纳米高岭土特性及其应用前景

纳米高岭土特性及其应用前景

刘钦甫张玉德等（中国矿业大学100083）

[摘要]目前，纳米粘土是世界上的一个研究热点。国内外大多以蒙脱土作为生产纳米粘土的原料。本文介绍一种用高岭土作为原料生产的纳米粘土及其在塑料、橡胶、造纸、涂料中的应用前景。

[关键词]纳米高岭土性能应用

一、前言

纳米粘土目前在世界上是一个研究热点，这方面比较典型的是日本丰田中央研究所开发研制并已工业化的尼龙6/层状蒙脱土纳米复合材料。在我国中国科学院化学研究所、北京化工大学、四川大学等高校和科研院所许多研究人员从事这方面的研究[2]，并取得了显著成绩，但在我国尚未成功得到大规模工业化应用。

目前从国内外纳米粘土复合材料的研究和生产现状来看，大都以蒙脱石作为生产纳米粘土的原料，采用插层复合的方法，但该方法工艺复杂，生产成本高，从而使其推广应用受到限制。此外利用插层复合的方法，原料的选择性较小，并且主要在塑料领域研究的较多，而在橡胶等其他领域研究的较少。如若生产出纳米粘土粉体，能够方便地融入到传统的塑料或橡胶等聚合物生产工艺中，无疑将具有极大的市场应用潜力和强大的生命力。

由于高岭土具有比蒙脱石粘土高的白度、晶层表面具电荷中性（蒙脱石晶层具较高的负电荷）以及高岭土粘土矿床通常比蒙脱石粘土矿床含杂质少，因此利用前者生产纳米粘土比利用后者具有更大的优势，例如可以更好地用于白色或浅色橡胶和塑料、白色和浅色涂料，以及成本低廉等。

二、纳米高岭土的主要性能

山东枣庄三兴高新材料有限公司目前是我国唯一生产纳米高岭土的企业，已达到规模化工业生产。其工业化产品的性能指标如表1和表2所示。可以看出，此种高岭土具有很高的纯度，几乎均由高岭石组成。高岭石片层的平均粒度为300-500nm，片层厚度小于100纳米。根据纳米材料的定义：至少有一维方向尺寸位于1-100nm的材料，即可称为纳米材料。该产品的高岭石片层厚度位于纳米量级，故为二维层状纳米材料。从表2还可以看出，此种产品具有较高的比表面积，优异的悬浮性和分散性能。其分散好的悬浮液，静止数月几乎不发生沉淀。

表1 纳米高岭土化学成分

表2 纳米高岭土物理性能

三、

纳米高岭土的主要应用领域（Applications of Nanokaolin ）

1、橡胶中的应用（Application in Rubber ）

该产品可用于各种橡胶制品，显著提高其机械物理性能，同时降低其生产成本。特别是在弹性、抗屈挠、阻隔性能和扯断伸长率方面具有优势。在顺丁橡胶、三元乙丙橡胶、天然橡胶和丁腈橡胶中优于白碳黑的补强性能，在丁苯橡胶中接近于白碳黑的补强性能。适合在轮胎胎侧胶、内胎、高尔夫球橡胶、胶丝、丁腈密封橡胶、鞋底橡胶、胶辊、胶棒、输送带橡胶等产品中应用。

表3 纳米高岭土在丁苯橡胶中的补强性能及对比

表4 纳米高岭土与白碳黑在顺丁橡胶、三元乙丙和天然橡胶中补强性能比较

图1 纳米高岭土在丁苯橡胶（左）、天然橡胶（中）和顺丁橡胶（右）中分散性及尺寸（透射电子显微镜照片）Fig 1 TEM imagines of nanokaolin in the SBR, NR and BR composite

2、塑料中的应用（Application in Plastics）

在橡塑复合材料中的应用：具有增强增韧功能。

青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室的顾圆春、邱桂学和包艳利用该公司生产的纳米高岭土为增强剂，以新型聚烯烃弹性体POE 为增韧剂, 将传统的弹性体增韧方法和新型的纳米粒子增韧增强手段相结合，采用合金化技术和填充复合工艺, 制得高性能的聚丙烯复合材料。研究结果表明, 纳米高岭土和弹性体POE 对PP 增韧具有协同作用, 呈现的并不是二者独立增韧作用的简单加和, 纳米无机粒子对复合体系PP/POE 还有增强作用并大大减缓了因POE

的加入而导致复合体系强度的降低。（见《塑料工业》，2004年，第32 卷，第10 期，15页-17页）

美国通用汽车公司和蒙特北美公司成功地利用纳米高岭土生产出聚烯烃热塑性弹性体复合材料，使其刚性和韧性提高。他们还将含有纳米高岭土的复合材料用于汽车其它零部件。

在工程塑料中的应用

表5 纳米高岭土在聚丙烯塑料中的测试结果（填充量15%）

纳米高岭土用于聚丙烯、聚乙烯、尼龙等工程塑料中，可赋予塑料良好耐热性和力学性能。可用作汽车零部件、储油罐、燃油管道系统、电子接插件、导管、电话机壳体、工具手柄、栏杆、调理器具手把、高润滑低流阻管道；由于其刚性高，可以做薄壁复杂结构制品，减少质量和成本。纳米高岭土还可赋予塑料制品良好的阻燃性能和阻隔性能。

在发泡聚苯乙烯中的应用

美国俄亥俄（Ohio）州立大学的研究人员发现，仅用1%~2%的纳米粘土就能提高发泡聚苯乙烯（EPS）的压缩模量25%。纳米粘土有两个作用，一是作为EPS的增强剂，另一个作用是作为成核剂。

在塑料薄膜中的应用

由于纳米高岭土具有良好的阻隔性能，因此可用于食品保鲜包装，延长食品保质期；用于农用薄膜中，不仅增加薄膜力学性能、降低生产成本，而且还不影响其透明性，其优良的紫外线阻隔性能有利于提高棚内温度。用于包装印刷材料中，使其具有优异的力学性能和强度，并赋予良好的感官性能。

3、纸中的应用（Application in Paper Making）

作为纸张的涂层材料，可赋予印刷制品和包装纸品高光泽、高白度、高强度，有助于结构化的涂布设计，实现更为优质的视觉效果，光泽效果和印刷效果，可替代价格昂贵的二氧化钛。是高级纸张和特殊纸张的优质涂层材料。

4、在油墨中的应用(Application in print ink)

印刷油墨市场要求高性能的超细粉体作为功能性填料。纳米高岭土在油墨中表现出优异的分散性、极好的光泽和遮盖力、优异的油墨吸收性和干燥性。

5、在涂料中应用(Application in paint)

涂料工业中，纳米高岭土作为增白的体质颜料，具有优异的悬浮稳定性能，长期放置，也不易沉淀。其微细的颗粒可以提高涂料油漆的光泽、增强产品的光泽度、干燥性和遮盖力，同时还具有补强作用。用其取代价格较贵的钛白粉，可以达到相同的效果。

6、在胶粘剂中的应用(Application in stickness)

近年来，胶粘剂正向低粘度、高强度、耐冲击、阻燃等特殊用途方向发展，随着社会对水下胶粘剂更高性能的需求，在环氧树脂胶粘剂中加入纳米填料，以大大提高胶粘涂层的强度、耐磨、耐蚀和其他性能，并降低胶粘剂的成本。

