金属纳米复合材料

A. 纳米复合材料分哪几种类型

纳米复合材料大致包括三种类型 ：纳米微粒与纳米微粒复合（0-0复合），纳米微粒与常规块体复合（0-3复合）及复合纳米薄膜(0-2复合)。此外，有人把纳米层状结构也归结为纳米材料，由不同材质构成的多层膜也称为纳米复合材料。这一类材料在性能上比传统材料也有极大改善，已在有些方面获得了应用。

(1)复合涂层材料:市场上大力宣传的“纳米洗衣机”、“纳米冰箱”等，实际上是采用了纳米涂层材料，这种材料具有高强、高韧、高硬度的特点，在材料表面防护和改性上有着广泛的应用前景。如MoSi2/SiC复合纳米涂层，经500℃,1小时热处理，涂层硬度可达20.8Gpa，比碳钢提高了几十倍。

(2)超塑性陶瓷:用粒径30nm的被Y2O3稳定化的四方ZrO2，并加入20% Al2O3，制成的陶瓷材延伸率可达200%，具有超塑性。甚至有人做到了延伸率800% 。这是由于纳米材料烧结温度低，烧结过程中速度快和有良好的界面延展性。

(3)高分子基纳米复合材料:将经高能球磨制成的纳米晶FexCu100-x粉体与环氧树脂混合制成了具有极高硬度的类金刚石刀片。日本松下电器公司已研制成功树脂基纳米氧化物复合材料，其静电屏蔽性能优于常规树脂基碳黑复合材料，而且可以根据氧化物类型改变颜色，在电器外壳涂料方面有广阔的应用前景。利用纳米TiO2粉体的紫外吸收特性可以制防晒膏和化妆品。

(4)磁性材料:由纳米四方Fe14Nd2B颗粒和10~15nm 的α-Fe粒子组成的复合材料具有高的矫顽力和高的剩余磁化强度。高矫顽力来源于Fe14Nd2B相很强的磁－晶各向异性和纳米粒子的单磁畴特性。

(5)光学材料:纯的Al2O3和纯的Fe2O3纳米材料在可见光范围是不发光的，但如果把纳米Al2O3和纳米Fe2O3掺和到一起 ，获得的纳米粉体或块体在可见光范围蓝绿光波段出现了一个较宽的光致发光带，发光的原因是Fe3+离子在纳米复合材料中所提供的大量低有序度界面所致。

(6)仿生材料:研究表明，动物的骨骼是由胶质的基体与纳米或亚微米的羟基磷灰石组成的一种复合体。纳米或亚微米的羟基磷灰石起增强作用。科学家们已按照这样的思路在实验室中制造出了人造骨。以上只列举了一些简单的例子，目前纳米复合材料的研究仍方兴未艾。

B. 纳米复合材料有哪几种类型如何进行稳定化设计

纳米复合材料是由两种或两种以上的固相至少在一维以纳米级大小（1-100
nm）复内合而成的复容合材料。这些固相可以是非晶质、半晶质、晶质或者兼而有之，而且可以是无机物、有机物或二者兼有。纳米复合材料也可以是指分散相尺寸有一维小于100nm的复合材料，分散相的组成可以是无机化合物，也可以是有机化合物，无机化合物通常是指陶瓷、金属等，有机化合物通常是指有机高分子材料。当纳米材料为分散相，有机聚合物为连续相时，就是聚合物基纳米复合材料。

C. 纳米复合材料为什么具有良好的性能

其特殊性能都是来源于其尺度。纳米是10^（-9）m，微观的原子是0.1纳米的尺度，而版纳米材料则权是几十个甚至几个原子的尺度，这时，纳米材料中处于边缘部分的原子就变得重要起来，它们有些电子没有形成化学键，这足以改变整个材料的性能。一家之言，如有不妥，敬请赐教。

D. 什么是纳米生物复合材料

从材料学角度来看，生物体及其多数组织均可视为由各种基质材料构成的复合材料。具体来看，生物体内以无机-有机纳米生物复合材料最为常见，如骨骼、牙齿等就是由羟基磷灰石纳米晶体和有机高分子基质等构成的纳米生物复合材料。人们通过仿生矿化方法制备纳米生物复合材料，获得了优于常规材料的力学性能。

按照生物矿化过程原理，美国科学家找到了一种两亲性肽分子，该两亲分子一端为亲水的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)，另一端含有磷酰化的氨基酸残基，亲水的RGD序列有利于材料与细胞的粘连，而磷酰化的氨基酸残基可与钙离子相互作用。此两亲性肽分子能组装成纳米纤维以期促进生物矿化，使之成为模板指导羟基磷灰石(HA)结晶生长。此两亲分子纳米纤维溶液可形成类似于骨的胶原纤维基质的凝胶，因此可将疑胶注射至骨缺损处作为生成新骨组织的基质。研究表明将凝胶置于含酸和磷酸盐离子的溶液中，20min后体系仿生矿化，HA结晶沿纤维生长，转变成羟基磷灰石-肽复合材料，该纳米生物复合材料坚硬如真骨。

清华大学研究开发的纳米级羟基磷灰石-胶原复合物在组成上模仿了天然骨基质中无机和有机成分，其纳米级的做结构类似于天然骨基质。多孔的纳米羟基磷灰石-胶原复合物形成的三维支架为成骨细胞提供了与体内相似的微环境。细胞在该支架上能很好地生长并能分泌骨基质。体外及动物实验表明，此种羟基磷灰石-胶原复合物是良好的竹修复纳米生物材料。

