納米材料技術(shù)及其應(yīng)用課件

1、納米材料技術(shù)及其應(yīng)用The Small World2012年年5月月27日日納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料技術(shù)及其應(yīng)用910納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料的納米材料的基本性質(zhì)基本性質(zhì) 1 1、 小尺寸效應(yīng)：當(dāng)顆粒尺寸減小到納米量級(jí)時(shí)，小尺寸效應(yīng)：當(dāng)顆粒尺寸減小到納米量級(jí)時(shí)，一定條件下導(dǎo)致材料宏觀物理、化學(xué)性質(zhì)發(fā)生一定條件下導(dǎo)致材料宏觀物理、化學(xué)性質(zhì)發(fā)生顯著地顯著地變化。變化。例如，例如，由于比表面積大大增加，使納米材料具由于比表面積大大增加，使納米材料具有極強(qiáng)的吸附能力有極強(qiáng)的吸

2、附能力；光吸收顯著增強(qiáng)；納米陶瓷可以光吸收顯著增強(qiáng)；納米陶瓷可以被彎曲，其塑性變形可達(dá)被彎曲，其塑性變形可達(dá)100%100%；納米微粒的熔點(diǎn)低；納米微粒的熔點(diǎn)低于塊狀金屬，如塊狀金熔點(diǎn)為于塊狀金屬，如塊狀金熔點(diǎn)為1337K1337K，而，而2nm2nm的金的金微粒的熔點(diǎn)只有微粒的熔點(diǎn)只有600K600K。納米材料技術(shù)及其應(yīng)用“小尺寸效應(yīng)小尺寸效應(yīng)”舉例舉例特殊的光學(xué)性質(zhì)特殊的光學(xué)性質(zhì)：所有的金屬在納米顆粒狀態(tài)都呈為黑色。尺越小，顏所有的金屬在納米顆粒狀態(tài)都呈為黑色。尺越小，顏色愈黑，黃金（色愈黑，黃金（AuAu）變成黑金，變成黑金，銀白色的鉑（白金）變成鉑黑，金屬鉻變銀白色的鉑（白金）變成鉑黑

3、，金屬鉻變成鉻黑。成鉻黑。特殊的電學(xué)性質(zhì)特殊的電學(xué)性質(zhì)：介電和壓電特性是材料的基本物性之一。納米半導(dǎo)體介電和壓電特性是材料的基本物性之一。納米半導(dǎo)體的介電行為（介電常數(shù)、介電損耗）及壓電特性同常規(guī)的半導(dǎo)體材料有和的介電行為（介電常數(shù)、介電損耗）及壓電特性同常規(guī)的半導(dǎo)體材料有和很大的不同。很大的不同。特殊的磁性特殊的磁性：小尺寸超微顆粒的磁性比大塊材料強(qiáng)許多倍，大塊的純鐵小尺寸超微顆粒的磁性比大塊材料強(qiáng)許多倍，大塊的純鐵矯頑力約為矯頑力約為80A/m80A/m，而當(dāng)顆粒尺寸見效到，而當(dāng)顆粒尺寸見效到20nm20nm以下時(shí)，其矯頑力可增加以下時(shí)，其矯頑力可增加10001000倍，若進(jìn)一步見效其尺寸

4、，大約小于倍，若進(jìn)一步見效其尺寸，大約小于6nm6nm時(shí)，其矯頑力反而降低到時(shí)，其矯頑力反而降低到零，表現(xiàn)出所謂超順磁性零，表現(xiàn)出所謂超順磁性。 納米材料技術(shù)及其應(yīng)用“小尺寸效應(yīng)小尺寸效應(yīng)”舉例舉例特殊的熱學(xué)性質(zhì)特殊的熱學(xué)性質(zhì)：當(dāng)人們足夠地減少組成相的尺寸的時(shí)候，當(dāng)人們足夠地減少組成相的尺寸的時(shí)候，由于在限制的原子系統(tǒng)中的各種彈性和熱力學(xué)參數(shù)的變化，平由于在限制的原子系統(tǒng)中的各種彈性和熱力學(xué)參數(shù)的變化，平衡相的關(guān)系將被改變。固體物質(zhì)在粗晶粒尺寸時(shí)，有其固定的衡相的關(guān)系將被改變。固體物質(zhì)在粗晶粒尺寸時(shí)，有其固定的熔點(diǎn)，超細(xì)微化后，卻發(fā)現(xiàn)其熔點(diǎn)顯著降低，當(dāng)顆粒小于熔點(diǎn)，超細(xì)微化后，卻發(fā)現(xiàn)其熔點(diǎn)顯著

