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  人们将两种或两种以上的不一样的材料复合起来,使很多材料在性能上取长补短,制成了

  复合材料集中了组成材料的优点,具有更优异的综合性能。复合材料既能充分利用资

  源,又能节约能源。如钢筋混凝土就是钢筋和混凝土的复合材料,机动车的轮胎是用合金

  钢与橡胶的复合材料制成的,快艇的船身、餐厅的桌椅是由塑料中嵌入玻璃纤维制成的玻

  璃纤维增强塑料(玻璃钢)制作的,飞机的机翼、火箭的发动机壳体是用碳纤维复合材料制

  由于复合材料一般具有强度高、质量小、耐高温、耐腐蚀等优异性能,在综合性能上

  超过了单一材料,因此宇航工业就成了复合材料的重要应用领域。我们大家都知道,质量对飞机、

  导弹、火箭、人造卫星、宇宙飞船来说是一个很重要的冈素。例如:有的导弹的质量每

  减少1kg,它的射程就能增加几千米。航天飞行器还要经受超高温、超高强和度温度剧

  烈变化等特殊条件的考验,所以,复合材料就成为理想的宇航材料,它的发展的新趋势从小部

  件扩大到大部件,从简单部件扩大到复杂部件,成为宇宙航空业发展的关键。另外,

  (1)聚合物复合材料主要是指纤维增强聚合物材料。如将碳纤维包埋在环氧树脂中使

  复合材料强增度加,用来制造网球拍、高尔夫球杆和雪橇等。玻璃纤维复合材料是玻璃纤

  维与聚酯的复合体,能够适用于制作结构材料,如汽车和飞机中的某些部件、桥体的结构材

  料和船体等,其强度可与钢材相比。增强的聚酰亚***树脂可用于制作汽车的塑料发动机,

  (2)陶瓷基复合材料为改变陶瓷的脆性,将石墨或聚合物纤维包埋在陶瓷中,制成的

  复合材料有一定的韧性,不易碎裂。还能够在极高的温度下使用。这类陶瓷基复合材料

  有望成为汽车、火箭发动机的新型结构材料。金属网陶瓷基材料具备超强刚性,可作为防

  (3)金属基复合材料在金属表面涂层,可保护金属表面或赋予金属表面某种特殊功

  能,如金属表面涂油漆可以抗腐蚀;金属表面作搪瓷内衬可制作化学反应釜;金属表面镀

  铬可使表面光亮;金属表面涂以高分子弹性体赋予表面韧性,可作为抗气蚀材料用于水轮

  机、汽轮机的不锈钢叶片上,延长其使用年数的限制;在纯的硅晶片上复合多层有专门功能的物

  质可用于计算机的集成电路片。近年来出现的铝一硼纤维,其比强度为铝合金的2倍。

  纳米材料是指纳米尺度的粉末、纤维、膜或块状材料,这些材料具备一般材料所没有

  的优越性能。经过纳米材料增强的复合材料,不仅坚韧、质轻、耐高温、耐腐蚀,而且具

  有很高的吸波性能,可作为雷达吸收材料,可用来制造雷达无法发现的隐形战斗机。

  超导材料具有在特定温度下电阻等于零的特性。1987年中国科学院赵忠贤发现的超

  导体钇钡铜氧化物体系(Y?Ba?Cu一O)在温度达到-183℃时,电阻值为零。后来其他科学

  家研究发现铋锶钙铜氧化物体系(Bi?sr?Ca?Cu一O)也具有超导性,温度为一153℃时,

  生物医学高分子简称医用高分子,是一类令人瞩目的功能高分子材料。医用高分子材

  料制品种类非常之多,可以粗略地分为三类:软性即橡胶状聚合物,如人工心脏;半结晶聚合

  物,如肾渗析膜;其他有关聚合物,如血管扩张剂。新材料不仅对环境无害,而且这些新

  材料在宇航、建筑、机器人、仿生和医药等领域已显示出潜在的应用前景,它们的发展必

  材料的基结本构单元至少有一维处于纳米尺度范围(一般在11100nm),并由此具有某

  纳米级结构材料简称为纳米材料(nanometermaterial),是指其结构单元的尺寸介于1

  纳米~100纳米范围之间。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度,它的性质因为强相干

  所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且,其尺度已接近光的波长,加上其具有大表

  面的特殊效应,因此其所表现的特性,例如:熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等,

  纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末

  又称为超微粉或超细粉,一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒,是一种介于原子、

  分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于:高密度磁记录材料;吸波隐

  身材料;磁流体材料;防辐射材料;单晶硅和精密光学器件抛光材料;微芯片导热基片与

  布线材料;微电子封装材料;光电子材料;先进的电池电极材料;太阳能电池材料;高效

  催化剂;高效助燃剂;敏感元件;高韧性陶瓷材料(摔不裂的陶瓷,用于陶瓷发动机等);

  指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于:微导线、微光纤(未来量子计算

  机与光子计算机的重要元件)材料;新型激光或发光二极管材料等。静电纺丝法是制备无

  纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起,中间有极为细小的间隙的

  薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于:气体催化(如汽车尾气处

  理)材料;过滤器材料;高密度磁记录材料;光敏材料;平面显示器材料;超导材料等。

  纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。主要用

  1861年,随着胶体化学的建立,科学家们开始了对直径为1~100nm的粒子体系的研究

  真正有意识的研究纳米粒子可追溯到20世纪30年代的日的为了本军事需要而开展的

  “沉烟试验”,但受到当时试验水平和条件限制,虽用真空蒸发法制成了世界第一批超微

  到了20世纪60年代人们开始对分立的纳米粒子进行研究。1963年,Uyeda用气体蒸

  发冷凝法制的了金属纳米微粒,并对其进行了电镜和电子衍射研究。1984年德国萨尔兰大

  学(SaarlandUniversity)的Gleiter以及美国阿贡实验室的Siegal相继成功地制得了

  纯物质的纳米细粉。Gleiter在高真空的条件下将粒子直径为6nm的铁粒子原位加压成形,

  1990年7月在美国召开了第一届国际纳米科技技术会议(InternationalConference

  onNanoscience&Technology),正式公开宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支。

  自20世纪70年代纳米颗粒材料问世以来,从研究内涵和特点大致可划分为三个阶段:

  第一阶段(1990年以前):主要是在实验室探索用很多方法制备很多材料的纳米颗粒

  粉体或合成块体,研究评估表征的方法,探索纳米材料不同于普通材料的特殊性能;研究

  对象一般局限在单一材料和单相材料,国际上通常把这样一种材料称为纳米晶或纳米相材料。

  第二阶段(1990~1994年):人们关注的热点是如何利用纳米材料已发掘的物理和化

  学特性,设计纳米复合材料,复合材料的合成和物性探索一度成为纳米材料研究的主导方

  第三阶段(1994年至今):纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构材料体系正在成

  为纳米材料研究的新热点。国际上把这类材料称为纳米组装材料体系或者纳米尺度的图案

  材料。它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝、管为基本单元在一维、二维和