纳米材料的应用(目前最全详细讲解) ppt

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材料的分类
世界各国对材料的分类不尽相同，若按
照材料的使用性能来看，可以分为结构材料 和功能材料，从材料的应用对象来看有可以 分为信息材料、能源材料、建筑材料、生物 材料、航空材料等多种类别，但就大的类别 可以分为金属材料、无机非金属材料、高分 子材料和复合材料四大类。
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无机非金属材料
无机非金属材料指某些元素的氧化物、 碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物(包 括硫化物、硒化物及碲化物)和硅酸盐、钛 酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐为主要
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光纤导管胃镜
利用光纤作手术
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光纤式传感器 光纤式传感器
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金属材料
金属是指具有良好的导电性和导热性， 有一定的强度和塑性的并具有光泽的物质， 如铜、锌和铁等。而金属材料则是指由金 属元素或以金属元素为主组成的具有金属 特性的工程材料，它包括纯金属和合金两 类。
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纳米材料的概念
组成的无机材料。包括陶瓷、玻璃、水泥、 耐火材料、搪瓷及天然矿物材料等。
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传统无机非金属材料
水泥 水泥呈粉末状，当它与水混合后成为
可塑性浆体，经一系列物理化学作用凝结 硬化变成坚硬石状体，并能将散粒状材料
胶结成为整体。水泥浆体不仅能在空气中 硬化，还能在水中硬化、保持并继续增长 其强度，故水泥属于水硬性胶凝材料。
几种性能都优于一般陶瓷，曾被誉为“像钢一样强，像金 钢石一样硬，像铝一样轻”。由于制备工艺不同和所获得
显微结构的差别，Si3N4陶瓷的综合性能有很大的变化。 各中资料所提供的数据繁多，下面仅介绍一般参考值。
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光导纤维
光导纤维是现代科学创造的奇迹之一， 是使光像电流一样沿着导线传输。不过， 这种导线不是一般的金属导线，而是一种 特殊的玻璃丝，人们称它为光导纤维，又 叫光学纤维，简称光纤 。
玻璃的基础系统范围。常见的特种玻璃有光子学玻璃、微晶 玻璃、生化玻璃、溶胶－凝胶玻璃等。
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图6－中空玻璃结构示意图
中空玻璃结构示意图
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空心玻璃砖用于建筑隔断
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热反射玻璃在建筑物上大量使用
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陶瓷
陶瓷是指以天然或人工合成的无 机非金属物质为原料，经过成形和高 温烧结而制成的固体材料和制品。
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纳米材料的应用
主讲人：顾怀章
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第8章 纳米材料与纳米技术的应用
（一）教学基本要求 了解纳米技术在陶瓷领域、陶瓷工 业环保领域、化工生产中、微电子 学、生物工程及医学、军事领域、 其他领域方面的应用 （二）教学重点难点 重点：纳米材料与纳米技术的应用 难点：纳米材料与纳米技术的应用
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材料与社会的发展
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玻璃
玻璃是由熔融物冷却、硬化而得到的非 晶态固体。其内能和构形熵高于相应的晶体。 其结构为短程有序，长程无序。从熔融态转
变为固体时有一转变温度Tg。广义的玻璃包 括无机玻璃、有机玻璃、金属玻璃等；狭义 上仅指无机玻璃，最常见的是硅酸盐玻璃。 这里主要谈无机玻璃。
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玻璃制品的分类
无机玻璃的化学组成包括有众多元素的氧化物或非氧化物。
材料 ： 材料是人们利用化合物的某些功能来制作物品、器件、 构件、机器或其他产品时用的化学物质，但不是所有物质都 可以称为材料。如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药 物，一般都不算是材料。
化学与材料的关系： 化学是材料发展的源泉，而材料又为化
学发展开辟了新的空间。化学与材料保持着相互依存、相互
促进的关系。
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光纤通信的特点 （1）传输频带极宽，通信容量很大。 （2）传输衰减小，可用于远距离无中断传输。 （3）信号串扰少，传输质量高。 （4）抗电磁干扰，保密性好。 （5）光纤尺寸小，质量轻，便于运输和铺设。 （6）耐化学侵蚀，适用于特殊环境。 （7）原料资源丰富。 （8）节约有色金属。
击等弱点。新型无机非金属材料继承了传统
材料的许多优点，并克服某些弱点，使材料
具有更加优异的特性，用途更加广泛。新型 无机非金属材料的特性有：1．能承受高温， 强度高。2．具有电学特性。3．具有光学特 性。4．具有生物功能。
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氧化铝陶瓷具有机械强度高、硬度大、 高频介电损耗小、高温绝缘电阻高、耐化学 腐蚀性和导热性良好等优良综合技术性能， 以及原料来源广、价格相对便宜、加工制造 技术较为成熟等优势，已被广泛应用于电子、 电器、机械、化工、纺织、汽车、冶金和航 空航天等行业，成为目前世界上用量最大的 氧化物陶瓷材料。
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陶鹰鼎——仰韶文化庙底沟类型 高36cm -三彩——我国古代陶器中一颗璀灿的明1珠5
日用陶瓷－盘子
建筑陶瓷－墙面砖
化工陶瓷
结构陶瓷－陶瓷刀
功能陶瓷－电子陶瓷
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饰面瓦－鱼鳞瓦
图6-电瓷绝缘子
氧化锌避雷器
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新型无机非金属材料
传统的无机非金属材料具有抗腐蚀、耐
高温等许多优点，但也有质脆、经不起热冲
从迄今为止的研究状况看，关于纳米技术分为三种概念。 第一种，是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机 器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念，可以使组合 分子的机器实用化，从而可以任意组合所有种类的分子，可以 制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术未取得重大 进展。
材料是人类社会进化和人类文明的里程 碑，是人类赖以生产和生活的物质基础， 是社会进步的物质基础和先导。因为对材 料的认识和利用能力，决定着社会的形态 和人类生活的质量，所以，历史学家往往 用制造工具的原材料作为历史分期的标志。
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化学与材料
化学：化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、件 能、反应和应用的学科。
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纺织瓷件
氧化铝陶瓷电阻
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氧化铝髋关节
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高压钠灯
高纯氧化铝透明陶瓷管
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ห้องสมุดไป่ตู้
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氮化硅陶瓷 氮化硅陶瓷的性能：作为一种理想的高温结构材料，
最主要的应具备如下性能：（1）强度好、韧性好；（2） 抗氧化性好；（3）抗热震性好；（4）抗蠕变性好；（5） 结构稳定性好；（6）抗机械振动。
氮化硅除抗机械振动性能和韧性相对比较差外，其余
（1）普通玻璃
普通玻璃是以硅酸盐系统为主要基础的传统玻璃。包括
有平板玻璃、日用玻璃、光学玻璃、电真空玻璃、点光源玻 璃、玻璃纤维等。
（2）特种玻璃
随着社会和科学的发展，在玻璃材料科学领域中，由于 某些新品种是根据特殊用途专门研制的，其成分、性能、制 造工艺均与一般工业和日用玻璃有所差别，它们往往被归入 专门的一类，叫做特种玻璃。这些特种玻璃逐渐脱离了传统