第十章其他常用工程材料10.1高分子材料10.2陶瓷材料10.3復合材料10.4新材料簡介10.1高分子材料

一、高分子材料的概念高分子材料分為天然和人工合成兩大類。天然高分子材料有羊毛、蠶絲、淀粉、纖維素及橡膠等。人工分成高分子材料有聚苯乙烯、聚氯乙烯及聚丙烯腈等。工程上應用的高分子材料主要是人工合成的高分子材料，是以高分子化合物為主要組成物的材料，而高分子化合物是指分子量很大的化合物，它們的分子量都在幾千、幾萬、幾十萬或幾百萬以上，甚至無窮，但多數在5000~1000000。表10-1列舉了一些物質的分子量。高分子量物質和低分子量物質之間并沒有嚴格的界限，一般把分子量不大于500的物質稱為低分子化合物，大于500的物質稱為高分子化合物。一般來說，低分子化合物沒有強度和彈性，而高分子化合物則具有一定的強度、彈性和塑性。

高分子化合物一般由一種或幾種簡單的低分子化合物(也稱為單體)重復連接而成。例如，聚乙烯是由低分子乙烯(單體)組成，聚氯乙烯是由低分子氯乙烯(單體)組成。低分子化合物聚合起來形成高分子化合物的過程稱為聚合反應。所以，高分子化合物又稱為高聚物或聚合物。下一頁返回10.1高分子材料

由單體聚合為高聚物的基本方式有以下兩種:.加成聚合反應(也稱加聚反應)。它是單體經過光照、加熱或化學藥品(稱為引發劑)的作用后相互結合成大分子的過程。加聚反應進行得較快，反應過程中不停留，沒有中間產物生權。目前產量較大的高分子化合物品種，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及合成橡膠等，都是加聚反應的產品。

.縮合聚合反應(也稱縮聚反應)。它是具有官能團(如一OH,-COOH,-NH等)的單體，互相反應結合成較大的大分子，同時生成某些低分子物質(如水、氨等)的過程?？s聚反應有很大使用價值，如滌綸、尼龍、酚醛樹脂、環氧樹脂等重要的高分子化合物都是縮聚反應合成的。人工合成的高分子化合物按工藝性質可分為塑料、橡膠、膠黏劑和纖維素4類。

二、常用的高分子材料

1.塑料

(1)塑料的組成塑料是一種高分子物質合成材料。它是以樹脂為基礎，再加入添加劑制成。上一頁下一頁返回10.1高分子材料

樹脂是塑料的主要成分，用以黏接塑料中的其他成分，并使其具有成型性能。樹脂的種類、性質及加入量對塑料的性能有很大的影響，因此，很多塑料就是以所用樹脂的名稱來命名的。如聚氯乙烯塑料就是以聚氯乙烯為主要成分。目前采用的樹脂主要是合成樹脂。添加劑的作用主要是改善某些性能或降低成本，常用的添加劑有填充劑、增塑劑、穩定劑、固化劑、潤滑劑、著色劑等。

(2)塑料的分類按塑料的熱性能不同可分為熱塑性塑料和熱固性塑料，按塑料使用范圍的不同可分為通用塑料、工程塑料和耐熱塑料。熱塑性塑料加熱時軟化，可塑造成型，冷卻后變硬，再次加熱又軟化，冷卻又變硬，可多次變化。它的變化是一種物理變化(塑化)，化學結構基本不變。常用的熱塑性塑料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯,ABS、聚甲醛、聚碳酸醋、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚礬等。這種塑料具有加工成型簡單、力學性能較好的優點，缺點是耐熱性和剛性較差。上一頁下一頁返回10.1高分子材料熱固性塑料加熱時軟化，可塑造成型，但固化后的塑料既不溶于溶劑，也不再受熱軟化，只能塑制一次。常用的熱固性塑料有酚醛塑料、氨基塑料、環氧塑料等。這類塑料具有耐熱性能好、受壓不易變形等優點，缺點是力學性能不好。

通用塑料是指產量大、用途廣、價格低而受力不大的塑料產品。主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料等，它們是一般工農業生產和日常生活不可缺少的塑料。工程塑料是指力學性能較好、耐熱、耐寒、耐蝕和電絕緣性良好的塑料，它們可取代金屬材料制造機械零件和工程結構。這類塑料主要有聚碳酸醋、聚酞胺(即尼龍)、聚甲醛、聚礬和ABS等。耐熱塑料是指在較高溫度下工作的各種塑料，如聚四氟乙烯、環氧塑料和有機硅塑料等均能在100℃~2000℃的溫度下工作。

