正文 第9章 納米材料的應用區分(3 / 3)

從以上這些的介紹中我們了解到,納米陶瓷有很多的優越性。但是如果沒有納米材料的問世,納米陶瓷的想法也隻是紙上談兵。納米材料使納米陶瓷材料的生物學性能和力學性能大大提高成為可能。納米陶瓷材料克服了常規陶瓷的缺陷,內在氣孔或尺寸缺陷大大減小,材料不易造成穿晶斷裂,固體材料的韌性也得到提高。另外,晶粒的細化又使晶界數量大大增加,有助於晶界間的滑移,使納米陶瓷材料表現出獨特的超塑性。納米陶瓷是解決陶瓷脆性最有效的戰略途徑。同時,納米材料所具有的獨特性,可以增加納米陶瓷材料的生物活性和成骨誘導能力,實現植入材料在體內早期固定的目的。

3.納米複合材料

“複合材料”的原意是以一種材料為基體,另一種材料為增強基體組合而形成的材料,並且各種材料之間在性能上還可以互相取長補短,產生協同效應,使複合材料的綜合性能優於原組成材料而滿足各種不同的要求。其實,納米複合材料的原理和普通複合材料是一樣的,不同的是它們的針對對象不一樣。

納米複合材料的性能要比普通的複合材料更為優良,特別是它的性能中的可設計性,在航空航天、國防、交通、體育等領域,納米複合材料則是其中最具吸引力的部分。納米複合材料近年來發展的速度很快,世界發達國家新材料發展的戰略都把納米複合材料的發展放到了重要的位置。它的研究方向主要包括納米聚合物基複合材料、納米碳管功能複合材料、納米鎢銅複合材料。

納米聚合物基複合材料主要是采用同向雙螺杆擠出方法來分散納米粉體的,如果分散水平達到納米級,就能夠形成性能符合設計要求的納米複合材料。目前國內最先進的納米聚合物基複合材料,是納米蒙脫土複合材料,它的層間距為1.96納米。納米聚合物基複合材料耐溫性能、阻隔性能、抗吸水性能都是非常突出的,並且這種材料已經實現了產業化。目前正在開發的納米二氧化鈦聚丙烯複合材料具有優良的抗菌效果,納米二氧化鈦粉體在聚丙烯中分散達到60納米以下。由於納米聚合物複合材料的成型工藝不同於普通的聚合物,因此它有著此普通複合材料更為優越的性能。

納米碳管功能複合材料是20世紀90年代初發現的一種新型的碳團簇類纖維材料,它具有很多特別突出的性能。目前在納米碳管複合材料上所取得的研究成果主要有大規模生產多壁納米碳管複合材料的技術,生產出的納米碳管複合材料的質量處於世界先進水平,並且生產成本也比較低,為納米碳管複合材料的工業應用創造了良好的條件。目前人們已開發了製造納米碳管複合材料的電極材料的雙電層大容量電容器的技術,製造具有軟基底定向納米碳管膜的技術也得到開發。

最後,鎢銅複合材料是一種具有良好的導電導熱性、低的熱膨脹係數的複合材料。它被廣泛用於電接觸材料、電子封裝和熱沉材料。它由納米粉末製備,具有非常優越的物理力學性能。目前采用的是國際前沿的金屬複合鹽溶液霧化幹燥還原技術,來製備納米鎢銅複合粉體和納米氮化鎢——銅複合粉體的,且這種技術的應用很有效。