纳米金属材料进展论文

摘要：多孔金属材料包含许多孔，可以根据工业设计和施工操作的具体需要对其进行重新造型。通过适当处理该材料的孔，可以充分利用该材料的功能特性。这种新材料与以前的机械材料大不相同，对于超轻多孔金属，孔直径可达到微米级，并可相应地控制材料特性，从而相应地改变材料的行为。今天小编给大家找来了《纳米金属材料进展论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

纳米金属材料进展论文 篇1：

关于金属材料的运用和热处理技术分析

摘要：金属材料作为工业领域常见的材料，有着良好的韧性和塑性，凭借其自身的优势，在各个领域得到了很好的体现，并且发挥着重要的作用。基于此，本文主要对金属材料的种类和性能进行了阐述，同时对金属材料的运用分析，重点对热处理技术展开了深入研究。

关键词：金属材料;运用;热处理技术;性能

1金属材料的种类和性能

目前常用的金属材料往往有着很多种类，其中在工业领域常用的为多孔金属材料，纳米金属材料等。其中，金属材料往往有着诸多优势，不但有着较高的强度，而且塑性好、韧性好。例如多孔金属材料有着良好的渗透性，凭借其较高的优势在散热器与热交换器中得到了有效的运用，并且吸收性能相对较好良好。随着我国纳米技术的不断发展，在一定程度上促进了纳米金属材料的应用，并且其应用范围得到了扩展。尤其在物质尺寸进行纳米改造时，通过纳米技术进行改造后，使其化学性质、物理性质都发生了相应的改变。基于此，从整体性能的角度来分析，纳米金属材料的强度、抗疲劳性能较为优质，并且有着较为良好的应用效果。通常情况下，金属材料有着良好的耐久性，在金属材料的实际应用过程中，由于其自身的性质所决定，能够很好的抵抗腐蚀问题。对于部分质量较好的金属材料而言，当其遭受到腐蚀的情况下，其耐久性就会表现的较为明显。此外，金属材料的硬度主要体现在自身性能方面，当金属材料硬度越高的时候，其抗击性能就会越强。其中金属材料受到持续性应力作用后，往往会产生异常断裂的现象，这被归纳为基础材料的疲劳性，材料自身能力较强，就可以抵抗外界的压力，这称为金属的临界承受点。

2 金属材料的运用分析

2.1多孔金属应用

这种金属材料作为新型金属材料，往往有着诸多优点，其中较高的抗腐蚀性、抗高温、高渗透等。由于其诸多优势所驱使，使得多孔金属材料在诸多领域得到了有效的运用，具体主要体现在以下方面内容：（1）过滤和分离：多孔金属材料作为重要的材料，主要用于制造过滤设备所需，这主要得益于多孔金属高渗透特点，其孔能够捕捉固体粒子，并且可以对气液体进行很好的分离。通过多孔金属制造的过滤设备，可以对汽车尾气进行很好的过滤，更主要的是可以对污水进行处理，净化空气等作用。（2）电极材料：多孔金属材料作为新型材料，通过对这种材料进行合理应用，能够制作类似于空气电池、蓄电池等多种类型电池，并且这种材质相对较轻，能够很好的替代原有的材料，不但在一定程度上增加了密度，而且使得能量的消耗得以减少。（3）控制流体：通过多孔金属材料可以对火箭内的冷却液进行很好的控制，实现信号的延迟控制;（4）热交换：多孔金属材料在热交换和加热设备领域应用较为广泛，针对这些金属材料而言，其中的不同孔能够起到降温散热的作用，取得了较为显著性的应用成效。与此同时，汽车相关设备的制作还能够对泡沫钢进行很好的运用。

2.2 纳米金属应用

纳米金属作为组成材料，有着较高的力学性能，致使纳米金属材料在很多领域得到了很好的体现。对于部分质地硬的纳米复合金属而言，由于具备较强的防磨功能，使得该材料在设备制作、防护涂层方面得到了很好的应用，尤其在工业领域有着较为广阔的应用空间。此外，铝基纳米金属也是常见的金属材料，这种材料主要由a-A1粒子所组成，有着较长的使用周期，尤其对其进行深加工处理后，很多非晶态金属可以转化为晶体。柱状晶为电沉积纳米金属的主要组成形式，随着该金属内部直径的不断增长，可以利用放溶质能够保证其组成更加牢固，在多管材中的应用，往往有着良好的涂覆。