7、在催化剂中的应用(Used as catalyst carrier)

纳米高岭土由于巨大的比表面积和吸附性能，因此可用作石油化工合成行业催化剂的载体，具有良好的稳定性。

8、用作农药载体(used as pesticide carrier)

由于纳米高岭土具有比表面积大、吸附力强、以及较强的离子交换能力、可塑性强等特点，使其可作为颗粒农药、粉剂农药和液体农药的载体。用他做农药载体不但可以使农药充分分散开，而且能够使农药长期缓慢地释放，使药期延长，同时还能改善土壤的结构，有利于植物的生长。

9、在纳米陶瓷中的应用(Application in ceramic glaze)

将纳米高岭土涂抹在普通陶瓷的釉面上，不仅使陶瓷釉面更加平滑，而且还增强釉面活性，使之易于清洁和具备一定的杀菌功能。

10、在高强度混凝土中的应用(Application in high quality cement)

在高强度混凝土中，加入微量（0.5-1.0%）的纳米高岭土，可使其早期强度、抗渗和抗折能力提高20-30%，同时还可作为减水剂，提高料浆的流动性11、在化纤中的应用(Application in chemical fiber)

该公司开发的聚酯切片和尼龙切片高岭土，由于其微细的粒度，用于聚酯纤维、尼龙纤维或其他纤维中，具有不断丝、可纺性好等优点。同时可以作为功能性的陶瓷粉体，代替价格昂贵的纳米TiO2作为消光剂，同时还具有抗紫外线和远红外保温功能。纳米高岭土用于聚酯纤维中可提高显色性能，并改善其后期加工性能。纳米高岭土优异的悬浮性能和分散性能使其特别适合在湿纺工艺中应用。

四、结论

纳米高岭土是我国新近开发出来的新产品，虽然问世不久，但已经显示出强大的生命力和广阔的应用前景。该产品在不同应用领域优异的应用性能主要归因于其微细的粒度；特殊的表面处理使其在有机聚合物中呈现良好的分散性；在水溶液种优异的悬浮性能。

高岭土生产工艺标准技术

1.1.1.产品规模 一级高岭土：12万吨/年；二级高岭土：8万吨/年 建筑用砂：5万吨/年；黄铁矿：1万吨/年。 工艺技术方案目前国内高岭土湿法深加工技术比起传统技术有所提高，但在关键技术和关键工艺方面仍然落后国外，特别在自动化程度、成套技术、生产效率和工艺稳定性等方面与欧美、日本还有较大差距。随着石化、造纸、陶瓷、耐火材料等行业的发展，这些行业对高档高岭土的需求在不断地上升，市场不断扩大。高档高岭土行业的发展瓶颈已经显现，需要更加先进的技术、工艺、装备，更加稳定的产品性能、高产能、高效率。 本项目采用自主研发的新技术、新工艺、新装备，淘汰落后的技术、工艺、装备和产能。本项目开发的新型捣浆机用于原料制浆过程中矿物的分散，比原来的制浆时间短，矿物与杂质分离的更完全，有助于后道工序的分选作业。新的分选装备小口径高压旋流器的开发，提高了更细粒级矿物的分级。高档高岭土生产线将采用新的干燥技术比原干燥节约用地70%，干燥效率提高了50%。整条生产线自动化程度提高了，降低了生产和管理成本，同时提高了生产流程的稳定性。项目使用自主开发专利技术 依据流程先后矿浆自流原则，依次布置。原料预处理车间布置在最高处，然后依次为制浆车间、分选车间、超细磨车间、超导磁选车间、压滤车间、干燥车间、轧粒包装车间、中尾矿处理车间。具体详见总平面布置图。

1.1. 2.主流程工艺流程主流程工艺详见附图2“主流程数质量流程图”，进料总量24.22万吨，生产 一级高岭土系列产品10.4万吨，二级高岭土系列产品8万吨，一级品三氧化二铝含量大于35%，铁含量小于0.5%，-2um以下88%，二级品三氧化二铝含量大于30%，铁含量小于0.8%，-2um以下75%。 1.1. 2.1.原料预处理系统运送至原料仓库的原料需要进行破碎至5cm以下。破碎后的原料再通过振动 筛给到皮带输送机，由皮带输送机输送至原料储存料仓。 1.1. 2.2.高浓度制浆系统原料储存料仓中的原料通过板式给料机按一定的给料量加入至捣浆池中，同时 加入水和能使矿浆分散的分散药剂，配制矿浆浓度30%左右，进行高速搅拌打散。 超细磨剥系统浓缩后的精矿矿浆加入混合分散剂，使矿浆完全分散，具有良好的流动性，控制矿浆浓度在45%左右，由变频螺杆泵输送至超细磨剥机进行研磨剥片。 1.1. 2. 3.分选、分级系统高速分散后的矿浆首先进入粗选作业，经过水力旋流器?200、?150，粗选后的 溢流矿浆再进入精选作业，分别经过?75、?25，最后经过超细分级高压旋流器?10。 1.1. 2.4.压滤系统经过分选后的精矿矿浆由柱塞泵输送至大型自动压滤机进行压滤脱水，把浓度为8% 的矿浆压滤成含水30%的半成品。 1.1. 2.5.干燥系统 经过压滤脱水后的半成品送至干燥架进行自然干燥，干燥后成品含水为15%左右。 1.1. 2.6.轧粒、包装系统干燥后的成品运送至轧粒、包装车间，经过破碎机把干燥后的高岭土泥饼破碎 机至3cm～5cm粒径大小的粒状，再经过提升机提升至成品缓冲料仓，然后通过自动卸料方式进入自动包装机进行包装。 1.1. 2.7.中尾矿处理系统经分选系统中粗选作业处理后得到的尾矿以及由?25水利旋流器分选后的尾 矿再经过堆放、风化、解离后加水、分散剂进行二次三次选别，浓缩、压滤、干燥、轧粒包装。 最终产生的粗尾矿再次经过摇床等粗选设备进行粗尾矿的选别作业，分选出石英砂、黄铁矿、高岭土。 1.1. 2.8.选矿废水净化系统主流程和中尾矿系统中压滤机排出的含酸性比较强的废水、浓缩过程中排出 的废水、清洗压滤布产生的废水均排到废水处理系统，通过加入混合药剂，中和掉多余的硫酸根离子等，净化水质，净化后的水进入到循环水池再利用。在制浆过程中需要加入碱性分散剂，而处理后的水偏碱性，这样可以节约大量的药剂。 1.1. 2.9.超细改性系统为开拓占领高端市场，项目设计充分利用公司取得的超细改性工艺技术，建设一 条利用本项目生产的一级高岭土为原料，通过超细改性工艺的2000吨/年的改性高岭土生产线。 1.1. 2.10.破碎系统、原料储存系统原料从公司厂矿或车站码头用自卸车、集装箱货车或农用货车等 运至原料仓库储存。原料棚建在主流程原料棚的北侧山坡上，面积约350m2。根据需要对原料进行

