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文档简介

1纳米工艺的目标实际的纳米工艺计划解决2个主要问题。首先，它们可能使设备和仪器进一步微型化。特别是借助不同组织或用喷涂获得极薄的薄膜，可以在很小的体积内形成要求的性能。移动电话就是很好的例子。这些多功能设备能进行摄像和摄影，进行声波记录等。纳米工艺在医学中的任务同样重要。有可能制造新一代的诊断仪器：微型传感器，甚至特定类型的微型计算机。它们能移动到人体内，以便传递内部器官状态最准确可靠的信息。应用药剂的纳米脉冲和纳米剂量，预示着成功医治最复杂的和现今的不治之症。尺寸效应在电子学和光学仪器中会产生巨大优势。航天和航空技术装备应用纳米材料和纳米工艺很有前景。因为，这些地方设备的重量和尺寸问题具有决定意义。第2个任务是获得具有全新性能的材料，它们是用传统方法不能获得的。表面、晶间及相间界面，对于很小尺寸的致密微粒或相，起着特别重要的作用。它们可能占总体积的50%，甚至占物质的主要重量。在许多情况下，微粒或纳米晶体的发达表面，会在质量上产生新的物理、化学和力学性能。纳米微粒组成的材料，特别是在一定的条件下，显示出全新的导电、磁性、光学及其他特性。例如，纳米粉末开始自然发光，另外与周围环境相互作用，甚至能改变自己相成分。借助纳米工艺可以目标明确地利用性能的这种突变效应。2纳米工艺发展采用常规的工艺也可以获得纳米效应。例如，俄罗斯科学院固体物理研究所用大的总压下量多次轧制方法，获得由几千层极薄（10nm）层组成的、铜和铌复层带材试样，具有极好的超导性能。由此可以得出结论：现代冶金设备（轧机、热处理炉等）能获得纳米材料产品。生产的纳米产品有80%以上是纳米粉末。在20世纪50年代，就已经开始得到应用，在采用“纳米”术语前称为超细度粉末。在俄罗斯，首先是、特鲁索夫等对这方面的发展作出了强有力的贡献。他们在制造钚的工艺过程中能够获得小于100nm的微粒。现代纳米材料可以分成几类：纳米晶组成的物质；很小厚度的纳米表层；纳米尺寸微粒组成的纳米粉末。这不是现代纳米材料的全部类型。应指出具有很小尺寸，即小于100nm，不是确定某一具体工艺为纳米工艺的充分理由。在很久以前，纳米工艺就已得到应用。在中世纪制造带彩色绘画的玻璃时，使用添加超细度金属微粒的方法，达到改变玻璃颜色的目的。神奇的大马士革钢独特的性能，应归功于按一定制度锻造产生的纳米组织；而著名的金箔实质就是由实体材料制成纳米薄膜镀层。目前使用术语“纳米组织材料”，表示这种材料成分中有相应尺寸的微粒或其他组织元素（不必是晶粒）。例如，在高速切削钢中，形式上也可以说是纳米微粒的超细碳化物保证了强化效应。然而，性能的变化，显
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