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          來源︰未知 佚名 2019-03-29 瀏覽次
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            1 納米工藝的目標

            實際的納米工藝計劃解決2個主要問題。

            首先,它們可能使設備和儀器進一步微型化。特別是借助不同組織或用噴涂獲得極薄的薄膜,可以在很小的體積內形成要求的性能。移動電話就是很好的例子。這些多功能設備能進行攝像和攝影,進行聲波記錄等。納米工藝在醫學中的任務同樣重要。有可能制造新一代的診斷儀器︰微型傳感器,甚至特定類型的微型計算機。它們能移動到人體內,以便傳遞內部器官狀態最準確可靠的信息。應用藥劑的納米脈沖和納米劑量,預示著成功醫治最復雜的和現今的不治之癥。

            尺寸效應在電子學和光學儀器中會產生巨大優勢。航天和航空技術裝備應用納米材料和納米工藝很有前景。因為,這些地方設備的重量和尺寸問題具有決定意義。

            第2個任務是獲得具有全新性能的材料,它們是用傳統方法不能獲得的。表面、晶間及相間界面,對于很小尺寸的致密微粒或相,起著特別重要的作用。它們可能佔總體積的50%,甚至佔物質的主要重量。在許多情況下,微粒或納米晶體的發達表面,會在質量上產生新的物理、化學和力學性能。納米微粒組成的材料,特別是在一定的條件下,顯示出全新的導電、磁性、光學及其他特性。例如,納米粉末開始自然發光,另外與周圍環境相互作用,甚至能改變自己相成分。借助納米工藝可以目標明確地利用性能的這種突變效應。

            2 納米工藝發展

            采用常規的工藝也可以獲得納米效應。例如,俄羅斯科學院固體物理研究所用大的總壓下量多次軋制方法,獲得由幾千層極薄(10nm)層組成的、銅和鈮復層帶材試樣,具有極好的超導性能。由此可以得出結論︰現代冶金設備(軋機、熱處理爐等)能獲得納米材料產品。

            生產的納米產品有80%以上是納米粉末。在20世紀50年代,就已經開始得到應用,在采用“納米”術語前稱為超細度粉末。在俄羅斯,首先是A、⑽、特魯索夫等對這方面的發展作出了強有力的貢獻。他們在制造鐶的工藝過程中能夠獲得小于100nm的微粒。

            現代納米材料可以分成幾類︰納米晶組成的物質;很小厚度的納米表層;納米尺寸微粒組成的納米粉末。這不是現代納米材料的全部類型。

            應指出具有很小尺寸,即小于100nm,不是確定某一具體工藝為納米工藝的充分理由。在很久以前,納米工藝就已得到應用。在中世紀制造帶彩色繪畫的玻璃時,使用添加超細度金屬微粒的方法,達到改變玻璃顏色的目的。神奇的大馬士革鋼獨特的性能,應歸功于按一定制度鍛造產生的納米組織;而著名的金箔實質就是由實體材料制成納米薄膜鍍層。目前使用術語“納米組織材料”,表示這種材料成分中有相應尺寸的微粒或其他組織元素(不必是晶粒)。例如,在高速切削鋼中,形式上也可以說是納米微粒的超細碳化物保證了強化效應。然而,性能的變化,顯然才是某種材料和工藝可以確定為“納米”的決定標準。

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