纳米技术的应用与前景展望

纳米技术的应用与前景展望 【摘要】纳米技术是二十一世纪最具潜力的学科分支，有可能成为下一世纪前二十年的主导技术。本文概述了纳米技术在陶瓷、电器、医学等方面的应用，并对纳米技术的发展进行了展望。 【关键词】纳米技术；应用；发展前景 0.引言 纳米技术是上世纪末出现的高技术，有科学家预言，在21世纪纳米材料将是“最有前途的材料”，纳米技术甚至会超过计算机和基因学，成为“决定性技术”.1990年，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩召开，《纳米技术》与《纳米生物学》这两种国际性专业期刊也相继问世.从此一个崭新的科学技术领域—纳米科技开始得到科技界的广泛关注。[1] 1.纳米技术 1.1纳米技术的发展现状 二十世纪90年代以后，纳米技术飞速发展。自首届国际纳米科学技术会议召开以后，世界各国的纳米技术研究风起云涌，各种形式的研究机构像雨后春笋遍布世界各地，纳米技术研究所涉及的科学领域及应用范围在不断扩大，各个领域都取得了可喜的进展，纳米技术研究获得了空前的快速发展。纳米材料是纳米技术的重要组成部分，在纳米材料领域，人们研究出了纳米金属、合金、陶瓷和有机高分子等复合型材料并在实际中应用，取得了明显的效果。[2] 1.2发展纳米技术的重要性 纳米技术的研究开发可能在精密机械工程、材料科学、微电子技术、计算机技术、光学、化工、生物和生命技术以及生态农业等方面产生新的突破。世界各国都给予极大的重视，美国国家关键技术委员会将纳米技术列为政府重点支持的22项关键技术之一，制定了投资2亿美元进行大规模开发纳米技术的10年计划。英国成立了纳米技术战略委员会，国家纳米技术计划已开始实施。科学家们认为，纳米技术的深远意义可与18世纪的工业革命相媲美，它的重要性非常大，表现在技术和科学方面，主要有以下几点： （1）纳米技术是一项交叉领域学科，对它的基础研究和应用研究是能否拥有国际竞争力的先决条件。 （2）由于它的交叉学科性能，决定了它不仅应用于一种技术领域，它为许多学科的发展奠定基础并起到推动的作用。

高岭土增白工艺

高岭土增白工艺 1 前言 高岭土广泛地应用于陶瓷工业、造纸工业、橡胶塑料工业、建材工业、化学工业、油漆工业等许多部门。根据其用途的不用，对高岭土的白度有着不同的要求。但是自然界中产出的高岭土中，往往因含有一些着色杂质而影响其自然白度。采用常规的物理选矿方法，虽可除去部分杂色矿物，但因染色物质粒度极细且共生复杂而难以奏效。因此，寻求非传统的高岭土除铁新方法，使高岭土中杂质铁含量大大降低，实现了高岭土的深加工和经济价值的提高。以下介绍去除高岭土中铁杂质，增加其白度的几种方法。 2 化学除铁增白法 所谓化学除铁就是用化学药剂选择性溶解物料中含铁矿物，然后去除的方法。 色素离子的类型不同，所用的试剂、方法也就各异：经提纯后的高岭石表面吸附的色素离子为Fe3+，即铁以Fe2O3形式存在时，采用Na2S2O4与其反应将Fe3+还原成二价铁盐，经过漂洗，过滤除去；当吸附离子为Fe2+时，即铁以FeS2形式存在时，应采用氧化剂与其反应将其氧化成可溶性硫酸亚铁和硫酸铁，使其变成易被洗去的无色氧化物；大部份矿样同时含有Fe3+和Fe2+，采用氧化一还原联合漂白法，先用氧化剂氧化Fe2+成为Fe3+再用还原剂将其还原为Fe2+。经过漂洗，过滤除去。 2．1 还原法 2，1．1 保险粉还原法 连二亚硫酸钠除铁的基本反应如下： Fe203+Na2S204+2H2SO4≈2NaHS03+2FeSO4+H20 由试验知，漂白效果不好的原因之一是保险粉极易分解而使其还原能力降低。反应如下： 2[S2O42-]+4H+=3SO2+S+H2O 3[S2042-]+6H+=5SO2+H2S+H2O

So2与H2S进一步反应生成S↓： 2H2S+SO2＝3S↓+2H20，这些副反应，既浪费了药剂，又影响产品质量。此外漂白后的高岭土如果不能得到及时洗涤，就会造成产品返黄。可见保险粉还原法对条件要求非常苛刻，要想实现工业化生产，必须解决两个难题：1)严格控制酸度、温度等；2)如何使产品尽快、充分地得到洗涤。针对保除粉漂白的高岭土易返黄的弱点，在漂白过程中添加适量的熬合剂，如草酸，它与铁离子形成无色含水的双草酸络铁熬合离子： 该熬合离子溶于水，在高岭土铁漂白后随滤液排除。漂白后的矿浆要立即进行清洗，将矿浆加入5～l0倍的清水稀释，这样清洗3～4次，最后浓缩干燥即成最终产品。 2，1，2 酸溶氢气还原法 为了使高岭土中的杂质Fe2O3更易转化为无色易溶状态，酸溶时加入还原剂是必要的。在盐酸、硫酸、草酸等介质中使用锌粉或铝粉作还原剂，通过活泼金属置换出酸溶剂中的氢，利用不断生成的氢气将高岭土中有色不溶的Fe3+变为可溶的Fe2+随滤液被除去。其中酸的作用有两个:1）作溶剂如盐酸与Fe2O3发生置换反应，将不溶的Fe2O3，变为可溶的Fe3+，反应式为6HC1+Fe2O3→2FeC13+3H2O；2)与活泼金属发生置换反应，生成氢气，以铝作还原剂为例，反应如下： 6HC1+2A1＝2A1Cl3十3H2↑ 3H2SO4＋2A1=A12(S04)3+3H2↑ 3H2C2O4十2A1＝Al2(C2O4)3+3H2↑ 新生成的氢气将有色的Fe3+还原为无色易溶的Fe2+随滤液除去。与此同时，氢气还有可能直接与未被酸溶解的Fe2O3，发生反应 2Fe3++H2=2Fe2++2H+ 对于含铁多(大于2.10%)、白度低(70度以下)的煤系高岭土，只有采取酸溶氢气还原法除铁，

