纳米复合材料与技术论文3000字|纳米复合材料论文

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纳米复合材料范文

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纳米复合材料范文纳米复合材料的制备方法多种多样,包括溶液法、凝胶法、化学气相沉积等。

其中,溶液法是一种常用的制备方法,其步骤主要包括纳米颗粒的制备和纳米颗粒与基体材料的混合。

制备纳米颗粒的方法包括溶胶凝胶法、球磨法、热溶胶法等。

然后通过将纳米颗粒与基体材料进行混合,形成纳米复合材料。

通过在复合材料中引入纳米颗粒,可以改善材料的机械性能和热传导性能。

例如,将纳米颗粒引入到金属基体中可以显著提高材料的强度和硬度;将纳米颗粒引入到聚合物基体中可以增加材料的韧性和耐磨性。

此外,纳米颗粒的高比表面积和尺寸效应也可以改善材料的光学和电学性能。

纳米复合材料的应用领域广泛。

在汽车工业中,纳米复合材料可以用于制造轻量化零部件,提高汽车的燃油效率和减少尾气排放。

在航空航天领域,纳米复合材料可以用于制造耐高温材料和轻量化结构材料,提高飞机的性能和降低重量。

在电子技术领域,纳米复合材料可以用于制造高性能的半导体器件和导电粘合剂。

在能源储存和转换领域,纳米复合材料可以用于制造高效的太阳能电池和储能材料。

然而,纳米复合材料也面临一些挑战和问题。

首先,纳米颗粒的制备和纳米复合材料的制备需要精确的控制和复杂的操作,增加了材料的制备成本和工艺复杂性。

其次,纳米颗粒的分散性和稳定性对纳米复合材料的性能有重要影响,而纳米颗粒的分散和稳定性往往是一个挑战。

此外,由于纳米颗粒的尺寸效应,纳米复合材料的性能通常会受到尺寸效应的影响,这需要更深入的研究和理解。

综上所述,纳米复合材料具有独特的特性和广泛的应用潜力。

通过精确控制纳米颗粒的制备和纳米复合材料的制备过程,可以获得具有优异性能的纳米复合材料。

随着纳米技术的不断发展,纳米复合材料将在许多领域中发挥越来越重要的作用。

《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》范文

《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》范文

《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》篇一一、引言随着科技的不断进步和人类对环保问题的日益关注,光催化技术作为新兴的绿色技术领域受到了广泛的关注。

纳米TiO2复合材料作为一种高效的光催化剂,具有广泛的应用前景。

本文旨在研究纳米TiO2复合材料的制备方法及其光催化性能,为实际应用提供理论依据。

二、文献综述纳米TiO2复合材料因其独特的物理和化学性质,在光催化领域具有广泛的应用。

其制备方法、性能及应用已成为研究热点。

目前,制备纳米TiO2复合材料的方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法等。

其中,溶胶-凝胶法因其操作简便、制备条件温和等优点备受关注。

而光催化性能的研究主要关注其对有机污染物的降解、抗菌性能及自清洁等方面的应用。

三、实验方法(一)实验材料实验中所需材料主要包括TiO2纳米粉体、表面活性剂、溶剂等。

所有材料均需符合实验要求,保证实验结果的准确性。

(二)制备方法本文采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2复合材料。

具体步骤包括:将TiO2纳米粉体与表面活性剂混合,加入溶剂进行搅拌,形成溶胶;然后进行凝胶化处理,得到凝胶;最后进行热处理,得到纳米TiO2复合材料。

(三)性能测试本实验通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段对制备的纳米TiO2复合材料进行表征。

同时,通过光催化实验测试其光催化性能,以降解有机污染物为评价指标。

四、实验结果与分析(一)表征结果通过XRD、SEM和TEM等手段对制备的纳米TiO2复合材料进行表征。

结果表明,制备的纳米TiO2复合材料具有较高的结晶度和良好的分散性。

(二)光催化性能测试结果以降解有机污染物为评价指标,对制备的纳米TiO2复合材料进行光催化性能测试。

结果表明,该材料具有优异的光催化性能,能够有效降解有机污染物。

此外,我们还研究了不同制备条件对光催化性能的影响,为优化制备工艺提供依据。

五、讨论本实验研究了纳米TiO2复合材料的制备方法及其光催化性能。

纳米技术的论文(精选五篇)

纳米技术的论文(精选五篇)

纳米技术的论文(精选五篇)第一篇:纳米技术的论文纳米技术在新型建筑材料中的应用纳米技术作为一门新兴的技术,在多个范畴具有十分重要的应用,特别是极大地推进了新型建材的开展,引见了纳米技术在新型建筑涂料、复合水泥、自洁玻璃、陶瓷、防护资料等方面的应用,经过阐述可知,纳米资料在新型建材范畴具有很好的开展应用前景。

纳米技术;新型建材;应用;前景 1 纳米涂料的应用通常传统的涂料都存在悬浮稳定性差,耐老化、耐洗刷性差,光亮度不够等缺陷。

而纳米涂料则能较好的处理这一问题,纳米涂料具有下述优越的性能:(1)具有很好的伸缩性,可以弥盖墙体细小裂痕,具有对微裂痕的自修复作用。

(2)具有很好的防水性,抗异物粘附、沾污性能,抗碱、耐冲刷性。

(3)具有除臭、杀菌、防尘以及隔热保温性能。

(4)纳米涂料的色泽鲜艳温和,手感温和,漆膜平整,改善建筑的外观等。

固然国内外对纳米涂料的研讨还处在初步阶段,但是已在工程上得到了较普遍的应用,如北京纳美公司消费的纳米系列涂料已大量应用于北京建欣苑、建东苑等住宅区的外墙粉刷,效果良好。

在首体改造工程中,运用纳米涂料1700吨,涂刷6万平方米。

复旦大学教育部先进涂料工程研讨中心的专家已研发出了“透明隔热玻璃涂料”。

2 纳米水泥的应用普通水泥混凝土因其刚性较大而柔性较小,同时其本身也存在一些固有的缺陷,使其在运用过程中不可防止地产生开裂并毁坏。

为理解决这一问题就必需加速对具有特殊性能混凝土的研发,而纳米混凝土就能有效的处理这样问题,纳米混凝土,与普通混凝土相比,纳米混凝土的强度、硬度、抗老化性、耐久性等性能均有显着进步,同时还具有防水、吸声、吸收电磁波等性能,因此可用于一些特殊的建筑设备中(如国防设备)。

