成果简报

南京工大产学研合作开发成功纳米新材料南京工业大学和江苏省高新技术企业密友集团在纳米科技领域展开紧密合作:从纳米粉体技术设备研发到纳米金属粉体制备再到粉体后续新产品的开发,成功走出了一条工艺技术设备、研制成品开发"一条龙"产学研全程合作新路子。     

新型水玻璃砂的发展

近几年来，人们开始开发复合改性水玻璃、无盐水玻璃和纳米水玻璃-三种新型水玻璃。改性水玻璃的应用渐趋成熟。有机酯硬化时，水玻璃的加入量可减低到2．0％～2．2％，CO2硬化时，可减低到2．5％左右。无盐水玻璃和纳米水玻璃砂尚处于研究开发的阶段。还有待化学工作者和铸造工作者进一步深入研究与开拓，它们将有巨大的发展前途。     

非晶纳米晶材料

非晶合金制成纳米丝日本东北大学中山幸仁准教授研究小组开发了可以简单的批量生产非晶纳米丝的气体雾化法,丝径从数nm到1μm。这种纳米丝结构有别于晶体纳米丝,在强度等力学性能、软磁特性及催化活性等方面,可以充分发挥其纳米级特性。微纳米尺寸结构材料未来有可能用于高敏度磁传感器、大表面积的催化以及燃料电池的电极材料。     

纳米氧化铝和氮化铝改性印制电路板绝缘层的研究

添加纳米氧化铝或纳米氮化铝到印制电路板绝缘层中,并对其导热性、绝缘性和热稳定性进行了研究。结果表明,与未添加纳米改性剂的印制板绝缘层相比,复合添加纳米氧化铝和纳米氮化铝改性剂的样品在保证良好绝缘性能的基础上,其导热系数增大了23倍,分解温度提高51.29%。     

纳米金属粉粒

纳米技术的发展实际上取决于纳米化方法的开发和工业化进程 ,而且它主要是在最传统材料 (如金属 )方面的应用。自从 1990年代以来 ,金属纳米技术的发展取得了惊人的进步 ,可称得上是金属材料领域中的“新一代工业革命”。但是目前还难以大量生产纳米金属粉 ,有些生产纳米金属粉     

铁基纳米晶软磁合金研究进展及应用展望

铁基纳米晶软磁合金因其独特的非晶/纳米晶双相结构而具有高饱和磁感和高磁导率,表现出优异的软磁性能,它的开发是软磁合金研究的一大突破性进展。本文以铁基纳米晶软磁合金的开发制备-结构-性能机理之间的关系为主线,首先回顾了铁基软磁合金的研究历程和具有代表性的铁基纳米晶软磁合金的开发研究过程及其主要性能指标,随后介绍了铁基纳米晶软磁合金的几种主要的晶化机理模型、软磁机理和耐腐蚀性能研究进展,最后对铁基纳米晶软磁合金在电力、电子信息领域的未来开发与应用进行了展望。     

热喷涂纳米涂层20年回顾与展望

概述了热喷涂纳米涂层的发展,包括通过纳米粉体的再造粒技术形成热喷涂纳米结构涂层的过程,热喷涂纳米结构氧化铝/氧化钛耐磨抗蚀涂层材料的研发、产业化与成功应用,偶然获得热喷涂纳米自润滑涂层的过程,液料热喷涂纳米热障涂层的研发,新型热喷涂纳米热障涂层材料等。展望了热喷涂纳米涂层技术在国防和民用领域的应用前景,预计到2025年,全球热喷涂纳米涂层市场会达到65亿美元,其中20%左右的市场份额在中国。最后,指出通过对纳米粉体进行再造粒,在纳微观尺度上调控可喷涂粉体喂料的成分和组织结构,能够获得各种所需性能的纳米结构热喷涂涂层,可以用纳米材料制备出常规材料无法获得的全新高性能热喷涂纳米涂层,以满足各种高端装备关键构件的各种表面性能需求。所以,要通过政产学研用合作创新,加快纳米结构可喷涂粉体喂料产业化,发展高性能的热喷涂纳米涂层。     

金属粉末工艺制造稳定的纳米丝

日本研究人员开发出一种在真空中加热纳米碳管与金属粉末制造纳米金属丝的方法。用此法制造的纳米丝比其他方法制造的纳米丝稳定，化学活性低。这种方法最适合于在相对低的温度下可转变为气体的金属，像铕、钐、镱与锶等。以此方式，金属原子几乎可完全充满纳米碳管的空腔。研究发现     