5、降低，當(dāng)顆粒小于10nm10nm時(shí)尤為顯著。時(shí)尤為顯著。特殊的力學(xué)性質(zhì)特殊的力學(xué)性質(zhì)：如：如納米陶瓷材料卻具有良好的韌性，這是納米陶瓷材料卻具有良好的韌性，這是因?yàn)榧{米微粒制成的固體材料具有大的界面，界面原子的排列因?yàn)榧{米微粒制成的固體材料具有大的界面，界面原子的排列相當(dāng)混亂。原子在外力變形條件下容易遷移，因此表現(xiàn)出很好相當(dāng)混亂。原子在外力變形條件下容易遷移，因此表現(xiàn)出很好的韌性與一定的延展性，使陶瓷材料具有新奇的力學(xué)性能。這的韌性與一定的延展性，使陶瓷材料具有新奇的力學(xué)性能。這就是目前的一些展銷會(huì)上推出的所謂就是目前的一些展銷會(huì)上推出的所謂“摔不碎的陶瓷碗摔不碎的陶瓷碗”。納米材料技術(shù)及其應(yīng)

6、用納米材料的納米材料的基本性質(zhì)基本性質(zhì) 2 2、 表面效應(yīng)：表面效應(yīng)：物質(zhì)的尺寸減小到納米級(jí)時(shí)，將引物質(zhì)的尺寸減小到納米級(jí)時(shí)，將引起物質(zhì)表面原子數(shù)、表面積、表面能的迅速增加，從起物質(zhì)表面原子數(shù)、表面積、表面能的迅速增加，從而引起物質(zhì)的化學(xué)活性、物理性質(zhì)（光熱電磁力）的而引起物質(zhì)的化學(xué)活性、物理性質(zhì)（光熱電磁力）的明顯變化。明顯變化。例如，例如，5nm5nm的粒子，表面原子占的粒子，表面原子占50%50%；而而2nm2nm的粒子，表面原子占的粒子，表面原子占80%80%。 表面原子增加，表面原子增加，因其周圍缺少相鄰的原子而有因其周圍缺少相鄰的原子而有許多懸空不飽和鍵，這許多懸空不飽和鍵，這使使

7、納米材料的納米材料的表面能增高，表面能增高，從從而而大大增強(qiáng)了納米粒子的化學(xué)活性，使其在催化、吸大大增強(qiáng)了納米粒子的化學(xué)活性，使其在催化、吸附等方面具有常規(guī)材料無法比擬的優(yōu)越性。附等方面具有常規(guī)材料無法比擬的優(yōu)越性。納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料的納米材料的基本性質(zhì)基本性質(zhì) 3 3、 量子尺寸效應(yīng)：隨著粒子由宏觀尺寸進(jìn)入納米量子尺寸效應(yīng)：隨著粒子由宏觀尺寸進(jìn)入納米范圍，準(zhǔn)連續(xù)能帶將分裂為分立的能級(jí)，能級(jí)間的距范圍，準(zhǔn)連續(xù)能帶將分裂為分立的能級(jí)，能級(jí)間的距離隨粒子尺寸減小而增大，這種能級(jí)能隙變寬的現(xiàn)象離隨粒子尺寸減小而增大，這種能級(jí)能隙變寬的現(xiàn)象稱為量子尺寸效應(yīng)。這種量子尺寸效應(yīng)導(dǎo)致納米粒子稱為量

