名稱: 超細(xì)粉末有奇能：現(xiàn)代納米材料
主題詞或關(guān)鍵詞: 材料科學(xué) 納米材料
內(nèi)容
中國墨是由煙炱這種超細(xì)微粒作為重要原料，再加上黏結(jié)劑和添加劑按適當(dāng)比例制成的。雖然還算不上現(xiàn)代所說的純納米材料，但的確開創(chuàng)了納米材料的先河�，F(xiàn)代的納米材料是近一二十年才發(fā)展起來的。它的起源來自一個科學(xué)家在國外旅游中產(chǎn)生的聯(lián)想。
那是1980年的一天，一位叫格萊特的德國物理學(xué)家到澳大利亞旅游，當(dāng)他獨(dú)自駕車橫穿澳大利亞的大沙漠時，空曠、寂寞和孤獨(dú)的環(huán)境反而使他的思維特別活躍和敏銳。他長期從事晶體材料的研究，知道晶體中的晶粒大小對材料性能有極大影響，晶粒越小材料的強(qiáng)度就越高。這個道理其實不難理解，就說面粉吧，富強(qiáng)粉因比普通面粉細(xì)，和出的面就特別“筋斗”，能拉出細(xì)如絲的龍須面，用普通面粉就不成。
格萊特一面在空曠的沙漠中開車，一面展開了無邊無際的遐想。他想，如果組成材料的晶粒細(xì)到只有幾個納米那么大，材料會是什么樣子呢？或許會發(fā)生“天翻地覆”的變化吧？在異國他鄉(xiāng)旅行中冒出來的這個新想法使他興奮不已。回國后他立即開始試驗，經(jīng)過近4年的努力，他終于在1984年得到了只有幾個納米大的超細(xì)粉末，而且他發(fā)現(xiàn)任何金屬和無機(jī)或有機(jī)材料都可以制成納米大小的超細(xì)粉末。更有趣的是，一旦變成納米大小的粉末，無論是金屬還是陶瓷，從顏色上看都是黑的，但其性能還真的發(fā)生了天翻地覆的變化。
從此，由德國到美國，一大批科學(xué)家都著了迷似地研究起納米材料來。比如，美國著名的阿貢國家實驗室用納米大小的超細(xì)粉末制成的金屬材料，其硬度要比普通粗晶粒金屬的硬度高2～4倍。在低溫下，納米金屬竟然由導(dǎo)電體變成了絕緣體。一般的陶瓷很脆，但如果用只有納米大小的陶土粉末燒結(jié)成陶瓷制品，卻有良好的韌性。更有趣的是，納米材料的熔點會隨超細(xì)粉末的直徑的減小而大大降低。例如，金的熔點本是1064℃，但制成10納米左右的金粉末后，熔點降到940℃；而5納米的金粉末熔點降至830℃；2納米的金粉末熔點只有33℃，你說神不神？這一特點對人們大有用處。例如，許多高熔點陶瓷材料很難用一般的方法生產(chǎn)出用于發(fā)動機(jī)的零件，但只要事先制成納米大小的陶土粉末，就可以在較低的溫度下燒結(jié)成高溫發(fā)動機(jī)的耐熱零件。
1納米只有1米的1/109，人們要問，像納米那么微小的粉末是怎樣制造出來的呢？德國的材料科學(xué)家在90年代初發(fā)明了一種生產(chǎn)金屬超細(xì)粉末的方法。即在一個封閉室內(nèi)放進(jìn)金屬，然后充滿惰性氣體氦，再將金屬加熱變成蒸氣，于是金屬原子在氦氣中冷卻成金屬煙霧，并使金屬煙霧粘附在一個冷卻棒上，再把棒上像碳黑一樣的納米大小的粉末刮到一個容器內(nèi)。如果要用這些粉末做成零件，就可以將它們模壓成零件形狀，通過一道燒結(jié)工序，即可制成納米材料零件。