E. 制备陶瓷基，金属基及聚合物基纳米复合材料主要有哪些方法

聚合物基复合材料种类主要：

（1）玻璃纤维增强树回脂答基复合材料；
（2）纤维增强树脂基复合材料；
（3）碳纤维增强树脂基复合材料；
（4）芳纶纤维增强树脂基复合材料；
（5）金属纤维增强树脂基复合材料；
（6）特种纤维增强聚合物基复合材料；
（7）陶瓷颗粒树脂基复合材料；
（8）热塑性树脂基复合材料；（聚乙烯聚丙烯尼龙聚苯硫醚（PPS）聚醚醚酮（PEEK）聚醚酮酮（PEKK））
（9）热固性树脂基复合材料；（环氧树脂聚酰亚胺聚双马酰亚胺（PBMI）饱聚酯等）
（10）聚合物基纳米复合材料

F. 什么是一维纳米复合材料

什么是纳米材料

广义地说，所谓纳米材料，是指微观结构至少在一维方向上受纳米尺度（1nm——100nm）调制的各种固体超细材料，它包括零维的原子团蔟（几十个原子的聚集体）和纳米微粒；一维调制的纳米多层膜；二维调制的纳米微粒膜（涂层）；以及三维调制的纳米相材料。简单地说，是指用晶粒尺寸为纳米级的微小颗粒制成的各种材料，其纳米颗粒的大小不应超过100纳米，而通常情况下不应超过10纳米。目前，国际上将处于1—100nm纳米尺度范围内的超微颗粒及其致密的聚集体，以及由纳米微晶所构成的材料，统称为纳米材料，包括金属、非金属、有机、无机和生物等多种粉末材料。

纳米材料按其结构可以分为四类：具有原子蔟和原子束结构的称为零维纳米材料；具有纤维结构的称为一维纳米材料；具有层状结构的称为二维纳米材料；晶粒尺寸至少一个方向在几个纳米范围内的称为三维纳米材料。还有就是以上各种形式的复合材料。

按化学组份，可分为纳米金属、纳米晶体、纳米陶瓷、纳米玻璃、纳米高分子和纳米复合材料。

按材料物性，可分为纳米半导体、纳米磁性材料、纳米非线性光学材料、纳米铁电体、纳米超导材料、纳米热电材料等。

按应用，可分为纳米电子材料、纳米光电子材料、纳米生物医用材料、纳米敏感材料、纳米储能材料等。

G. 1．什么是纳米复合材料与复合材料相比有何主要差别

复合材料由于其优良的综合性能，特别是其性能的可设计性被广泛应用于航空航天、国防、交通、体育等领域，纳米复合材料则是其中最具吸引力的部分，近年来发展很快，世界发达国家新材料发展的战略都把纳米复合材料的发展放到重要的位置。该研究方向主要包括纳米聚合物基复合材料、纳米碳管功能复合材料、纳米钨铜复合材料。
在纳米聚合物基复合材料方面，主要采用同向双螺杆挤出方法分散纳米粉体，分散水平达到纳米级，得到了性能符合设计要求的纳米复合材料。我们制备的纳米蒙脱土/PA6复合材料中，纳米蒙脱土的层间距为1.96nm，处于国内同类材料的领先水平（中国科学院为1.5~1.7nm），蒙脱土复合到尼龙基体中后完全剥离成为厚度1~1.5nm的纳米微粒，其复合材料的耐温性能、阻隔性能、抗吸水性能均非常优秀，此材料已经实现了产业化；正在开发的纳米 TiO2/聚丙烯复合材料具有优良的抗菌效果，纳米TiO2粉体在聚丙烯中分散达到60nm以下，此项技术正在申报发明专利。由于纳米聚合物复合材料的成型工艺不同于普通的聚合物，本方向还积极开展新的成型方法研究，以促进纳米复合材料产业化的进行。
碳纳米管是上个世纪九十年代初发现的一种新型的碳团簇类纤维材料，具有许多特别优秀的性能。我们在碳纳米管取得的研究成果主要包括：
1）大规模生产多壁碳纳米管的技术，生产出的碳纳米管的质量处于世界先进水平，生产成本也很低，为碳纳米管的工业应用创造了条件。
2）开发了制造碳纳米管为电极材料的双电层大容量电容器的技术。
3）开发了制造具有软基底定向碳纳米管膜的技术。
钨铜复合材料具有良好的导电导热性、低的热膨胀系数而被广泛地用作电接触材料、电子封装和热沉材料。采用纳米粉末制备的纳米钨铜复合材料具有非常优越的物理力学性能，我们采用国际前沿的金属复合盐溶液雾化干燥还原技术成功制备了纳米钨铜复合粉体和纳米氮化钨－铜复合粉体，目前正在加紧其产业化应用研究。

H. 纳米材料与纳米复合材料的分析表征方法有区别吗

地震开始发生的抄地点称为震源袭，震源正上方的地面称为震中。破坏性地震的地面振动最烈处称为极震区，极震区往往也就是震中所在的地区。地震常常造成严重人员伤亡，能引起火灾、水灾、有毒气体泄漏、细菌及放射性物质扩散，还可能造成海啸、滑坡、崩塌、地裂缝等次生灾害。

I. 纳米复合材料的介绍

纳米复合材料抄是以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相，以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、纳米碳管等改性剂为分散相，通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中，形成一相含有纳米尺寸材料的复合体系，这一体系材料称之为纳米复合材料。