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1、广州游乐设备事务所 专业设计开发纳米材料的研究现状及其应用2009年IDF上，英特尔带来了全球第一块22纳米工艺的芯片。美国科学家开发出一种简单、可行的碳纳米管混合物的净化方式，可以借助紫外线和空气中的氧生成净化的半导体纳米管，对发展下一代计算机芯片具有非凡价值。7月13日一个中德小组在期刊自然纳米技术网络版上报告说，他们通过研究首次证明把钴元素掺入由氧化锌制成的纳米导线，能使纳米导线具有内禀磁性，这一成果对研制运算速度快且能耗低的新型磁性半导体材料具有重要意义。目前，纳米陶瓷、纳米碳材料、纳米高分子材料、纳米复合材料、微乳液、纳米纤维、纳米磁性材料、纳米吸波材料等新型材料已经崭露头角，有的已
2、经应用在实际产品中。. 1、纳米陶瓷纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径之一，纳米陶瓷具有类似于金属的超塑性是纳米材料研究中令人注目的焦点。. 2、碳纳米管1991年1月，日本筑波NEC实验室的饭岛澄男首次用高分辨分析电镜观察到碳纳米管。纳米碳管的质量是相同体积钢的六分之一，却具有超过钢100倍的强度。不仅具有良好的导电性能，还是目前最好的导热材料。纳米碳管优异的导热性能将使它成为今后计算机芯片的热沉，也可用于发动机、火箭等。研究表明，碳纳米管当中的空腔不仅可以充当微型试管、模具或模板，而且将第二种物质封存在这个约束空间还会诱导其具备在宏观材料中看不到的结构和行为。 .3、纳米纤维在化纤纺丝过程中
3、加入少量的纳米材料，可生产出具有特殊功能的新型纺织材料，如：抗紫外线纤维、抗菌除臭纤维、抗静电防电磁波纤维、强耐磨纺织材料、远红外线反射功能化纤、抗红外型化纤、导电型化纤和其它功能纤维。. 4、纳米磁性材料磁性材料一直是国民经济、国防工业的重要支柱与基础。纳米磁性材料是指材料尺寸限度在纳米级，通常在1100nm的准零维超细微粉、一维超薄膜或二维超细纤维（丝）或由它们组成的固态或液态磁性材料。纳米磁性材料的特殊磁性能主要有：量子尺寸效应、超顺磁性、磁有序颗粒的小尺寸效应、特异的表观磁性等。纳米磁性材料根据其结构特征可以分为纳米颗粒型、纳米微晶型和磁微电子结构材料三大类。. 4.1磁存储介质材料以
4、超微粒作记录单元，可使记录密度大大提高。纳米磁性微粒由于尺寸小，具有单磁畴结构，矫顽力很高的特性，用它制作磁记录材料可以提高信噪比，改善图像质量。. 4.2纳米磁记录介质今后进一步提高密度要向“量子磁盘”化发展，利用磁纳米线的存储特性，记录密度达400Gbit/in2，相当于每平方英寸可存储20万部红楼梦小说，如合金磁粉的尺寸在80nm，钡铁氧体磁粉的尺寸在40nm。. 4.3磁性液体由超顺磁性的纳米微粒包覆了表面活性剂，然后弥漫在基液中而构成。利用磁性液体可以被磁场控制的特性，用环状永磁体在旋转轴密封部件产生一环状的磁场分布，从而可将磁性液体约束在磁场之中而形成磁性液体的“O”形环，且没有磨
5、损，可以做到长寿命的动态密封。 此外，在电子计算机中为防止尘埃进入硬盘中损坏磁头与磁盘，在转轴处也已普遍采用磁性液体的防尘密封。磁性液体还有其他许多用途，如仪器仪表中的阻尼器、无声快速的磁印刷、磁性液体发电机、医疗中的造影剂等等。. 4.4纳米磁性药物磁性治疗技术在国内外的研究领域在拓宽，如治疗癌症，用纳米的金属性磁粉液体注射进人体病变的部位，并用磁体固定在病灶的细胞附近，再用微波辐射金属加热法升到一定的温度，能有效地杀死癌细胞。另外还可以用磁粉包裹药物，用磁体固定在病灶附近，这样能加强药物治疗作用。. 4.5纳米微晶稀土永磁材料稀土钕铁硼磁体的发展突飞猛进，磁体磁性能也在不断提高，目前烧结钕