8、子尺寸效應(yīng)。這種量子尺寸效應(yīng)導(dǎo)致納米粒子具有與宏觀物質(zhì)截然不同的反常特性。具有與宏觀物質(zhì)截然不同的反常特性。（禁帶加寬）（禁帶加寬） 例如，粒徑為例如，粒徑為20nm20nm的銀微粒在溫度為的銀微粒在溫度為1K1K時(shí)出時(shí)出現(xiàn)由導(dǎo)體變?yōu)榻^緣體的現(xiàn)象?，F(xiàn)由導(dǎo)體變?yōu)榻^緣體的現(xiàn)象。納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料的納米材料的基本性質(zhì)基本性質(zhì) 4 4、 宏觀宏觀量子隧道效應(yīng)：微觀粒子具有貫穿勢(shì)壘的量子隧道效應(yīng)：微觀粒子具有貫穿勢(shì)壘的能力稱為隧道效應(yīng)。能力稱為隧道效應(yīng)。近年來，人們發(fā)現(xiàn)一些宏觀量，近年來，人們發(fā)現(xiàn)一些宏觀量，如如 納米粒子的磁化強(qiáng)度納米粒子的磁化強(qiáng)度、量子相干器件中的磁量子相干器件中的磁通量等

9、也具有隧道效應(yīng)，它們可以穿越宏觀系統(tǒng)的勢(shì)通量等也具有隧道效應(yīng)，它們可以穿越宏觀系統(tǒng)的勢(shì)壘而產(chǎn)生變化，壘而產(chǎn)生變化，這這被稱為納米粒子的宏觀量子隧道效被稱為納米粒子的宏觀量子隧道效應(yīng)。掃描隧道顯微鏡的基本原理就是基于量子隧道效應(yīng)。掃描隧道顯微鏡的基本原理就是基于量子隧道效應(yīng)應(yīng). . 宏觀量子隧道效應(yīng)宏觀量子隧道效應(yīng)和和量子尺寸效應(yīng)將會(huì)是未來微量子尺寸效應(yīng)將會(huì)是未來微電子、光電子器件的基礎(chǔ)電子、光電子器件的基礎(chǔ)。它們確定了微電子器件進(jìn)。它們確定了微電子器件進(jìn)一步微型化的極限一步微型化的極限。納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料的納米材料的基本性質(zhì)基本性質(zhì) 5 5、 庫侖阻塞庫侖阻塞效應(yīng)：效應(yīng)：當(dāng)微粒的尺寸

10、達(dá)到納米級(jí)時(shí)，當(dāng)微粒的尺寸達(dá)到納米級(jí)時(shí)，這個(gè)體系的充電和放點(diǎn)是不連續(xù)（量子化）的這個(gè)體系的充電和放點(diǎn)是不連續(xù)（量子化）的 。即即電流隨電壓不再成線性增加而是階梯式增加。此時(shí)充電流隨電壓不再成線性增加而是階梯式增加。此時(shí)充入一個(gè)電子所需的能量成為庫侖阻塞能，它是電子進(jìn)入一個(gè)電子所需的能量成為庫侖阻塞能，它是電子進(jìn)入和離開體系時(shí)前一個(gè)電子對(duì)后一個(gè)電子的庫侖排斥入和離開體系時(shí)前一個(gè)電子對(duì)后一個(gè)電子的庫侖排斥能，所以，對(duì)一個(gè)納米體系的充放電過程中，電子不能，所以，對(duì)一個(gè)納米體系的充放電過程中，電子不能連續(xù)的集體傳輸，而是一個(gè)個(gè)單電子的傳輸，這種能連續(xù)的集體傳輸，而是一個(gè)個(gè)單電子的傳輸，這種納米體系中電