(3)塑料的成型加工塑料的成型是將各種形態(粉狀、粒狀、液態、糊狀和碎料)的塑料，制成具有一定形狀和尺寸的制品的過程。塑料的成型工藝簡單，形式多樣，如注射成型、壓制成型、擠出成型和吹塑成型。圖10-1是用吹塑成型制取小口徑中空制品的示意圖。上一頁下一頁返回10.1高分子材料將適當大小的坯料(管狀或片狀塑料)放置于模具中(圖10-1(a))，然后閉合模具并通過壓縮空氣，使尚具有良好塑性的坯料緊貼于模壁內側(圖10-1(b))，待冷卻后打開模具，即得到中空制品(圖10-1(c))。吹塑成型主要用來制取薄壁、小口徑的中空制品及塑料薄膜。

塑料也可通過噴涂、浸漬、黏貼等工藝覆蓋于其他材料的表面，塑料的表面也可鍍覆金屬層。除了塑料成型之外，還可以對塑料制品進行切削、焊接和黏接，也還可以將注射或壓制成型的制品進一步加工或進行修整。對于泡沫塑料，可以用木工工具及設備加工，也可用電熱器具進行熔割。

(4)塑料的種類及應用近幾年來塑料在生產和生活中的應用越來越廣泛。常用塑料的種類、性能特點和用途舉例見表10-2。

2.橡膠

(1)橡膠的組成橡膠是在使用溫度范圍內處于高彈性狀態的高分子材料。在較小的載荷作用下能產生很大的變形，載荷卸除后又能很快恢復原來的狀態。具有優良的拉伸性能和儲能性能。此外，還有優良的耐磨性、隔音性和絕緣性。在機械零件中，廣泛用于制造密封件、減震件、傳動件、輪胎和電線等。上一頁下一頁返回10.1高分子材料

橡膠是以生膠(生橡膠)為基礎再加人入適量的配合劑制成的。生膠按原料來源不同可分為天然橡膠和合成橡膠兩類，天然橡膠是以熱帶的橡膠樹中流出的膠乳為原料，經過凝固、干燥、加壓等工序制成的片狀固體，其單體為異性二烯。合成橡膠是用化學合成的方法制成的與天然橡膠性質相似的高分子材料。合成橡膠的品種很多，如丁苯橡膠、氯丁橡膠等。

配合劑是為了提高和改善橡膠制品的性能而加入的物質，如硫化劑、防老劑、軟化劑和填充劑等。硫化劑的作用類似熱固性塑料中的固化劑，天然橡膠常以硫磺作硫化劑，并加入氧化鋅促進劑加速硫化，以縮短硫化的時間。加入硬脂酸、精制石蠟及一些油類等軟化劑，可增加橡膠的塑性，改善其黏附力。加入炭黑、氧化硅、陶土、硫酸鋇及滑石粉等填充劑，可以增加橡膠制品的強度，降低成本。

(2)橡膠的種類及應用橡膠最重要的特性是高彈性。因此，在使用和儲存過程中要特別注意保護其彈性。氧化、光照(特別是紫外線照射)均會促使橡膠老化、龜裂、發黏或變脆，從而喪失其彈性。

表10-3列出了工業上常用橡膠的種類、特點和用途。上一頁下一頁返回10.1高分子材料

3.膠赫劑膠黏劑是以富有黏性的物質為基料，加入各種添加劑而成。它能將物質膠黏在一起，使膠接面具有足夠的膠接強度。膠接在某些情況下可以代替鉚接、焊接和機械連接，如膠接無法焊接的金屬材料，還可以使金屬與橡膠、塑料、陶瓷等非金屬材料接合。常用的膠黏有天然膠黏劑和人工合成樹脂膠黏劑兩類。天然膠黏劑有骨膠、蟲膠、桃膠等。使用最多的還是人工合成樹脂膠黏劑，由黏結劑(酚醛樹脂、聚苯乙烯等)、固化劑、填料及各種附加劑組成，使用要求不同，其各組分的比例不同。用膠黏劑進行膠接時，接頭可以在一定溫度和時間條件下經固化后形成，也可以經加熱、冷卻固化后形成，或先將膠黏劑溶入易揮發的溶液中，膠接后，溶劑揮發而形成。常用膠黏劑的種類、特點和用途如表10-4所示。上一頁返回10.2陶瓷材料

