。隨著集成電路、微型組件與大功率半導(dǎo)體器件的迅速發(fā)展
,對高熱導(dǎo)率的陶瓷基片的需求量日益增長
,高熱導(dǎo)率的陶瓷材料有金剛石、碳化硅
、氮化鋁等
,用超微氮化鋁所制成的致密燒結(jié)體的導(dǎo)熱系數(shù)為100~220瓦/(K·米),較通常產(chǎn)品高2 5~5.5倍
。用超微顆粒制成的精細陶瓷有可能用于陶瓷絕熱渦輪復(fù)合發(fā)動機
,陶瓷渦輪機,耐高溫
、耐腐蝕軸承及滾球等
。
復(fù)合納米固體材料亦是一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域。例如含有20%超微鉆顆粒的金屬陶瓷是火箭噴氣口的耐高溫材料
;金屬鋁中含進少量的陶瓷超微顆粒
,可制成重量輕、強度高
、韌性好
、耐熱性強的新型結(jié)構(gòu)材料。超微顆粒亦有可能作為漸變(梯度)功能材料的原材料
。例如
,材料的耐高溫表面為陶瓷,與冷卻系統(tǒng)相接觸的一面為導(dǎo)熱性好的金屬
,其間為陶瓷與金屬的復(fù)合體
,使其間的成分緩慢連續(xù)地發(fā)生變化
,這種材料可用于溫差達1000°C的航天飛機隔熱材料、核聚變反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料
。漸變功能材料是近年來發(fā)展起來的新型材料
,預(yù)期在醫(yī)學(xué)生物上可制成具有生物活性的人造牙齒、人遺骨
。人造器官
,可制成復(fù)合的電磁功能材料、光學(xué)材料等
。
納米膜材料
顆粒膜材料是指將顆粒嵌于薄膜中所生成的復(fù)合薄膜,通常選用兩種在高溫互不相溶的組元制成復(fù)合靶材,在基片上生成復(fù)合膜,當兩組份的比例大致相當時
。就生成迷陣狀的復(fù)合膜,因此改變原始靶材中兩種組份的比例可以很方便地改變顆粒膜中的顆粒大小與形態(tài)
,從而控制膜的特性。對金屬與非金屬復(fù)合膜
,改變組成比例可使膜的導(dǎo)電性質(zhì)從金屬導(dǎo)電型轉(zhuǎn)變?yōu)榻^緣體
。

顆粒膜材料有諸多應(yīng)用。例如作為光的傳感器,金顆粒膜從可見光到紅外光的范圍內(nèi),光的吸收效率與波長的依賴性甚小,從而可作為紅外線傳感元件。鉻一三氧化二鉻顆粒膜對太陽光有強烈的吸收作用,可以有效地將太陽光轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽还?div id="d48novz" class="flower left">
、磷、硼顆粒膜可以有效地將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽谎趸a顆粒膜可制成氣體一濕度多功能傳感器,通過改變工作溫度,可以用同一種膜有選擇地檢測多種氣體。顆粒膜傳感器的優(yōu)點是高靈敏度、高響應(yīng)速度、高精度、低能耗和小型化,通常用作傳感器的股重量僅為0.5微克,因此單位成本很低。超微顆粒雖有眾多優(yōu)點,但在工業(yè)上尚未形成較大的規(guī)模,其主要原因是價格較高,兩顆粒膜的應(yīng)用則不受價格因素的影響,這是超微顆粒實用化的很重要方向。
納米磁性液體材料
磁性液體是由超細微粒包覆一層長鍵的有機表面活性劑,高度彌散于一定基液中,而構(gòu)成穩(wěn)定的具有磁性的液體。它可以在外磁場作用下整體地運動,因此具有其他液體所沒有的磁控特性。常用的磁性液體采用鐵氧體微顆粒制成,它的飽和磁化強度大致上低于0.4特
。目前研制成功的由金屬磁性微粒制成的磁性液體,其飽和磁化強度可比前者高4倍
。國外磁性液體已商品化
,美、日
、英等國均有磁性液體公司
,供應(yīng)各種用途的磁性液體及其器件。磁性液體的用途十分廣泛
。
(1)旋轉(zhuǎn)軸動態(tài)密封旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動部分的動態(tài)密封一直是工程界較為困難的課題
。磁性液體用于旋轉(zhuǎn)軸的動態(tài)密封是較為理想的一種方式。用環(huán)狀的靜磁場將磁性液體約束于被密封的轉(zhuǎn)動部分
,形成液體的O環(huán)
,可以進行真空、加壓
、封水
、封油等情況下的動態(tài)密封,目前已廣泛用于機械
、電子
、儀器、宇航
、化工
、船舶等領(lǐng)域,如計算機硬盤轉(zhuǎn)軸處的防塵密封
,單晶爐轉(zhuǎn)軸處的真空密封及X光機轉(zhuǎn)靶部分的密封等
。
(2)提高揚聲器輸出功率為了增進揚聲器中青圈的散熱,可在音圈部分填充磁性液體
,由于液體的導(dǎo)熱系數(shù)比空氣高5~6倍
,從而使德在相同結(jié)構(gòu)的情況下,使揚聲器的輸出功率增加1倍
。
(3)各種阻尼器件如在步進電機中滴加磁性液體
,就可阻尼步進電機的余振
,使步進電機平滑地轉(zhuǎn)動。用磁性液體所構(gòu)成的減震器可以消除極低頻率的振動
。
(4)分離不同比重的非磁性金屬與礦物物體在磁性液體中的浮力是隨著磁性液體的磁化狀態(tài)而改變的
,因此可采用一梯度磁場,控制磁場的強弱就可以分離不同比重的非磁性金屬與礦物
。磁性液體的可能應(yīng)用面十分廣
,如射流印刷用的磁性墨水、超聲波發(fā)生器
、X射線造影劑(代替鋇劑)
、磁控閥門、磁性液體研磨