11、子的單個(gè)輸運(yùn)現(xiàn)象叫做庫侖阻塞納米體系中電子的單個(gè)輸運(yùn)現(xiàn)象叫做庫侖阻塞效應(yīng)效應(yīng)。納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料技術(shù)及其應(yīng)用1 1、碳納米管可以因碳管、碳納米管可以因碳管的直徑和其中石墨層的的直徑和其中石墨層的卷曲方式不同而呈現(xiàn)很卷曲方式不同而呈現(xiàn)很好的金屬導(dǎo)電性或半導(dǎo)好的金屬導(dǎo)電性或半導(dǎo)體性。體性。2 2、碳納米管具有良好的、碳納米管具有良好的微波吸收性能和抗氧化微波吸收性能和抗氧化性，可用作空中飛行器性，可用作空中飛行器的隱形材料。的隱形材料。3 3、碳納米管具有很高的、碳納米管具有很高的比面積，可用于催化劑比面積，可用于催化劑的載體。的載體。 納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料技

12、術(shù)及其應(yīng)用納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料納米材料技術(shù)技術(shù)在信息領(lǐng)域的應(yīng)用在信息領(lǐng)域的應(yīng)用 1 1、納米材料技術(shù)將使電子元件更小、更快、更低能、納米材料技術(shù)將使電子元件更小、更快、更低能耗，可以制造出存貯密度和運(yùn)算速度比現(xiàn)在大耗，可以制造出存貯密度和運(yùn)算速度比現(xiàn)在大3 3至至6 6個(gè)數(shù)量級(jí)的全頻道通訊工程和計(jì)算機(jī)器件。個(gè)數(shù)量級(jí)的全頻道通訊工程和計(jì)算機(jī)器件。2 2、納米信息材料主要包括以下三大類型：、納米信息材料主要包括以下三大類型：（1 1）納米電子材料（單電子晶體管、單電子存儲(chǔ)器、）納米電子材料（單電子晶體管、單電子存儲(chǔ)器、納米芯片、納米電腦）。納米芯片、納米電腦）。（2 2）納米光學(xué)材料（光子

13、晶體、光子儲(chǔ)存器、光電）納米光學(xué)材料（光子晶體、光子儲(chǔ)存器、光電腦）。腦）。（3 3）納米磁性材料（巨磁阻材料、磁記錄材料）。）納米磁性材料（巨磁阻材料、磁記錄材料）。 納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料納米材料技術(shù)技術(shù)在信息領(lǐng)域的應(yīng)用在信息領(lǐng)域的應(yīng)用3 3、納米電子材料：、納米電子材料：（1 1）單電子晶體管：該晶體若為金屬一般為）單電子晶體管：該晶體若為金屬一般為幾個(gè)納米，若為半導(dǎo)體一般為幾十個(gè)納米，它幾個(gè)納米，若為半導(dǎo)體一般為幾十個(gè)納米，它們充放電時(shí)，表現(xiàn)出電荷傳輸?shù)牧孔踊袨?，們充放電時(shí)，表現(xiàn)出電荷傳輸?shù)牧孔踊袨?，即電子不能集體傳輸，而是一個(gè)一個(gè)的單電子即電子不能集體傳輸，而是一個(gè)一個(gè)的單

14、電子傳輸（庫侖阻塞效應(yīng)）。傳輸（庫侖阻塞效應(yīng)）。納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料納米材料技術(shù)技術(shù)在信息領(lǐng)域的應(yīng)用在信息領(lǐng)域的應(yīng)用3 3、納米電子材料：、納米電子材料：（2 2）單電子存儲(chǔ)器：利用庫侖阻塞效應(yīng)）單電子存儲(chǔ)器：利用庫侖阻塞效應(yīng)和庫侖振蕩可以控制納米顆粒中單電子的和庫侖振蕩可以控制納米顆粒中單電子的遷移和駐留，因此，可以庫侖阻塞效應(yīng)來遷移和駐留，因此，可以庫侖阻塞效應(yīng)來存儲(chǔ)二進(jìn)制信息?？梢?，單電子存儲(chǔ)器很存儲(chǔ)二進(jìn)制信息?？梢姡瑔坞娮哟鎯?chǔ)器很適合用作高密度儲(chǔ)存器。適合用作高密度儲(chǔ)存器。納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料納米材料技術(shù)技術(shù)在信息領(lǐng)域的應(yīng)用在信息領(lǐng)域的應(yīng)用3 3、納米電子材料：、納米電