一、陶瓷材料的概念陶瓷材料是無機非金屬材料的統稱，包括陶器、瓷器、玻璃、搪瓷、耐火材料等。陶瓷是由金屬和非金屬元素的化合物組成的多晶固體材料，其結構和顯微組織比金屬復雜得多。陶瓷材料的剛度好，硬度高，是工程上常用的耐高溫材料和絕緣材料。陶瓷材料的組織穩定，對酸、堿、鹽有很強的抗蝕能力，但陶瓷的塑性很差，沒有延展性，受沖擊時容易斷裂。隨著科學技術的進步，出現了許多新型陶瓷材料，其性能也有了很大的發展，如磁性陶瓷材料、高溫絕熱陶瓷材料、光學陶瓷材料、半導體陶瓷材料等。陶瓷材料在工業中各個部門的廣泛應用，使得陶瓷材料與高分子材料、金屬材料一起被稱為三大固體工程材料。下一頁返回10.2陶瓷材料

二、陶瓷制品的生產過程陶瓷制品的種類繁多，生產工藝過程各不相同，但一般都要經過原料制備、成型和燒結3個階段。陶瓷原料的加工直接影響陶瓷的成型工藝和陶瓷制品的使用性能。首先對原料要進行精選，去除雜質;再將原料粉碎，磨細到一定粒度;然后按一定比例配料，根據成型工藝的要求，制備成粉料、漿料或可塑泥團。陶瓷制品的成型有很多方法，一般采用可塑成型、壓制成型和注漿成型3種方法。可塑成型法是通過手工或機械對可塑泥團進行擠壓、車削，使之成型的一種方法;壓制成型是將含有一定水分和添加劑的粉料放入模具中，在較高壓力下使之成型的一種方法;注漿成型是指將漿料注入模具中，經過一定時間后，坯料在模具內固定下來的一種成型方法，如圖10-2所示。這種成型方法主要用于制造形狀復雜、精度要求不高的陶瓷制品。沒有經過燒結的陶瓷制品，不具有使用性能。因此，成型后的陶瓷制品經干燥、涂釉，然后進行燒結。上一頁下一頁返回10.2陶瓷材料三、陶瓷材料的分類陶瓷一般可分為普通陶瓷和特種陶瓷兩大類。普通陶瓷又稱傳統陶瓷，它是以天然的硅酸鹽礦物(如赫土、長石、鈉長石、硅砂等)為原料，經粉碎、成型、燒結后制成的。主要用于日用、建筑等部門。特種陶瓷是指具有某種獨特性能的陶瓷，是采用人工合成材料(如氧化物、氮化物、硅化物等)經粉碎、成型、燒結后制成的。主要用于機械、冶金、化工、電氣等部門。四、常用陶瓷的性能特點、種類及其應用陶瓷的共同特點是:硬度高、抗壓強度大、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕及抗氧化性能好。但是，陶瓷性脆，沒有延展性，經不起碰撞和急冷急熱。表10-5是常用工業陶瓷的種類、性能和用途。上一頁返回10.3復合材料

由兩種或兩種以上物理、化學性質不同的物質，經人工合成而得到的多相固體材料稱為復合材料。復合材料保留了單一材料的優點，克服了單一材料的缺點，實現了對材料的綜合性要求。人類在生產和生活中創造了許多人工復合材料，如鋼筋混凝土、輪胎、玻璃鋼等。

一、復合材料的分類復合材料常見的分類方法有以下3種:1.按基體類型分類可分為金屬基體和非金屬基體兩類。目前使用最多的是以高聚物材料為基體的復合材料。

2.按增強劑的性質和形態分類可分為纖維增強復合材料、細粒復合材料、層疊復合材料。下一頁返回10.3復合材料纖維增強復合材料是以玻璃纖維、碳纖維、硼纖維等陶瓷材料作為復合材料的增強劑，與塑料、樹脂、橡膠或金屬等材料復合而成，如橡膠輪胎、玻璃鋼、纖維增強陶瓷等;而硬質合金屬于細粒復合材料;三合板、五合板、雙金屬軸承等則屬于層疊復合材料。

3.按材料的用途分類可分為結構復合材料和功能復合材料。結構復合材料是利用其力學性能，如強度、硬度、韌性等，用以制造各種結構件和機械零件;功能復合材料是利用其物理性能，如光、電、聲、熱、磁等，用以制造各種結構件。

