納米材料和技術(shù)在新型建筑材料中的應(yīng)用
3納米技術(shù)在陶瓷材料中的應(yīng)用
3.1納米材料在耐高溫陶瓷中的應(yīng)用
二十世紀(jì)90年代初,日本Nihara首次報(bào)道了以納米尺寸SiC顆粒為第二相的納米復(fù)相陶瓷具有很高的力學(xué)性能,并具有很多獨(dú)特的性能。含有20%納米鈷粉的金屬陶瓷是火箭噴氣口的耐高溫材料。氧化物納米材料在這方面都優(yōu)于同質(zhì)傳統(tǒng)陶瓷材料,在陶瓷基中添加其他納米微粒的效果也正在研究。納米技術(shù)在陶瓷上的應(yīng)用潛力不可估量。
近年來國內(nèi)外對(duì)納米復(fù)相陶瓷的研究表明,在微米級(jí)基體中引入納米分散相進(jìn)行復(fù)合,可使材料的斷裂強(qiáng)度、斷裂韌性大大提高(2~4倍),使最高使用溫度提高400~600℃,同時(shí)還可使材料的硬度、彈性模量、抗蠕變性和抗疲勞破壞性能提高。
3.2納米材料在保健抗菌陶瓷中的應(yīng)用
納米材料的抗菌系列主要有TiO2系列、Ag系列、Cu系列、ZnO系列等,主要是摻入陶瓷釉面中或摻入陶瓷面層中,生產(chǎn)抗菌陶瓷釉面磚和衛(wèi)生陶瓷等產(chǎn)品,主要用于墻地面裝飾、廚房、浴室及衛(wèi)生間。在生產(chǎn)抗菌陶瓷的過程中,如果再加入遠(yuǎn)紅外陶瓷粉,就可以制成具有復(fù)合功能的抗菌保健陶瓷,這種產(chǎn)品不斷向外輻射紅外線,可促進(jìn)人體微循環(huán),增加血流量,并提高人體抗寒、抗病及抗衰老能力。
3.3納米材料在環(huán)境友好陶瓷中的應(yīng)用
利用納米技術(shù)生產(chǎn)的多孔陶瓷(陶瓷微孔材料)材料,可對(duì)工業(yè)廢氣進(jìn)行過濾分離。多孔陶瓷具有很好的耐熱、耐化學(xué)腐蝕等性能,具有壽命長、免維修的特點(diǎn)。利用納米材料的光催化效應(yīng),可對(duì)汽車尾氣催化分解。載有TiO2光催化劑和Cu離子催化劑的新型陶瓷在常溫下可直接將NOx分解成為N2和O2,還可制成直接吸收并固定SO2的陶瓷材料。將這些材料做成飾面瓷磚,可凈化大氣,提高環(huán)境質(zhì)量。
3.4納米材料在綠色能源陶瓷中的應(yīng)用
利用納米粒子特殊的光電磁特性制成太陽能陶瓷、遠(yuǎn)紅外陶瓷等,用于建筑物飾面,可開發(fā)太陽能,調(diào)節(jié)環(huán)境溫度,促進(jìn)人們身體健康。
4納米技術(shù)在其它方面的應(yīng)用
建筑鋼材也是現(xiàn)代土木工程中應(yīng)用較廣泛的工程材料之一,也在向高強(qiáng)輕質(zhì)方向發(fā)展,特別是利用納米技術(shù)開發(fā)自身防火和防腐的鋼材,必將促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)更快的發(fā)展。
在玻璃、瓷磚等建筑材料表面采用超雙親界面材料技術(shù)后,水滴或油滴與表面的接觸角接近于零,從而實(shí)現(xiàn)自清潔及防霧效果,使作為外墻使用的玻璃、陶瓷等建筑材料也能像荷花一樣出污泥而不染,這是納米界面材料技術(shù)賦予傳統(tǒng)建材的神奇效果。
利用納米材料可以提高塑料(高分子材料)的強(qiáng)度,同時(shí)還能起到增韌作用。納米材料的問世,為新型增強(qiáng)塑料的合成提供了新的機(jī)遇,為傳統(tǒng)增強(qiáng)塑料的改性提供了一條新的途徑。把分散好的納米顆粒均勻地添加到樹脂材料中,可達(dá)到全面改善增強(qiáng)塑料性能的目的。通過加入納米材料,能夠明顯提高塑料的強(qiáng)度和延伸率,提高耐磨性和改善材料表面的光潔度,提高抗老化性能。
5結(jié)束語
被譽(yù)為二十一世紀(jì)最具有發(fā)展前景的納米材料和納米技術(shù)一經(jīng)問世,便以極快的速度滲透到各個(gè)研究領(lǐng)域。納米技術(shù)是對(duì)未來經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生重大影響的一種關(guān)鍵性前沿技術(shù),這是世界各國科學(xué)家的共識(shí)。納米技術(shù)在建筑材料方面的應(yīng)用前景非常廣闊,研究開發(fā)工作剛剛起步,可以預(yù)料,納米技術(shù)不僅會(huì)推動(dòng)建材新產(chǎn)品的開發(fā),還將為改善人們的生活環(huán)境,提高生活質(zhì)量作出不可估量的貢獻(xiàn),納米技術(shù)將為二十一世紀(jì)建筑材料的發(fā)展開拓新的方向 。
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