正確答案:
要回答這個問題,先要說說什麼是納米材料?它有哪些獨特的性能?納米材料的學術定義是:在三維尺寸中至少有一維處於納米量級的材料。用通俗的話講:納米材料是用尺寸只有幾個納米的極微小的顆粒組成的材料。一個納米是多大呢?只有一米的10億分之一,用肉眼根本看不到。由於它尺寸特別小,它就產生了兩種效應,即小尺寸引起的表面效應和量子效應,即它的表面積比較大,處於表面上的原子數目的百分比顯著增加,當材料顆粒直徑只有1納米時,原子將全部暴露在表面,因此原子極易遷移,使其物理性能發生極大變化。一是它對光的反射能力變得非常低,低到<1%;二是機械、力學性能成幾倍增加;三是其熔點會大大降低(如金的熔點本是1064℃,但2納米的金屬粉末熔點只有33℃);四是有特殊的磁性(如20納米的鐵粉,其矯頑力可增加1000倍)。
根據上述原理和特性,納米材料大致有如下用途:
1.納米結構材料:
包括純金屬、合金、複合材料和結構陶瓷,具有十分優異的機械、力學及熱力性能。可使構件重量大大減輕。
2.納米催化、敏感、儲氫材料:
用於製造高效的異質催化劑、氣體敏感器及氣體捕獲劑,用於汽車尾氣淨化、石油化工、新型潔淨能源等領域。
3.納米光學材料:
用於製作多種具有獨特性能的光電子器件。如量子阱GaN型藍光二極管、量子點激光器、單電子晶體管等。
4.納米結構的巨磁電阻材料:
磁場導致物體電阻率改變的現象稱為磁電阻效應,對於一般金屬其效應常可忽略。但是某些納米薄膜具有巨磁電阻效應。在巨磁電阻效應發現後的第6年,1994年IBM公司研製成巨磁電阻效應的讀出磁頭,將磁盤記錄密度一下子提高了17倍。這種材料還可以製作測量位移、角度的傳感器,廣泛應用於數控機床、汽車測速、非接觸開關、旋轉編碼器中。
5.納米微晶軟磁材料
用於製作功率變壓器、脈衝變壓器、扼流圈、互感器等。
6.納米微晶稀土永磁材料
將晶粒做成納米級,可使釹鐵硼等稀土永磁材料的磁能積進一步提高,並有希望製成兼備高飽和磁化強度、高矯頑力的新型永磁材料(通過軟磁相與永磁相在納米尺度的復合)。