1 高强度合金（high strength alloy）
• 日本仙台东北大学材料研究所用非晶晶化法制 备了高强、高延展性的纳米复合合金材料，其 中包括纳米Al-过渡族金属-镧化物合金, 纳米AlCe-过渡族金属合金复合材料，这类合金具有 比常规同类材料好得多的延展性和高的强度 (1340～1560MPa)．这类材料结构上的特点是 在非晶基体上分布纳米粒子.
• 英国和日本各自也都制定了纳米复合材料的研 究计划．纳米复合材料研究的热潮已经形成．
纳米复合材料结构和性能
复合涂层材料
(composite coating materials)
• 纳米涂层材料由于具有高强、高韧、高 硬度特性，在材料表面防护和改性上有 着广阔的应用前景．
• 近年来纳米涂层材料发展的趋势是由单 一纳米涂层材料向纳米复合涂层材料发 展．
• 大块金属玻璃(bulk metal glass-BMG)
纳米复合材料结构和性能
五、应用探索
1. Zr基块体非晶合金已做成新一代高尔夫球拍材料倍 受青睐。
纳米复合材料结构和性能
动态韧性及自锐性 非晶合金在高速载荷作用下，具有非常高的动态断
裂韧性，同时在侵彻时具有自锐性，是一种适于制做 穿甲弹芯的特种材料。
3 超塑性 （superplasticity）
• 自20世纪80年代中期以来，超塑性陶瓷 材料相继在实验室问世．
• Wakai和Nieh等人在加Y2O3稳定化剂的 四方二氧化锆中(粒径小于300nm)观察到 了超塑性，他们在此材料基础上又加入 20%Al2O3，制成的陶瓷材料平均粒径约 500nm，超塑性达200％至500％．
纳米复合材料结构和性能
量子磁盘与高密度磁存储
• 一般磁盘存储密度达到106～107bit/in2 • 光盘的存储密度提高到109bit/in2 • 有人一度把1011bit／in2称之为不可愈越
的极限 • 量子磁盘的问世，使磁盘的尺寸比原来
的磁盘缩小了10000倍，磁存储密度达到 41011bit／in2
纳米复合材料结构和性能
量子磁盘与高密度磁存储
• 纳米结构的磁盘，尺 寸 为 l00nml00nm ， 由直径为l0nm，长度 为 40nm 的 Co 棒 按 周 期 为 40nm 排 列 成 阵 列(如右图所示)
纳米复合材料结构和性能
高密度记忆存储元件
• 记忆存储元件的发展趋势是降低元件尺 寸，提高存储密度；铁电材料，特别是 铁电薄膜是设计制造记忆存储元件的首 选材料．
• 纳米结构有序平面阵列体系是设计下一 代超小型、高密度记忆元件的重要途 径．
纳米复合材料结构和性能
单电子晶体管的用途
• 单电子晶体管的用途很多，它可用作超 高密度信息存储，超敏电流计，近红外 辐射接收器和直流电流标准器．
• (1)单电子记忆 依据单电子晶体管“库仑 岛”上存在或缺乏一个电子的状态变化， 单电子晶体管可用作高密度信息存储的 记忆单元．
纳米复合材料结构和性能
仿生材料(bionic materials)
• 仿生材料的研制是当前材料科学中学科交叉的 前沿领域. 纳米材料问世以后，仿生材料研究 的热点已开始转向纳米复合材料, 这是因为自 然界生物的某些器官实际上是一种天然的纳米 复合材料.
• 一些发达国家，如美国，日本，德国、俄罗斯 已经开始制定为人类健康服务的仿生材料的研 究计划，而纳米仿生材料的位置也越来越重要 高.
纳米复合材料的结构和性能
• 纳米复合的发展已经成为纳米材料工程的重要 组成部分。世界发达国家发展新材料的战略， 都把纳米复合材料的发展摆到重要的位置．
• 美国在1994年11月中旬召开了国际上第一次纳 米材料商业性会议，纳米复合材料的发展和缩 短其商业化进程是这次会议讨论的重点；
• 德国在制定21世纪新材料发展的战略时，把发 展气凝胶和高效纳米陶瓷作为重要的发展方向；
纳米复合材料结构生物技术、能源、环境、先进 制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新 的需求，材料的小型化、智能化、元件的高集 成、高密度存储和超快传输等为纳米材料的应 用提供了广阔的应用空间．世界各国面对着新 世纪的严峻挑战都在重新思考如何调整国民经 济支柱产业的布局．如何发展高科技，增强国 际竞争的实力，纳米科技在这方面将发挥重要 的作用．
纳米复合材料结构和性能
高力学性能材料
• 所谓高力学性能是指比目前常规材料所 具有的强度、硬度、韧性以及其他综合 力学性能更好、更优越的性能，除了对 传统材料进行改性以外，发展高效力学 性能材料已提到材料科学工作者的面前， 在这方面纳米复合材料的研究为探索高 力学性能材料开辟了一条新的途径．
纳米复合材料结构和性能
纳米复合材料结构和性能
纳米复合材料的发展方向
• 开展纳米复合人工超结构的研究。 • 根据纳米结构的特点把异质、异相、不同
的有序度的材料在组米尺度下进行合成 （synthesis）、组合（assembling）和剪 裁（tailoring），设计新型的元件，发现新 现象，开展基础和应用基础研究， • 在继续开展简单纳米材料研究的同时，注 意对纳米复杂体系的探索也是当前纳米材 料发展的新动向．
纳米复合材料结构和性能
其它的应用领域
• 1 高分子基纳米复合材料 • 2 磁性材料 • 3 磁致冷材料 • 4 超软磁材料和硬磁材料 • 5 巨磁电阻材料 • 6 光学材料 • 7 高介电材料
纳米复合材料结构和性能
纳米复合材料的重要性
• 纳米复合材料是属于纳米材料工程的重 要组成部分，以实际应用为目标的纳米 复合材料的研究在未来的一段时间内将 有很强的生命力，也是新材料发展的一 个重要部分,因此应该对其研究给予高度 的重视．
纳米复合材料结构和性能
纳米复合材料结构和性能
2. 在军工方面做为穿甲弹材料已列入美国国防部研 究计划。
纳米复合材料结构和性能
2 增韧纳米复相陶瓷
( reinforced nanocomposite ceramics)
• 纳米尺度合成使人们为之奋斗将近一个 世纪的陶瓷增韧问题的突破成为一种可 能．
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