3 热处理技术分析

3.1金属材料的热处理

在生产金属材料的过程中，当前其与切削进行交流时，可以很好的优化产品的档次。如果进行切削材料的情况下，由于切削环境、切削设备、加工材料存在明显的差异，这就造成了金属材料发生不同程度的形变。对于事前热处理而言，其主要在产品工具的半成品制作方面得到很好的应用。在实际的加工过程中，不但可以祛除诸多不足，而且为热处理提供了基础保障，极大的保证了材料切削性能，对于抑制过度形变发挥着不可替代的作用。由此可见，金属材料的热处理具有重要的作用，应当给予热处理技术高度的重视，最大限度的发挥其作用。

3.2断裂韧性

断裂韧性是每种材料都具备的性质，并且这种性质有着较大的差异，每种金属材料都有着各自纹路型号，以及各种个数。从断裂韧性的角度来讲，其主要为受力基础上，能够很好的对裂缝纹路进行防控。同时，帮助金属材料塑造良好的韧性，最主要的为尽量控制金属晶体内部的位置错开，减少错位数量，以保证金属材料更加强硬。此外，还可以通过加强晶体硬度对错位进行防控，其主要的原理在于晶粒能够增加晶体界面面积，对于位置发生现象进行很好的控制，进而塑造良好的材料韧性。当温度处于下降的情况而产生形变时，进行热处理的时候，必须保证温度充足，以此来促进晶体的发生。在这个过程当中，如果缺少温度和应力的情况下，则难以保证材料减少错位数量，同时对于结晶也会产生较大的影响。由此可见，金属热处理与温度存在较大的关系。

3.3抗腐蚀裂缝

在应力与固定腐蚀条件影响下，金属材料往往会出现裂缝。其中剩余拉力为应力腐蚀出现的主要原因，往往会出现在拉力机的使用方面。经过热处理后，升温并冷却降温，使得金属材料组成结构与功能出现变化，讓零件中的应力渐渐减少到零。

结语：综上所述，金属材料有着诸多种类，有着优良的性能，并且凭借其自身的强大的优势，在诸多领域得到了广泛的运用。当金属材料经过热处理时，可以更好的优化金属材料的整体性能，使其应用效能得到全面提高，随着科学技术的不断发展，大大提高了热处理技术的水平，增加了热处理的科技含量，通过切削、抗腐蚀等手段对金属材料热处理，能够更好的提升金属材料的性能，最大限度发挥金属材料的作用，进而提高产品的整体质量。

参考文献：

[1]赵长珍.关于金属材料的运用和热处理技术分析[J].魅力中国，2013（31）：130.

[2]李雪松.金属材料热处理变形的影响因素及控制策略[J].建筑工程技术与设计 ，2018（25）：3761.

[3]赵力默，葛张学，潘佳奇.金属材料热处理节能技术应用进展[J].科技创新与应用 ，2016（35）：132.

作者：李新太 李家帅 刘克霄

纳米金属材料进展论文 篇2：

超轻多孔金属材料的多功能特性及应用探究

摘要：多孔金属材料包含许多孔，可以根据工业设计和施工操作的具体需要对其进行重新造型。通过适当处理该材料的孔，可以充分利用该材料的功能特性。这种新材料与以前的机械材料大不相同，对于超轻多孔金属，孔直径可达到微米级，并可相应地控制材料特性，从而相应地改变材料的行为。多孔金属材料由于其特性和多功能优点而被广泛应用。本文首先讨论了超轻型多孔材料的概念，并分析了該材料的功能特点。最后，研究了超轻多孔金属材料的具体应用。