纳米技术的应用与前景

纳米技术的应用与前景 纳米技术作为一种高新科技，我认为其本质不亚于当年的电子与半导体科技，有着我们未所发掘到潜能与实用价值，在这个世代，各种技术的发展迅速，随着纳米技术的进一步发展，可以作为一种催化剂，促使各行各业的迅猛发展。 纳米技术是近年来出现的一门高新技术。“纳米”主要是指在纳米（一种长度计量单位，等于1/1000,000,000米）尺度附近的物质，其表现出来的特殊性能用于不同领域而称之为“纳米技术”，其具体定义见词条“纳米科技”。 纳米技术目前已成功用于许多领域，包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等。本词条为纳米技术应用的总纲，包括如下领域： 1、纳米技术在新材料中的应用 2、纳米技术在微电子、电力等领域中的应用 3、纳米技术在制造业中的应用 4、纳米技术在生物、医药学中的应用 5、纳米技术在化学、环境监测中的应用 6、纳米技术在能源、交通等领域的应用 尽管从理论到实践是一个相当困难的过程，但纳米技术已经证明，可以利用扫描隧道电子显微镜等工具移动原子个体，使它们形成在自然界中永远不可能存在的排列方式，如IBM 公司的标志图案、比例为百亿分之一的世界地图、或一把琴弦只有50纳米粗的亚显微吉他。纳米材料的应用有着诱人的技术潜力，它的应用范围包括从制造工业、航天工业到医学领域等。美国全国科学基金会曾发表声明说：“当我们进入21世纪时，纳米技术将对世界人民的健康、财富和安全产生重大的影响，至少如同20世纪的抗生素、集成电路和人造聚合物那样。”科学家们预计，纳米技术在新世纪中的应用前景广阔，已经涵盖了材料、测量、机械、电子、光学、化学、生物等众多领域，信息技术与纳米技术的关系已密不可分。 从纳米科技发展的历史来看，人们早在1861年建立所谓肢体化学时即开始了对纳米肢体的研究。但真正对纳米进行独立的研究，则是1959年，这一年，著名美国物理学家、诺贝尔奖金获得者德·费曼在美国物理学年会上作了一次报告。他在报告中认为，能够用宏观的机器来制造比其体积小的机器，而这较小的机器又可制作更小的机器，这样一步步达到分子程度。费曼还幻想在原子和分子水平上操纵和控制物质。 在70年代末，美国MIT（麻省理工大学）的W.R.Cannon等人发明了激光气相法合成数十纳米尺寸的硅基陶瓷粉末。80年代初，德国物理学家H.Gleiter等人用气体冷凝发制备了具有清洁表面的纳米颗粒，并在超真空条件下原位压制了多晶纳米固体。现在看来，这些研究都属于纳米材料的初步探索。 科学家预言，尺寸为分子般大小、厚度只有一根头发丝的几百万分之一的纳米机械装置将在今后数年内投入使用。学术实验室和工业实验室的研究人员在开发分子马达、自组装材料等纳米机械部件方面取得了飞速进展。纳米机器具有可以操纵分子的微型“手指”和指挥这些手指如何工作、如何寻找所需原材料的微型电脑。这种手指完全可以由碳纳米管制成，碳纳米管是1991年发现的一种类似头发的碳分子，其强度是钢的100倍，直径只有头发的五万分之一。美国康奈尔大学的研究人员利用有机物和无机物组件开发出一个分子大小的马达，一些人称之为纳米技术领域的“T型发动机”。 纳米科技中具有主导或牵头作用的是纳米电子学，因为它是微电子学发展的下一代。纳米电子学是来自电子工业，是纳米技术发展的一个主要动力。纳米电子学立足于最新的物理理论和最先进的工艺手段，按照全新的理念来构造电子系统，并开发物质潜在的储存和处理

纳米科技的发展及未来的发展方向

纳米科技的发展及未来的发展方向 论文 理学院 08光信息科学与技术 张箐 0836017

纳米科技的发展及未来的发展方向 一：纳米科技的起源： 纳米是长度度量单位，一纳米为十亿分之一米。纳米科技这一初始概念是已故美国著名物理学家、诺贝尔物理学奖得主费恩曼(R．Feynman)于1959年在美国加州理工学院作题为“在低部还有很大空间”的讲演中提出的。费恩曼指出：如果人类能够在原子或分子尺度上来加工材料、制备装置，则将会有许多激动人心的新发现。他还强调：人们需要新型的微型化仪器来操纵纳米结构并测定其性质。费恩曼憧憬说：试想，如果有一天，人们可以按自己的意志来安排一个个原子，将会产生怎样的奇怪现象。 与所有的天才假想一样，费恩曼的科学思想起初并未被接受。然而科技的迅猛发展很快证明了费恩曼是正确的。继费恩曼之后，许多科学家又尽情发挥想像力，从不同角度继续编织纳米技术的神奇梦想。 纳米科技的迅速发展是在1980年代末1990年代初。1980年代初，宾尼希(C．Binnig)和罗雷尔(H．Rohrer)等人发明了费恩曼所期望的纳米科技研究的重要仪器－－扫描隧穿显微镜(scanning tunneling microscopy，STM)。STM 不仅以极高的分辨率揭示出了“可见”的原子、分子微观世界，同时也为操纵原子、分子提供了有力工具，从而为人类进入纳米世界打开了一扇更加宽广的大门。 与此同时，纳米尺度上的多学科交叉迅速形成了一个有广泛学科内容和潜在应用前景的研究领域。1990年，纳米技术获得了重大突破。美国IBM公司阿尔马登研究中心（Almaden Research Center）的科学家使用STM把35个氙原子移动到各自的位置，组成了“IBM”三个字母，这三个字母加起来不到3纳米长。 1990年7月，第一届国际纳米科学技术大会和第五届国际扫描隧穿显微

高岭土的高温改性

高岭土的高温改性 1.文献综述 质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料。高岭土在造纸工业的应用十分广泛。主要有两个领域，一个是在造纸（或称抄纸）过程中使用的填料，另一个是在表面涂布过程中使用的颜料。 原子反应堆、航天飞机和宇宙飞船的耐高温瓷器部件，也用高岭土制成。目前，全球高岭土总产量约为4000万吨(该数据属于简单的国与国产量的相加，其中没有统 计原矿的贸易量，包含较多的重复计算)，其中精制土约为2350万吨。造纸工业是精 制高岭土最大的消费部门，约占高岭土总消费量的60%。据加拿大Temanex咨询公司 提供的数据，2000年全球纸和纸板总产量约为31900万吨，全球造纸涂料用高岭土总 用量为约1360万吨。对于一般文化纸，填料量占纸重量的10-20%。对于涂布纸和板( 主要包括轻量涂布纸、铜版纸和涂布纸板)，除了需要填料外，还需要颜料，填、颜 料用的高岭土所占比重为纸重的20-35%。高岭土应用于造纸，能够给予纸张良好的覆 盖性能和良好的涂布光泽性能，还能增加纸张的白度、不透明度，光滑度及印刷适性，极大改善纸张的质量。 高岭土与水结合形成的泥料，在外力作用下能够变形，外力除去后，仍能保持这 种形变的性质即为可塑性。可塑性是高岭土在陶瓷坯体中成型工艺的基础，也是主要 的工艺技术指标。通常用可塑性指数和可塑性指标来表示可塑性的大小。可塑性指数 是指高岭土泥料的液限含水率减去塑限含水率，以百分数表示，即W塑性指数=100(W 液性限度-W塑性限度)。可塑性指标代表高岭土泥料的成型性能，用可塑仪直接测定 泥球受压破碎时的荷重及变形大小可得，以kg·cm表示，往往可塑性指标越高，其 成型性能越好。高岭土的可塑性可分为四级。 可塑性强度可塑性指数可塑性指标 强可塑性>153.6 中可塑性7—152.5—3.6 弱可塑性1—7<2.5 非可塑性<1 结合性指高岭土与非塑性原料相结合形成可塑性泥团并具有一定干燥强度的性