6、铁硼磁体的磁能积达到50MGOe，接近理论值6MGOe，并已进入规模生产。 目前已经用速凝薄片合金的生产工艺，一般的快淬磁粉晶粒尺寸为20-50nm，如作为粘结钕铁硼永磁原材料的快淬磁粉。为克服钕铁硼磁体低的居里温度、易氧化和比铁氧体高的成本价格等缺点，目前正在探索新型的稀土永磁材料，如钐铁氮 等化合物。另一方面，开发研制复合稀土永磁材料，将软磁相与永磁相在纳米尺寸内进行复合，就可获得高饱和磁化强度和高矫顽力的新型永磁材料。. 4.6纳米微晶稀土软磁材料在1988年，首先发现在铁基非晶的基体中加入少量的铜和稀土，经适当温度晶化退火后，获得一种性能优异的具有超细晶粒（直径约10nm）软磁合金，后
7、被称为纳米晶软磁合金。纳米晶磁性材料可开发成各种各样的磁性器，应用于电力电子技术领域，用作电流互感器、开关电源变压器、滤波器、漏电保护器、互感器及传感器等，可取得令人满意的经济效益。. 4.7巨磁电阻材料将纳米晶的金属软磁颗粒弥散镶嵌在高电阻非磁性材料中，构成两相组织的纳米颗粒薄膜，这种薄膜最大特点是电阻率高，称为巨磁电阻效应材料，可以在100MHz以上的超高频段显示出优良的软磁特性。由于巨磁电阻效应大，可便器件小型化、廉价，可作成各种传感器件，例如，测量位移、 汽车测速，旋转编码器，微弱磁场探测器等。.4 4.8磁性薄膜变压器个人电脑和手机的小型化，必须采用高频开关电源，并且工作频率越来越高
8、，逐步提高到12MHz或更高。要想使高频开关电源进一步向轻薄小方向发展，立体的三维结构铁芯已经不能满足要求，只有向低维的平面结构发展，才能使高度更薄、长度更短、体积更小。对于1025W小功率开关电源，将采用印刷铁芯和磁性薄膜铁芯。几个微米厚的磁性薄膜，基本上不成形三维立体结构，而是二维平面结构，其物理特性也与原来的立体结构不同，可以获得前所未有的高性能和综合性能。. 4.9磁光存储器当前只读和一次刻录式的光盘已经广泛应用，但是可重复写、擦的光盘还没有产业化生产。最具有发展前途的是磁性材料介质的磁光存储器，其可以像磁盘一样反复多次地重复记录。目前大量使用的软磁盘，由于材料介质和记录磁头的局限性，
9、其存储密度已经达到极限。另外其已经不能满足信息技术的发展要求，无法在一张盘上存储更多的图象和数据。采用磁光盘存储，就能在一张盘上记录数千兆字节到数十千兆字节的容量，并且能反复地擦写使用。 4.5纳米储氢材料锂电池是选用所有金属元素中最轻的锂作电极，因此它的能量密度很高。但从20世纪80年代以来的工作发现，由于锂金属十分活泼，安全问题不能解决。锂离子电池体系则很好地解决了这个问题。它是1990年日本索尼公司首先开发的，其核心技术即是以锂的嵌入化合物代替了金属锂，用适当降低容量的代价解决了安全性和循环寿命方面的问题。现在的纳米储氢材料已经有纳米氧化锡储氢材料、纳米硅负极材料、纳米孔碳微球负极材料、
10、纳米锡锑合金HCS复合材料等，它们已经在锂离子电池上显示出容量高和循环性好的特点。 4.6纳米吸波材料纳米吸波材料对电磁波能量的吸收主要取决于三种效应：（1）由晶格电场热运动引起的电子散射；（2）由杂质和晶格缺陷引起的电子散射；（3）电子与电子间的相互作用。一方面，由于纳米微粒尺寸为1nm-100nm，远小于雷达发射的电磁波波长，因此纳米材料对这种波的透过率比常规材料强得多，大大减小了波的反射率，使得雷达接收到的反射信号变得很微弱，从而达到隐身的目的；另一方面，纳米微粒材料的比表面积比常规微粒大3至个数量级，对电磁波和红外光波的吸收率比常规材料大得多。被探测物发射的红外光和雷达发射的电磁波被纳米粒子吸收，使得红外探测器和雷达很难探测到被探测目标。此外，随着颗粒的细化，在一定尺寸时，由于颗粒的表面效应，纳米颗粒费米面附近的电子能级由准连续变为离散能级，并且纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据的分子轨道和最低未被占据的轨道能级，使得能隙变宽。同时，量子尺寸效应使纳米粒子的电子能级发生分裂，其间隔正处于微波能量范围（10-2-10-5eV），从而形成新的吸波通道。广州游乐设备事务所