关键词：超轻多孔金属材料;功能特性;应用分析

引言

超轻多孔金属材料内有许多孔，可以根据不同行业的设计要求进行修改。根据施工作业的要求，适当的孔处理可以发挥相应的作用，在吸收振动和声音方面发挥重要作用。超轻多孔金属材料与传统机械作业中使用的材料大不相同。但是，超轻多孔金属材料的微观结构可以减小微米孔径的大小，并可以手动控制材料的特性，从而增强其原始功能。

1 超轻多孔金属材料概述

多孔金属材料是指除了金属表面之外，金属内部还有许多定向孔。孔的直径介于两微米和两毫米之间。可以随意修改这些孔以满足不同的设计要求，其中大多数是蜂窝。孔可以通过根据执行特定工作所需的不同特性的材料更改其形状，来实现具有不同特性的多功能功能。您还可以使用不同的孔排列将孔材料分为密集孔和个别孔。其中，致密多孔材料具有良好的空气和渗透性特点，重量较低，强度较高。由于孔分散，单孔材料具有很好的吸收外力的功能，可以起到很大的吸力和吸力作用。与传统材料相比，超轻多孔金属材料具有不断变化的微观结构，在保持高孔隙率的同时，可逐渐减少毫米至纳米甚至微米的孔径。因此，多孔金属材料具有良好的设计能力，可在制备前根据不同的材料设备需求修改微观结构，从而实现其多功能性。由于这些特殊结构材料的多功能特点和优势，多孔金属材料在社会发展新时代广泛应用于运输、机械工程、航空和空间等各个领域。多孔金属材料起着不断的作用，给人们的生活带来了更多的便利。

2 超轻多孔金属材料有那些功能特性

（1）重量轻。由于超轻型多孔材料中的孔很多，这些材料比同等大小的材料轻三分之一，密度也低三分之一。例如，不同的多模座比相同大小的不同多模座的大小小三分之二。如果超轻多孔金属材料的外部密度很高，则在某些情况下它可能会浮在水面上。

（2）抗振动性强。在制造超轻多孔金属材料的过程中，金属孔隙中的气体必须在低温下凝固，这样金属材料中实际上有许多气体具有一定的缓冲能力，在金属材料处于压力下能够承受地震当出现在金属外部的地震源通过金属表面传递到金属内部时，孔中的气体可以有效地缓冲压力，从而消除金属材料内部传递的压力。

（3）高隔热性能。当超轻多孔金属材料被用作电化学的动力时，它可以充分利用其高热量耗散，并在电化学反应过程中有助于能量耗散，从而使化学材料更容易释放能量。同时，超轻多孔金属材料具有较强的抗噪声性，是一种非常有效的隔音金属材料。与普通金属材料相比，超轻型多孔材料的内部有尽可能多的孔，因此必须在尽可能广泛的表面上进行开发，以便有效地提高其热容量。为了有效保护环境，需要有效使用超轻多孔金属材料。由于这些材料能够减少气体流动，因此可用于处理车辆废气，从而减少这些气体对环境的污染。

（4）声学特性。对超轻多孔金属材料的反复试验和研究表明，这些材料具有良好的声学特性，在一定的孔径范围内其声学效果最好。超轻型多孔材料的优点比其他吸声材料更明显，具有较高的强度、刚性、耐高温性、隔热性和耐腐蚀性。

（5）高强度。这种新金属材料的性能很强，因为金属材料中的许多孔相结合，所以金属材料的强度可以通过相关的强度原理得到提高。例如，在航空航天领域，多孔、超轻型铝箔被广泛使用，具有很强的笔性能。

（6）集合多个功能。多孔轻质金属材料还具有多种功能的同时集成特性，使您可以根据特定的设计要求修改和优化金属材料的内部结构，从而将金属材料组合在一起，并为特定设备汇集各种金属材料的优势通过集成各种功能，您可以充分利用这些功能。

3 超轻多孔金属材料的应用分析

（1）机械零件运输和生产中的应用。多孔金属材料强度高、密度低、重量轻，机械零件的运输和生产具有固有的优势。例如，超轻多孔金属材料可用作钢板材料，由此材料制成的钢板材料与传统金属材料一样轻便耐用，性能更好。同时，超轻多孔金属材料也可用于机械皮肤和汽车零件，有效地减轻了重量。

