编辑功能

纳米材料的应用欧洲杯足球竞彩

Yurchanka Siarhei / Shutterstock

欧洲杯足球竞彩颗粒尺寸在十亿分之一米左右的材料被称为纳米材料,或纳米晶体材料。它们表现出非常有吸引力和有用的性能,可以用于一系列的结构和非结构应用。

应用程序

由于纳米材料具欧洲杯足球竞彩有独特的、优越的物理、化学和机械性能,它们可以应用于包括但不限于以下所列的许多应用。

新一代计算机芯片

微电子部门对小型化进行了特别关注,涉及减少晶体管,电容器和电阻等电路的尺寸。其大小的相当大降低使得能够使用这些部件开发的微处理器,以更快地操作,从而允许计算更大的速度。

然而,要实现这些进步还存在许多技术障碍,如缺乏制造这些部件的超细前驱体、由于速度更快而产生的大量热量散热不足、平均故障时间较短(可靠性较差)等。

纳米材料欧洲杯足球竞彩通过为制造商提供具有更好的导热性、纳米晶起始材料、超高纯度材料和更持久、耐用的互连(微处理器中不同部件之间的连接)的材料,帮助行业克服了这些障碍。

提高杀伤力的动能穿甲弹

美国国防部(DoD)一直在使用贫铀(DU)弹(穿甲弹)对抗敌人的坚硬目标和装甲车。但铀有残余放射性;因此,它是爆炸性的,有害的(致癌的)和致命的人员使用他们。然而,持续使用铀弹穿透器的一些关键原因是,它们在撞击目标时具有独特的自锐机制,以及缺乏一种适当的非爆炸性、无毒的铀弹替代品。

纳米钨重合金由于其独特的变形特性,例如晶界滑动,可以用于这种自锐化机制。因此,纳米钨重合金和复合材料正在被评估作为替代的钨渗透剂。

更好的绝缘材料欧洲杯足球竞彩

用溶胶-凝胶法制造的纳米晶体材料欧洲杯足球竞彩会产生被称为“气凝胶”的泡沫状结构。尽管这些气凝胶非常轻且多孔,但它们可以承受相当于自身重量100倍的载荷。气凝胶是由连续的三维粒子网络组成的,而空气(或任何其他流体,如气体)被困在其缝隙中。欧洲杯猜球平台

由于气凝胶是多孔的,并且包含了被困在缝隙中的空气,它们被用于家庭、办公室等的绝缘。这大大减少了制冷和供热的费用,从而节约了电力,并减少了相关的环境污染。

它们也被用作“智能”窗户的材料,当太阳非常明亮时,窗户就会变暗(欧洲杯足球竞彩就像太阳镜和处方眼镜的可变镜片一样),当太阳不太明亮时,窗户就会变亮。

高清电视用荧光粉

显示器或电视机的分辨率取决于像素的大小。这些像素基本上是由一种叫做“荧光粉”的材料构成的,当被阴极射线管(CRT)内的电子流击欧洲杯足球竞彩中时,这种材料会发光。通过减小像素大小或荧光粉来提高分辨率。

通过溶胶-凝胶法制备的纳米晶硒化锌、硫化镉、硫化锌和碲化铅是提高显示器分辨率的潜在材料。欧洲杯足球竞彩纳米磷光体的使用旨在降低这些显示器的成本,使个人电脑和高清电视(hdtv)成为美国普通家庭负担得起的东西。

低成本平板显示器

在笔记本电脑(便携式)行业,对平板显示器的需求很高。日本在这一领域处于领先地位,主要是由于其在这些显示器材料上的研发工作。欧洲杯足球竞彩

通过合成纳米晶体磷光体可以显着改善这些显示装置的分辨率,同时显着降低了制造成本。此外,由于其改进的磁性和电性能,使用纳米材料制造的平板显示器与传统的磁性和传统相比具有更高的对比度和亮度。欧洲杯足球竞彩

