具有这些特殊功能的纳米材料与纺织原料进行复合可以制备各种功能织物，来开发高档、舒适、具有保健功能及高附加值的功能织物。 采用添加功能填料技术开发新型织物基材 日本采用纳米ZnO/SiO2作为消臭剂的除臭纤维，这种纤维 能吸收臭气净化空气，可用于制造长期卧床病人和医院的消臭 敷料、绷带、尿布、睡衣、窗帘、厕所用纺织品以及环保用过 滤织物等。 目前国内进行的聚酯、纳米、复合纤维的研究，通过把纳 米微粒直接添加在初始反应液中，采用常规的聚合反应合成功 能纤维，这种纤维有很强的屏蔽紫外线的功能。另外研制出含 纳米填料的远红外线发射纤维，利用纤维发射远红外线和蓄热 功能制造保暖服装、保健服装增加人体血液循环，起到防病、 保健等功效。 3. 纳米材料在航天电子领域中的应用 1). 制造隐身材料 纳米材料具有特殊的光学性能，粒度越细，对光的吸收作用 越强烈。采用铁氧体纳米颗粒与聚合物制成的复合材料，能吸收 和衰减电磁波及声波，减少反射和散射，被认为是一种极好的隐 身材料。 纳米复合材料多层膜在7～17GHz频率的吸收峰高达 14dB。在10dB的吸收水平，其频 宽为2GHz，几十纳米厚的膜相当 于几十微米厚的通常吸波材料的 吸波效果，从而在军事上可望提 高战略飞行器的突防能力。 2). 抗紫外辐照透明涂料 飞机的窗口材料常规用的PMMA（有机玻璃），在高空飞行经紫外线辐照PMMA老化，造成透明度下降，为防止紫外辐照引起的有机玻璃老化，利用纳米SiO2透明性和对紫外光的吸收特性可生产一种抗紫外线辐照透明的涂料，作为有机玻璃涂层材料。 3). 高机械性能和高超塑成形性台金 合金中的纳米颗粒可明显提高合金的机械性能和超 塑成形性。例如，某种牌号的铝锂合金10 ?m晶粒尺寸 的板材，其屈服强度为330MPa，延伸率为5％，而 100nm左右晶粒尺寸的同样材料，其屈服强度为 650MPa，延伸率也有提高。具有纳米颗粒的铝锂合金 超塑性明显提高，可在较低的温度和较大的应变速率下 实现超塑成形。 4).电子工业封装材料——人造莫来石 莫来石由于具有高的导热特性和良好的力学 性能，是电子工业封装材料的最佳原材料之一。 日本从九十年代开始投巨资发展人造莫来石的封 装材料。他们用70％纳米Al2O3 ＋ 30％纳米SiO2 烧结合成了纳米级人造莫来石。从长远来说，由 纳米Al2O3和纳米SiO2为主要原料烧结新型陶瓷 封装材料是一个重要的发展趋势，美国、西欧、 我国都正在开展这方面的研究。 5). 传感方面 纳米粒子的高比表面积、高活性，特殊的物理性质及超微小性等使之成为应用于传感器方面最有前途的材料。它对外部环境如温度、湿度、光等十分敏感。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，利用其电阻的显著变化可做成传感器，其特点是响应速度快、灵敏度高、选择性优良。 4. 纳米材料在生物医学工程中的应用 1).纳米陶瓷材料 传统的氧化物陶瓷是一类重要的生物医学材料，在临床上已有多方面应用，主要用于制造人工骨、人工足关节、肘关节、肩关节、骨螺钉、人工齿，以及牙种植体、耳听骨修复体等等。 此外还用作负重的骨杆、锥体人工骨、修补移植海绵骨的充填材料、不受负重影响的人工海绵骨及兼有移植