通常在普通混凝土中参加纳米矿粉(纳米级SiO2、纳米级CaCO3)或者纳米金属粉末已到达纳米混凝土的性能,而且经过改动纳米资料的掺量还能配置出防水砂浆等。

目前开发研制的纳米水泥资料包括纳米防水复合水泥,纳米敏感水泥、纳米环保复合水泥以及纳米隐身复合水泥。

《SiC基纳米复合材料制备及其超级电容器研究》范文

《SiC基纳米复合材料制备及其超级电容器研究》范文

《SiC基纳米复合材料制备及其超级电容器研究》篇一一、引言随着科技的发展,能源储存和转换技术成为了研究的重要方向。

超级电容器作为一种新型的储能器件,具有高功率密度、快速充放电、长寿命等优点,被广泛应用于电动汽车、混合动力汽车、可再生能源等领域。

SiC基纳米复合材料作为超级电容器的电极材料,具有优异的电化学性能和稳定的物理性质,受到了广泛的关注。

本文将介绍SiC基纳米复合材料的制备方法、结构性能以及在超级电容器中的应用研究。

二、SiC基纳米复合材料的制备SiC基纳米复合材料的制备主要包括原料选择、合成方法、工艺参数等步骤。

首先,原料选择是制备SiC基纳米复合材料的关键步骤。

通常采用的原料包括硅源、碳源和催化剂等。

硅源可以是硅烷类化合物、硅醇盐等,碳源可以是碳黑、碳纳米管等。

催化剂则可以选择金属氧化物或金属等。

其次,合成方法对SiC基纳米复合材料的性能有着重要的影响。

目前常用的制备方法包括化学气相沉积法、溶胶凝胶法、模板法等。

其中,化学气相沉积法是一种常用的制备方法,其原理是在高温下将原料气化,然后在基底上沉积形成SiC基纳米复合材料。

最后,工艺参数的优化也是制备SiC基纳米复合材料的关键步骤。

包括反应温度、反应时间、原料配比等因素都会影响最终产物的性能。

因此,需要通过实验和理论计算来确定最佳的工艺参数。

三、SiC基纳米复合材料的结构与性能SiC基纳米复合材料具有优异的电化学性能和稳定的物理性质。

其结构特点包括高比表面积、良好的导电性、优异的机械强度等。

这些特点使得SiC基纳米复合材料在超级电容器中具有很好的应用前景。

首先,高比表面积使得SiC基纳米复合材料具有更大的电化学活性面积,从而提高了电极的电容量。

其次,良好的导电性使得电子在电极内部能够快速传递,提高了电极的充放电速度。

此外,优异的机械强度使得电极具有很好的稳定性和耐久性,能够在长时间的充放电过程中保持其性能。

四、SiC基纳米复合材料在超级电容器中的应用研究SiC基纳米复合材料在超级电容器中的应用研究主要集中在电极材料的制备和性能优化等方面。

《贵金属-MXene纳米复合材料的研制及性能研究》

《贵金属-MXene纳米复合材料的研制及性能研究》

《贵金属-MXene纳米复合材料的研制及性能研究》贵金属-MXene纳米复合材料的研制及性能研究摘要:随着科技的不断发展,纳米材料的研究已成为当今科学界关注的焦点。

本篇论文致力于探索一种新型的贵金属/MXene纳米复合材料,通过对材料的合成、表征以及性能的深入研究,揭示了其在诸多领域潜在的应用价值。

一、引言贵金属因其独特的物理和化学性质,在众多领域中都有着广泛的应用。

而MXene作为一种新兴的二维材料,因其优异的电学、热学和力学性能,也受到了科研人员的广泛关注。

将贵金属与MXene结合,形成纳米复合材料,有望进一步提升材料的综合性能。

二、贵金属/MXene纳米复合材料的研制1. 材料选择与制备方法本部分详细描述了贵金属/MXene纳米复合材料的制备过程。

包括原料的选择、制备工艺的确定以及实验条件的控制等。

通过化学气相沉积法、溶胶凝胶法等手段,成功制备出具有优异性能的贵金属/MXene纳米复合材料。

2. 材料表征通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段,对制备出的贵金属/MXene纳米复合材料进行表征。

从微观结构上分析材料的组成、形貌以及尺寸分布等。

三、性能研究1. 电学性能贵金属/MXene纳米复合材料具有优异的电导率和电化学性能。

通过电导率测试、循环伏安法等手段,研究材料的电学性能,并探讨其在实际应用中的潜力。

2. 磁学性能对贵金属/MXene纳米复合材料的磁学性能进行研究。

通过磁化曲线、磁滞回线等手段,分析材料的磁学特性,为进一步应用提供理论依据。

3. 催化性能研究贵金属/MXene纳米复合材料在催化领域的应用。

通过催化实验,探讨材料在化学反应中的催化活性、选择性以及稳定性等。

四、应用领域探讨结合贵金属/MXene纳米复合材料的优异性能,探讨其在能源、环保、生物医学等领域的应用潜力。

如作为锂离子电池的电极材料、催化剂、生物传感器等。

五、结论本论文成功研制出贵金属/MXene纳米复合材料,并通过一系列实验手段对其性能进行了深入研究。

纳米复合材料论文

纳米复合材料论文

纳米复合材料论文题目:纳米复合材料学院:材料科学工程学院专业:材料科学与工程班级: 09—1班学生姓名:聂占立学号:310906010121 电子邮箱:niezhanli@2012 年6月13日纳米复合材料0 摘要复合材料由于其优良的综合性能,特别是其性能的可设计性被广泛应用于航空航天、国防、交通、体育等领域,纳米复合材料则是其中最具吸引力的部分,近年来发展很快,世界发达国家新材料发展的战略都把纳米复合材料的发展放到重要的位置。

关键字:纳米复合材料定义发展分类制备应用前景现状1 定义1、1复合材料的定义复合材料是由两种或两种以上性质不同的材料,通过各种工艺手段组合而成的复合体。

复合材料由于各组成材料的协同作用,因而兼具刚度大、强度高、质量轻等单一材料无法比拟的优异性能。

复合材料的结构是以一个相为连续相(称为基体),而另一相是以一定的形态分布于连续相中(称为增强体)。

1、2 纳米复合材料的定义纳米复合材料是以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相,以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、纳米碳管等改性为分散相,通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中,形成一相含有纳米尺寸材料的复合体系,这一体系材料称之为纳米复合材料。

2 纳米科技(材料)的发展大致可以划分为3个阶段:第一阶段(1990年以前)主要是在实验室探索:用各种手段制备各种材料的纳米颗粒粉体,合成块体(包括薄膜),研究评估表征的方法。

第二阶段(1994年前)人们关注的热点是根据奇特物理、化学和力学性能,设计纳米复合材料:纳米微粒与纳米微粒复合(0-0复合),纳米微粒与常规块体复合(0-3复合),复合纳米薄膜(0-2复合)。