英国汽车发动机再制造工厂应用我国纳米减摩自修复添加剂

装备再制造技术国防科技重点实验室开发的具有自主知识产权的纳米减摩自修复添加剂技术是现代维修领域的高科技产品，具有节能、降耗、延长机械设备使用寿命的特点。2005年7月，英国最大的汽车发动机再制造企业一李斯特派特公司与装备再制造技术国防科技重点实验室达成合作协议：引进纳米减摩自修复添加剂技术，并在英国的再制造发动机中推广应用该技术。这标志着我国在纳米润滑材料领域的研究已达到世界先进水平。     

纳米金棒的开发和应用

纳米金棒 近年来，除球形纳米金粒（纳米金球）之外，还合成了各种各样形状的纳米金粒，其中就有棒状的纳米金粒（纳米金棒）。严格来讲纵横尺寸比（纵轴与横轴的长度比）大约为2～20的物体即可称做棒。纳米金棒之所以受到关注，是因为它的两端具有强的增强电场，而在长轴方向与短轴方向显示不同的等离子谱带，对周围介质的电容率十分敏感。电子具有这样的特性，因而很有希望成为纳米光子学和检测（传感）领域中得到重要应用的一种纳米材料。首先合成纳米金棒的是在1992年日本江角和鸟越等人，直到1997年则开发成功在过量的界面活性剂和银存在的条件下进行恒电流电解实现了高收得率制取纳米金棒的方法。2003年日本山田谆开发了利用化学还原与光反应相结合的纳米金棒制取方法。     

表面纳米化技术制备梯度纳米结构金属材料的研究进展

多数工程结构材料的失效都是从表面的薄弱环节开始发生或者传导,从而引起材料的性能下降,使用寿命缩短.受生物材料的梯度结构启发,近年来开发了多种表面纳米化技术,成功在工程材料表面制备了晶粒尺寸从表层纳米尺度连续变化到内部宏观尺度的梯度纳米结构,强化和保护了材料表面,有效地解决了上述问题.结合国内外表面纳米化的研究结果,综述了金属材料梯度纳米材料的研究进展.首先,介绍了梯度塑性变形、物理化学沉积等表面纳米化加工技术的最新进展.其次,对梯度等轴纳米晶、梯度纳米层片和梯度纳米孪晶等多种表面纳米化材料的微观结构进行了归纳,并对最新发展的梯度纳米结构材料表层晶粒的晶体学取向等微观信息表征方法进行了系统地阐述.随后,总结了梯度纳米结构对工程材料的表面强度、塑性、强-塑匹配、加工硬化、疲劳、耐磨、腐蚀和热稳定性等性能的影响.最后展望了表面纳米化技术制备梯度纳米结构金属材料的发展趋势及工程应用所面临的挑战.     

纳米金刚石的开发与应用概述

集众优异性能于一身的金刚石是其它材料不可比拟的。而纳米金刚石（纳米金刚石粉和纳米金刚石膜）则是一种拥有金刚石优异性质和纳米材料特点的双重特性的新型工程材料和功能材料。这一双重奇异特性是它获得广泛应用的基础。从已开发的应用领域不难预言其潜在前景是美好的。不过,要将其美好前景变为现实还有许多工作需要科研人员去研究和开发。     

纳米氧化铝的制备及应用进展

对近年来纳米氧化铝材料的各种制备方法及应用进行了综述。主要通过气相法、液相法和固相法,对纳米氧化铝的制备方法进行系统的阐述,并对其在陶瓷材料制备、材料表面改性、聚合物改性、复合材料制备以及功能材料等方面的应用进行了综述。不断开发纳米氧化铝材料的新工艺和新方法,对于纳米氧化铝的制备具有重要意义。不断开拓纳米氧化铝的应用领域,进而改善产品质量。最后,对纳米氧化铝的制备技术和应用领域的发展方向进行展望。     

