纳米科技对制造业的影响.doc

纳米科技对制造业的影响班级：机自07-7班姓名：郭 永 波学号：03071137纳米科技对制造业的影响纳米是长度单位，1nm=10-9m，或者说1nm相当人头发丝直径的七万分之一。纳米技术是研究在纳米尺度上(0.1100nm)物质的特性及其相互作用与运动，并利用这些特性为人类服务的科学技术。纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。当物质进入纳米尺度范围后，会出现很多奇异的特性和现象，例如：由网状结构石墨薄片卷成直径为1nm至几十纳米的碳纳米管，它的强度可达钢的100倍，而重量只有钢的六分之一。因结构不同，它可具有金属特性或半导体特性。呈金属特性时，有极好的导电性，其电流容量为1000MA/cm2(铜导线电流容量达 10MA/cm2时会烧断)；同时还具有极好的导热性(10km/s)。已发现的这些特性有着非常诱人的应用前景。 纳米技术的高速发展对制造业也产生了巨大的影响，首先是纳米材料近10年的迅速发展，为制造业从宏观向微观制造发展提供了可能。目前纳米粉(即纳米颗粒)、纳米复合材料、纳米结构材料体系，创造了很多新材料，为电子、生物、能源、信息新产品的开发，提供了可能，这就给我们制造业带来了广泛的市场前景，需要从事制造的科学工作者去研究如何发挥新材料的特性，根据市场需求，设计制造出新产品。特别是我国纳米材料的研究处于国际先进水平，在某些领域还处于前列，这更为我国在新的产业革命竞争中提供了制胜的机遇。因此，从事制造业的科技工作者的压力和责任就更大。 其次，纳米技术还对制造方法、工艺与手段带来巨大冲击。以往的制造模式是从大往小去做产品，以去除工艺为主。现在，有可能从小往大去做产品，可以从纳米尺度往上增加去做零件或产品。以往是以硬物质为主，现在软物质也占重要地位。软物质就是以微弱作用力就可改变其形状与特性的物质。例如：有人利用缩安酸分子对某些半导体晶体的亲合力，通过蛋白质(相当于运送工具)来构筑所需芯片。随着纳米技术在各个领域的深入研究，将会有更多、更新的制造方法、工艺和手段的出现。第三，纳米科技在产品制造领域已有了广泛的应用。1. 机械零件的纳米表面制备。所谓的机械零件的纳米表面制备，指得是将机械零件的表面纳米化的过程，亦即通常所讲的“纳米表面工程”。纳米表面工程是充分利用纳米技术提升和改善传统表面的工程，也就是通过特定的加工技术和手段，进一步改变固体材料表面的形态、化学成分、组织结构等、从而赋予表面全新功能的系统工程。其基本特征是综合、交叉、复合、优化。纳米表面工程最大优势是能够制备出优于本体材料性能的表面功能薄层，赋予零件耐高温、防腐蚀、抗疲劳、防辐射等性能，这层纳米表面材料与制作零件的整体材料相比，厚度薄、面积小，却承担着工作零件的主要功能。纳米表面工程的内涵式深刻的，至少包括了“具有部分纳米特征的宏观涂层制备”、“纳米功能薄层的制备”、“金属材料表面自身纳米化”、“材料或薄层表面的纳米级精加工”和“完全有纳米材料构成的宏观涂层的制备”五个方面的内容。2. 纳米材料的加工纳米材料的出现，也给加工材料带来了新的课题。新材料需要新的加工方法，过去在机床上进行的车、铣、钻、镗、刨、磨等机械加工方法已远远落后，各种电加工、化学加工、粒子束、高压水加工等方法近年来得到了飞速发展，特别值得一提的是激光加工技术。 第四，制造过程并非只用单一方法，零件也不再会是单一材料所构成。根据使用要求，零件可以设计成由不同特性材料构成，既可减少资源浪费，又可降低成本。这些零件的设计应考虑什么，这些零件的生产制造如何进行，也是今后制造业所面临且必须解决的问题。 纳米技术在各个领域研究本身就需要各种仪器、操作器和检测仪器等，这也为制造业带来巨大市场需求。 随着纳米技术迅速发展，各国都对制造技术的未来作了预测，大致估计在2020年左右微产品不再是实验室里研究的问题，而是进行产业化，步入市场竞争的阶段。为迎接纳米技术对制造业带来的机遇与挑战，从事制造技术的人应采取什么对策呢？ 纳米技术涉及几乎所有学科，它是物理、化学、生物、材料、电子等多种学科交叉的融合点，学科的交叉势必会产生新的创新，谁愈早意识到其重要性，并主动进行学科交叉，谁就能寻找到更多的创新思路，开发出创新的产品。 纳米技术很多成果已用于传统产品与企业。例如：服装行业用纳米材料开发出不沾