納米 固 體 材 料

　　納米固體材料通常指由尺寸小于15納米的超微顆粒在高壓力下壓制成型，或再經一定熱處理工序后所生成的致密型固體材料。納米材料表面積研究是非常重要的，納米材料的比表面積檢測數據只有采用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的，國內有很多儀器只能做直接對比法的檢測，現在國內已經被淘汰了。目前國內外比表面積測試統一采用多點BET法，國內外制定出來的比表面積測定標準都是以BET測試方法為基礎的，請參看我國國家標準（GB/T 19587-2004）-氣體吸附BET原理測定固態物質比表面積的方法。比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作，由于樣品吸附能力的不同，有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間，如果測試過程沒有實現完全自動化，那測試人員就時刻都不能離開，并且要高度集中，觀察儀表盤，操控旋鈕，稍不留神就會導致測試過程的失敗，這會浪費測試人員很多的寶貴時間。國內幾家生產比表面積測定儀廠商中，只有北京金埃譜科技有限公司的F-Sorb 2400比表面積分析儀是真正能夠實現BET法檢測功能的儀器（兼備直接對比法），更重要的北京金埃譜科技有限公司的F-Sorb 2400比表面積分析儀是迄今為止國內唯一完全自動化智能化的比表面積檢測設備，其測試結果與國際一致性很高，穩定性也很好，同時減少人為誤差，提高測試結果精確性。

　　納米固體材料的主要特征是具有巨大的顆粒間界面，如5納米顆粒所構成的固體每立方厘米將含1019個晶界，原子的擴散系數要比大塊材料高1014～1016倍，從而使得納米材料具有高韌性。通常陶瓷材料具有高硬度、耐磨、抗腐蝕等優點，但又具有脆性和難以加工等缺點，納米陶瓷在一定的程度上卻可增加韌性，改善脆性。

　　如將納米陶瓷退火使晶粒長大到微米量級，又將恢復通常陶瓷的特性，因此可以利用納米陶瓷的范性對陶瓷進行擠壓與軋制加工，隨后進行熱處理，使其轉變為通常陶瓷，或進行表面熱處理，使材料內部保持韌性，但表面卻顯示出高硬度、高耐磨性與抗腐蝕性。電子陶瓷發展的趨勢是超薄型（厚度僅為見微米），為了保證均質性，組成的粒子直徑應為厚度的1％左右，因此需用超微顆粒為原材料。隨著集成電路、微型組件與大功率半導體器件的迅速發展，對高熱導率的陶瓷基片的需求量日益增長，高熱導率的陶瓷材料有金剛石、碳化硅、氮化鋁等，用超微氮化鋁所制成的致密燒結體的導熱系數為100～220瓦／（K·米），較通常產品高2 5～5．5倍。用超微顆粒制成的精細陶瓷有可能用于陶瓷絕熱渦輪復合發動機，陶瓷渦輪機，耐高溫、耐腐蝕軸承及滾球等。

　　復合納米固體材料亦是一個重要的應用領域。例如含有20％超微鉆顆粒的金屬陶瓷是火箭噴氣口的耐高溫材料；金屬鋁中含進少量的陶瓷超微顆粒，可制成重量輕、強度高、韌性好、耐熱性強的新型結構材料。超微顆粒亦有可能作為漸變（梯度）功能材料的原材料。例如，材料的耐高溫表面為陶瓷，與冷卻系統相接觸的一面為導熱性好的金屬，其間為陶瓷與金屬的復合體，使其間的成分緩慢連續地發生變化，這種材料可用于溫差達1000°C的航天飛機隔熱材料、核聚變反應堆的結構材料。漸變功能材料是近年來發展起來的新型材料，預期在醫學生物上可制成具有生物活性的人造牙齒、人遺骨。人造器官，可制成復合的電磁功能材料、光學材料等。

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