15、子材料：（3 3）納米芯片：芯片即集成電路塊，隨著集成電路）納米芯片：芯片即集成電路塊，隨著集成電路集成度的不斷提高，芯片中集成電路的條寬已經(jīng)小到集成度的不斷提高，芯片中集成電路的條寬已經(jīng)小到0.30.3微米以下，若再縮小，將受到一系列物理原理微米以下，若再縮小，將受到一系列物理原理（量子效應(yīng)等）的限制。為了使電腦更加智能化、人（量子效應(yīng)等）的限制。為了使電腦更加智能化、人性化，需要進(jìn)一步提高芯片的集成度，這就必須突破性化，需要進(jìn)一步提高芯片的集成度，這就必須突破芯片原有的設(shè)計(jì)原理，向納米芯片進(jìn)軍。芯片原有的設(shè)計(jì)原理，向納米芯片進(jìn)軍。納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料納米材料技術(shù)技術(shù)在信息領(lǐng)域的應(yīng)用

16、在信息領(lǐng)域的應(yīng)用3 3、納米電子材料：、納米電子材料：（4 4）納米電腦：主要有量子計(jì)算機(jī)、超導(dǎo)電腦、化）納米電腦：主要有量子計(jì)算機(jī)、超導(dǎo)電腦、化學(xué)電腦、生物電腦、神經(jīng)電腦。學(xué)電腦、生物電腦、神經(jīng)電腦。 (i) (i)量子計(jì)算機(jī)使用量子信息原理制作的，它具有體積量子計(jì)算機(jī)使用量子信息原理制作的，它具有體積和功耗很小、運(yùn)行速度奇快（采用量子并行計(jì)算）、和功耗很小、運(yùn)行速度奇快（采用量子并行計(jì)算）、存儲(chǔ)能力大大提高、可破譯加密能力超凡等特性。存儲(chǔ)能力大大提高、可破譯加密能力超凡等特性。納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料納米材料技術(shù)技術(shù)在信息領(lǐng)域的應(yīng)用在信息領(lǐng)域的應(yīng)用（4 4）納米電腦：）納米電腦： (i

17、i) (ii)超導(dǎo)電腦（日本電氣研究所已制成）：利用超導(dǎo)超導(dǎo)電腦（日本電氣研究所已制成）：利用超導(dǎo)隧道效應(yīng)原理制成，它的耗電量只有傳統(tǒng)電腦的幾千隧道效應(yīng)原理制成，它的耗電量只有傳統(tǒng)電腦的幾千分之一，而且比傳統(tǒng)電腦快分之一，而且比傳統(tǒng)電腦快1010倍。倍。(iii)(iii)化學(xué)電腦：采用碳基化學(xué)制品代替電子部件，它化學(xué)電腦：采用碳基化學(xué)制品代替電子部件，它是同時(shí)解決多個(gè)問題的。是同時(shí)解決多個(gè)問題的。 納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料納米材料技術(shù)技術(shù)在信息領(lǐng)域的應(yīng)用在信息領(lǐng)域的應(yīng)用（4 4）納米電腦：）納米電腦： (iv) (iv)生物電腦：利用蛋白質(zhì)分子的開關(guān)作用制成生物生物電腦：利用蛋白質(zhì)分子的

