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复合材料与新材料

发布时间:2014-03-12 18:54:00  

复合材料
概念:
由两种或两种以上的材料构成,用一种 材料的优点弥补另一种的弱点。

常见的复合材料

三夹板

钢筋混凝土

玻璃纤维强化塑料

材料发展史

金属

合金

塑料

复合材料

新材料

新材料
1、纳米材料: 2、超导磁浮列车 3、形状记忆合金

新材料
1、纳米材料:
纳米:纳米是长度的单位,简写是nm,原称毫微米 1纳米=1米/1000000000=1毫米/1000000=45个原子长

纳米技术的应用意义(学生收集资料讲解)
陶瓷、天梯、医学、化工和军事方面

纳米陶瓷

纳米陶瓷的特性主要在于力学性能方面,包括纳米陶瓷材料的硬度, 断裂韧度和低温延展性等。纳米级陶瓷复合材料的力学性能,特别 是在高温下使硬度、强度得以较大的提高。有关研究表明,纳米陶 瓷具有在较低温度下烧结就能达到致密化的优越性,而且纳米陶瓷 出现将有助于解决陶瓷的强化和增韧问题。在室温压缩时,纳米颗 粒已有很好的结合,高于500℃很快致密化,而晶粒大小只有稍许 的增加,所得的硬度和断裂韧度值更好,而烧结温度却要比工程陶 瓷低400~600℃,且烧结不需要任何的添加剂。其硬度和断裂韧 度随烧结温度的增加(即孔隙度的降低)而增加,故低温烧结能获 得好的力学性能。通常,硬化处理使材料变脆,造成断裂韧度的降 低,而就纳米晶而言,硬化和韧化由孔隙的消除来形成,这样就增 加了材料的整体强度 。

天梯

用纳米架起太空天梯 多年来科幻小说的作者常常提及,在地球与其他星球之间架起太 空天梯供人类进行宇宙探索的美妙前景。现在,新型碳纳米技术的 问世,使得人类有望将这一梦想变成现实。 科学家指出,利用碳 纳米技术,人类将可以在地球与月球、火星以及金星之间架起长达 10万公里的太空天梯。为了建造这一天梯,最重要的是找到足够强 韧的缆线材料--碳纳米材料构成的复合带。这种带子由一片片的 碳纳米纤维组成,其强度和韧度远远超过任何一种建筑材料。 但科学家表示,目前使用这种碳纳米材料面临的最大挑战是:这种 材料还没有得到商业推广,全世界只有美国和日本几家公司正在研 制这种材料,而且第一批面市的材料最多只有几吨。一位科学家预 测:“生产出足够的碳纳米材料至少需要5年时间。” 管如此,科 学家们仍然对10年后建成上述太空天梯充满信心。

医学方面
1.实验室诊断:及时发现人体中哪怕只有亿万分之一的各种 致病或带病游离分子

2.遗传病诊断方面 :为判断胎儿是否具有遗传缺陷,用纳 米微粒很容易将这些胎儿细胞分离出来进行诊断

3.癌症的早期诊断:可以发现直径3毫米以下的肝

肿瘤。这 对肝癌的早期诊断、早期治疗有着十分重要的意义

纳米化工

新造的漂亮楼房,才一二年的功夫,外墙就开始泛黄或变得斑驳 陆离;刚装修好的房子被小伢儿乱涂一气,变得惨不忍睹…今后, 如果你给房子穿件“纳米衣”,就再也不用为这些事发愁了。 近日,中国科学院物理研究院纳米研究专家方仁昌教授及有 关纳米技术专家来到杭州,向杭州市民宣传纳米知识,介绍纳米 新产品。据了解,“穿”上这种“纳米衣”,任凭风吹雨打建筑物的 外墙可保持15年以上不发黄,内墙污渍可轻易被洗掉。 除了耐洗刷、抗污染,用了这种纳米涂料,还能不断地产生 大量的负离子,就像生活在空气清新的公园和森林里。目前,广 州、上海一些城市的大型建筑,已开始广泛应用新型的纳米涂料 。

军事方面
纳米材料具有独特的纳米晶粒和高浓度晶界等特征,由此产 生表面效应、体积效应、量子尺寸效应和晶界效应等奇特的机 制,使其力学、磁、光、电、声、热和化学活性等性能优于传 统多晶体和非晶体材料。因此,纳米材料及其制造技术受到各 国普遍重视,成为目前材料科学领域内的研究热点。

2、超导磁浮列车
我们先来做一个有趣的实验:在一个铅环上放一个铅球,把 它 们的温度降低到超导临界温度(7.2K)以下,变成超导体。 通过磁感应,使铅环中产生电流,这时铅球像着了魔似地飘然 升起,当到达一定高度后便悬浮在铅环上方不动了。这是怎么 回事呢?原来,铅环里通了电流,就在周围产生了磁场,磁场 在铅球表面感应出一股电流,这股电流产生的磁场与铅环本身 产生的磁场方向相反,使铅球受到向上的斥力,这斥力与铅球 的重力平衡,铅球便悬浮在铅环的上方。超导体的这种排斥外 界磁力线,使自身变成磁力线无法通过的物体的性质,称为完 全抗磁性。人们正是利用超导体的完全抗磁性,研制成功了高 速超导磁悬浮列车。 1966年,美国首先提出制造超导磁悬浮列车的设想。此后, 美国自己,以及英国、日本、德国、瑞典等国家都进行了开 发和研制。 目前日本、德国的超导磁悬浮列车已投入运行,车速高达 500千米/小时。乘坐这种超导磁悬浮列车,从上海到北京, 只需要2小时48分钟。

3、形状记忆合金

1932年,瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到“记忆”效应, 即合金的形状被改变之后,一旦加热到一定的跃变温度时,它又 可以魔术般地变回到原来的形状,人们把具有这种特殊功能的合 金称为形状记忆合金。记忆合金的开发迄今不过20余年,但由于 其在各领域的特效应用,正广为世人所瞩目,被誉为“神奇

的功 能材料"。


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