高岭土选矿技术

高岭土选矿技术，高岭土除铁技术，高岭土除铁设备，高岭土除铁工艺 高岭土是一族粘土矿物的总称，其基本组成为高岭石组和多水高岭石组，主要由高岭石、埃洛石组成，含量可达90%以上，其次还有水云母，常混有黄铁矿、褐铁矿、锐钛矿、石英、玉髓、明矾等，有时还有少量的有机质。高岭土具有可塑性、粘结性、烧结性及耐火性等优良的工艺特性，所以被广泛应用于陶瓷、造纸、橡胶、塑料和耐火材料等工业。高岭土矿床的成因类型主要有三类：风化型、沉积型和热液蚀变型。 高岭土原矿的加工工艺取决于原矿的性质及产品的最终用途。在工业生产中应用的工艺有两种:干法工艺和湿法工艺，通常硬质高岭土采用干法生产，软质高岭土采用湿法生产。 2 干法选矿工艺 干法工艺是一种简单经济的加工工艺。采出的原矿经过锤式破碎机碎至25.4mm后，给入笼式破碎机，使粒度减小到6.35mm，笼式破碎机内的热空气将高岭土的水分由采出的20%降至10%左右。碎后的矿石则经配有离心分离机和旋风除尘器的吹气式雷蒙磨进一步磨细[2]。该工艺可将大部分砂石除去，产品通常用于橡胶、塑料及造纸工业的低价填料。用于造纸工业时，该产品可作为填料层灰分含量小于10%或12%处的填料，此时产品的亮度要求不高。 当干法对产品的白度等要求较高时，必须对雷蒙磨产出的产品进行干式除铁。干法工艺的优点是可省掉产品脱水和干操过程，减少灰粉流失，工艺流程短，生产成本低，适宜于干旱和缺水地区。但要得到高纯优质高岭土还得靠湿法工艺。 3 湿法选矿工艺 湿法工艺包括矿石准备、选矿加工和产品处理三个阶段。准备阶段包括配料、破碎和捣浆等作业。捣浆是将高岭土原矿与水、分散剂混合在捣浆机内制浆，捣浆作业可使原矿分散，为选别作业制备适当细度的高岭土矿浆，并同时去掉大粒的砂石。选矿阶段可能包括水力分级、浮选、选择性絮凝、磁选、化学处理(漂白)等作业，以除去不同的杂质。准备好的矿浆先经耙式洗箱、浮槽分级机或旋流器除砂，然后用连续式离心机、水力旋流器、水力分选器或振动细筛(325目)将其分为粗细两个粒级。分级机的细粒级送入HGMS(高梯度磁选机)除去铁钛杂质，产品经搅拌擦洗剥离后进行氧化铁浸出，对亮度已足够高并具有良好涂层性能的粘土可不经磁选和剥离而直接送至浸出作业。浸出后，在矿浆中添加明矾使粘土矿物凝聚而便于脱水。漂白的粘土用高速离心机，旋转式真空过滤机或压滤机脱水。过滤机或压滤机脱水。滤饼经再分散成55%～65%固体的矿浆，然后喷雾干燥制成松散的干品。部分干品被混入到分散的矿浆中制成70%固体，用船运至造纸厂。

浅谈纳米材料应用及发展前景

Jiangsu University 浅谈纳米材料应用及发展前景

摘要 纳米材料展现了异常的力学、电学、磁学、光学特性、敏感特性和催化以及光活性，为新材料的发展开辟了一个崭新的研究和应用领域。纳米技术在精细陶瓷、微电子学、生物工程、化工、医学等领域的成功应用及其广阔的应用前景使得纳米材料及其技术成为目前科学研究的热点之一，被认为是世纪的又一次产业革命。纳米材料向国民经济和高新科技等各个领域的渗透以及对人类社会的进步的影响是难以估计的。 关键词：纳米材料；纳米应用；量子尺寸效应 1.前言 纳米材料和纳米结构无论在自然界还是在工程界都不是新生事物。在自然界存在大量的天然纳米结构，只不过在透射电镜的应用以前人们没有发现而已。 在工程方面，纳米材料80年代初发展起来的，纳米材料其粒径范围在1—100nm之间，故纳米材料又称超微晶材料。它包括晶态、非晶态、准晶态的金属、陶瓷和复合材料等。由于极细的晶粒和大量处于晶界和晶粒缺陷中心的原子，纳米材料的物化性能与微米多晶材料有着巨大的差异，具有奇特的力学、电学、瓷学、光学、热学及化学等多方面的性能，从而使其作为一种新型材料在电子、冶金、宇航、化工、生物和医学等领域展现出广阔的应用前景。目前已受到世界各

国科学家的高度重视。美国的“星球大战计划”、“信息高速公路”，欧共体的“尤里卡计划”等都将纳米材料的研究列入重点发展计划；日本在10年内将投资250亿日元发展纳米材料和纳米科学技术；英国也将发展纳米材料科学技术作为重振英国工业的突破；我国的自然科学基金“863”计划、“793”计划以及国家重点实验室都将纳米材料列为优先资助项目[1]。美国科学技术委员会把“启动纳米技术的计划看作是下一次工业革命的核心”[2]。 2.纳米材料的制备 现行的纳米材料制备方法很多。但是真正能够高效低成本制备纳米材料的方法还是现在各个国家研究的重点。目前已报的工艺方法主要有以下几种：物理气相沉积法（PVD）和化学气相沉积法（CVD）、等离子体法、激光诱导法、真空成型法、惰性气体凝聚法、机械合金融合法、共沉淀法、水热法、水解法、微孔液法、溶胶—凝胶法等等。 3.纳米材料的主要应用 3.1纳米材料在工程方面的应用 纳米材料的小尺寸效应使得通常在高温下才能烧结的材料如SiC 等在纳米尺度下在较低的温度下即可烧结,另一方面,纳米材料作为烧结过程中的活性添加剂使用也可降低烧结温度,缩短烧结时间。纳米粉体可用于改善陶瓷的性能，其原因在于微小的纳米微粒不仅比表面积大，而且扩散速度快，因而进行烧结时致密化的速度就快，烧结

纳米材料及其应用前景

纳米材料及其应用前景 摘要:21世纪，纳米技术、纳米材料在科技领域将扮演重要角色。纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术之一。本文简要地概述了纳米材料的基本特性以及其在力学、磁学、电学、热学等方面的主要应用，并简单展望了纳米材料的应用前景。 关键词：纳米材料；功能；应用； 一、纳米材料的基本特性 所谓纳米材料是指材料基本构成单元的尺寸在纳米范围即1~100纳米或者由他们形成的材料。由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成，也正因为这样，纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如：其力学特性、电学特性、磁学特性、热学特性等，这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。科学家们和工程技术人员利用纳米材料的特殊性质解决了很多技术难题，可以说纳米材料特性促进了科技进步和发展。 1、力学性质 高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增 殖符合Frank-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳米材料中位错滑移和 增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50 多年历史，由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直 难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、 强度、硬度大幅提高，使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。 使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油 钻探等恶劣环境下使用。 2、热学性质 纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用 变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面 有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作 用，从而有效地将太阳光能转换为热能。 3、电学性质 由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（SIMIT）。利用纳米粒子的 隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体 器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管，表现出很好的晶体三极管 放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性，成功研制出了室 温下的单电子晶体管。随着单电子晶体管研究的深入进展，已经成功研 制出由碳纳米管组成的逻辑电路。