18、開關(guān)作用制成生物芯片，生物芯片傳遞信息時(shí)阻抗小、能耗低，而且具芯片，生物芯片傳遞信息時(shí)阻抗小、能耗低，而且具有生物自我組織和自我修復(fù)的功能。若把它植入人腦，有生物自我組織和自我修復(fù)的功能。若把它植入人腦，可使盲人復(fù)明，使人的記憶力成千上萬倍地提高；若可使盲人復(fù)明，使人的記憶力成千上萬倍地提高；若植入血管中，可以監(jiān)視人體內(nèi)的化學(xué)變化，使人體體植入血管中，可以監(jiān)視人體內(nèi)的化學(xué)變化，使人體體質(zhì)增強(qiáng)，使殘疾人從新站起來。質(zhì)增強(qiáng)，使殘疾人從新站起來。 (v) (v)神經(jīng)電腦：模仿人腦中神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的工作模式。神經(jīng)電腦：模仿人腦中神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的工作模式。納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料納米材料技術(shù)技術(shù)在信息領(lǐng)域的

19、應(yīng)用在信息領(lǐng)域的應(yīng)用4 4、納米光學(xué)材料：、納米光學(xué)材料：（1 1）光子晶體：在均勻光介質(zhì)中引入折射率的周期）光子晶體：在均勻光介質(zhì)中引入折射率的周期調(diào)制，該材料中就會(huì)出現(xiàn)帶隙效應(yīng)，即對(duì)于一定頻率調(diào)制，該材料中就會(huì)出現(xiàn)帶隙效應(yīng)，即對(duì)于一定頻率范圍的光波被禁止在材料中傳播，這種折射率的周期范圍的光波被禁止在材料中傳播，這種折射率的周期性變化晶格稱為光子晶體。性變化晶格稱為光子晶體。 光子晶體由于具有一個(gè)完整的光子禁帶和光子局光子晶體由于具有一個(gè)完整的光子禁帶和光子局域，使得它具有廣泛而重要的應(yīng)用，如：高功率低損域，使得它具有廣泛而重要的應(yīng)用，如：高功率低損耗反射鏡、光子晶體微諧振腔、光子選頻濾波

20、器等。耗反射鏡、光子晶體微諧振腔、光子選頻濾波器等。納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料納米材料在信息領(lǐng)域的應(yīng)用在信息領(lǐng)域的應(yīng)用4 4、納米光學(xué)材料：、納米光學(xué)材料：（2 2）光子儲(chǔ)存器：光子存儲(chǔ)的基本原理是基于光子）光子儲(chǔ)存器：光子存儲(chǔ)的基本原理是基于光子同物質(zhì)（記錄信息的介質(zhì)）的直接相互作用。它的最同物質(zhì)（記錄信息的介質(zhì)）的直接相互作用。它的最大優(yōu)點(diǎn)是：大優(yōu)點(diǎn)是：（i i）超高的記錄速度（很容易達(dá)到納秒或皮秒量級(jí)）超高的記錄速度（很容易達(dá)到納秒或皮秒量級(jí)）（ii ii）超高的分辨率（在理論上達(dá)到分子水平）超高的分辨率（在理論上達(dá)到分子水平）（iiiiii）超高的存儲(chǔ)密度（儲(chǔ)存容量特大）超高的存儲(chǔ)密

21、度（儲(chǔ)存容量特大）納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料納米材料在信息領(lǐng)域的應(yīng)用在信息領(lǐng)域的應(yīng)用4 4、納米光學(xué)材料：、納米光學(xué)材料：（3 3）光電腦：即光電腦，它是由激光器、透鏡、反射鏡等組）光電腦：即光電腦，它是由激光器、透鏡、反射鏡等組成的電腦。成的電腦。（i i）光電腦是依靠激光束進(jìn)入透鏡和反射鏡組成的陳列來對(duì)）光電腦是依靠激光束進(jìn)入透鏡和反射鏡組成的陳列來對(duì)信息進(jìn)行處理的，其處理信息的速度可達(dá)現(xiàn)有半導(dǎo)體硅器件的信息進(jìn)行處理的，其處理信息的速度可達(dá)現(xiàn)有半導(dǎo)體硅器件的10001000倍。倍。（ii ii）不同光束相交時(shí)可以互不影響地獨(dú)立傳播，這使得光電）不同光束相交時(shí)可以互不影響地獨(dú)立傳播，這使得

