納米材料在機(jī)械上的應(yīng)用.doc

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1、納米材料在機(jī)械上的應(yīng)用——之我見(jiàn)車輛01羅通2010015014上完這課后，首先對(duì)納米材料有了一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，知道了什么是納米材料。納米材料是結(jié)構(gòu)在納米級(jí)的一種結(jié)構(gòu)材料。由于它的尺寸已經(jīng)接近電子的相干長(zhǎng)度，它的性質(zhì)因?yàn)閺?qiáng)相干所帶來(lái)的自組織使得性質(zhì)發(fā)生很大變化。并且，其尺度已接近光的波長(zhǎng)，加上其具有大表面的特殊效應(yīng)，因此其所表現(xiàn)的特性，例如熔點(diǎn)、磁性、光學(xué)、導(dǎo)熱、導(dǎo)電特性等等，往往不同于該物質(zhì)在整體狀態(tài)時(shí)所表現(xiàn)的性質(zhì)。由于絕大多數(shù)的物質(zhì)到了納米級(jí)別后，都可以自燃，所以我想，如果能以此來(lái)解決能源問(wèn)題，應(yīng)該是不錯(cuò)的選擇。我的想法是用硅來(lái)做燃料

2、，因?yàn)楣枞紵笫嵌趸瑁梢源嫫饋?lái)，用于電子行業(yè)，而且可以用二氧化硅與碳在光的作用下發(fā)生還原反應(yīng)，從而得到硅，反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳可以用于化肥，這樣可以實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)，對(duì)環(huán)境有很好的保護(hù)作用。但是關(guān)鍵在于硅的燃燒，如果硅可以達(dá)到納米級(jí)別的話，那么硅就可以像灰塵一樣存在于空氣中，如同氣體燃料燃燒，比如氫氣，這樣就幾乎不會(huì)產(chǎn)生污染，而且可以循環(huán)利用，而且就用現(xiàn)階段的發(fā)動(dòng)機(jī)就可以，會(huì)有不錯(cuò)的效果，由于硅在地球中的儲(chǔ)存僅比氧少，所以我認(rèn)為是作為燃料的不錯(cuò)選擇。在早些年，出現(xiàn)過(guò)碳化硅做成的發(fā)動(dòng)機(jī)，它的效果很好，在各方面的作用都比以往的發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)越，是

3、很好的選擇。但是由于它的成本太高，所以不能普及，但是這卻給了我們一個(gè)曙光，這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)是值得研究的。因?yàn)榧{米是一個(gè)比較特殊的長(zhǎng)度，經(jīng)典力學(xué)不能有效解釋，量子力學(xué)也不能完全解釋，所以這就給了我們一個(gè)巨大的發(fā)揮空間，而且碳化硅不一定是唯一的選擇，要是能找到相似性質(zhì)的但是廉價(jià)的納米級(jí)的材料，那么將是一個(gè)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)重大貢獻(xiàn)。以車為例，全世界每年因汽車碰撞而死的人數(shù)非常多，而且這個(gè)問(wèn)題一直沒(méi)有解決，我認(rèn)為其實(shí)汽車的結(jié)構(gòu)已經(jīng)定型了，以后也很難改變，所以想通過(guò)結(jié)構(gòu)或者新器材已經(jīng)很難解決汽車碰撞死人的事了，所以用新材料是一種很好的選擇。納米結(jié)構(gòu)的材

4、料強(qiáng)度與粒徑成反比。所以如果可以用納米材料來(lái)加強(qiáng)車身以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的話，我認(rèn)為是一個(gè)很好的選擇，或許現(xiàn)階段的技術(shù)做出來(lái)的東西成本費(fèi)很高，但是是值得一試的，畢竟全世界的車早已突破一億了。當(dāng)然或許現(xiàn)階段能大規(guī)模制作納米材料是一切的大前提，但是不妨礙我們?nèi)ピO(shè)想，畢竟科學(xué)的發(fā)展是很快的，總有一天大規(guī)模生產(chǎn)是可以實(shí)現(xiàn)的。納米材料的比熱和熱膨脹系數(shù)都大于同類粗晶材料和非晶體材料的值，這是由于界面原子排列較為混亂、原子密度低、界面原子耦合作用變?nèi)醯慕Y(jié)果。因此在儲(chǔ)熱材料、納米復(fù)合材料的機(jī)械耦合性能應(yīng)用方面有其廣泛的應(yīng)用前景。例如Cr-Cr2O3顆粒膜對(duì)太

5、陽(yáng)光有強(qiáng)烈的吸收作用，從而有效地將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換為熱能。其實(shí)汽車內(nèi)的空調(diào)是存在一定的危害的，它會(huì)帶進(jìn)一些有害氣體，當(dāng)然這種危害是不大的，但是如果長(zhǎng)期的生活在這樣的條件下的話，是有不小的危害的，所以有好的能源材料是有利的。大家知道碳納米管是諾貝爾獎(jiǎng)之一，原因在于它有很好的電學(xué)性質(zhì)，有望在未來(lái)取代硅。2001年用碳納米管制成的納米晶體管，表現(xiàn)出很好的晶體三極管放大特性。并根據(jù)低溫下碳納米管的三極管放大特性，成功研制出了室溫下的單電子晶體管。隨著單電子晶體管研究的深入進(jìn)展，已經(jīng)成功研制出由碳納米管組成的邏輯電路。于是它被定性為未來(lái)材料。剛才我說(shuō)

6、可以用新材料來(lái)防止車禍其實(shí)我想可以實(shí)現(xiàn)汽車的智能化來(lái)有效避免車禍。我的想法是充分利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，通過(guò)衛(wèi)星導(dǎo)航，識(shí)別自己的所在地的情況，比如前方有一些什么車，路況如何，當(dāng)然也可以在每輛車上裝上識(shí)別的東西以實(shí)現(xiàn)所有車輛的有序運(yùn)行，同時(shí)亦能實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行。這些要實(shí)現(xiàn)，就得需要有好的電氣工具，而納米材料就是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，碳納米管我認(rèn)為會(huì)成為主流的。以上是我的一些個(gè)人見(jiàn)解，由于知識(shí)的欠缺，而且可能有一些斷章取義，所以可能想得太理想化了，希望見(jiàn)諒！參考文獻(xiàn)：其中一些知識(shí)來(lái)源于課堂，還有一些知識(shí)來(lái)源于百度文庫(kù)。