纳米金属材料的研究进展

综合论述了纳米金属材料的发展,包括纳米金属颗粒和纳米金属结构材料。主要讨论了纳米金属材料的特性、制备方法和应用与发展。     

纳米纤维素负载金属纳米粒子复合材料的研究进展

纳米纤维素以其独特的形态特征,优异的机械强度、生物相容性和生物降解性在纳米材料领域得到了广泛的应用.其高比表面积和丰富的活性表面基团可以通过多种物理或化学方法负载纳米金属粒子,为此,综述了银、金、铜和氧化锌等纳米金属粒子在纳米纤维素上的负载方法,并介绍了此类复合材料在抗菌材料、传感器和催化剂等领域的应用.     

聚合物基金属纳米复合材料的研究进展

综述了聚合物基金属纳米复合材料在组织结构方面的各种影响因素,以及国内外在光学、电磁学、催化和传感等多种性能方面的研究进展.     

离子注入制备纳米晶研究进展

离子注入技术是一种在材料近表面形成埋层纳米晶的一种非常有效的方法，纳米晶的出现使得基体材料具有特殊的物理性质，综述了近几年来利用离子注入技术的金属，半导体、磁性材料纳米晶的发展情况及其潜在的应用，并提出了现存的问题。     

纳米金属包覆材料研究进展

纳米金属材料的表面包覆和修饰是纳米材料学的一个新型研究方向。其制备方法主要有物理吸附法、表面沉积法、电弧放电法、等离子体聚合法、激光化学气相沉积法、乳液聚合法等。包覆结构主要用透射电镜直接观测和成分对比分析等间接手段表征。由于其独特的性质,主要应用在陶瓷增韧、双金属粉末和非线性光学性质等方面。     

金属所纳米碳管研究获新进展

日前，金属所沈阳材料科学国家(联合)实验室先进碳材料研究部通过控制实验参数，采用流动催化剂法制备出直径分布较窄的定向双壁纳米碳绳。     

金属纳米颗粒的生物合成研究进展

金属纳米颗粒(Metal nanoparticles,MNPs)因具有小尺寸、高比表面积、高反应活性及独特的光学、电学、热力学特性,已成为催化、传感器、临床诊断、医学治疗、抗菌剂、环境修复等众多领域研究的热点材料.MNPs的种类、形貌、尺寸及表面功能修饰决定着其性能及应用范畴,开发绿色、简单、可控的MNPs合成方法是当前重要的研究方向.生物学方法合成MNPs是利用生物体或生物分子对金属离子前体进行还原或者生物矿化,反应条件温和、能耗低,无需昂贵的设备和有害的化学物质,是一种绿色合成方法,已发展为纳米生物技术的一个重要分支.几乎全部类型微生物和各种植物组织均可开发为MNPs合成与加工的"纳米工厂".细菌、放线菌、酵母和霉菌既可以在细胞内又可以在细胞外合成MNPs,MNPs的合成是生物酶催化的还原反应或者矿化过程,与细胞代谢产生的还原力有关.藻类与植物组织合成MNPs类似,通常是利用其组织提取液中的蛋白质等大分子和多酚类等多种小分子活性成分在细胞外合成MNPs.纳米尺度的病毒可作为MNPs合成与组装的特异性模板.近年来,各种各样的单质金属和金属化合物纳米颗粒的生物合成取得了较大进步,所制备的MNPs在抗菌、催化、传感、生物诊断与生物医药、环境污染物去除等方面得到较好的应用.但是生物合成MNPs仍然面临颗粒形貌、尺寸较难控制,产物不易回收和纯化,大规模生产技术欠缺等问题,因而限制了其产业化应用.本文归纳了不同类型微生物和植物组织提取液合成MNPs的最新进展,总结了MNPs的生物合成机理及应用,分析了生物合成方法面临的主要问题并展望了其未来研究方向,以期为低成本、绿色、可控生物合成MNPs的发展提供参考.     

纳米结构金属位错的研究进展

综述了国内外近年来对纳米结构金属位错的研究,包括位错的基本特征、研究方法以及定量分析.由于晶粒尺寸的减小,全位错的形成和运动变得困难甚至不可能,纳米结构金属更容易生成不全位错.在高分辨TEM图像观察实验中发现了大量孪晶或层错,也证实了不全位错的存在.着重讨论了晶界发射不全位错的形核、增殖以及在塑性变形过程中所起的作用.研究了纳米结构金属中的位错动力学,采用分子动力学模拟和高分辨透射电镜方法从不同层面上揭示了位错的形核、增殖、运动以及相互作用等过程.最后简单介绍了位错柏氏矢量以及密度的相关定量分析,其相关参数的表征对进一步弄清纳米结构金属的塑性变形机制具有重要意义.     