第三阶段(从1994年到现在)纳米组装研究。

它的基本内涵是以纳米颗粒以及纳米丝、管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系的研究。

3 纳米材料的分类根据材料中是否含有聚合物及聚合物的种类将纳米复合材料进行简单的分类,主要分为非聚合物纳米复合材料与聚合物纳米复合材料。

《纳米Cu及CuAl复合物的可规模化制备研究》范文

《纳米Cu及CuAl复合物的可规模化制备研究》范文

《纳米Cu及CuAl复合物的可规模化制备研究》篇一一、引言随着纳米科技的快速发展,纳米材料因其独特的物理和化学性质在各个领域得到了广泛的应用。

其中,纳米Cu及CuAl复合物因其良好的导电性、催化性能和机械性能,成为了当前研究的热点。

然而,如何实现其规模化制备,以满足工业生产的需求,仍然是一个亟待解决的问题。

本文旨在研究纳米Cu及CuAl复合物的可规模化制备方法,为实际生产提供理论依据和技术支持。

二、文献综述近年来,关于纳米Cu及CuAl复合物的制备方法层出不穷。

其中,化学还原法、溶胶凝胶法、微乳液法等是常用的制备方法。

然而,这些方法大多存在产率低、能耗高、过程复杂等问题,难以实现规模化生产。

因此,寻找一种高效、环保、可规模化的制备方法成为了研究的关键。

在已有的研究中,一些新型的制备技术如微波辅助法、模板法等在纳米Cu及CuAl复合物的制备中取得了较好的效果。

此外,通过优化原料配比、反应条件等参数,可以进一步提高产物的性能和产率。

然而,这些研究仍需进一步深入,以实现规模化生产和应用。

三、实验方法本研究采用一种新型的溶剂热法,结合微波辅助技术,实现纳米Cu及CuAl复合物的可规模化制备。

具体步骤如下:1. 原料准备:选用高纯度的Cu盐、Al盐等为原料,根据实验需求配制不同浓度的溶液。

2. 溶剂热法:将原料溶液置于密闭的反应釜中,在一定温度和压力下进行溶剂热反应。

通过控制反应时间、温度等参数,使Cu和Al元素在溶剂中发生化学反应,生成CuAl复合物。

3. 微波辅助技术:在溶剂热反应过程中,利用微波辐射技术对反应体系进行加热。

微波辐射可以加快反应速率,提高产物的结晶度和纯度。

4. 产物分离与表征:将反应后的产物进行离心分离、洗涤、干燥等处理,得到纯净的纳米Cu及CuAl复合物。

利用XRD、SEM、TEM等手段对产物进行表征和分析。

四、结果与讨论1. 产物表征:通过XRD、SEM、TEM等手段对制备的纳米Cu及CuAl复合物进行表征。

《2024年聚乳酸纳米复合材料的制备与性能研究》范文

《2024年聚乳酸纳米复合材料的制备与性能研究》范文

《聚乳酸纳米复合材料的制备与性能研究》篇一一、引言随着环保意识的日益增强和可持续发展理念的深入人心,生物基聚合物如聚乳酸(PLA)等逐渐成为研究热点。

聚乳酸纳米复合材料(PLANCs)作为其中一种重要的生物基材料,具有优异的物理性能和生物相容性,广泛应用于生物医疗、包装和3D 打印等领域。

本文将探讨聚乳酸纳米复合材料的制备方法、工艺流程及性能研究,旨在为该领域的研究与应用提供一定的理论基础和实践指导。

二、聚乳酸纳米复合材料的制备1. 材料选择与准备制备聚乳酸纳米复合材料,首先需要选择合适的纳米填料和聚乳酸基体。

常用的纳米填料包括纳米碳酸钙、纳米二氧化硅等。

此外,还需准备溶剂、催化剂等辅助材料。

2. 制备方法(1)溶液共混法:将聚乳酸与纳米填料在溶剂中混合,形成均匀的溶液,然后通过蒸发、浇注等方式得到复合材料。

(2)熔融共混法:在高温下将聚乳酸与纳米填料熔融共混,然后冷却固化得到复合材料。

(3)原位聚合法:在纳米填料存在的情况下,进行聚乳酸的聚合反应,使纳米填料与聚乳酸在分子级别上实现复合。

三、工艺流程及参数设置1. 工艺流程制备聚乳酸纳米复合材料的工艺流程主要包括材料准备、混合、成型和后处理四个步骤。

具体流程如下:材料选择与准备→溶液共混或熔融共混→成型→后处理(如热处理、表面处理等)。

2. 参数设置在制备过程中,需要设置合适的温度、压力、时间等参数。

例如,在熔融共混法中,需要设置较高的温度以使聚乳酸和纳米填料充分熔融;在后处理过程中,需要设置适当的热处理温度和时间,以提高材料的结晶度和热稳定性。

四、性能研究1. 物理性能通过对聚乳酸纳米复合材料进行拉伸、弯曲、冲击等测试,可以评估其物理性能。

研究发现,适量添加纳米填料可以提高材料的硬度、强度和韧性,同时保持良好的加工性能。

2. 生物相容性聚乳酸纳米复合材料具有良好的生物相容性,可用于生物医疗领域。

通过对材料进行细胞毒性、血液相容性等测试,可以评估其生物相容性。

《纳米复合材料的弹性性能的多尺度建模分析》范文

《纳米复合材料的弹性性能的多尺度建模分析》范文

《纳米复合材料的弹性性能的多尺度建模分析》篇一一、引言纳米复合材料是由纳米级结构单元和聚合物或金属等基体复合而成的一种新型材料。

因其结合了纳米级结构的优异性能和基体的可塑性,纳米复合材料在众多领域中得到了广泛的应用。

弹性性能作为材料的基本属性之一,对材料的使用性能具有重要影响。

因此,对纳米复合材料的弹性性能进行多尺度建模分析,对于理解其性能、优化其设计和提高其应用价值具有重要意义。

二、纳米复合材料的基本特性与结构纳米复合材料以纳米尺寸的颗粒或纤维作为增强相,通过与基体复合得到。

其具有较高的强度、韧性以及热稳定性等优异性能,能够有效地改善基体的性能。

其结构特点为多尺度性,包括纳米尺度的增强相和宏观尺度的整体结构。

