納米工藝在冶金中的主要應(yīng)用(一)

1納米工藝的目標(biāo)實(shí)際的納米工藝計(jì)劃解決2個(gè)主要問題。首先，它們可能使設(shè)備和儀器進(jìn)一步微型化。特別是借助不同組織或用噴涂獲得極薄的薄膜，可以在很小的體積內(nèi)形成要求的性能。移動(dòng)電話就是很好的例子。這些多功能設(shè)備能進(jìn)行攝像和攝影，進(jìn)行聲波記錄等。納米工藝在醫(yī)學(xué)中的任務(wù)同樣重要。有可能制造新一代的診斷儀器：微型傳感器，甚至特定類型的微型計(jì)算機(jī)。它們能移動(dòng)到人體內(nèi)，以便傳遞內(nèi)部器官狀態(tài)最準(zhǔn)確可靠的信息。應(yīng)用藥劑的納米脈沖和納米劑量，預(yù)示著成功醫(yī)治最復(fù)雜的和現(xiàn)今的不治之癥。尺寸效應(yīng)在電子學(xué)和光學(xué)儀器中會(huì)產(chǎn)生巨大優(yōu)勢(shì)。航天和航空技術(shù)裝備應(yīng)用納米材料和納米工藝很有前景。因?yàn)椋@些地方設(shè)備的重量和尺寸問題具有決定意義。第2個(gè)任務(wù)是獲得具有全新性能的材料，它們是用傳統(tǒng)方法不能獲得的。表面、晶間及相間界面，對(duì)于很小尺寸的致密微?；蛳?，起著特別重要的作用。它們可能占總體積的50%，甚至占物質(zhì)的主要重量。在許多情況下，微粒或納米晶體的發(fā)達(dá)表面，會(huì)在質(zhì)量上產(chǎn)生新的物理、化學(xué)和力學(xué)性能。納米微粒組成的材料，特別是在一定的條件下，顯示出全新的導(dǎo)電、磁性、光學(xué)及其他特性。例如，納米粉末開始自然發(fā)光，另外與周圍環(huán)境相互作用，甚至能改變自己相成分。借助納米工藝可以目標(biāo)明確地利用性能的這種突變效應(yīng)。2納米工藝發(fā)展采用常規(guī)的工藝也可以獲得納米效應(yīng)。例如，俄羅斯科學(xué)院固體物理研究所用大的總壓下量多次軋制方法，獲得由幾千層極薄（10nm）層組成的、銅和鈮復(fù)層帶材試樣，具有極好的超導(dǎo)性能。由此可以得出結(jié)論：現(xiàn)代冶金設(shè)備（軋機(jī)、熱處理爐等）能獲得納米材料產(chǎn)品。生產(chǎn)的納米產(chǎn)品有80%以上是納米粉末。在20世紀(jì)50年代，就已經(jīng)開始得到應(yīng)用，在采用“納米”術(shù)語(yǔ)前稱為超細(xì)度粉末。在俄羅斯，首先是、特魯索夫等對(duì)這方面的發(fā)展作出了強(qiáng)有力的貢獻(xiàn)。他們?cè)谥圃祛械墓に囘^程中能夠獲得小于100nm的微?！，F(xiàn)代納米材料可以分成幾類：納米晶組成的物質(zhì)；很小厚度的納米表層；納米尺寸微粒組成的納米粉末。這不是現(xiàn)代納米材料的全部類型。應(yīng)指出具有很小尺寸，即小于100nm，不是確定某一具體工藝為納米工藝的充分理由。在很久以前，納米工藝就已得到應(yīng)用。在中世紀(jì)制造帶彩色繪畫的玻璃時(shí)，使用添加超細(xì)度金屬微粒的方法，達(dá)到改變玻璃顏色的目的。神奇的大馬士革鋼獨(dú)特的性能，應(yīng)歸功于按一定制度鍛造產(chǎn)生的納米組織；而著名的金箔實(shí)質(zhì)就是由實(shí)體材料制成納米薄膜鍍層。目前使用術(shù)語(yǔ)“納米組織材料”，表示這種材料成分中有相應(yīng)尺寸的微?；蚱渌M織元素（不必是晶粒）。例如，在高速切削鋼中，形式上也可以說(shuō)是納米微粒的超細(xì)碳化物保證了強(qiáng)化效應(yīng)。然而，性能的變化，顯