越来越坚硬的切削工具

由纳米晶材料制成的切削工具,如钽、钨和钛的碳化物,比传统的(大晶粒的)同类材欧洲杯足球竞彩料更加坚硬,更耐侵蚀和耐磨,使用寿命更长。它们还能让制造商更快地加工几种材料,从而提高生产率,极大地降低制造成本。欧洲杯足球竞彩

此外,小型化微电子电路需要微型钻石(具有比平均人发的厚度小的直径大的钻头[100μm]),具有改善的边缘保持和更好的耐磨性。纳米晶碳化物在这些微型钻头中使用,因为它们更难以更难,更强,耐磨。

消除污染物的

纳米晶材料具有与其晶粒尺寸相对应欧洲杯足球竞彩的非常大的晶界。因此,它们的物理、化学和机械性能都非常活跃。由于纳米材料的化学活性提高,可以在发电设备和汽车催化转化器中作为催化剂,与氮氧化物、一氧化碳等欧洲杯足球竞彩有毒有害气体发生反应,避免汽油和煤炭燃烧时造成环境污染。2020欧洲杯下注官网

高能量密度电池

传统和可充电电池在几乎所有需要电力的应用中使用。这些应用包括笔记本电脑,汽车,玩具,电动汽车,个人立体声,无绳电话,蜂窝电话,手表和下一代电动车(NGEV),减少环境污染。这些电池的能量密度(存储容量)非常低,需要频繁再充电。传统和可充电电池的使用寿命也很低。

使用溶胶-凝胶方法生产的纳米晶体欧洲杯足球竞彩材料具有类似泡沫(气凝胶)的结构,可以比传统的同类材料存储更多的能量。因此,它们非常适合于电池的隔板。此外,由纳米晶镍和金属氢化物制成的镍-金属氢化物(Ni-MH)电池因其大的晶界(表面积)和改善的化学、物理和机械性能,被预测需要更少的充电和持续相当长的时间。

大功率磁铁

在饱和磁化强度和矫顽力值方面测量磁铁的强度。当晶粒的晶粒尺寸减小和颗粒的比表面积(每单位体积的表面积)增加时,这些值将增加。已经证明,由于其极大的表面积,由纳米晶的钇钇 - 钐 - 钴晶粒制成的磁体具有高度常见的磁性特性。

这些大功率稀土磁体的常见应用包括超灵敏分析仪器、更安静的潜艇、陆基发电机、汽车交流发电机、船舶发动机以及医疗诊断中的磁共振成像(MRI)。

高灵敏度的传感器

传感器利用它们的灵敏度来检测它们被编程用来测量的不同参数的变化。参数包括化学活度、导热系数、电阻率、磁导率和电容。所有这些参数在很大程度上取决于用于传感器的材料的微观结构(晶粒尺寸)。欧洲杯足球竞彩

传感器环境的变化可以通过传感器材料的物理、化学或机械特性来揭示,从而用于检测。例如,由氧化锆(zirconia)制成的一氧化碳传感器利用其化学稳定性来识别是否存在一氧化碳。

当有一氧化碳存在时,氧化锆中的氧原子与一氧化碳中的碳发生反应,部分还原氧化锆。这种反应激活了传感器特性的修改,如电容和电导率(或电阻率)。

随着晶粒尺寸的减小,反应的速率和程度显著提高。因此,纳米晶材料制成的传感器对其环境的变化非常敏感。欧洲杯足球竞彩用纳米晶材料制作的传感器通常应用于飞机机翼上的冰探测器、烟雾探测器、汽车发动机性能传感器等。欧洲杯足球竞彩

更节能的汽车

现有的汽车发动机浪费了大量的汽油,由于不完全燃烧燃料,从而增加了环境污染。传统的火花塞不能完全有效地燃烧汽油。这个问题被错误的,或磨损的,火花塞电极放大。

由于纳米材料更硬、更欧洲杯足球竞彩强、更耐侵蚀、更耐磨,目前正被提议用于火花塞。这些电极延长了火花塞的使用寿命,并帮助燃烧燃料更有效和充分。一个全新的火花塞设计称为“轨道塞”也在原型阶段。