三、多尺度建模的必要性由于纳米复合材料的多尺度特性,对其弹性性能的建模需要从多个尺度进行分析。

宏观尺度的模型可以描述材料的整体行为和力学响应,而微观尺度的模型则能够揭示材料内部的结构特性和相互作用机制。

通过多尺度建模,可以更好地理解纳米复合材料的弹性性能,并为其设计和优化提供理论依据。

四、多尺度建模方法1. 宏观尺度建模:基于连续介质力学理论,建立材料的本构关系和弹性性能模型。

通过实验数据和有限元方法,对材料的整体弹性性能进行预测和分析。

2. 微观尺度建模:利用分子动力学模拟和量子力学计算等方法,研究纳米级增强相与基体之间的相互作用机制,以及其对材料弹性性能的影响。

通过分析材料的微观结构,揭示其弹性性能的内在机制。

3. 跨尺度建模:将宏观尺度和微观尺度的模型相结合,建立跨尺度的多层次模型。

通过将微观尺度的模拟结果与宏观尺度的模型进行耦合,实现对纳米复合材料弹性性能的全面分析和预测。

五、多尺度建模分析的应用多尺度建模分析在纳米复合材料的弹性性能研究中具有重要的应用价值。

首先,通过对材料的微观结构进行模拟和分析,可以揭示其增强相与基体之间的相互作用机制,为优化材料设计提供理论依据。

其次,通过跨尺度的多层次模型,可以预测材料的整体弹性性能,为材料的应用提供可靠的依据。

《2024年聚乳酸纳米复合材料的制备与性能研究》范文

《2024年聚乳酸纳米复合材料的制备与性能研究》范文

《聚乳酸纳米复合材料的制备与性能研究》篇一一、引言随着人类对环保意识的提高和可持续发展战略的推进,生物可降解塑料已成为研究热点。

聚乳酸(PLA)作为一种生物相容性好、可降解的环保材料,广泛应用于医疗、包装、农业等领域。

然而,为了进一步提高聚乳酸的性能,纳米复合材料的研究备受关注。

本文将详细探讨聚乳酸纳米复合材料的制备方法及其性能研究。

二、聚乳酸纳米复合材料的制备1. 材料选择制备聚乳酸纳米复合材料,首先需要选择合适的纳米填料。

常见的纳米填料包括纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米粘土等。

这些纳米填料具有优异的物理、化学性能,可有效提高聚乳酸的力学、热学等性能。

2. 制备方法聚乳酸纳米复合材料的制备方法主要包括熔融共混法、原位聚合法等。

其中,熔融共混法操作简便,适用于大规模生产;原位聚合法则可在纳米填料表面引入官能团,提高填料与聚乳酸的相容性。

本文采用熔融共混法,将聚乳酸与纳米填料在高温下熔融共混,制备出聚乳酸纳米复合材料。

三、性能研究1. 力学性能通过拉伸试验、冲击试验等方法,研究聚乳酸纳米复合材料的力学性能。

实验结果表明,纳米填料的加入可显著提高聚乳酸的拉伸强度、冲击强度等力学性能。

此外,纳米填料的种类和含量对力学性能的影响也进行了详细分析。

2. 热学性能采用热重分析(TGA)、差示扫描量热法(DSC)等方法,研究聚乳酸纳米复合材料的热学性能。

实验结果表明,纳米填料的加入可提高聚乳酸的热稳定性,降低其熔点和结晶温度。

此外,纳米填料的分散性对热学性能的影响也进行了探讨。

3. 生物相容性聚乳酸作为一种生物相容性好的材料,其生物相容性是评价其性能的重要指标。

通过细胞毒性试验、血液相容性试验等方法,研究聚乳酸纳米复合材料的生物相容性。

实验结果表明,纳米填料的加入对聚乳酸的生物相容性影响较小,仍具有良好的生物相容性。

四、结论本文通过熔融共混法制备了聚乳酸纳米复合材料,并对其性能进行了深入研究。

实验结果表明,纳米填料的加入可显著提高聚乳酸的力学性能和热学性能。

纳米复合材料与技术论文3000字

纳米复合材料与技术论文3000字

纳米复合材料与技术论文3000字纳米材料技术作为一门高新科学技术,纳米技术具有极大的价值和作用。

下面小编给大家分享一些纳米材料与技术3000字论文,希望能对大家有所帮助!纳米材料与技术3000字论文篇一:《试谈纳米复合材料技术发展及前景》[摘要]纳米材料是指材料显微结构中至少有一相的一维尺度在100nm以内的材料。

纳米材料由于平均粒径微小、表面原子多、比表面积大、表面能高,因而其性质显示出独特的小尺寸效应、表面效应等特性,具有许多常规材料不可能具有的性能。

纳米材料由于其超凡的特性,引起了人们越来越广泛的关注,不少学者认为纳米材料将是21世纪最有前途的材料之一,纳米技术将成为21世纪的主导技术。

[关键词]高聚物纳米复合材料一、纳米材料的特性当材料的尺寸进入纳米级,材料便会出现以下奇异的物理性能:1、尺寸效应当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或投射深度等物理特征尺寸相当或更小时,晶体的边界条件将被破坏,非晶态纳米微粒的颗粒表面附近原子密度减小,导致声、光电、磁、热、力学等特性呈现出新的小尺寸效应。

如当颗粒的粒径降到纳米级时,材料的磁性就会发生很大变化,如一般铁的矫顽力约为80A/m,而直径小于20nm的铁,其矫顽力却增加了1000倍。

若将纳米粒子添加到聚合物中,不但可以改善聚合物的力学性能,甚至还可以赋予其新性能。

2、表面效应一般随着微粒尺寸的减小,微粒中表面原子与原子总数之比将会增加,表面积也将会增大,从而引起材料性能的变化,这就是纳米粒子的表面效应。

纳米微粒尺寸d(nm) 包含总原子表面原子所占比例(%)103×1042044×1034022.5×1028013099从表1中可以看出,随着纳米粒子粒径的减小,表面原子所占比例急剧增加。