（2）噪音隔离应用程序。超轻多孔金属材料具有良好的密封性，可在合理的应用中通过吸声降低噪音。因此，超轻多孔金属材料也广泛用于隔音材料领域，从而有助于发展环境保护。此材质还可用于建筑装饰，如天花板和房间墙，以减少噪音。此外，由于超轻多孔金属材料对气体非常敏感，研究人员还利用这一特性将其应用于环境工程领域。例如，超轻多孔金属材料可应用于特殊气体反应，以检测该区域的环境污染，主管当局也可根据具体测试结果查明原因并及时加以处理。

（3）吸尘器的应用。除上述优点外，超轻多孔金属材料还具有很好的能量吸收特性，因此可应用于汽车和机械工程领域，从而有效减少车辆和机械外部冲击造成的损害，吸收外部振动能量。

（4）通信工作。与能量吸收原理一样，多孔金属材料也能吸收电磁波，具有吸收电磁波的特点，因此广泛应用于通信工程领域。电磁波的吸收能力远远高于其他传统材料，这可以改善通信质量和环境，使通信更加容易和流畅。

（5）环境工程。多孔金属材料也对某些气体敏感，可在环境保护项目中发挥作用。例如，可用于环境工程的检测领域。通过观察多孔金属材料对特定气体的反应，可以发现该区域的环境污染，或根据敏感气体轻松确定污染原因。

（6）作为板材。超轻多孔金属材料也用于军事目的。超轻型金属材料使用材料的强度、刚性和可扩展性特性创建不锈钢夹层结构。此材质比其他材质更轻、更硬、更耐用。该材料制成的金属板具有保温、散热、耐热性和吸声效果等特点。目前，在军事方面，使用多孔和超轻型金属板制造单块防火墙，以防止机舱内的热量和噪音影响机组人员。

（7）应用于骨骼材质。轻多孔金属材料的结构与生物材料非常相似，其组合不会造成排斥问题。目前，一些研究人员将超轻多孔金属材料用于骨骼制备，并取得了初步结果。他们还开始在临床上应用它，给许多病人带来了好消息

（8）在电磁波防护中的应用。一方面，电气和电子设备或系统对周围的电磁干扰非常敏感;另一方面，它们甚至可能对环境造成电磁干扰。因此，电磁屏蔽也是当前研究热点目前，中国在利用轻质多孔材料吸收电磁波方面取得了初步成果，具体应用需要进一步研究和分析。

4 结束语

总之，超轻多孔金属材料由于其多种功能和特点，可以在许多领域使用。我们相信，随着科学技术的逐步发展，今后将开发更多的新材料来促进人类社会的发展。与此同时，必须特别注意进一步开发和使用超轻多孔金属材料，以便在我们的日常生活中更广泛地使用这些材料，更好地促进社会经济发展。

参考文献：

[1]卢天健，何德坪，陈常青，等，超轻多孔金属材料的多功能特性及应用[J].力学进展，2006，36（4）：517-535.

[2]侯秀慧.多孔金属材料优化设计及其波传播问题的辛特性分析[D].西安：西北工业大学，2010.

[3]阎军.超轻金属结构与材料性能多尺度分析与协同优化设计[D].大连：大连理工大学，2007.

[4]邱亮，刘尧函.超轻多孔金属材料在军事上的应用[J].科技创新与应用，2014，（22）：83-83.