二、復合材料的性能特點復合材料同金屬或其他固體材料相比，具有比強度和比模量高、疲勞極限高、減振性能好、耐高溫能力強、工作安全性高等特點。表10-6為常用材料的性能比較。

上一頁下一頁返回10.3復合材料三、常用復合材料簡介

1.玻璃纖維增強復合材料玻璃纖維增強復合材料是以玻璃纖維為增強劑，以合成樹脂為黏結劑制成的，俗稱玻璃鋼。玻璃鋼是目前機械工業中應用最廣的一類復合材料，其增強效果因使用的樹脂不同而有所差異。以尼龍、聚苯乙烯類等熱塑性樹脂為黏結劑制成的熱塑性玻璃鋼，具有較高的力學性能、耐熱性能和抗老化性能強，工藝性能較好。可用于軸承、齒輪、殼體等零件的制造。以環氧樹脂、酚醛樹脂、有機硅樹脂等熱固性樹脂為黏結劑制成的熱固性玻璃鋼，具有密度小、強度高、化學穩定性好、工藝性能好的特點?？捎糜谲嚿?、船體等構件的制造。

2.碳纖維增強復合材料玻璃鋼有許多優點，但剛度較低。碳纖維增強復合材料是以碳纖維和環氧樹脂、酚醛樹脂、聚四氟乙烯等組成的復合材料。它克服了玻璃鋼的缺點，具有較高的強度和彈性模量，密度小，沖擊韌度和疲勞極限較高。另外，它還具有良好的減摩性、導熱性、耐腐蝕性和耐熱性能。上一頁下一頁返回10.3復合材料

碳纖維增強復合材料可用于制造耐磨零件，如軸承、齒輪等，制造化工設備中的耐蝕零件及飛行器中的結構件。

3.細粒復合材料細粒復合材料是由一種或幾種細小顆粒均勻分布在基體材料中制成的。顆粒起增強劑的作用，其粒度有一定的要求，否則會使增強效果下降。常用的細粒復合材料有兩類，一個是由金屬細粒與塑料復合制成的，導熱、導電性能好，線膨脹系數低，可用于制造軸承、防射線的屏罩及隔音設備;另一個是由陶瓷細粒與金屬復合制成的，硬度高，耐磨性和耐熱性能好，可用于制造切削刃具及耐高溫零件。

4.層疊復合材料層疊增強復合材料是由兩層或多層不同性質的材料組合而成的。這類材料具有密度小、剛度和抗壓穩定性高、抗彎強度好的特點，常用于航空、船舶及化工等行業。上一頁返回10.4新材料簡介

新材料的研究與發展有84%的投入是對功能材料的開發與利用，功能材料是一大類具有特殊電、磁、光、聲、熱、力、化學以及生物功能的新型材料，是信息技術、生物技術、能源技術等高技術領域和國防建設的重要基礎材料。

一、能源材料能源材料主要有太陽能電池材料、儲氫材料、固體氧化物電池材料等。太陽能電池材料是新能源材料，IBM公司研制的多層復合太陽能電池，能量轉換率高達40%。氫是無污染、高效的理想能源，氫的利用關鍵是氫的儲存與運輸，美國能源部在全部氫能研究經費中，大約有50%用于儲氫技術。氫對一般材料會產生腐蝕，造成氫脆及其滲漏，在運輸中也易爆炸，儲氫材料的儲氫方式是能與氫結合形成氫化物，當需要時加熱儲氫材料放氫，放完后又可以繼續充氫。目前的儲氫材料多為金屬化合物，如LaNi5H,Ti1.2Mnl.6H3等。下一頁返回10.4新材料簡介固體氧化物燃料電池的研究十分活躍，關鍵是電池材料，如固體電解質薄膜和電池陰極材料，還有質子交換膜型燃料電池用的有機質子交換膜等。

二、智能材料

智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之后的第四代材料，是現代高技術新材料發展的重要方向之一。國外在智能材料的研發方面已取得很多技術突破，如英國宇航公司的導線傳感器，用于測試飛機蒙皮上的應變與溫度。英國開發出一種快速反應形狀記憶合金，壽命期內可百萬次循環，且輸出功率高，可以用它作制動器。形狀記憶合金已成功應用在衛星天線、醫學等領域。另外，還有壓電材料、磁致伸縮材料、導電高分子材料、電流變液和磁流變液智能材料、驅動組件材料等智能材料。