纳米二氧化钛的现状与发展概要

纳米二氧化钛的现状与发展 作者：未知时间：2007-11-24 15:17:00 国外纳米TiO2的生产现状 20世纪80年代以前，纳米TiO2的研究开发目的主要是作为精细陶瓷原料、催化剂、传感器等，需求量不大，没有形成大的生产规模。80年代以后，开发的纳米TiO2用作透明效应和紫外线屏蔽剂，为纳米TiO2打开了市场，使纳米TiO2的生产和需求大大增加，成为钛白工业和涂料工业的一个新的增长点。 由于纳米TiO2在催化及环境保护等方面具有广阔的应用前景，并可用于日用产品、涂料、电子、电力等工业部门，因此，纳米TiO2展现出巨大的市场前景。日本、美国、英国、德国和意大利等国对纳米TiO2进行了深入的研究，并已实现纳米TiO2的工业化生产。目前全世界已经有十几家公司生产纳米TiO2，总生产能力估计在(6000～10000)t/a，单线生产能力一般为(400～500)t/a。 根据莎哈里本公司统计，2003年全球纳米TiO2销售量仅为1800t左右，其消费量与产品应用见表1。 表1 2003年全球纳米TiO2消费量与产品应用 近几年，有关纳米TiO2的新建装置已很少报道，主要是已建成装置的生产能力已远远超出市场的实际消费量，多数厂家处于开工不足或停产的状态。主要原因是目前国际上公认的纳米TiO2制备和应用技术还有待于提高，技术要点和难点主要表现在以下几个方面：①国际上纳米TiO2的价格为(30～40)万元/t，其成本大致是销售价格的2/5，原料和工艺路线的选择是降低生产成本的关键因素；②纳米TiO2的晶型和粒度控制技术；③金红石型纳米TiO2的表面处理技术；④纳米TiO2应用分散技术；⑤纳米TiO2应用功能的提升技

高岭土指标及应用

高岭土指标及应用 高龄土的用途质纯的高岭土具有白度高、质软、易分散悬浮于水中、良好的可塑性和高的粘结性、优良的电绝缘性能；具有良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量、较好的耐火性等理化性质。因此高岭土已成为造纸、陶瓷、橡胶、化工、涂料、医药和国防等几十个行业所必需的矿物原料。有报道称，日本还有将高岭土用于代替钢铁制造切削刀具、车床钻头和内燃机外壳等方面应用。特别是最近几年，现代科学技术飞速发展，使得高岭土的应用领域更加广泛，一些高新技术领域开始大量运用高岭土作为新材料，甚至原子反应堆、航天飞机和宇宙飞船的耐高温瓷器部件，也用高岭土制成。 目前，全球高岭土总产量约为4000万吨(该数据属于简单的国与国产量的相加，其中没有统计原矿的贸易量，包含较多的重复计算)，其中精制土约为2350万吨。造纸工业是精制高岭土最大的消费部门，约占高岭土总消费量的60%。据加拿大Temanex咨询公司提供的数据，2000年全球纸和纸板总产量约为31900万吨，全球造纸涂料用高岭土总用量为约1360万吨。 高岭土在造纸工业的应用十分广泛。主要有两个领域，一个是在造纸(或称抄纸)过程中使用的填料，另一个是在表面涂布过程中使用的颜料。对于一般文化纸，填料量占纸重量的10-20%。对于涂布纸和纸板(主要包括轻量涂布纸、铜版纸和涂布纸板)，除了需要填料外，还需要颜料，填、颜料用的高岭土所占比重为纸重的20-35%。高岭土应用于造纸，能够给予纸张良好的覆盖性能和良好的涂布光泽性能，还能增加纸张的白度、不透明度，光滑度及印刷适性，极大改善纸张的质量。

高龄土的工艺特性 1．白度和亮度 白度是高岭土工艺性能的主要参数之一，纯度高的高岭土为白色。高岭土白度分自然白度和煅烧后的白度。对陶瓷原料来说，煅烧后的白度更为重要，煅烧白度越高则质量越好。陶瓷工艺规定烘干105℃为自然白度的分级标准，煅烧1300℃为煅烧白度的分级标准。白度可用白度计测定。白度计是测量对3800—7000 ?波长光的反射率的装置。在白度计中，将待测样与标准样(如BaSO4、MgO等)的反射率进行对比，即白度值(如白度90即表示相当于标准样反射率的90%)。 亮度是与白度类似的工艺性质，相当于4570 ?波长光照射下的白度。 高岭土的颜色主要与其所含的金属氧化物或有机质有关。一般含Fe2O3呈玫瑰红、褐黄色；含Fe2+呈淡蓝、淡绿色；含MnO2呈淡褐色；含有机质则呈淡黄、灰、青、黑等色。这些杂质存在，降低了高岭土的自然白度，其中铁、钛矿物还会影响煅烧白度，使瓷器出现色斑或熔疤。 2．粒度分布 粒度分布是指天然高岭土中的颗粒，在给定的连续的不同粒级(以毫米或微米筛孔的网目表示)范围内所占的比例(以百分含量表示)。高岭土的粒度分布特征对矿石的可选性及工艺应用具有重要意义，其颗粒大小，对其可塑性、泥浆粘度、离子交换量、成型性能、干燥性能、烧成性能均有很大影响。高岭土矿都需要进行技术加工处理，是否易于加工到工艺所要求的细度，已成为评价矿石质量的标准之一。各工业部门对不同用途的高岭土都有具体的粒度和细度要求。如美国对

高岭土相关知识

回转窑是指旋转煅烧窑（俗称旋窑），是水泥工业的主要热工设备，属于建材设备类。回转窑按处理物料不同可分为水泥窑、冶金化工窑和石灰窑。 水泥窑主要用于煅烧水泥熟料，分干法生产水泥窑和湿法生产水泥窑两大类。冶金化工窑则主要用于冶金行业钢铁厂贫铁矿磁化焙烧；铬、镍铁矿氧化焙烧；耐火材料厂焙烧高铝钒土矿和铝厂焙烧熟料、氢氧化铝；化工厂焙烧铬矿砂和铬矿粉等类矿物。石灰窑（即活性石灰窑）用于焙烧钢铁厂、铁合金厂用的活性石灰和轻烧白云石。 规格型号技术参数主减速机主电动机挡 轮 形 式 支 撑 数 量 重量 t 转速 r/min 斜 度 % 产 量 t/h 型号速比型号 功率 kw 转速 r/min Φ1.9/1.6×360.53- 1.594 2.5- 3 JZQ750-148.58JZT-72-4301200/400 机 械 353 Φ2.1/1.8×360.5-1.5144UT2-110163.36J ZS-8130/101410/470..375 Φ1.2×250.5-1.63 1.5PM65040.17JZTY71- 4 221200/120..334 Φ1.6×320.158- 0.258 32PM75048.57JZJY61-4151200/120..346.82 Φ1.8×450.66- 1.98 4 3.5UT2-110163.36J ZS-8130/101410/470..380 Φ2.2×500.125- 1.253.54ZS145-11157 YCT280- 4A 301320/132..3130.71 Φ2.5×500.516- 3.55.5ZS165-799.96YCT355-551320/440..3167.5