由于表面原子数增多,原子配位不足及高的表面能,使这些表面原子具有高的活性,很容易与其它原子结合。

若将纳米粒子添加到高聚物中,这些具有不饱和性质的表面原子就很容易同高聚物分子链段发生物理化学作用。

《2024年聚乳酸纳米复合材料的制备与性能研究》范文

《2024年聚乳酸纳米复合材料的制备与性能研究》范文

《聚乳酸纳米复合材料的制备与性能研究》篇一一、引言随着科技的不断进步,聚乳酸(PLA)作为一种可生物降解的聚合物材料,在环保和可持续性方面得到了广泛的关注。

而纳米复合材料以其优异的物理和化学性能,为聚乳酸的改进提供了新的可能。

本文旨在研究聚乳酸纳米复合材料的制备方法及其性能表现,以期为该领域的研究和应用提供参考。

二、聚乳酸纳米复合材料的制备1. 材料选择制备聚乳酸纳米复合材料,首先需要选择合适的纳米填料。

常见的纳米填料包括纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米粘土等。

本文选择纳米二氧化硅作为主要研究对象。

2. 制备方法制备聚乳酸纳米复合材料,主要采用熔融共混法。

该方法通过将聚乳酸与纳米填料在高温下熔融共混,使纳米填料均匀地分散在聚乳酸基体中,从而得到聚乳酸纳米复合材料。

三、性能研究1. 力学性能通过拉伸试验和冲击试验,对聚乳酸纳米复合材料的力学性能进行了研究。

实验结果表明,添加纳米二氧化硅后,聚乳酸纳米复合材料的拉伸强度和冲击强度均有所提高。

这主要是由于纳米填料的加入,增强了聚乳酸基体的分子间作用力,提高了材料的力学性能。

2. 热稳定性通过热重分析(TGA)实验,对聚乳酸纳米复合材料的热稳定性进行了研究。

实验结果表明,添加纳米二氧化硅后,聚乳酸纳米复合材料的热稳定性得到了显著提高。

这主要是因为纳米填料的加入,提高了材料的热传导性能,降低了材料的热分解速率。

3. 生物降解性虽然聚乳酸本身具有良好的生物降解性,但纳米复合材料的生物降解性仍需进行研究。

通过实验发现,聚乳酸纳米复合材料在特定条件下的生物降解性与纯聚乳酸相比,并未发生明显变化。

这表明纳米填料的加入并未对聚乳酸的生物降解性产生负面影响。

四、结论本文研究了聚乳酸纳米复合材料的制备方法和性能表现。

实验结果表明,通过熔融共混法将纳米二氧化硅与聚乳酸共混,可以成功制备出聚乳酸纳米复合材料。

该材料在力学性能和热稳定性方面得到了显著提高,而生物降解性未受影响。

软物质的纳米复合材料研究

软物质的纳米复合材料研究

软物质的纳米复合材料研究哎呀,说起软物质的纳米复合材料研究,这可真是个让人充满好奇和探索欲望的领域。

我记得有一次,我在实验室里捣鼓这些材料,就像一个好奇的孩子在探索神秘的宝藏。

那天阳光透过窗户洒在实验台上,照得那些小小的材料颗粒闪闪发光。

咱们先来说说什么是软物质。

你看啊,像液晶、聚合物、胶体这些东西,它们就属于软物质。

它们不像钢铁那样坚硬,而是有着独特的“性格”。

比如说聚合物,它可以拉伸、弯曲,有着很好的柔韧性。

而纳米复合材料呢,就是把纳米级别的材料和其他材料组合在一起。

这就好比是给一个团队加入了超级厉害的新成员,让整个团队的能力都大大提升了。

软物质的纳米复合材料在很多领域都有大用处。

比如说在医学领域,我们可以用它来制造更高效的药物载体。

想象一下,这些小小的纳米复合材料就像一个个微型的小飞船,载着药物准确地到达病变部位,精准投放,是不是特别神奇?再比如说在电子领域,它们可以用来制造性能更强大的电子元件。

就像给电子设备装上了超级引擎,让它们跑得更快、更稳定。

在研究软物质的纳米复合材料的时候,科学家们可没少下功夫。

要精确地控制纳米材料的尺寸、形状和分布,这可不是一件容易的事儿。

得像个精细的工匠一样,一点点地打磨、调整。

还有啊,研究它们的性能也很重要。

比如说它们的力学性能、热学性能、电学性能等等。

这就需要各种先进的仪器和技术来帮忙。

我在研究的过程中,有一次为了测量一种软物质纳米复合材料的电学性能,我反复试验了好多次。

每次调整一点点参数,然后满心期待地等待结果。

有时候结果不如意,心里那个失落啊,就像精心准备的礼物被人拒绝了一样。

但我可没放弃,继续琢磨,继续尝试,终于得到了满意的结果,那种喜悦,简直无法形容!总的来说,软物质的纳米复合材料研究就像是一场充满挑战和惊喜的冒险。

虽然有时候会遇到困难,但每次的突破都让人感到无比兴奋。

相信在未来,这个领域会给我们带来更多意想不到的惊喜和应用,让我们的生活变得更加美好!就像当初我在那洒满阳光的实验室里,怀揣着对未知的期待,一步步探索,一步步前进。

《纳米复合材料的弹性性能的多尺度建模分析》范文

《纳米复合材料的弹性性能的多尺度建模分析》范文

《纳米复合材料的弹性性能的多尺度建模分析》篇一一、引言随着现代科技的发展,纳米复合材料因其在机械、热学、光学等领域的独特性能而备受关注。

弹性性能作为其关键性能之一,对其应用至关重要。

因此,多尺度建模分析纳米复合材料的弹性性能成为了材料科学研究领域的热点问题。

本文旨在探讨纳米复合材料弹性性能的多尺度建模方法,并分析其应用前景。

二、纳米复合材料概述纳米复合材料是由纳米尺寸的粒子或纤维与基体材料组成的复合材料。

由于纳米粒子的特殊性质,纳米复合材料具有优异的机械性能、热性能和化学性能。

其中,弹性性能是衡量其机械性能的重要指标之一。

三、多尺度建模方法多尺度建模方法是一种综合考虑不同尺度下材料性能的建模方法。

在纳米复合材料的弹性性能分析中,多尺度建模方法主要涉及以下方面:1. 微观尺度建模:在微观尺度上,考虑纳米粒子的形状、尺寸、分布及其与基体之间的相互作用,建立纳米粒子的力学模型。

通过对这些模型的模拟和分析,可以了解纳米粒子对复合材料弹性性能的贡献。

2. 介观尺度建模:在介观尺度上,考虑纳米粒子与基体之间的界面相互作用,建立界面模型。

通过分析界面的力学行为和热力学行为,可以进一步揭示纳米粒子对复合材料弹性性能的影响机制。

3. 宏观尺度建模:在宏观尺度上,结合微观和介观尺度的分析结果,建立复合材料的整体力学模型。

通过模拟和分析复合材料的应力、应变等力学行为,可以预测其弹性性能。

四、多尺度建模分析的应用多尺度建模分析在纳米复合材料弹性性能的研究中具有广泛的应用前景。

具体表现在以下几个方面:1. 优化设计:通过多尺度建模分析,可以了解纳米粒子对复合材料弹性性能的影响机制,从而指导优化设计,提高复合材料的弹性性能。

2. 性能预测:多尺度建模分析可以预测复合材料的弹性性能,为实际生产和应用提供理论依据。

3. 实验验证:通过与实验结果对比,验证多尺度建模分析的准确性,为进一步优化模型提供依据。

五、结论本文介绍了纳米复合材料的弹性性能的多尺度建模方法,并分析了其应用前景。

《纳米复合材料的弹性性能的多尺度建模分析》范文

《纳米复合材料的弹性性能的多尺度建模分析》范文

《纳米复合材料的弹性性能的多尺度建模分析》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展,纳米复合材料因其独特的物理和化学性质,在众多领域中展现出巨大的应用潜力。