电解方法制备纳米金属粉末的研究进展

介绍了国内外用电解方法制备纳米金属粉末的发展历程及研究现状。比较了各种传统和新型电解方法在制备纳米金属粉末方面的优缺点,并分析和探讨了电解法制备活泼纳米金属粉末的发展动向。分析认为,电解法与超声波、有机溶剂、离子液体、隔膜等技术的结合,将会成为一种高效、低成本、适合连续工业化生产的制备纳米金属粉末的新方法。     

梯度纳米结构材料疲劳性能研究进展

利用严重塑性变形以及电沉积等方法制备的块体纳米晶、超细晶材料具有优越的力学性能以及独特的物理化学性能,但其韧性和抗应变局域化能力显著降低,加工硬化能力消失.块体纳米晶、超细晶材料由于具有较高的强度,能有效抑制疲劳裂纹萌生,从而有效提高应力控制循环载荷作用下的高周疲劳性能,但其塑性差,缩短了应变控制作用下的低周疲劳寿命.事实上,工程结构疲劳失效往往起源于材料表面,在循环载荷作用下,疲劳裂纹通常从材料表面萌生并向内部扩展.因此,优化材料表面微观组织结构和性能有利于提高其服役寿命.为此,近年来,人们通过开发一些新颖的表面改性方法来制备梯度纳米结构材料,这些方法也被称为表面自纳米化.与其他传统的表面改性技术相比,利用表面纳米化技术在金属材料表面制备梯度纳米结构表层,所得纳米结构表层具有硬度高、表面粗糙度小以及梯度层厚等特点.梯度纳米结构材料表层由纳米晶构成,而芯部仍然保持未变形粗晶基体结构,晶粒尺寸由表及里逐渐从纳米尺度变化到微米尺度,这一特殊的材料构筑形式使其具有优越的抗高、低周疲劳性能.目前,关于梯度纳米结构材料的力学性能,尤其是疲劳性能的研究已经成为该领域的一大研究热点,许多工程实际应用都得益于这一领域的研究成果,然而,目前尚缺乏文献系统总结这一研究成果.为此,本文系统总结了近年来关于梯度纳米结构材料疲劳性能研究的最新进展,对影响其疲劳性能的因素进行了深入分析,对梯度纳米结构材料疲劳性能研究所面临的许多亟待解决的基础科学问题进行了讨论和展望,为梯度纳米结构材料在这一工程领域的应用提供借鉴.     

纳米氢氧化铝镁的制备及其分散性能研究

以结晶氯化铝(AlCl3·6H2O)、结晶氯化镁(MgCl2·6H2O)为主要原料制备前驱体溶胶,然后采用超临界流体干燥技术(SCDF)制备纳米氢氧化铝镁超细粉体.借助透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和物理吸附仪等仪器对纳米氢氧化铝镁超细粉体进行表征,并对其分散性能进行了探讨.     

纳米材料在食品包装中的应用研究进展

介绍了纳米材料在食品包装中的应用,指出了与传统的食品包装材料相比,纳米材料在保鲜效果、抗菌能力以及阻隔性能方面更加优越,应用前景广阔。     

高真空压铸铝合金的研究进展

压铸铝合金主要应用于汽车工业领域,随着汽车轻量化和高真空压铸技术的发展,高真空压铸用高强韧铝合金越来越受到关注。本文介绍了压铸铝合金的特点及合金元素在其中的作用,并对基于高真空压铸的铝合金分类及研究进展进行了阐述。最后展望了高真空压铸铝合金的发展前景及研究方向。     

超重力反应结晶法制备纳米碳酸钙颗粒研究

以Ca（OH）2悬浊液和CO2气体在起重力反应器（旋转填充床反应器）中进行碳化反应制备纳米立方形碳酸钙为研究对象，实验研究了超重力加速度gr，液体循环量L，气体流量G，Ca（OH）2初始浓度等操作条件对产物粒度及其分布、碳化反应时间的影响。结果表明：利用超重力反应结晶法可以制备出平均粒度为15～40nm、分布较窄的CaCO3，碳化反应时间较传统方法缩短约4～10倍。     