纳米技术医学运用前景

纳米技术医学运用前景 一、在诊断技术方面的应用 扫描探针显微镜,其探针可以沿样品表面逐点扫描,针尖能随样品的高低起伏作上下运动,用光学方法测量针尖的运动,就可以得到分子的图像。目前已经用于人体多种正常组织和细胞的超微形态学观察,而且可以在纳米水平上揭示肿瘤细胞的形态特点。通过寻找特异性的异常结 构改变,以解决肿瘤诊断的难题。另一种新型的纳米影像学诊断工具———光学相干层析术(OCT)已研制成功,OCT的分辨率可达纳米级,较CT 和核磁共振的精密度高出上千倍。它不会像X线、CT、磁共振那样杀 死活细胞。通过应用纳米技术,在DNA检测时,可免去传统的PCR扩增 步骤,快速、准确。美国NASAAmesCen-terforNanotechnology与中南 大学卫生部纳米生物技术重点实验室合作,将碳纳米管用于基因芯片, 可以在单位面积上连接更多的更高,样本需要量低于1000个NDA分子(传统DNA检测的样本需要量超过106个DNA分子);需要的样品量更少,可以免去传统的PCR扩增步骤;结果可靠,重复性好;操作简单,易实现 检测自动化。其基本原理是：连接在碳纳米管上的DNA探针通过杂交 捕获特异性的靶DNA或RNA,靶DNA或RNA中的尿嘧啶将电荷转到碳纳米管电极,电荷的转移通过金属离子媒介的氧化作用变成信号并放大。国外在80年代末开始着手研究超顺磁性氧化铁超微颗粒的研究,90年代把这种造影剂应用于临床。 其技术要点是：制备出高顺磁性氧化铁纳米颗粒,在其表面耦连肝癌 组织靶向性物质(如肝肿瘤特异性单克隆抗体、肝肿瘤细胞表面特异性受体的配体)制成特异性的MRI造影剂。我国科学家也成功开发了应用超顺磁氧化铁脂质体纳米粒进行肝癌诊断的技术,可以发现直径3mm以下的肝肿瘤,还能发现更小的肝转移癌病灶。目前不加造影剂的磁共振检查能发现直径1.0cm的肝癌病灶,因此该成果大大提升了肝癌早期诊断的敏感性。国家863资助课题“纳米复合包裹生物微系统制备、超 声造影和控制释药”,研制了纳米包膜微米微泡超声造影剂与包裹药物和气体的微球,造影后对比效果明显增强,有利于疾病的早期诊断和鉴

高岭土的矿山开采方法

高岭土的矿山开采方法 中国所产高岭土70%～80%用于陶瓷及耐火材料，大部分直接利用原矿，低档的作耐火材料。江苏苏州高岭土矿为软质高岭土，品位高，可直接在工业上利用，其手选1号泥比手选4号泥价格高10多倍，因此开采时要求保护优质土，保护原矿的纯度并使其不变成碎屑状，过去多在回采工作面进行人工选别回采，现在开采规模大了，但为与手选厂的衔接，仍然要注意选别回采。高岭土的原矿价格相差较大，例如：苏州中国高岭土原矿价为230元／t，福建龙岩高岭土公司原矿价为90元／t，吴县青山白泥矿原矿价为203.5元／t，原矿售价影响采矿方法和开采工艺的选择。广东茂名高岭土为砂性高岭土，水采水运，主要生产造纸涂料级高岭土，不存在原矿出售问题，其低档产品作陶瓷用、填料用。近年来煅烧高岭土在国内外市场很受欢迎，国内一般是煤系硬质高岭岩(土)经深加工处理而得，硬质高岭岩(土)由于是和煤共伴生，其开采是按煤的开采情况及其本身的赋存情况来定，现由煤炭部综合利用部门管理，国内尚未单独开采，以下将不述及。 (一)开采方法和开采规模的划分 高岭土矿的开采方法有露天开采和地下开采。风化残积型高岭土矿多露天开采，如茂名的砂性高岭土。其他热液蚀变型和沉积型矿床浅部用露天开采，深部用地下开采。 采用露天开采的矿点多，但多数是中小型矿山，大型的有福建龙岩高岭土公司、广东茂名高岭土公司、广东茂名南方高岭土公司。原苏州中国高岭土公司所属阳西矿区、阳东矿区都曾用过露天开采。地下开采规模较大的有：江苏苏州阳西竖井、观山

竖井、阳东的白善岭矿和吴县青山白泥矿等。 开采规模的划分，采用二种办法：一是按矿石量计；二是按精矿量计。 (二)开拓运输 高岭土矿露天开采的开拓运输用得较多的有3种：一为铁路窄轨开拓，用7t，或10t，或14t电机车牵引1m3矿车。原苏州中国高岭土公司所属阳东、阳西的露天开采都曾用过。二是配合水枪开采用砂泵进行水力输送，将矿浆从设于矿块中的集浆池用砂泵输送至精选厂，如广东茂名高岭土公司和广东茂名南方高岭土公司。三是公路开拓汽车运输，如福建龙岩高岭土矿，是风化残积型高岭土矿砂性高岭土，但由于水资源不丰富，因此仍用一般露天开采方法公路开拓，用17t自卸汽车将矿石由回采工作面运至选矿厂。又如广东潮州飞天燕瓷土矿也是用公路开拓汽车运输。 地下开采的开拓运输按主要开拓巷道的类型来划分：一是竖井开拓，如苏州中国高岭土公司所属阳西竖井是采用下盘竖井，正在建设中的观山矿是采用上盘竖井；吴县青山白泥矿的深部开采是采用下盘竖井。二是斜井开拓如苏州中国高岭土公司原阳西主斜井工程采用底盘斜井开拓；吴县青山白泥矿的浅部开采也用底盘斜井。三是联合开拓，如苏州中国高岭土公司所属阳东白善领矿采用平硐-盲斜井联合开拓。 地下开采主运输巷道通常设于底板内，离矿体20～40m，矿体边部设通风斜井，形成对角式通风系统，阶段高度一般为25～40m。 地下开采的井巷工程高岭土矿山有很大的特殊性，矿石坚固性系数ｆ＝1～2，软松易碎，具有可塑性，自然状态时塑性指数较大，遇水后有吸水性和膨胀性，同时还具有隔水性，是典型的塑性介质，属塑性体。地下开采活动基本上是在塑性区和似塑性区范围内进行。矿体中巷道开掘后的地压特征。