其中,其弹性性能的深入研究对理解其力学行为及优化其应用具有重要意义。

本文将详细介绍纳米复合材料弹性性能的多尺度建模分析,以期为相关研究提供有价值的参考。

二、纳米复合材料概述纳米复合材料是一种由两种或更多不同性质的材料在纳米尺度上复合而成的材料。

由于其独特的结构和性质,纳米复合材料在强度、硬度、韧性、弹性等方面具有显著的优越性。

其中,弹性性能作为材料的重要力学性质之一,对材料的实际应用具有重要影响。

三、多尺度建模方法为了准确分析纳米复合材料的弹性性能,需要采用多尺度建模方法。

该方法将材料的微观结构和宏观性能相结合,通过不同尺度的模型来描述材料的力学行为。

具体包括以下几个方面:1. 原子尺度模型:通过分子动力学等方法,研究纳米复合材料中各组分的原子结构和相互作用,从而了解其微观力学性能。

2. 微观尺度模型:基于连续介质力学理论,建立纳米复合材料的微观力学模型,如弹性模量、泊松比等。

3. 宏观尺度模型:通过统计和分析微观尺度模型的结果,建立能够描述材料宏观性能的模型,如弹性常数、屈服强度等。

四、纳米复合材料的弹性性能分析通过多尺度建模方法,我们可以对纳米复合材料的弹性性能进行深入分析。

具体包括以下几个方面:1. 分析纳米复合材料中各组分的弹性性能对整体性能的影响。

2. 研究纳米复合材料的微观结构对其弹性性能的影响,如纳米粒子的形状、尺寸、分布等。

3. 探讨不同制备工艺对纳米复合材料弹性性能的影响,如热压法、溶液法等。

4. 通过多尺度模拟和实验验证,优化纳米复合材料的弹性性能。

五、实验验证与结果分析为了验证多尺度建模方法的准确性,我们进行了相关实验。

通过对比实验结果与多尺度模型预测结果,我们发现模型能够较好地描述纳米复合材料的弹性性能。

具体结果分析如下:1. 原子尺度模拟结果揭示了纳米复合材料中各组分的原子结构和相互作用,为理解其微观力学性能提供了有力支持。

《纳米复合材料的弹性性能的多尺度建模分析》范文

《纳米复合材料的弹性性能的多尺度建模分析》范文

《纳米复合材料的弹性性能的多尺度建模分析》篇一一、引言随着现代科技的发展,纳米复合材料因其独特的物理、化学和机械性能,在众多领域中得到了广泛的应用。

纳米复合材料的弹性性能是其重要的物理特性之一,对于其应用具有重要的指导意义。

多尺度建模分析方法为研究纳米复合材料的弹性性能提供了有效的工具。

本文旨在探讨纳米复合材料的弹性性能的多尺度建模分析,以期为相关研究提供参考。

二、纳米复合材料概述纳米复合材料是由两种或更多不同性质的材料,在纳米尺度上复合而成的材料。

由于其独特的结构,纳米复合材料具有优异的机械、物理和化学性能,因此在诸多领域如航空航天、生物医疗、电子工程等都有广泛的应用。

三、多尺度建模方法多尺度建模是一种综合利用微观和宏观尺度信息,对材料性能进行模拟和预测的方法。

在纳米复合材料的弹性性能研究中,多尺度建模方法能够有效地将微观的纳米结构与宏观的弹性性能联系起来,为研究提供有力的支持。

四、纳米复合材料的弹性性能多尺度建模分析1. 微观尺度建模在微观尺度上,通过分子动力学模拟等方法,可以研究纳米复合材料的微观结构和力学行为。

例如,可以模拟纳米粒子的分布、取向、相互作用等对材料弹性的影响。

这些模拟结果可以为宏观尺度的模型提供必要的输入参数。

2. 介观尺度建模介观尺度的建模主要关注的是纳米复合材料的细观结构与性能的关系。

通过细观力学、有限元分析等方法,可以建立介观尺度的模型,描述纳米粒子与基体之间的相互作用,以及这种相互作用对材料弹性性能的影响。

3. 宏观尺度建模在宏观尺度上,可以通过连续介质力学等方法,将微观和介观尺度的结果综合起来,建立描述纳米复合材料整体弹性性能的模型。

这些模型可以用于预测材料的弹性模量、泊松比等宏观力学性能。

五、结果与讨论通过多尺度建模分析,我们可以更深入地理解纳米复合材料的弹性性能。

微观尺度的模拟可以揭示纳米粒子的分布、取向和相互作用对材料弹性的影响;介观尺度的模型可以描述纳米粒子与基体之间的相互作用;而宏观尺度的模型则可以用于预测材料的整体弹性性能。

《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》范文

《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》范文

《纳米TiO2复合材料制备及其光催化性能研究》篇一一、引言随着环境污染和能源短缺问题的日益严重,光催化技术因其独特的优势和潜力,已成为当前科研领域的热点之一。

纳米TiO2作为一种重要的光催化材料,因其良好的化学稳定性、无毒性、高催化活性等优点,被广泛应用于光催化领域。

然而,单纯的纳米TiO2光催化性能仍存在一些局限性,如光生电子-空穴的快速复合、对太阳光利用率不高等问题。

因此,研究纳米TiO2复合材料的制备及其光催化性能,对于提高其光催化效率和拓宽应用领域具有重要意义。

二、纳米TiO2复合材料的制备1. 原料与设备制备纳米TiO2复合材料所需的原料主要包括钛源、掺杂元素源等。

设备包括高温炉、搅拌器、离心机、干燥箱等。

2. 制备方法本文采用溶胶-凝胶法结合高温煅烧法制备纳米TiO2复合材料。

具体步骤如下:(1)将钛源溶解在适当的溶剂中,加入掺杂元素源,搅拌均匀;(2)加入凝胶剂,继续搅拌至形成溶胶;(3)将溶胶放入干燥箱中干燥,得到干凝胶;(4)将干凝胶放入高温炉中,进行煅烧,得到纳米TiO2复合材料。

三、光催化性能研究1. 实验方法采用光催化降解有机污染物实验评价纳米TiO2复合材料的光催化性能。

具体步骤如下:(1)将纳米TiO2复合材料与有机污染物溶液混合,进行搅拌;(2)在一定的光照条件下,观察并记录有机污染物的降解情况;(3)通过分析降解前后的有机污染物浓度,计算光催化效率。

2. 结果与讨论通过实验,我们发现纳米TiO2复合材料具有优异的光催化性能。

在相同的实验条件下,与单纯的纳米TiO2相比,纳米TiO2复合材料对有机污染物的降解效率更高。

这主要归因于复合材料中的掺杂元素能够有效地抑制光生电子-空穴的复合,提高光能的利用率。

此外,纳米TiO2复合材料还具有较大的比表面积和良好的孔隙结构,有利于提高催化剂与有机污染物的接触面积和反应速率。

四、结论本文采用溶胶-凝胶法结合高温煅烧法制备了纳米TiO2复合材料,并对其光催化性能进行了研究。

《纳米复合材料的弹性性能的多尺度建模分析》范文

《纳米复合材料的弹性性能的多尺度建模分析》范文

《纳米复合材料的弹性性能的多尺度建模分析》篇一一、引言随着现代科技的发展,纳米复合材料因其在物理、化学、生物等多方面的独特性质和广泛的应用领域,成为当前科学研究的重要课题。