这个轨道塞采用了“轨道炮”的技术——“轨道炮”是著名的星球大战防御计划的副产品。然而,这些轨道塞产生更强的火花(能量密度几乎为1千焦/毫米2).因此,传统材料的腐蚀和腐蚀速度非常快,欧洲杯足球竞彩通常在汽车上没有任何实际用途。

相比之下,由纳米材料制成的轨道比即使是传统的火花塞也比即使是持久性。欧洲杯足球竞彩此外,汽车通过失去发动机产生的热能来废物大量的能量。这与柴油发动机尤其如此。因此,已经提出了利用纳米晶陶瓷(例如氧化铝和氧化锆)涂覆发动机气缸(衬垫)的计划,使得它们以更有效的方式保持热量,从而确保全部高效的燃料燃烧。

具有增强性能特性的航空航天部件

由于飞行中涉及的危险,飞机制造商的目标是使航天部件更坚固,更坚固,使用寿命更长。飞机部件的主要性能之一是疲劳强度,它随着部件年龄的增加而下降。通过使用更坚固的材料制造部件,飞机的寿命可以显著增加。欧洲杯足球竞彩

疲劳强度随材料晶粒尺寸的减小而增大。与传统材欧洲杯足球竞彩料相比,纳米材料的晶粒尺寸显著减小,疲劳寿命平均增加了200%-300%。此外,使用纳米材料制成的组件更坚固,可以在更高的温度下工作,使飞机飞行更欧洲杯足球竞彩快、更高效(使用相同数量的航空燃料)。

在航天器中,材料的高温强度是至关重要的,因为这些部件(例如,推进器、火箭发动机和矢量喷管)在比飞机更高的温度和更高的速度下工作。纳米材料欧洲杯足球竞彩也是航天器应用的理想竞争者。

更好和未来的武器平台

传统的火炮,如155毫米榴弹炮、加火炮和多发射火箭系统(MLRS),使用的是燃烧一堆化学物质(火药)产生的化学能。穿透器能以大约1.5-2.0公里/秒的最大速度推进。

相反,电磁发射装置(EML炮),或轨道炮,利用电能,以及伴随的磁场(能量),以高达10公里/秒的速度推进穿甲/射弹。这样的速度增加导致了更大的动能对相同的穿甲弹质量。能量的大小与传递给目标的伤害成正比。因此,美国国防部(特别是美国陆军)对轨道炮进行了广泛的研究。

由于轨道炮是利用电能工作的,所以轨道必须是电的优良导体。此外,他们需要如此强大和不灵活,轨道炮射击时不会下垂,也不会因自身重量而倒塌。当谈到高导电性时,铜是显而易见的选择。

然而,由于超高速弹丸对轨道的侵蚀,用铜制成的轨道炮磨损得要快得多。此外,它们缺乏高温强度。铜轨的腐蚀和磨损要求经常更换枪管。

为了满足这些需求,一种由铜、钨和二硼化钛制成的纳米晶体复合材料正在被评估为一种潜在的候选材料。这种纳米复合材料具有必要的导电性、令人满意的导热性、优异的高强度、高硬度、高硬度和耐磨损/侵蚀性能。

这就产生了抗侵蚀和耐磨的轨道炮,与传统的同类产品相比,它的使用寿命更长,发射频率更高。

更持久的卫星

卫星正在雇用民用和国防应用。由于各种因素,这些卫星使用推进器火箭留在或改变其轨道,例如地球施加的重力的影响。因此,需要推进器来重新定位卫星。

在很大程度上,这些卫星的生活受到他们可以在船上所采用的燃料量的管辖。实际上,通过卫生燃料(例如肼)的部分和低效燃烧引起的卫星造成的燃料超过三分之一的燃料中的推进器浪费。由于堵塞的舷外点火器速度磨损而发生的部分和低效的燃烧发生,该燃烧会在结果中停止有效地执行。