纳米科技的发展现状及前景

纳米技术(nanotechnology），也称毫微技术，是研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。 1981年扫描隧道显微镜发明后，诞生了一门以0.1到100纳米长度为研究分子世界，它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。因此，纳米技术其实就是一种用单个原子、分子射程物质的技术。纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括：纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容 从迄今为止的研究来看，关于纳米技术分为三种概念： 第一种，是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念，可以使组合分子的机器实用化，从而可以任意组合所有种类的分子，可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术还未取得重大进展。 第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的"加工"来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术，也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即使发展下去，从理论上讲终将会达到限度，这是因为，如果把电路的线幅逐渐变小，将使构成电路的绝缘膜变得极薄，这样将破坏绝缘效果。此外，还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题，研究人员正在研究新型的纳米技术。 第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来，生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。DNA分子计算机、细胞生物计算机的开发，成为纳米生物技术的重要内容1993年，第一届国际纳米技术大会(INTC)在美国召开，将纳米技术划分为6大分支：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学，促进了纳米技术的发展。由于该技术的特殊性，神奇性和广泛性，吸引了世界各国的许多优秀科学家纷纷为之努力研究。纳米技术一般指纳米级(0.1一100nm)的材料、设计、制造，测量、控制和产品的技术。纳米技术主要包括：纳米级测量技术：纳米级表层物理力学性能的检测技术：纳米级加工技术；纳米粒子的制备技术；纳米材料；纳米生物学技术；纳米组装技术等。关键突破 1990年，IBM公司阿尔马登研究中心的科学家成功地对单个的原子进行了重排，纳米技术取得一项关键突破。他们使用一种称为扫描探针的设备慢慢地把35个原子移动到各自的位置，组成了IBM三个字母。这证明费曼是正确的，二个字母加起来还没有3个纳米长。不久，科学家不仅能够操纵单个的原子，而且还能够“喷涂原子”。使用分子束外延长生长技术，科学家们学会了制造极薄的特殊晶体薄膜的方法，每次只造出一层分子。目前，制造计算机硬盘读写头使用的就是这项技术。著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德· 费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后将变成根据人类意愿，逐个地排列原子，制造产品，这是关于纳米技术最早的梦想。 纳米技术包含下列四个主要方面：

纳米材料研究现状及应用前景要点

纳米材料研究现状及应用前景 摘要：文章总结了纳米粉体材料、纳米纤维材料、纳米薄膜材料、纳米块体材料、纳米复合材料和纳米结构的制备方法，综述了纳米材料的性能和目前主要应用领域，并简单展望了纳米科技在未来的应用。 关键词：纳米材料；纳米材料制备；纳米材料性能；应用 0 引言 自从1984年德国科学家Gleiter等人首次用惰性气体凝聚法成功地制得铁纳米微粒以来，纳米材料的制备、性能和应用等各方面的研究取得了重大进展。纳米材料的研究已从最初的单相金属发展到了合金、化合物、金属无机载体、金属有机载体和化合物无机载体、化合物有机载体等复合材料以及纳米管、纳米丝等一维材料，制备方法及应用领域日新月异。 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，包括纳米粉体( 零维纳米材料，又称纳米粉末、纳米微粒、纳米颗粒、纳米粒子等) 、纳米纤维( 一维纳米材料) 、纳米薄膜( 二维纳米材料) 、纳米块体( 三维纳米材料) 、纳米复合材料和纳米结构等。纳米粉体是一种介于原子、分子与宏观物体之间的、处于中间物态的固体颗粒，一般指粒度在100nm以下的粉末材料。纳米粉体研究开发时间最长、技术最成熟，是制备其他纳米材料的基础。纳米粉体可用于：高密度磁记录材料、吸波隐身材料、磁流体材料、防辐射材料、单晶硅和精密光学器件抛光材料、微芯片导热基片与布线材料、微电子封装材料、光电子材料、先进的电池电极材料、太阳能电池材料、高效催化剂、高效助燃剂、敏感元件、高韧性陶瓷材料、人体修复材料、抗癌制剂等。纳米纤维指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料，如纳米碳管，可用于微导线、微光纤( 未来量子计算机与光子计算机的重要元件) 材料、新型激光或发光二极管材料等。纳米薄膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒薄膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜；致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于气体催化材料、过滤器材料、高密度磁记录材料、光敏材料、平面显示器材料、超导材料等。纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料，主要用途为超高强度材料、智能金属材料等。纳米复合材料包括纳米微粒与纳米微粒复合( 0- 0 复合) 、纳米微粒与常规块体复合( 0- 3复

纳米技术的现状、应用、发展趋势及存在问题

纳米技术的现状、应用、发展趋势及存在问题 21世纪，信息科学技术、生命科学技术和纳米科学技术是科学技术发展的主流。人们普遍认为，纳米技术是信息和生命科学技术能够进一步发展的共同基础。纳米技术所带动的技术革命及其对人类的影响，远远超过电子技术。 纳米生物技术是国际生物技术领域的前沿和热点问题，在医药卫生领域有着广泛的应用和明确的产业化前景，特别是纳米药物载体、纳米生物传感器和成像技术以及微型智能化医疗器械等，将在疾病的诊断、治疗和卫生保健方面发挥重要作用。 目前，国际上纳米生物技术在医药领域的研究已取得一定的进展。美国、日本、德国等国家均已将纳米生物技术作为21世纪的科研优先项目予以重点发展。 纳米技术：于细微之处显神奇 纳米技术是在纳米尺度内，通过对物质反应、传输和转变的控制来实现创造新的材料、器件和充分利用它们的特殊的性能，并且探索在纳米尺度内物质运动的新现象和新规律。由于纳米正好处于原子、分子为代表的微观世界和以人类活动空间为代表的宏观世界的中间地带，被称为纳米世界，也是物理、化学、材料科学、生命科学以及信息科学发展的新领地。纳米材料中包含了若干个原子、分子，使得人们可以在原子层面上进行材料和器件的设计和制备。几十个原子、分子或成千个原子、分子"组合"在一起时，表现出既不同于单个原子、分子的性质，也不同于大块物体的性质，这种"组合"被称为"超分子"或"人工分子"。"超分子" ·石墨烯·分子筛·碳纳米管·黑磷·类石墨烯·纳米材料 江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一，现专注于石墨烯、

的性质，如它的熔点、磁性、电容性、导电性、发光性和颜色及水溶性都有重大变化。当"超分子"继续长大或以通常的方式聚集成大块材料时，奇特的性质又会失去。通俗来说，纳米材料一方面可以被当作一种"超分子"，充分地展现出量子效应；而另一方面它也可以被当作一种非常小的"宏观物质"，以至于表现出特性。同时，许多化学和生物反应的过程也发生在纳米尺度的层面上，因此探测纳米尺度内物理、化学和生物性质的变化，将加深对生命科学的理解。对由数量不多的电子、原子或分子组成的体系中新规律的认识和如何操纵或组合他们，是当今纳米科学技术的主要问题之一。当前纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、微电子和计算机技术、医学与健康、航天和航空、环境和能源、生物技术和农业等方面。 在纳米材料制备科学和技术研究方面一个重要的趋势是加强控制工程的研究，这包括颗粒尺寸、形状、表面、微结构的控制。由于纳米颗粒的小尺寸效应、表面效应和量子尺寸效应都同时在起作用，它们对材料某一种性能的贡献大小、强弱往往很难区分，是有利的作用，还是不利的作用更难以判断，这不但给某一现象的解释带来困难，同时也给设计新型纳米结构带来很大的困难。如何控制这些效应对纳米材料性能的影响，如何控制一种效应的影响而引出另一种效应的影响，这都是控制工程研究亟待解决的问题。国际上近一两年来，纳米材料控制工程的研究主要有以下几个方面：一是纳米颗粒的表面改性，通过纳米微粒的表面做异性物质和表面的修饰可以改变表面带电状态、表面结构和粗糙度；二是通过纳米微粒在多孔基体中的分布状态（连续分布还是孤立分布）来控制量子尺寸效·石墨烯·分子筛·碳纳米管·黑磷·类石墨烯·纳米材料 江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一，现专注于石墨烯、