而弹性性能作为衡量材料品质和使用范围的关键因素之一,对其进行多尺度建模分析,对理解和提升纳米复合材料的性能具有深远意义。

本文旨在通过对纳米复合材料的弹性性能进行多尺度建模分析,深入探讨其特性及潜在的改进策略。

二、纳米复合材料的定义及性质纳米复合材料,由至少两种以纳米级别尺寸混合的物质组成。

由于纳米的微观特性,纳米复合材料往往展现出异于常规复合材料的力学、电学、热学等性质。

弹性性能是材料在外力作用下能够发生形变并恢复原状的能力,是衡量材料性能的重要指标之一。

三、多尺度建模分析的必要性多尺度建模分析是一种综合考虑材料在多个尺度上性质和行为的建模方法。

在纳米复合材料的弹性性能研究中,多尺度建模分析能够从微观到宏观全面理解材料的弹性行为,揭示其内在的物理机制和化学过程。

此外,多尺度建模还能为优化材料设计和提高材料性能提供理论依据。

四、多尺度建模分析方法1. 微观尺度建模:基于量子力学和分子动力学理论,通过计算模拟材料在原子和分子尺度的力学行为,如原子间的相互作用力、电子的分布等。

这些信息对于理解材料的弹性性能至关重要。

2. 介观尺度建模:在介观尺度上,研究者通常使用统计物理和热力学理论来描述材料的结构和性能关系。

这一尺度的模型可以模拟材料在纳米到微米尺度的行为,如材料的相变、界面效应等。

3. 宏观尺度建模:在宏观尺度上,基于连续介质力学和弹塑性理论,建立材料的本构模型和应力-应变关系模型。

这些模型可以用于预测材料在宏观尺度上的弹性性能。

五、多尺度建模分析的应用通过多尺度建模分析,可以深入了解纳米复合材料的弹性性能及其影响因素。

例如,通过微观尺度的模拟可以揭示纳米颗粒与基体之间的相互作用力对材料弹性的影响;通过介观尺度的模拟可以研究纳米复合材料的相容性和界面行为;通过宏观尺度的模拟则可以预测材料在复杂环境下的性能变化和失效机制。

《2024年生物复合银纳米材料的绿色合成及其抗菌性能研究》范文

《2024年生物复合银纳米材料的绿色合成及其抗菌性能研究》范文

《生物复合银纳米材料的绿色合成及其抗菌性能研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展,银纳米材料因其独特的物理化学性质和良好的生物相容性,在医疗、环保、食品包装等领域得到了广泛应用。

然而,传统的银纳米材料合成方法多采用化学还原法,不仅能耗高、环境污染大,还可能产生有害物质。

因此,探索绿色、环保的银纳米材料合成方法及其抗菌性能研究具有重要的科学价值和实践意义。

本文旨在研究生物复合银纳米材料的绿色合成方法,并探讨其抗菌性能。

二、生物复合银纳米材料的绿色合成1. 材料与方法(1) 材料准备:采用天然生物质(如植物提取物、微生物等)作为还原剂和稳定剂,以及银盐(如硝酸银)作为银源。

(2) 绿色合成方法:通过生物质中的还原性物质与银离子发生化学反应,在温和的条件下合成生物复合银纳米材料。

具体步骤包括生物质的提取、银离子的还原、纳米材料的纯化与表征等。

2. 结果与讨论(1) 合成过程分析:通过控制反应温度、时间、pH值等参数,实现了生物复合银纳米材料的绿色合成。

在合成过程中,生物质不仅作为还原剂和稳定剂,还通过其独特的化学结构对银纳米颗粒的形态和大小产生影响。

(2) 结构与性能表征:利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见光谱(UV-Vis)等手段对合成的生物复合银纳米材料进行表征。

结果表明,合成的银纳米颗粒具有均匀的尺寸和良好的分散性,且具有较高的结晶度和稳定性。

三、生物复合银纳米材料的抗菌性能研究1. 实验设计(1) 抗菌实验方法:采用悬液法或接触法,以常见细菌(如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等)为实验对象,评价生物复合银纳米材料的抗菌性能。

(2) 抗菌机制探讨:通过扫描电镜(SEM)观察细菌形态变化,结合文献资料分析银纳米材料的抗菌机制。

2. 结果与讨论(1) 抗菌性能分析:实验结果表明,生物复合银纳米材料对常见细菌具有显著的抑制和杀灭作用。

其抗菌性能与银纳米颗粒的尺寸、形态、表面电荷等因素密切相关。

纳米复合材料论文

纳米复合材料论文

有机/无机纳米复合材料的研究张雅容(09电气1班,学号09750130)摘要:有机/无机纳米复合材料是目前纳米复合材料发展的一个全新方向。

结构和性能上差别较大的无机物和有机物以分子或原子尺度相复合,所得材料兼具有机物和无机物的特性,同时在力学、光学、电学及电化学等方面呈现出新的特性,将成为2l世纪最有发展前途的复合材料⋯。

本文是在搜集各种资料的基础上,对有机/无机纳米复合材料的发展的历程、制备方法、应用和发展前景进行了综述。

关键词:有机/无机纳米复合材料;无机纳米粒子;聚合物;层装物1,纳米复合材料的概念及发展1.1纳米材料的概念纳米材料是指晶粒尺寸在1~lOOnm间的单晶体或多晶体,纳米复合材料一般是指在陶瓷或金属基体中含有纳米粒子第二相的复合材料。

近年来,人们对纳米材料许多不同寻常的特性有了进一步研究与了解,逐渐认识到其优异的物理和化学性质及广阔的应用前景,及对科技进步和社会发展的突出作用,不断投入人力物力进行纳米材料的开发研究,许多实验方法和工艺被成功地用于纳米晶体材料的合成及性能研究中。

复合材料由于其优良的综合性能,特别是其性能的可设计性被广泛应用于航空航天、国防、交通、体育等领域,纳米复合材料则是其中最具吸引力的部分,近年来发展很快,世界发达国家新材料发展的战略都把纳米复合材料的发展放到重要的位置。

该研究方向主要包括纳米聚合物基复合材料、纳米碳管功能复合材料、纳米钨铜复合材料。

由于纳米材料的晶粒细小,使其晶界上的原子数的比例增大,即产生高浓度晶界,因而使纳米材具有许多不同于粗晶材料的特异的性质,如体积效应、表面与界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、特殊的光吸收特性、电化学性质等。