22、光電腦能夠在極小的空間內(nèi)開辟很多平行的信息通道，如：一塊腦能夠在極小的空間內(nèi)開辟很多平行的信息通道，如：一塊4 4平方厘米的通道空間，其容量超過全球現(xiàn)有電話電纜總和的許平方厘米的通道空間，其容量超過全球現(xiàn)有電話電纜總和的許多倍。多倍。納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料納米材料技術(shù)技術(shù)在信息領(lǐng)域的應(yīng)用在信息領(lǐng)域的應(yīng)用5 5、納米磁性材料的磁特性：、納米磁性材料的磁特性：（1 1）超順磁性：納米顆粒的尺寸小到一定臨界值時(shí)）超順磁性：納米顆粒的尺寸小到一定臨界值時(shí)會(huì)進(jìn)入超順磁狀態(tài)。如：四氧化三鐵粒徑達(dá)到會(huì)進(jìn)入超順磁狀態(tài)。如：四氧化三鐵粒徑達(dá)到1616納納米時(shí)變成順磁體。米時(shí)變成順磁體。（2 2）高矯頑力：

23、納米顆粒的尺寸高于超順磁臨界尺）高矯頑力：納米顆粒的尺寸高于超順磁臨界尺寸時(shí)通常呈現(xiàn)高矯頑力。（剩磁性很強(qiáng)）寸時(shí)通常呈現(xiàn)高矯頑力。（剩磁性很強(qiáng)）（3 3）高磁化率：納米磁性金屬的磁導(dǎo)率是常規(guī)金屬）高磁化率：納米磁性金屬的磁導(dǎo)率是常規(guī)金屬的的2020倍。倍。納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料納米材料技術(shù)技術(shù)在信息領(lǐng)域的應(yīng)用在信息領(lǐng)域的應(yīng)用5 5、納米磁性材料的應(yīng)用：、納米磁性材料的應(yīng)用：（1 1）巨磁阻材料：它是指在一定的磁場(chǎng)下電阻急?。┚薮抛璨牧希核侵冈谝欢ǖ拇艌?chǎng)下電阻急劇減小的現(xiàn)象，減小的幅度比常用材料要高出減小的現(xiàn)象，減小的幅度比常用材料要高出1010倍。倍。 應(yīng)用：巨磁阻效應(yīng)的讀出磁頭（將磁

24、盤記錄密度應(yīng)用：巨磁阻效應(yīng)的讀出磁頭（將磁盤記錄密度提高了近提高了近2020倍）；微弱磁場(chǎng)探測(cè)器。倍）；微弱磁場(chǎng)探測(cè)器。（2 2）磁記錄材料：納米顆粒、納米薄膜可以是很好）磁記錄材料：納米顆粒、納米薄膜可以是很好的磁記錄材料。的磁記錄材料。納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料納米材料技術(shù)技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用 主要講授：主要講授：1、納米涂層在航空航天材料中的應(yīng)用、納米涂層在航空航天材料中的應(yīng)用2、納米功能材料在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用、納米功能材料在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用3、納米材料技術(shù)在航空航天和軍事中的應(yīng)用、納米材料技術(shù)在航空航天和軍事中的應(yīng)用納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料納米材料

25、技術(shù)技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用1、納米涂層在航空航天材料中的應(yīng)用、納米涂層在航空航天材料中的應(yīng)用（1）納米防護(hù)涂層）納米防護(hù)涂層 它主要包括：金屬及合金納米涂層、陶瓷納米涂它主要包括：金屬及合金納米涂層、陶瓷納米涂層、塑料與高分子納米涂層。層、塑料與高分子納米涂層。 納米涂層可以提高基體的防護(hù)能力（防腐蝕、防納米涂層可以提高基體的防護(hù)能力（防腐蝕、防紫外線、防變色等），達(dá)到保護(hù)、修飾、殺菌、保潔紫外線、防變色等），達(dá)到保護(hù)、修飾、殺菌、保潔的目的。的目的。納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料納米材料技術(shù)技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用1、納米涂層在航空航天材料中的應(yīng)用、納

