浅谈纳米复合材料的若干应用
摘 要:高科技在21世纪飞速发展,对高性能材料的要求越来越迫切,纳米尺寸合成为发展高性能新材料和改善现有材料的性能提供了一个新途径。以实际应用为目标的纳米复合材料的研究越来越受到重视。本文谈谈纳米复合材料的应用。
关键词:纳米复合材料 应用 研究
中图分类号:TQ630 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)06(a)-0051-01
纳米材料是指尺度为1nm～100nm的超微粒经压制、烧结或溅射而成的凝聚态固体,它具有断裂强度高、韧性好、耐高温等特性。纳米复合材料,是指复合材料中至少有一种结晶相或者颗粒的尺寸为纳米尺度。由于纳米增强相有很大的表面积和强烈的界面相互作用、纳米复合材料具有与宏观复合材料不同的力学、热学等性能和原组分石具备的特殊性能。
1 聚合物基纳米复合材料的应用
聚合物基纳米复合材料兼有纳米粒子自身的小尺寸效应、表面效应、粒子的协同效应,以及聚合物本身柔软、稳定、易加工等基本特点,因而具有其他材料所不具有的特殊性质。
纳米材料增强的聚合物基纳米复合材料有更高的强度、模量,同时还有高韧性,拉伸强度与冲击韧性有一致的变化率。在加入与普通粉体相向质量分数的情况下,强度和韧性一般要高出1～2倍,在加入相同质量分数的情况下,”般要高出10倍以上。采用纳米粒子增强聚合物基体,复合材料既可以增加强度又可以增加韧性。
纳米尺寸的硝酸盐层片具有很高的耐热性和弹性率,使得纳米复合材料在超过玻璃化温度时也可维持高的弹性率。一般地,高分子中即使分散有不燃的无机物,在燃烧中高分子熔融分解后的挥发性液体在无机物表面扩散,反而增大了燃烧性。但是,当无机物的形态为纳米级时,即使少量的添加,也能使高分子燃烧时维持其状态。燃烧时形状能否保持,对防止燃烧极其重要。细小分散的无机颗粒熔融产生架桥效应,使高分子黏结在一起。这个特性只有在颗粒小到10nm以下时才具有。这些难燃材料可用于家庭、旅馆、火车和汽车等。
与单纯的局聚合物相比,添加层状黏土的纳米复合材料具有高的气密性。这是由于层片的阻碍,气体透过材料时的路径相对延长和透过困难而造成的。用于食品包装时,可以防止氧气的透过。用于汽车的燃料管和燃料箱时,可以防止油料的泄漏。
2 陶瓷基纳米复合材料的应用
陶瓷基纳米复合材料的基体主要有氧化铝、碳化硅、氮化硅和玻璃陶瓷等。它们与纳米级第二相的界面粘接形式主要有两种:机械粘接和化学粘接。强的界面粘接往往导...
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