Anwendungsperspektive von nanokristallinen Materialien

Nanokristallines Material ist ein Kristallglas mit mindestens einer Dimension im Nanometermaßstab in der dreidimensionalen Raumskala. Seine Korngröße beträgt etwa 1–250 Nanometer. Ein bemerkenswertes Merkmal dieses Materials ist, dass sich die meisten seiner Atome im Korngrenzenbereich befinden. Dieses einzigartige Strukturmerkmal macht Nanokristalle zu einem neuen Material, das sich von gewöhnlichen polykristallinen und amorphen Festkörpern unterscheidet. Die Schnittstelle ist zu einer nicht zu vernachlässigenden Komponente geworden.

Nanokristalline Materialien können in einphasige oder mehrphasige Einkristall- oder Mehrkristallmaterialien unterteilt werden. In einem Einkristallmaterial hat jeder Bereich die gleiche Gitterrichtung, während das polykristalline Material aus vielen Bereichen oder Körnern mit unterschiedlichen Gitterrichtungen zusammengesetzt ist. Korngrenzen werden durch Korngrenzen getrennt. Aufgrund der geringen Korngröße von polykristallinen Nanomaterialien ist der Gehalt an internen Grenzflächen an Korngrenzen, Phasengrenzen oder Domänengrenzen sehr hoch, was die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Nanokristallen erheblich beeinflusst. Diese Eigenschaften verleihen ihm die hervorragenden Eigenschaften, die herkömmliche Materialien nicht haben. Mit dem traditionellen grobkörnigen Material (Korngrößenbereich beträgt etwa 10–300 Mikrometer) sind im Vergleich zu Nanomaterialien sehr hervorragende physikalische, mechanische und chemische Eigenschaften, wie hohe Festigkeit oder Härte, gute thermische Stabilität, verbesserte Diffusionseigenschaften und thermische Eigenschaften.

Die Herstellungs- und Synthesetechnologie von Nanokristallen war ein wichtiges Forschungsgebiet für Nanokristallmaterialien. Gegenwärtig sind die Herstellungsverfahren für nanokristalline Materialien wie folgt: Außendrucksynthese (z. B. Kaltpressverfahren für ultrafeines Pulver, mechanisches Mahlverfahren), Abscheidungssyntheseverfahren (z. B. verschiedene Abscheidungsverfahren), Phasenwechsel-Grenzflächenbildungsverfahren (z amorphes Kristallisationsverfahren), etc..

Nanokristalline Materialien können in vielen Bereichen eingesetzt werden. So können sie beispielsweise Licht nicht nur aussenden, sondern auch viele Lichtfarben absorbieren. Dies trägt dazu bei, lichtemittierende Pixel auf dem hochauflösenden Anzeigebildschirm zu bilden oder eine neue Art von Solarzellen mit hohem Wirkungsgrad und breitem Spektrum herzustellen. Gleichzeitig kann dieses Material auch verwendet werden, um einen hochempfindlichen Detektor für eine kleine Anzahl spezifischer Biomoleküle zu entwickeln, wie z. B. ein Toxin-Screening-System oder medizinische Testgeräte. Beispielsweise können nanokristalline Materialien den Mangel an Siliziumstahl und Ferritmaterialien ausgleichen. Dieses Merkmal kann die Qualität und Effizienz aller Arten von elektronischen Produkten verbessern, und der Energiespareffekt ist offensichtlich. Derzeit können nanokristalline Materialien als Kernmaterial von Transformatoren, Drosseln, Sensoren und Filtern verwendet werden. Sein Anwendungsbereich umfasst auch unsere Alltagsleben von Haushaltsgeräten, intelligenten Zählern, DC-Wechselrichter-Klimaanlagen, Leckschutzschaltern, Stromübertragungs- und Transformationsmessungen, Stromverteilung, Fernerkundungssensoren usw. Eisenbahnsignalerfassung usw. Es kann auch in der Luft- und Raumfahrt, der Luftfahrt, der Navigation und anderen militärischen und nationalen High-Tech-Projekten verwendet werden.

In Zukunft werden nanokristalline Materialien aktiv verbessert und wahrscheinlich traditionelle Materialien ersetzen. Es wird die Qualität und Leistung von Produkten verbessern. In der Aufbereitungstechnik sollen wir uns der Entwicklung leistungsstarker, mikro- und umweltfreundlicher Produkte verschrieben haben.