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涂层纳米功能材料
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摘要:纳米复合涂层的结构和特性是纳米科技中的重要研究课题,本文重点讨论了制造技术的新观念,纳米材料的完美定律,涂层材料的发展前景,纳米场发射特性等。进而,讨论重要的理论研究的热点-强关联体系和软凝聚态问题。展现了涂层材料科学与技术的深刻理论内容和重要的发展前景。
关键词:纳米涂层;场发射;电子强关联;软凝聚态物质
    2003年在国际和中国都发生了具有突发性的灾难事件,%的高速度在增长,,其中第二产业贡献4万多亿元。中国现今的第二产业主要领域是冶金、制造和信息,在世界的地位是大加工厂,也是大。在国际竞争中所以有优势是中国的劳动力廉价,这个优势我们能保持多久?我们还注意到与化工有关的产品中,我们的生产效率是国际发达国家的5%,能耗是3倍,的破坏是9倍。这就是我们所付出的代价。不论形势如何严峻,21世纪是中华振兴的机遇期,制造业绝对是一个极其重要的领域,是个急速发展变化的领域。2003年3月国际真空学会执委会在北京举行,会议上讨论了将原来的冶金专委会改名为“表面工程专委会”,当时也考虑了另一个名字“涂层专委会”,我想用涂层材料更合适,含有继承性和变革性。20世纪70年代曾经说成是塑料年代,此后塑料科技和迅速崛起,极大地改变了人类。继而是信息时代,网、网、万维网、智能网,信息流,日新月异地改变着人类的生活和观念。我们这个时代是高速发展的时代,技术和观念都在与时俱进地改变着。
    本世纪初兴起了纳米科技,促进其到来的是由于微电子小型化的发展趋势,推动科技发展进入纳米时代[1],不仅电子学将进入纳电子学领域,物进入介观物理领域,各类科技,包括生物等都在探索纳米结构与特性。涂层和表面改性越来越多地增加了纳米科技的内容,这是一种低维材料的制造和加工科技,将是制造技术的主流,将迅速地改变传统制造技术的方法、理论和观念,作为现今国际上的制造大国,世界加工厂,我们更应该注意研究制造技术的发展和未来。
1  突破传统制造技术的观念
    纳米科技研究的内容主要是在原子、分子尺度上构造材料和器件,测量表征其结构和特性,探索、发现新现象、新规律和应用领域。与我们熟悉传统的相比,纳米材料和器件具有显著的维数效应和尺寸效应。近几年来,在纳米材料制造方面做了大量的研究工作,在纳米粒子粉材的制造,以及材料结构和特性测量、表征上取得了显著成果[2~7]。接下来深入到纳米线、纳米管和纳米带的研究[8~14],出现了一些成功有效的制造方法,发现了一些惊人的结构和特性。在此基础上,发展了纳米复合材料的研究,展现了非常有希望的应用前景[15~17]。近来人们在纳米科技初期成果的基础上挑战某些产品的传统加工技术,比如Al组件的快速加工。
    (Al)组件的新方法[18],这个方法的主要特征是用快速成型技术先形成树脂键合件,然后在氮气氛中分解其键和第二次渗入铝合金。在热处理过程中,铝与氮反应形成氮化铝骨架,在渗透过程中得到刚体结构。与传统制造工艺相比,这个过程是简单