纳米复合材料是由两种或两种以上的不同材料组成的新型材料,其中至少有一种成分是纳米颗粒。这些材料在纳米尺度上复合,从而具有传统复合材料和纳米材料的特性,如高强度、高模量、耐磨、耐腐蚀等。
纳米复合材料的特性
高比表面积和量子效应 :纳米颗粒的尺寸在纳米级,这使得材料具有较大的比表面积和量子效应,从而带来一系列独特的物理和化学性质。优异的综合性能:
纳米复合材料结合了纳米材料的表面效应、量子尺寸效应等性质,以及基体材料的韧性、加工性及介电性能,表现出许多优异的性能,如高强度、高模量、耐磨、耐腐蚀、导电、热稳定和化学稳定性等。
设计灵活性:
纳米复合材料可以根据特定需求进行设计,通过选择不同的纳米颗粒和基体材料,可以实现对材料性能的调控,如提高强度、改善导电性、增强热稳定性等。
纳米复合材料的分类
按分散相形态分类
0-0 复合:
不同成分、不同组成或不同种类的纳米粒子复合而成的纳米固体。
0-2 复合:纳米粒子分散到二维的薄膜材料中,分为均匀弥散和非均匀弥散两类。
0-3 复合:纳米粒子分散在常规三维固体中。
按基体材料分类
聚合物基纳米复合材料:以有机聚合物为连续相,无机纳米颗粒为分散相。
陶瓷基纳米复合材料:以陶瓷为基体,纳米颗粒为分散相。
金属基纳米复合材料:以金属为基体,纳米颗粒为分散相。
按应用领域分类
生物医学:用于药物递送、基因递送、生物传感器、生物芯片设计等。
航空航天:用于制造高强度、轻质、耐高温的材料。
国防:用于制造高性能的防护材料和武器系统。
交通:用于制造高性能的交通工具部件,如轮胎、刹车系统等。
纳米复合材料的应用
纳米复合材料因其优异的性能,在许多领域都有广泛的应用前景,包括但不限于:
生物医学:
纳米复合材料在药物递送、基因递送、生物传感器、生物芯片设计等方面具有巨大的潜力。
航空航天:
用于制造高强度、轻质、耐高温的材料,提高飞行器的性能和寿命。
国防:
用于制造高性能的防护材料和武器系统,提高军事装备的战斗力。
交通:
用于制造高性能的交通工具部件,如轮胎、刹车系统等,提高交通安全和效率。