纳米材料在隐身技术中的应用研究进展

近年来纳米材料的应用已经成为隐身技术领域中的一个研究热点,纳米材料由于其独特的理化性能及优良的电磁吸收特性,成为最具潜力的功能型隐身材料。分析了纳米材料的隐身作用机理,概述了近年来纳米材料在可见光、红外、雷达、激光、声波及多波段隐身技术中的应用现状,并展望了纳米材料在隐身技术中的发展方向。     

纳米粒子催化剂及其研究进展

纳米粒子催化剂是一种新型的高效催化剂。本文综述了纳米粒子催化剂的特性及其制备方法，并介绍了纳米粒子催化剂的应用状况。     

均相共沉淀法合成钇铝石榴石(YAG)纳米粉末的研究

透明YAG多晶陶瓷具有容易制造、成本低、尺寸大、掺杂浓度高、热导率高、耐热冲击性好、可大批量生产、易实现多层和多功能的陶瓷结构等优点,使得它作为激光介质而成为单晶的强有力的替代者.本实验以Y2O3、Al(NO3)3*9H2O、(NH4)2SO4为原料,尿素为沉淀剂,正硅酸乙酯作为添加剂,采用均相共沉淀法制备出YAG前驱体粉末,在沉淀过程中采用静电稳定、聚合物空间位阻以及共沸方法相结合有效地防止了纳米颗粒硬团聚的形成,YAG前驱体颗粒尺寸小于50nm,并对反应过程中pH值的变化进行研究.采用DTA/TG、IR、 XRD和TEM测试手段对粉末材料进行了表征,根据Scherrer公式计算出晶粒大小,研究了晶粒尺寸分布及其变化情况.研究结果表明:前驱体粉末经过1 200℃温度烧结后,全部转化YAG相,其晶粒尺寸小于50nm,随着烧结温度升高,晶粒平均尺寸增大.     

活性粉末混凝土的研究与工程应用进展

活性粉末混凝土(RPC)由于其高强度、高韧性、低孔隙率和极低渗透性引起了国内外研究人员的重视。首先讨论了RPC的设计原理;对比了RPC与其他混凝土结构的力学和耐久性等性能,指出RPC具有突出的优异性能;详细介绍了RPC在预制结构、预应力结构等领域的工程应用,分析了RPC目前所面临的问题。在未来的几十年中,RPC将作为高性能的混凝土广泛应用于各种建筑工程中。     

超声冲击纳米化对7B04高强铝合金疲劳性能的影响

探讨了超声波冲击表面纳米化作用后对7B04高强铝合金疲劳性能的影响,研究得到,应用超声波冲击表面纳米化技术,使7B04高强铝合金表面得到晶粒度10-50nm的纳米层,层厚约为20-50μm,并形成了由表面向里层的晶粒尺度从小到大的梯度结构,而且晶粒取向与冲击行走方向具有趋向一致性,超声波冲击作用于试样表面后形成了约为200Mpa的残余压应力层,使原来潜在的、或已存在的微小表面裂纹被压合,可提高7B04高强铝合金材料的疲劳寿命5-10倍。     

钛合金与铝合金异种金属钎焊的研究进展

钛合金在经济性和加工性方面不理想,导致其在实际工程应用中受限,而铝合金在某种程度上可以弥补这种缺陷,因此将钛合金和铝合金复合使用的构想应运而生。对钛合金和铝合金异种金属的可焊性进行了分析,以钛合金和铝合金钎焊为研究对象,重点论述了钛合金与铝合金钎焊连接所用的钎料及工艺等的国内外研究现状,并着重分析了Al基和Zn基钎料的润湿性、界面、钎缝组织及其优缺点。由相关文献分析可知,Al基钎料在真空、保护气氛或非真空外加辅助措施条件下对钛合金和铝合金都有良好的润湿性,但接头强度仍有待提高,金属间化合物较厚的问题需要通过优化钎料成分和焊接工艺进一步改善;Zn基钎料对钛合金的润湿性较差,但在适当的焊接工艺下可以获得力学性能较好的Ti/Al接头,剪切强度可达141MPa;使用Sn基和Cu基钎料获得的Ti/Al接头的力学性能低于Al基和Zn基钎料,且Sn基的钎料对两种母材的润湿性都较差,需要对母材表面进行预处理。