作者：王希东

纳米金属材料进展论文 篇3：

卢柯：领跑纳米技术

卢柯，38岁，2003年当选为中科院院士，是我国最年轻的院士。2004年3月30日，在中国青年年度人物评选中，他荣膺年度科学家奖。

这位年轻的中国科学院院士，以其在纳米技术领域的独特贡献向人们昭示了一片诱人的科学天地。

在瞬息万变的纳米研究领域要跑得快

从读研究生开始，十几年来，卢柯一直专注于研究金属材料。他说：“我非常幸运，从事了这个全世界都关注的研究领域。”这个热门领域就是纳米材料。

卢柯的历史也像纳米一样有点传奇色彩。在中科院新当选院士材料上，关于卢柯成就的介绍是：“发展了一种制备无微孔隙和界面污染金属纳米材料的新方法———非晶完全晶化法”。这个重要成就，使我国在纳米晶体研究领域一跃而进入国际前列。而这一思路是卢柯1990年读博士时提出的，那年他刚刚25岁。卢柯在攻读博士学位期间，对非晶态金属的晶化动力学及其微观机制进行了深入研究，在国际学术刊物上发表论文10余篇，被本领域一些知名专家称为“非晶态金属晶化方面近10年来的好文章”。而由他发展的制造纳米材料的新方法，解决了多年来一直困扰着科学界的纳米材料孔隙大、密度小、易断裂等问题，成为当今国际上纳米材料的三种主要制备方法之一。

2000年，由他领导的研究小组在进一步冷轧实验中，卢柯与同事们观察到一种奇异现象：发丝状的纳米铜的长度竟能从1厘米左右延伸到近1米，而其厚度却能从1毫米逐渐减少到20微米……这一研究成果被评为当年中国十大科技进展之一。

2003年8月，第十三届国际材料强度大会在匈牙利首都布达佩斯举行，卢柯作了大会特邀报告。此后三个多月他被增补为中科院院士。一个这么年轻的科学工作者就获得如此高的荣誉。卢柯做什么都比别人快几拍，在飞速发展、瞬息万变的纳米研究领域，用卢柯的话说：“跑得不快能行吗？”

在古人的墨块中就有纳米尺度的颗粒

卢柯说：“纳米技术在应用上可以涉及到许多方面，对我们生活的方方面面都可能带来很大变化，而且它是一项十分具体的新技术，但我并不认为纳米技术的具体应用已经进入成熟阶段，它还有许多需要解决的问题。”2003年卢柯与他的课题小组在美国《科学》杂志上发表了一项最新发现：将铁表层的晶粒细化到纳米尺度，其氮化反应温度显著降低，这为氮化处理更多种材料和器件提供了可能，其应用前景十分看好。如果将这些枯燥的专业名词与现实应用联系起来，无疑更有助于公众理解材料科学家的工作。但卢柯并不十分乐观，他说：“这需要相当长的一个过程，就像不锈钢出现几十年后才开始大量用于社会生活。一些国家重大科技工程中的设备就包含我们金属所的工作，但要想在更大范围内使用这些成果，我们还需要做更多的工作。”

卢柯认为，纳米技术在很多人的头脑中还只是概念而已，做这方面的普及工作显得十分重要。卢柯给我们解释纳米的概念时说：“纳米是长度单位，由毫米到微米，再到纳米，纳米不是最小，但已经很小了，正因为其小，在结构、性能的调节方面就有了不同，它的神奇之处就显示出来了。”他举例说：“我国古人用的墨块中就有纳米尺度的颗粒，只是那时人们还没有纳米的概念，我们现在则是有意识地应用。”

卢柯认为，科技与人文的发展是统一的，任何技术的发展都应该得到理性的控制。“纳米技术也有可怕的一面，那就是谁也不知道它到底能发展到哪一步，到底能做什么。”

对有些人谈到的“纳米技术将导致一场革命”，卢柯说：“有这种可能，但还要取决于今后一段时间内纳米技术的发展情况。”而对有些人提出的所谓“纳米是一场骗局”的论调，卢柯则毫不含糊地说：“那就让我们走着瞧吧！”

我在加倍地读书

1988年金属所准备让卢柯去日本读博士，当时他爱人也接到了美国一所大学的入学通知书。一些同学和亲友都督促他们赶快办手续。卢柯却反复思考：“就整体科技发展水平而言我国是落后，而就局部来说，有些方面不一定比国外差，金属所具有国际水平的仪器设备和科研环境，我要立足在国内发展。”卢柯认为科技的发展很大程度上取决于人的思想观念的发展，尽管在中国做尖端科研的条件与国外比有不小的差距，但能不能做好主要取决于人，要对自己的思维有信心才行。