上一頁下一頁返回10.4新材料簡介三、超導材料有些材料當溫度下降至某一臨界溫度時，其電阻消失，這種現象稱為超導電性。具有這種現象的材料稱為超導材料。超導體的另外一個特征是:當電阻消失時，磁感應線將不能通過超導體，這種現象稱為抗磁性。一般金屬(例如銅)的電阻率隨溫度的下降而逐漸減小。1919年荷蘭科學家昂內斯用液氦冷卻水銀，當溫度下降到4.2K(即-269℃)時，發現水銀的電阻完全消失。1933年邁斯納發現，當金屬在超導狀態時，它能將通過其內部的磁力線排出金屬體外。超導電性和抗磁性是超導體的兩個重要特性。使超導體電阻為零的溫度稱為臨界溫度(Tc)。超導材料研究的難題是突破“溫度障礙”，即尋找高溫超導材料。以NbTi,Nb3Sn為代表的實用超導材料已實現了商品化，在核磁共振人體成像(NMRI),超導磁體及大型加速器磁體等多個領域獲得了應用;SQUID作為超導體弱電應用的典范，已在微弱電磁信號測量方面起到了重要作用，上一頁下一頁返回10.4新材料簡介其靈敏度是其他任何非超導裝置無法達到的。但是，由于常規低溫超導體的臨界溫度太低，必須在昂貴復雜的液氦(4.2K)系統中使用，因而嚴重地限制了低溫超導應用的發展。高溫氧化物超導體的出現，突破了溫度壁壘，把超導應用溫度從液氦(4.2K)提高到液氮(77K)溫區。同液氦相比，液氮是一種非常經濟的冷媒，并且具有較高的熱容量，這給工程應用帶來了極大的方便。另外，高溫超導體都具有相當高的磁性能，能夠用來產生20T以上的強磁場。超導材料最誘人的應用是發電、輸電和儲能。利用超導材料制作超導發電機的線圈磁體制成的超導發電機，可大大提高電機中的磁感應強度，而且幾乎沒有能量損失，與常規發電機相比，超導發電機的單機容量提高5~10倍，發電效率提高50%。超導輸電線和超導變壓器可以把電力幾乎無損耗地輸送給用戶，據統計，目前的銅導線或鋁導線輸電，約有15%的電能損耗在輸電線上，在我國每年的電力損失達1000多億千瓦時。若改為超導輸電，節省的電能相當于新建數十個大型發電廠。上一頁下一頁返回10.4新材料簡介超導磁懸浮列車的工作原理是利用超導材料的抗磁性，將超導材料置于永久磁體(或磁場)的上方，由于超導的抗磁性，磁體的磁力線不能穿過超導體，磁體(或磁場)和超導體之間會產生排斥力，使超導體懸浮在上方，利用這種磁懸浮效應可以制作高速超導磁懸浮列車。超異材料還可以用于超導計算機，高速計算機要求在集成電路芯片上的元件和連接線密集排列，但密集排列的電路在工作時會產生大量的熱量，若利用電阻接近于零的超導材料制作連接線或超微發熱的超導器件，則不存在散熱問題，可使計算機的速度大大提高。

四、磁性材料磁性材料可分為軟磁材料和硬磁材料兩類。

1.軟磁材料這是指那些易于磁化并可反復磁化的材料，但當磁場去除后，磁性即隨之消失。這類材料的特性標志是:磁導率(μ=B/H)高，即在磁場中很容易被磁化，并很快達到高的磁感應強度;但當磁場消失時，其剩磁很小。上一頁下一頁返回10.4新材料簡介這種材料在電子技術中廣泛應用于高頻技術，如磁芯、磁頭、存儲器磁芯;在強電技術中可用于制作變壓器、開關繼電器等。目前常用的軟磁體有鐵硅合金、鐵鎳合金、非晶金屬。

Fe-(3%-4%)Si的鐵硅合金是最常用的軟磁材料，常用做低頻變壓器、電動機及發電機的鐵芯。鐵鎳合金的性能比鐵硅合金好，典型代表材料為坡莫合金(Permalloy)，坡莫合金具有高的磁導率(磁導率μ為鐵硅合金的10~20倍)、低的損耗，并且在弱磁場中具有高的磁導率和低的矯頑力，廣泛用于電信工業、電子計算機和控制系統方面，是重要的電子材料。非晶金屬(金屬玻璃)與一般金屬的不同點是其結構為非晶體，它們是由Fe,Co,Ni及半金屬元素B,Si所組成，其生產工藝要點是采用極快的速度使金屬液冷卻，使固態金屬獲得原子無規則排列的非晶體結構。非晶金屬具有非常優良的磁性能，它們已用于低能耗的變壓器、磁性傳感器、記錄磁頭等。另外，有的非晶金屬具有優良的耐蝕性，有的具有強度高、韌性好的特點。上一頁下一頁返回10.4新材料簡介

