無機納米材料

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　　無機納米材料是指納米級(至少有一維尺寸小於100nm)的氧化物或無機鹽，常見的有二氧化硅、二氧化鈦、三氧化二鋁、碳酸鈣、氮化鋁等。

　　1.無機非金屬納米材料的種類、性能

　　象金屬納米材料一樣,無機非金屬納米種類也相當多。有納米金屬氧化物，如納米Ti0₂、Al₂0₃、ZrO₂等，非金屬氧化物，如納米SiO₂，金屬氫氧化物，如納米Co(OH)₂、La(OH)₃等,還有金屬硫化物如硫化銀、硫化錫，納米氮化物，納米非金屬如納米B、C、Se、Si等等。這些無機非金屬納米材料同樣具有奇異的性能。如在甲醛的氫化反應生成甲醇的過程中．以納米鎳粉和納米TiO₂，或SiO₂粉分別作催化剞和載體，可將選擇性提高5倍；納米TiO₂粒子還是一種穩定的無毒紫外光吸收劑，對有機聚合物材料具有抗紫外輻射，防止高分子鏈降解的穩定化作用。常規Al₂O₃粉末的燒結溫度高達1800～1900℃，而納米氧化物粉末可在115O～1500℃燒結到理論密度的99．7％：常規Si₃N₄的燒結溫度高於2000℃，而納米Si₃O₄的燒結溫度可降至1500～1600℃：許多納米陶瓷的硬度和強度比普通陶瓷高出4～5倍。納米陶瓷是解決陶瓷脆性的戰略途徑。納米SiO₂粉末的應用十分廣泛，可用於提高陶瓷製品的韌性和光潔度,油漆和有機玻璃的抗老化劑，橡膠和塑料的補強劑等。納米se是繼有機Se之後的一種更新的補硒劑，具有高生物活性．高安全性指標、高科技含量、高純度、高穩定性等。1998年被衛生部定為保健食品．納米硒是納米技術在生物領域的成功應用納米CaCO₃粉末對有機聚合物具有增強增韌的雙重效果．還可廣泛用於塗料、塑料、椽膠、造紙、油墨、油漆、化妝品等。近幾年興起的聚合物／蒙脫石納米複合材料因其優異的力學性能和熱性能、高氣體阻隔性．從一齣現就受到各圍科學家的廣泛關註,成為複合材料研究的熱點，是最有工業化前景的有機一無機納米複合材料之一。

　　2.金屬納米材料的種類、性能

　　納米金屬材料種類繁多．目前已成功開發出的納米金屬材料就有納米Ag、Cu、Ti、Fe、Co、Ni、Zn、Pd、Pf、Au等等。這些納米金屬微粒均具有巨集觀金屬無法比擬的優異性能。如納米晶體Cu或Ag的硬度和屈服強度分別比常規材料高5O倍和5倍．且納米晶體Cu在室溫軋制過程中出現超翅性延展性，延伸率超過5000％，且不出現普通銅冷軋過程中的加工硬化現象。若將該晶體銅置於500℃真空條件下退火48小時，使其晶粒充分長大至10um以上結果發現在相同的冷軋條件下，當變形量為700％時．樣品四周就已經有明顯的裂紋產生了。這個對比試驗證明，納米晶體Cu的窒溫超塑性主要是由晶粒細化引起的：樣品缺陷少也是獲得窒溫塑性的一個主要原囚：將通常的金屬催化劑如Fe、Co、Ni、Pd、Pt製成納米微粒，可大大改善催化效果30nm的Ni粉可將有機化學加氫或脫氫反應速率提高15倍。利用納米Pt作催化劑放在TiO₂載體上，在含甲醇的水溶液中可通過光照射制取氫，且產出率比原來提高幾十倍。而納米Ti粉則使普通塗料增加令人驚奇的耐磨、耐腐蝕等多項功能，但成本卻增加不多。納米金屬Pd的硬度平均高出多晶Pd的4—5倍，屈服強度則高出5倍。

　　3.無機納米材料的應用

　　根據納米材料的性能，其應用領域如下：

　　力學性能：超硬、高強、高韌、超塑性材料，特別是陶瓷增韌和高韌、高硬塗層；

　　光學性能：光學纖維、光反射材料，吸波隱身材料，光學非線性元件，紅外線感測器，光折變材料；

　　磁性：磁存儲器，磁光元件，磁探測器，磁致冷材料，吸波材料，細胞分離，智能藥物；

　　電學特性：電極，超導體，量子器件，壓敏電阻，非線性電阻，靜電屏蔽；

　　催化性能：催化劑；

　　熱學性能：耐熱材料，熱交換材料，低溫燒結材料；

　　敏感特性：濕敏、溫敏、氣敏感測器；

　　其他：醫學、能源、環保、助燃劑、阻燃劑、拋光液、潤滑劑等等。