平时，卢柯喜欢打网球，他说他能从网球中寻找生活的技巧，并把它用到工作中去，工作也给了他许多幸福的感受。在颁奖仪式上，卢柯的老师赵忠贤认为卢柯是“科学地从事科学研究的人”。卢柯感慨地说：“在我增选为中科院院士的时候，我不认为自己是一个合格的能享受如此荣誉的人，但这鼓励我要耐得住寂寞，做更深入的研究工作。”

如今，卢柯已经培养了近20名研究生，这些学生大都出国了。卢柯不认为这是什么坏事，他说：“中国纳米技术部分研究在国际有一席之地，是领先的，但整体水平与国外相比差距比较大，无论是保持优势，还是缩小差距都需要有人打出去，再打回来，我们需要把金属所这块阵地经营好，这就能为今后回归的人才创造发展的条件。”

卢柯回母校南京理工大学作报告，有人问他是如何成功的。卢柯对他的师弟师妹们说：“10年前的今天，我在读书，现在的我还在加倍地读书。我建议大家利用现在大学良好的环境，抓紧时间读书。对从事科学研究的人来说，一生都需要好好读书。”

敢于修正国际权威确定的位向关系

卢柯深入系统地研究了纳米材料的结构性能及稳定性，在全致密纳米材料中发现了反常Hall-Petch关系，提出并在实验中证实了纳米晶体的晶格畸变效应。这些开创性的研究成果突破了以往的传统观点和理论框架，将纳米材料的研究推向了一个新的高度。他领导的研究小组还创造性地提出了过热晶体熔化的均匀形核灾变模型，建立了固体熔点的动力学极限理论，提出了非晶态合金晶化的新微观机制--有序原子集团切变沉积机制。这些结果极大地丰富和完善了非平衡相变过程动力学理论。

在2000年出版的《SCIENCE》杂志上，卢柯领导的研究小组公布了关于纳米材料超塑延展性的研究成果。他们在实验中发现纳米金属铜样品在室温下具有的神奇特性———超塑延展性，而没有加工硬化效应。即将晶粒为纳米尺度的铜放在室温下反复冷轧，延伸率能达到5100%，而不出现硬化现象。这一发现表明金属纳米材料具有与普通的金属材料完全不同的力学性能和加工行为，缩短了纳米材料理论和实际应用的距离。纳米材料“鼻祖”、德国科学家格莱特教授认为，这项工作是“本领域的一次突破，它第一次向人们展示了无空隙纳米材料是如何变形的”。这一成果被评为2000年中国十大科技新闻，申请获准专利7项。

1990年，卢柯在新晶化微观机制的基础上提出制备纳米晶体的新方法———非晶晶化法，该方法具有工艺简单、晶粒度易于控制、界面清洁且不含微孔洞等优点。论文在美国《J.Appl.Phys》及《Scripta Metall.Mater.》发表后至1994年6月份已被引用近200次。国际学术刊物《Mater.Sci.Eng.Reports》邀请他撰写此领域的专题综述。这一方法已成为当今国际上纳米材料的三种主要制备方法之一。该制备方法的确定，使我国在纳米晶体研究领域一跃进入国际前列。1998年国际亚稳及纳米材料年会(ISMANAM)授予卢柯博士ISMANAM金质奖章, 以表彰他对这一新兴领域的杰出贡献。卢柯成为我国材料界第一位获此殊荣的青年学者。

近年来，卢柯在《SCIENCE》等学术刊物上发表论文193篇，22次在国际学术会议上做特邀报告，论文被SCI（科学引文索引）引用高达1200余次，确立了我国在世界上该领域的领先地位。他先后被选聘为国际纳米材料委员会委员（唯一的中国委员）、国际《亚稳及纳米材料杂志》、《国际非平衡过程杂志》和《德国金属学报》等学术刊物国际编委。他多次担任国际学术会议主席、分会主席或学术委员，兼任国内五所大学的兼职教授和德国马普学会金属研究所、美国威斯康星大学、德国柏林工业大学、法国特瓦鲁技术大学、新加坡国立大学访问教授，培养博士硕士生39人。作为中科院最年轻的院士———卢柯，他的实力与魅力都让人惊讶。

作者：王　洛