2.硬磁材料(永磁材料)

硬磁材料經磁化后，在去除外磁場情況下仍保留磁性，其性能特點是具有高的剩磁、高的矯頑力。利用此特性可制造永久磁鐵，可把它作為磁源，常用于指南針、儀表、微電機、電動機、錄音機、電話及醫療等方面。硬磁材料包括鐵氧體和金屬永磁材料兩大類。鐵氧體的用量大、應用廣泛、價格低，但磁性能一般，用于一般要求的永磁體。金屬永磁材料中，最早使用的是高碳鋼，但磁性能較差。高性能永磁材料的品種有鋁鎳鈷(Al-Ni-Co)、鐵鉻鈷(Fe-Cr-Co)、稀土永磁，如較早的稀土鈷(Re-Co)合金(主要品種有利用粉末冶金技術制成的SmCo5和Sm2Co17)，以及現在廣泛采用的鈮鐵硼(Nb-Fe-B)稀土永磁，鈮鐵硼磁體不僅性能優良，而且不含稀缺元素鈷，所以很快成為目前高性能永磁材料的代表，已用于高性能揚聲器、電子水表、核磁共振儀、微電機、汽車起動電機等。上一頁下一頁返回10.4新材料簡介

五、納米材料納米是一個尺度(lnm=10-9m)，納米科學技術是一個融科學前沿的高科技技術于一體的完整體系，它的基本涵義是在納米尺寸范圍內認識和改造自然，通過直接操作和安排原子、分子創新物質。納米科技主要包括:納米物理學、納米化學、納米材料學、納米生物學、納米電子學、納米加工學、納米力學7個方面。納米材料是納米科技領域中最富活力、研究內涵十分豐富的科學分支。用納米來命名材料是在20世紀80年代，納米材料是指由納米顆粒構成的固體材料，其中納米顆粒的尺寸最多不超過100nm。納米材料的制備與合成技術是當前主要的研究方向，雖然在樣品的合成上取得了一些進展，但至今仍不能制備出大量的塊狀樣品，因此研究納米材料的制備對納米材料的應用起著至關重要的作用。

1.納米材料的性能

.物化性能。納米顆粒的熔點比常規粉末低得多，這是由于納米顆粒的表面能高，活性大，熔化時消耗的能量少，上一頁下一頁返回10.4新材料簡介如一般鉛的熔點為600K，而20nm的鉛微粒熔點低于288K;納米金屬微粒在低溫下呈現電絕緣性;納米微粒具有極強的吸光性，因此各種納米微粒粉末幾乎都呈黑色;納米材料具有奇異的磁性，主要表現在不同粒徑的納米微粒具有不同的磁性能，當微粒的尺寸高于某一臨界尺寸時，呈現出高的矯頑力，而低于某一尺寸時，矯頑力很小，例如粒徑為85nm的鎳粒矯頑力很高，而粒徑小于15nm的鎳微粒矯頑力接近于零;納米顆粒的表面化學活性遠大于正常粉末，因此原來化學惰性的金屬鉑制成納米微粒(鉑黑)后卻變為活性極好的催化劑。

.擴散及燒結性能。納米結構材料的擴散率是普通狀態下晶格擴散率的1014~1020倍，是晶界擴散率的102-104倍，因此納米結構材料可以在較低的溫度下進行有效的摻雜，使不混溶金屬形成新的合金相。擴散能力提高的另一個結果是可以使納米結構材料的燒結溫度大大降低，因此在較低溫度下燒結就能達到致密化的目的。

.力學性能。納米材料與普通材料相比，力學性能有顯著的變化，一些材料的強度和硬度成倍地提高;納米材料還表現出超塑性狀態，即斷裂前產生很大的伸長量。上一頁下一頁返回10.4新材料簡介

2.納米材料的應用

.納米金屬。如納米鐵材料，是由6nm的鐵晶體壓制而成的，比普通鐵強度提高12倍，硬度提高2-3個數量級，利用納米鐵材料，可以制造出高強度和高韌性的特殊鋼材。對于高熔點難成型的金屬