从而使纳米材料在光、电、热力学和化学反应等许多方面表现出一系列优异性能,令目前科技手段无法解决的许多问题迎刃而解。

因而在陶瓷、电子信息、生物工程、化学工业、金属加工和环境保护等行业具有非常广阔的应用前景。

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纳米材料技术作为一门高新科学技术,纳米技术具有极大的价值和作用。

下面给大家分享一些纳米材料与技术3000字论文,希望能对大家有所帮助!
纳米材料与技术3000字论文篇一《试谈纳米复合材料技术发展及前景》
[摘要]纳米材料是指材料显微结构中至少有一相的一维尺度在100nm以内的材料。

纳米材料由于平均粒径微小、表面原子多、比表面积大、表面能高,因而其性质显示出独特的小尺寸效应、表面效应等特性,具有许多常规材料不可能具有的性能。

纳米材料由于其超凡的特性,引起了人们越来越广泛的关注,不少学者认为纳米材料将是21世纪最有前途的材料之一,纳米技术将成为21世纪的主导技术。

[关键词]高聚物纳米复合材料
一、纳米材料的特性
当材料的尺寸进入纳米级,材料便会出现以下奇异的物理性能
1、尺寸效应
当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或投射深度等物理特征尺寸相当或更小时,晶体的边界条件将被破坏,非晶态纳米微粒
的颗粒表面附近原子密度减小,导致声、光电、磁、热、力学等特性呈现出新的小尺寸效应。

如当颗粒的粒径降到纳米级时,材料的磁性就会发生很大变化,如一般铁的矫顽力约为80A/m,而直径小于20nm的铁,其矫顽力却增加了1000倍。

若将纳米粒子添加到聚合物中,不但可以改善聚合物的力学性能,甚至还可以赋予其新性能。

2、表面效应
一般随着微粒尺寸的减小,微粒中表面原子与原子总数之比将会增加,表面积也将会增大,从而引起材料性能的变化,这就是纳米粒子的表面效应。

纳米微粒尺寸d(nm) 包含总原子表面原子所占比例(%)103×1042044×1034025×1028013099从表1中可以看出,随着纳米粒子粒径的减小,表面原子所占比例急剧增加。

由于表面原子数增多,原子配位不足及高的表面能,使这些表面原子具有高的活性,很容易与其它原子结合。

若将纳米粒子添加到高聚物中,这些具有不饱和性质的表面原子就很容易同高聚物分子链段发生物理化学作用。

3、量子隧道效应
微观粒子贯穿势垒的能力称为隧道效应。

纳米粒子的磁化强度等也具有隧道效应,它们可以穿越宏观系统的势垒而产生变化,这称为纳米粒子的宏观量子隧
道效应。

它的研究对基础研究及实际应用,如导电、导磁高聚物、微波吸收高聚物等,都具有重要意义。

二、高聚物/纳米复合材料的技术进展
对于高聚物/纳米复合材料的研究十分广泛,按纳米粒子种类的不同可把高聚物/纳米复合材料分为以下几类
1、高聚物/粘土纳米复合材料
由于层状无机物在一定驱动力作用下能碎裂成纳米尺寸的结构微区,其片层间距一般为纳米级,它不仅可让聚合物嵌入夹层,形成“嵌入纳米复合材料”,还可使片层均匀分散于聚合物中形成“层离纳米复合材料”。

其中粘土易与有机阳离子发生交换反应,具有的亲油性甚至可引入与聚合物发生反应的官能团来提高其粘结。

其制备的技术有插层法和剥离法,插层法是预先对粘土片层间进行插层处理后,制成“嵌入纳米复合材料”,而剥离法则是采用一些手段对粘土片层直接进行剥离,形成“层离纳米复合材料”。

2、高聚物/刚性纳米粒子复合材料
用刚性纳米粒子对力学性能有一定脆性的聚合物增韧是改善其力学性能的另一种可行性方法。

随着无机粒子微细化技术和粒子表面处理技术的发展,特别
是近年来纳米级无机粒子的出现,塑料的增韧彻底冲破了以往在塑料中加入橡胶类弹性体的做法。

采用纳米刚性粒子填充不仅会使韧性、强度得到提高,而且其性价比也将是不能比拟的。

3、高聚物/碳纳米管复合材料
碳纳米管于1991年由S.Iijima 发现,其直径比碳纤维小数千倍,其主要用途之一是作为聚合物复合材料的增强材料。

碳纳米管的力学性能相当突出。

现已测出碳纳米管的强度实验值为
30-50GPa。

尽管碳纳米管的强度高,脆性却不象碳纤维那样高。

碳纤维在约1%变形时就会断裂,而碳纳米管要到约18%变形时才断裂。

碳纳米管的层间剪切强度高达500MPa,比传统碳纤维增强环氧树脂复合材料高一个数量级。

在电性能方面,碳纳米管作聚合物的填料具有独特的优势。

加入少量碳纳米管即可大幅度提高材料的导电性。

与以往为提高导电性而向树脂中加入的碳黑相比,碳纳米管有高的长径比,因此其体积含量可比球状碳黑减少很多。

同时,由于纳米管的本身长度极短而且柔曲性好,填入聚合物基体时不会断裂,因而能保持其高长径比。

爱尔兰都柏林Trinity学院进行的研究表明,在塑料中含2%-3%的多壁碳纳米管使电导率提高了14个数量级,从10-12s/m提高到了102s/m。

三、前景与展望
在高聚物/纳米复合材料的研究中存在的主要问题是高聚物与纳米材料的分散缺乏专业设备,用传统的设备往往不能使纳米粒子很好的分散,同时高聚物表面处理还不够理想。

我国纳米材料研究起步虽晚但发展很快,对于有些方面的研究工作与国外相比还处于较先进水平。

如漆宗能等对聚合物基粘土纳米复合材料的研究;黄锐等利用刚性粒子对聚合物改性的研究都在学术界很有影响;另外,四川大学高分子科学与工程国家重点实验室发明的磨盘法、超声波法制备聚合物基纳米复合材料也是一种很有前景的手段。

尽管如此,在总体水平上我国与先进国家相比尚有一定差距。

但无可否认,纳米材料由于独特的性能,使其在增强聚合物应用中有着广泛的前景,纳米材料的应用对开发研究高性能聚合物复合材料有重大意义。

特别是随着廉价纳米材料不断开发应用,粒子表面处理技术的不断进步,纳米材料增强、增韧聚合物机理的研究不断完善,纳米材料改性的聚合物将逐步向工业化方向发展,其应用前景会更加诱人。

参考文献
[1] 李见主编.新型材料导论.北京冶金工业出版社,198
[2]都有为.第三期工程科技论坛——‘纳米材料与技术’报告会.
[3]rohlich J,Kautz H,Thomann R[J].Polymer,2004,45(7)2155-216。

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