聚合物纳米复合材料屏蔽电磁干扰

美国Wright-Patterson空军基地的空军实验室的科学家们新近开发成功一种新型电磁波干扰屏蔽材料——聚合物纳米复合材料。这种复合材料是将碳纳米纤维结合于聚合物材料之中，使得聚合物具有导电性，从而赋予其以屏蔽干扰电磁波之作用。研究者们将液态聚合物与碳纳米纤维均匀地混合在一起，并将混合溶液直接喷涂于结构物表面上，他们开发的混合和喷涂方法，     

A Novel Approach to Prepare Gold Nanoparticles/ Polyacrylamide Composite Nanofibers

在溶液内,利用聚丙烯酰胺为还原剂制备出了聚丙烯酰胺保护下的Au纳米粒子。聚丙烯酰胺起到双重作用,它是制备金纳米粒子的还原剂;另外,它也是一种很好的金纳米粒子的稳定剂。紫外-可见光谱测试证实了溶液内金纳米粒子的存在,透射电镜观察到制得的纳米纤维内含有金纳米粒子。这种新的路线对于制备其他功能性复合纤维有很好的借鉴作用。     

中英政府科技合作项目“用于高性能汽车零件的纳米复合涂层及复合表面工程系统”顺利完成

2005年7月中旬，装备再制造技术国防科技重点实验室徐滨士院士访问英国伯明翰大学，与T．Bell教授讨论了双方合作承担的中英政府科技合作基金项目“用于高性能汽车零件的纳米复合涂层及复合表面工程系统”（国科外函[2002]209号M3课题）的完成情况。双方认为通过3年来真诚友好的合作，现已完成中英政府科技合作项目协议要求，于2005年年底对该项目进行结题。为进一步加强双方的合作，拟再共同合作申请2006年中国自然科学基金委员会与英国皇家学会合作研究项目“微纳米自修复技术”。     

Ni-P-SiC(纳米)化学复合镀工艺的研究

是在化学镀Ni-P工艺基础上添加不同浓度的纳米尺寸的SiC粒子，探讨SiC纳米粒子及其浓度对镀速、复合铰层性能等的影响。结果表明：添加适量的SiC纳米粒子，镀速和镀层硬度都有显著的提高，镀速可达到68．4μm/h，镀层硬度可达到1650HV。     

丝电爆制备金属纳米颗粒的研究

开发了金属丝电爆制备纳米颗粒的设备,适用于细金属丝连续电爆制备纳米颗粒,并用高压触发管来控制爆炸位置。利用该装置将0.2mm及0.1mm丝径的镍丝、钼丝、钨丝制备成相应的纳米颗粒,结合纳米颗粒形貌、颗粒粒度分布以及爆炸过程的电流电压波形进行分析。结果表明:在爆炸位置不受控制的情况下,钼丝电爆时受大电流气体放电作用,制备的纳米颗粒粒径大且不均匀,平均粒径在40～60nm之间;而镍丝制备的纳米颗粒品质较好,平均粒径在20～30nm之间。爆炸位置受控时,可以将钨丝制成平均粒径为20.5nm的颗粒。。     

纳米颗粒-玻璃纤维复合材料

日本大阪大学接合化学研究所新近开发了一种由纳米颗粒与玻璃纤维接合成的复合材料，并用该复合材料构成了纳米-微结构控制技术。该复合材料具有纳米孔隙，用来制成的成形体可形成70％～90％的孔隙率，正是利用这种纳米孔隙效果有可能开发成功隔音、绝热以及电磁波吸收等特性优异的新材料。首先他们把二氧化硅纳米颗粒结合制得具有100nm以下孔隙的复合体，再将这种复合体与玻璃纤维（直径11μ，长3mm）复合，所制得的复合材料具有极佳的流动性和充填性，因此采取干式挤压可制成孔隙率70％～90％的成形体。今后还将开发适用于医疗领域的有机-无机复合材料，构成药物输送系统等。     

CdS修饰TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能研究

首先通过恒压阳极氧化法在纯钛箔表面制备TiO2纳米管阵列,其次运用电化学沉积法在TiO2纳米管阵列表面修饰CdS颗粒,最后表征其对甲基橙的光催化降解性能.研究表明,通过电化学沉积可以在管阵列表面获得均匀分布的CdS纳米颗粒.TiO2纳米管阵列在经过CdS修饰后,对可见光的吸收范围明显增大;光照2 h后,对甲基橙的降解效率由修饰前的57.1%提高到修饰后的76.4%,COD的去除率也从49%提高到70.6%.