26、米涂層在航空航天材料中的應(yīng)用（2）納米微波涂層）納米微波涂層 主要包括：微波透波納米涂層和微波吸收納米涂層。主要包括：微波透波納米涂層和微波吸收納米涂層。（i）微波透波納米涂層，是指對(duì)波長為）微波透波納米涂層，是指對(duì)波長為11000毫米、毫米、頻率為頻率為0.3500赫茲范圍的電磁波的透過率大于赫茲范圍的電磁波的透過率大于70%的材料，用于微波發(fā)射或接收裝置的天線或窗口的表的材料，用于微波發(fā)射或接收裝置的天線或窗口的表面涂層。面涂層。（ii）微波吸收納米涂層，起作用與微波透波納米涂）微波吸收納米涂層，起作用與微波透波納米涂層相反，用做飛機(jī)、潛艇等的層相反，用做飛機(jī)、潛艇等的“隱身衣隱身衣”。納

27、米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料納米材料技術(shù)技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用1、納米涂層在航空航天材料中的應(yīng)用、納米涂層在航空航天材料中的應(yīng)用（3）納米光學(xué)涂層：主要包括）納米光學(xué)涂層：主要包括（i）納米可見光涂層：包括對(duì)可見光的透射涂層、反射涂層。）納米可見光涂層：包括對(duì)可見光的透射涂層、反射涂層。 （ii）納米紅外線涂層：包括對(duì)紫外線透射涂層、反射涂層）。）納米紅外線涂層：包括對(duì)紫外線透射涂層、反射涂層）。 （iii）納米紫外線防護(hù)涂層）納米紫外線防護(hù)涂層 。（iv）納米隱身材料涂層：）納米隱身材料涂層：“隱身技術(shù)隱身技術(shù)”與與“激光激光”、“巡航巡航導(dǎo)彈導(dǎo)彈”并稱為當(dāng)代軍事技術(shù)的三

28、大革命。并稱為當(dāng)代軍事技術(shù)的三大革命。納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料納米材料技術(shù)技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用2、納米功能材料在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用、納米功能材料在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用（1）納米傳感器材料：納米材料的比表面大、表面）納米傳感器材料：納米材料的比表面大、表面活性高，可廣泛用作傳感器材料?；钚愿撸蓮V泛用作傳感器材料。（i）氣體傳感器：是利用金屬氧化物的電阻隨周圍）氣體傳感器：是利用金屬氧化物的電阻隨周圍氣體組成的改變而變化，從而對(duì)氣體進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)定。氣體組成的改變而變化，從而對(duì)氣體進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)定。（ii）紅外線傳感器：即輻射熱量測(cè)量器，在戰(zhàn)場(chǎng)上）紅外線傳感器：即輻射熱

29、量測(cè)量器，在戰(zhàn)場(chǎng)上可以測(cè)出敵方人員、武器裝備等與背景之間的微弱溫可以測(cè)出敵方人員、武器裝備等與背景之間的微弱溫度差，從而確定軍情布置。度差，從而確定軍情布置。納米材料技術(shù)及其應(yīng)用納米材料納米材料技術(shù)技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用2、納米功能材料在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用、納米功能材料在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用（2）新型紅外納米陶瓷材料與新型納米玻璃材料：）新型紅外納米陶瓷材料與新型納米玻璃材料：（i）新型紅外納米陶瓷材料：它是能夠透過或者反）新型紅外納米陶瓷材料：它是能夠透過或者反射紅外輻射的多晶陶瓷材料，可用作紅外跟蹤裝置、射紅外輻射的多晶陶瓷材料，可用作紅外跟蹤裝置、紅外雷達(dá)、前視紅外系統(tǒng)（檢視敵情）。紅外雷達(dá)、前視紅外系統(tǒng)（檢視敵情）。（ii）新型納米玻璃材料）新型納米玻璃材料微晶納米玻璃：強(qiáng)度大，微晶納米玻璃：強(qiáng)度大，抗彎