纳米材料欧洲杯足球竞彩,如纳米晶钨钛二硼化硼铜复合材料,是改善这些点火器的性能特征和寿命的有前途的选择。

长期医疗植入物

一般来说,心脏瓣膜和骨科植入物等医疗植入物是由不锈钢和钛合金制成的。这些合金主要用于人体,因为它们具有生物相容性,也就是说,它们不会与人体组织发生不良反应。这些材料在骨欧洲杯足球竞彩科植入物(髋关节人工骨等)中相对无孔。

如果种植体必须以一种有效的方式模仿自然人骨,邻近的组织必须穿透种植体,从而为种植体提供必要的强度。由于这些材料相对不透水,欧洲杯足球竞彩人体组织不会穿透植入物,从而降低了它们的有效性。

此外,这些金属合金磨损很快,需要频繁且昂贵的手术。但是纳米晶氧化锆(氧化锆)陶瓷是坚硬的,耐腐蚀的(生物液体是腐蚀性的),耐磨的,和生物兼容。

如果使用溶胶 - 凝胶方法生产,也可以使纳米陶瓷多孔孔隙多孔(气凝胶最多持续100倍)。这将导致植入物更少的植入物更换,从而大幅减少手术费用。纳米晶碳化硅(SiC)是人造心脏瓣膜的潜在材料,主要是由于其重量低,耐磨性,极端硬度,高强度,耐腐蚀性和惰性(SiC与生物流体没有反应)。

韧性、可加工的陶瓷

因此,陶瓷非常坚硬、易碎、不易加工。陶瓷的这些特性已经阻止了潜在用户利用它们的优点。然而,随着晶粒尺寸的减小,这些陶瓷的应用越来越广泛。氧化锆是一种硬而脆的陶瓷,它甚至被制成了超塑性材料,也就是说,它可以变形到更长的长度(高达初始长度的300%)。然而,这些陶瓷必须有纳米晶颗粒才能超塑性。

实际上,像碳化硅(SiC)和氮化硅(Si3.N4)已用于汽车应用,如球轴承,高强度弹簧和阀挺杆。这是因为它们具有良好的可加工性和成形性,以及优越的物理、机械和化学性能。它们也被用作高温炉的部件。

在相当低的温度下压制和烧结纳米陶瓷成不同形状是可能的。相比之下,传统陶瓷即使在高温下也很难压制和烧结。

大型电致变色显示设备

一种电致变色器件包括可添加光学吸收带或通过使电流通过材料或通过施加电场欧洲杯足球竞彩来修饰电流带的材料。

纳米晶材料,如钨氧化物(WO欧洲杯足球竞彩3.⋅xH2o)凝胶用于巨大的电致变色显示装置。控制电致变色的反应(受电场影响的可逆着色过程)是双注射离子(或质子,H+)和电子,与纳米晶钨酸结合形成钨青铜。这些设备主要用于公告板和公共广告牌发送信息。

电致变色装置类似于通常用于手表和计算器的液晶显示器(LCD)。但是电致变色器件是通过响应施加的电压而改变颜色来显示信息的。颠倒极性,颜色就会变白。这些器件的分辨率、对比度和亮度很大程度上取决于钨酸凝胶的粒度。因此,纳米材料正在为此目的进行欧洲杯足球竞彩研究。

总结

从本文提供的例子可以很清楚地看出,溶胶-凝胶法生产的纳米晶体材料可以在一个广泛的独特的、新的和现有的应用范围内使用。欧洲杯足球竞彩很明显,纳米材料凭借其优异的物理、化学和力学性能,以及其欧洲杯足球竞彩出色的成形性,超越了传统材料。

告诉我们你的想法

你对这篇文章有评论、更新或想要补充的内容吗?

离开你的反馈
提交