納米鋁作為一種新型材料,主要應(yīng)用領(lǐng)域有三個方面,包括火箭推進(jìn)劑、火炸藥、太陽能電池鋁背。這三個方面對于國家的軍事和經(jīng)濟發(fā)展具有非常重要的意義。
納米鋁的概念
納米鋁作為一種新型材料,主要應(yīng)用領(lǐng)域有三個方面,包括火箭推進(jìn)劑、火炸藥、太陽能電池鋁背。這三個方面對于國家的軍事和經(jīng)濟發(fā)展具有非常重要的意義。納米鋁材料可使導(dǎo)彈和魚雷在目標(biāo)采取規(guī)避措施前就以極快的速度進(jìn)行攻擊,并能使發(fā)射藥燃燒率達(dá)到現(xiàn)有發(fā)射藥的10倍,使子彈的攻擊速度更快。
美國萊斯大學(xué)納米光子學(xué)實驗室(LANP)在《國家科學(xué)院學(xué)報》網(wǎng)絡(luò)版上,公布了一項研究成果,它是一項全新的彩色顯示技術(shù),使用了通常應(yīng)用于頂級液晶電視和顯示器的鋁納米粒子,可以顯示出生動的紅、藍(lán)、綠三色,初步解決了“烏賊皮”顯示顏色的難關(guān)。
納米鋁的大規(guī)模制備和應(yīng)用研究關(guān)系到我國國防建設(shè)的發(fā)展和高科技產(chǎn)品的開發(fā)。納米鋁的制備研究論文非常少,所用的方法主要局限于法和電弧放電法,化學(xué)法主要有兩種,包括機械化學(xué)法和溶液化學(xué)法。
根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年納米鋁行業(yè)市場深度分析及發(fā)展策略研究報告》顯示:
納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍(1-100nm)或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料,大約相當(dāng)于10-100個原子緊密排列在一起的尺度。
納米級結(jié)構(gòu)材料簡稱為納米材料(nanometer material),是指其結(jié)構(gòu)單元的尺寸介于1納米~100納米范圍之間。由于它的尺寸已經(jīng)接近電子的相干長度,它的性質(zhì)因為強相干所帶來的自組織使得性質(zhì)發(fā)生很大變化。并且,其尺度已接近光的波長,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、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)時所表現(xiàn)的性質(zhì)。
中國在納米科技領(lǐng)域的研究起步較早,基本上與國際發(fā)展同步。中國已經(jīng)初步具備開展納米科技的研究條件,國家重點研究機構(gòu)及相關(guān)高科技技術(shù)企業(yè)對納米材料的研究步伐不斷加快;在納米科技領(lǐng)域,我國在部分領(lǐng)域已達(dá)到國際先進(jìn)水平。這些都為實現(xiàn)跨越式發(fā)展提供了可能。
火箭。鋁的含量金屬元素在地殼中占據(jù)了第二的位置,僅次于鐵的含量。在日常生活中,各種鋁制品已經(jīng)被人們大量使用。更值得注意的是,由于鋁的密度高,耗氧量低,有高的燃燒焓,使得在固體推進(jìn)劑中可以有較高的鋁粉含量,對提高比沖的作用相當(dāng)顯著。再加上原材料豐富,成本較低,因此作為能量材料的添加劑被廣泛應(yīng)用在火箭推進(jìn)劑中。與普通鋁粉相比,納米鋁粉具有燃燒更快、放熱量更大的特點,若在固體燃料推進(jìn)劑中添加1%質(zhì)量比的超微鋁或鎳顆粒,燃料的燃燒熱可增加1倍。國外有研究報道,在HTPB復(fù)合推進(jìn)劑中,加入20% Alex (ARGONIDE公司產(chǎn)品納米鋁粉),與同樣含量普通鋁粉相比較,燃燒速率可以提高70%。
炸藥。在炸藥中加入高熱值的金屬粉末是提高炸藥作功能力的途徑之一。含鋁炸藥作為一類高密度、高爆熱、高威力炸藥,已被廣泛應(yīng)用在水中兵器和對空武器彈藥中。納米鋁與其他的金屬氧化物納米材料自組裝后燃燒速度可達(dá)到1500—2300m/s,沖擊波最大可以達(dá)到3馬赫。這種納米尺寸的“智能炸彈”可望將靶向藥物輸送到癌細(xì)胞,同時不損傷健康細(xì)胞。這種由納米鋁粉與金屬氧化物配合成功的高能炸藥,由于其表面積要比常規(guī)鋁熱劑粉末大得多,因而它能夠提供相當(dāng)于現(xiàn)有火藥推進(jìn)劑十倍高的燃燒速度。
電池。隨著太陽電池的材料以及制作水平的不斷提高,太陽能電池的少子壽命也不斷的增加,即少子的擴散長度不斷增長,當(dāng)少數(shù)載流子的擴散長度與硅片的厚度相當(dāng)或超過硅片厚度時,背表面的復(fù)合速度對太陽電池特性的影響就很明顯。從商業(yè)太陽電池來看,為了降低太陽電池的成本,提高效率,生產(chǎn)廠家也在不斷地減小硅片的厚度,以降低原材料的價格。因此,為了提高電池的效率,必須考慮降低電池背表面的復(fù)合速度,提高長波光譜響應(yīng)。所以鋁背場的好壞將直接影響到太陽能電池的輸出特性。
顆粒小,鋁漿與硅片接觸較好,顆粒大,有的區(qū)域與硅表面問存在著較大的空隙,存在空洞,鋁漿與硅片接觸較差,這就使得有些區(qū)域沒有形成鋁背場。所以鋁漿的顆粒大小對于鋁背場的形成和質(zhì)量都有著很重要的關(guān)系。鋁顆粒越小,熔點越低,越易于在一定溫度下和硅基材料形成硅鋁復(fù)合層,越有利于鋁背場的形成并改善太陽能電池的輸出特性。因此,制備納米級的要的意義。
在充滿生機的21世紀(jì),信息、生物技術(shù)、能源、環(huán)境、先進(jìn)制造技術(shù)和國防的高速發(fā)展必然對材料提出新的需求,元件的小型化、智能化、高集成、高密度存儲和超快傳輸?shù)葘Σ牧系某叽缫笤絹碓叫?航空航天、新型軍事裝備及先進(jìn)制造技術(shù)等對材料性能要求越來越高。新材料的創(chuàng)新,以及在此基礎(chǔ)上誘發(fā)的新技術(shù)、新產(chǎn)品的創(chuàng)新是未來10年對社會發(fā)展、經(jīng)濟振興、國力增強最有影響力的戰(zhàn)略研究領(lǐng)域,納米材料將是起重要作用的關(guān)鍵材料之一。
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2023-2028年納米鋁行業(yè)市場深度分析及發(fā)展策略研究報告
納米鋁行業(yè)研究報告主要分析了納米鋁行業(yè)的市場規(guī)模、納米鋁市場供需求狀況、納米鋁市場競爭狀況和納米鋁主要企業(yè)經(jīng)營情況、納米鋁市場主要企業(yè)的市場占有率,同時對納米鋁行業(yè)的未來發(fā)展做出科...
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