納米鎢銅復(fù)合材料優(yōu)越性

而納米顆粒的鎢銅材料在熱學(xué)性質(zhì)、磁學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、超導(dǎo)性質(zhì)、催化性質(zhì)等方面有著更優(yōu)良的特性。熱學(xué)性質(zhì)上，在超低溫情況下，納米顆粒的鎢銅材料熱阻幾乎為零。磁學(xué)性質(zhì)上，納米微粒尺寸超過一定臨界值時就會進(jìn)入超順磁狀態(tài)，呈現(xiàn)較高的矯頑力。光學(xué)性質(zhì)上，納米顆粒的量子尺寸效應(yīng)更為顯著，在光學(xué)上表現(xiàn)為寬頻帶接收，使得分散系具有特殊的光學(xué)性能。納米鎢銅顆粒的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度也隨著粒度的減小而提高。另外，在催化性質(zhì)方面，隨著粒徑的減小反應(yīng)活性明顯增強，在適當(dāng)?shù)臈l件下能夠催化斷裂H-H、C-H、C-C、C-O等化學(xué)鍵。 2100433B

1.小尺寸效應(yīng)：當(dāng)顆粒的尺寸與光波波長、德布羅意波長以及超導(dǎo)態(tài)的相干長度或透射深度等物理特征尺寸相當(dāng)或更小時，晶體周期性的邊界條件將被破壞，非晶態(tài)納米粒子的顆粒表面層附近的原子密度減少，導(dǎo)致聲、光、電、磁、熱、力學(xué)等特性呈現(xiàn)新的物理性質(zhì)的變化；

2.表面效應(yīng)：納米鎢銅微粒的表面原子與總原子之比隨著納米微粒尺寸的減小而大幅增加，粒子表面結(jié)合能也隨之增加，從而引起納米微粒性質(zhì)變化；

3.量子尺寸效應(yīng)：當(dāng)鎢銅粒子尺寸下降到一定尺寸時，費米能級附近的電子能級由連續(xù)向分立能及轉(zhuǎn)化。其間存在不連續(xù)的被占據(jù)的高能級分子軌道，與此同時也存在違背占據(jù)的最低分子軌道，并且高低軌級間的間距隨納米顆粒的粒徑變小而增大；

4.宏觀量子隧道效應(yīng)：電子具有波粒二象性和貫穿勢壘的能力，稱為隧道效應(yīng)；

5.庫倫阻塞與量子隧穿：納米級尺寸中，充電和放電過程是不連續(xù)的，充入一個電子所需能量被稱為庫倫堵塞能。而在這樣的小體系中單電子運輸行為稱為庫倫堵塞效應(yīng)，若兩個量子點通過一個結(jié)連接起來，一個量子點上的單電子穿過能壘到另一個量子點上的行為就是量子隧穿。

納米鎢銅復(fù)合材料由于具有常規(guī)結(jié)晶材料所不具有的特異性能，而受到國內(nèi)外材料研究者的關(guān)注。目前納米鎢銅復(fù)合材料的研究主要集中在納米鎢銅復(fù)合材料的制備工藝和燒結(jié)特性兩個方面。這類材料主要用在微電子封裝材料，高性能電觸頭、電極材料以及航天、軍工領(lǐng)域高溫用鎢銅復(fù)合材料中。全致密、高性能的細(xì)晶鎢銅復(fù)合材料的制備關(guān)鍵在于納米結(jié)構(gòu)鎢銅復(fù)合粉體的獲取。

復(fù)合材料由于其優(yōu)良的綜合性能，特別是其性能的可設(shè)計性被廣泛應(yīng)用于航空航天、國防、交通、體育等領(lǐng)域，納米復(fù)合材料則是其中最具吸引力的部分，如今發(fā)展很快，世界發(fā)達(dá)國家新材料發(fā)展的戰(zhàn)略都把納米復(fù)合材料的發(fā)展放到重要的位置。該研究方向主要包括納米聚合物基復(fù)合材料、納米碳管功能復(fù)合材料、納米鎢銅復(fù)合材料。

在納米聚合物基復(fù)合材料方面，主要采用同向雙螺桿擠出方法分散納米粉體，分散水平達(dá)到納米級，得到了性能符合設(shè)計要求的納米復(fù)合材料。我們制備的納米蒙脫土/PA6復(fù)合材料中，納米蒙脫土的層間距為1.96nm，處于國內(nèi)同類材料的領(lǐng)先水平（中國科學(xué)院為1.5~1.7nm），蒙脫土復(fù)合到尼龍基體中后完全剝離成為厚度1~1.5nm的納米微粒，其復(fù)合材料的耐溫性能、阻隔性能、抗吸水性能均非常優(yōu)秀，此材料已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化；正在開發(fā)的納米TiO2/聚丙烯復(fù)合材料具有優(yōu)良的抗菌效果，納米TiO2粉體在聚丙烯中分散達(dá)到60nm以下，此項技術(shù)正在申報發(fā)明專利。

由于納米聚合物復(fù)合材料的成型工藝不同于普通的聚合物，本方向還積極開展新的成型方法研究，以促進(jìn)納米復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)行。

碳納米管是上個世紀(jì)九十年代初發(fā)現(xiàn)的一種新型的碳團(tuán)簇類纖維材料，具有許多特別優(yōu)秀的性能。

我們在碳納米管取得的研究成果主要包括：

1）大規(guī)模生產(chǎn)多壁碳納米管的技術(shù)，生產(chǎn)出的碳納米管的質(zhì)量處于世界先進(jìn)水平，生產(chǎn)成本也很低，為碳納米管的工業(yè)應(yīng)用創(chuàng)造了條件。

2）開發(fā)了制造碳納米管為電極材料的雙電層大容量電容器的技術(shù)。

3）開發(fā)了制造具有軟基底定向碳納米管膜的技術(shù)。

鎢銅復(fù)合材料具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、低的熱膨脹系數(shù)而被廣泛地用作電接觸材料、電子封裝和熱沉材料。采用納米粉末制備的納米鎢銅復(fù)合材料具有非常優(yōu)越的物理力學(xué)性能，我們采用國際前沿的金屬復(fù)合鹽溶液霧化干燥還原技術(shù)成功制備了納米鎢銅復(fù)合粉體和納米氮化鎢－銅復(fù)合粉體，目前正在加緊其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究。

本書較全面系統(tǒng)地介紹了納米功能復(fù)合材料的基本特性及制備方法，重點介紹了在軍用、民用領(lǐng)域有重要應(yīng)用前景的納米催化復(fù)合材料、納米新能源復(fù)合材料、納米隱身復(fù)合材料、納米磁性復(fù)合材料、納米環(huán)保復(fù)合材料及納米功能陶瓷等的制備方法、性能及應(yīng)用。 本書可以供從事納米、微米技術(shù)與材料研究的工程技術(shù)人員閱讀參考，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)研究生的教學(xué)參考書。

第1章 概論

第2章 納米材料

第3章 填充納米復(fù)合材料

第4章 雜化復(fù)合材料

第5章 插層復(fù)合材料

第6章 納米復(fù)合材料的應(yīng)用

第7章 納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與表征