納米晶塊體材料由納米級(jí)尺寸(1~100nm)的晶體所組成的三維塊狀材料。相比傳統(tǒng)的塊體材料，納米晶塊體材料的晶粒細(xì)小，使得塊體金屬納米晶材料中晶粒所占比例很小，晶界所占的比例很大，可占整個(gè)材料的50%或更多，因而具有很高的晶界能。此外，晶粒進(jìn)入納米尺寸后，出現(xiàn)了量子隧道效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)，再加上材料結(jié)構(gòu)規(guī)整缺陷較少，這使得塊體納米晶材料呈現(xiàn)出特殊的物理、化學(xué)和力學(xué)性能（如高強(qiáng)度、高硬度、高韌性、超塑性等），在電子器件、醫(yī)學(xué)和健康、航天、航空和空間探索、環(huán)境、資源和能量、生物技術(shù)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

納米晶材料的二維模型

粉末冶金法作為一種利用粉末固結(jié)并燒結(jié)得到塊體材料的一種近凈成形新工藝，可制備各種復(fù)合材料和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零部件，且材料利用率高、零件尺寸精度高。一般來說，粉末冶金法需要經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的高溫?zé)Y(jié)才能實(shí)現(xiàn)塊體材料的致密化，但高的燒結(jié)溫度不僅易帶來巨大的能源消耗，還會(huì)促進(jìn)陶瓷晶粒的粗化，導(dǎo)致性能的下降，難以制備出晶粒細(xì)小的納米晶塊體材料。因此，為有效降低塊體材料的燒結(jié)溫度，制備出平均晶粒尺細(xì)小的納米晶塊體材料，東華大學(xué)羅維教授經(jīng)過多年研究，利用微米級(jí)介孔粉體的空間限域以及可坍塌成納米級(jí)高燒結(jié)活性碎片的特性，成功實(shí)現(xiàn)低溫?zé)Y(jié)可控制備結(jié)構(gòu)-功能一體化塊體材料。

該方法采用的微米級(jí)介孔材料孔徑一般介于2 ~ 50 nm之間，孔道結(jié)構(gòu)排列有序，且具有較高比表面積的多孔材料，利用其作為骨架，可在空間上限制材料內(nèi)部的晶粒生長(zhǎng)，有助于形成更細(xì)小的晶粒。而在特定條件下，介孔粉體又可以坍塌形成納米級(jí)碎片，這些納米級(jí)碎片具有較高燒結(jié)活性，可以原位產(chǎn)生燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力，因此在較低的溫度下（可在1000℃以下）就能開始燒結(jié)并形成致密的納米晶塊體材料。既大大降低了制備的能耗，還在無燒結(jié)助劑的情況下，為納米晶塊體材料的制備提供了一種低溫?zé)Y(jié)的新思路，有望進(jìn)一步拓展介孔材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

6月12日，在廣州日航酒店舉辦的“中國(guó)粉體工業(yè)百人論壇”上，粉體圈特別邀請(qǐng)東華大學(xué)的羅維教授來到現(xiàn)場(chǎng)，屆時(shí)他將分享報(bào)告《高活性介孔粉體的控制合成與燒結(jié)應(yīng)用探索》，為您揭開這個(gè)新型工藝的神秘面紗，內(nèi)容包括：

（1）利用兩親性嵌段共聚物模板劑的自組裝特性，結(jié)合輔助組裝策略和限域空間效應(yīng)，有效的調(diào)控了有序介孔材料的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，開發(fā)了新的合成方法。

（2）為了賦予介孔材料更多的功能性，探索了功能基元的負(fù)載和保護(hù)方式，合成了一系列新型功能化介孔材料，為后續(xù)功能性高溫塊體材料的低溫制備奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（3）研究了高比表面積以及高能態(tài)介孔粉體的低溫?zé)Y(jié)過程，揭示了多孔骨架的致密化機(jī)理，在低溫下獲得了性能優(yōu)異的功能性塊體材料

報(bào)告人介紹

羅維，纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師。國(guó)家杰出青年基金獲得者，獲第十四屆中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)青年科技獎(jiǎng)、第十一屆上海青年科技英才、國(guó)際材聯(lián)前沿材料青年科學(xué)家獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。主持國(guó)家自然科學(xué)基金（面上、青年），上海市自然科學(xué)基金，參與國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、上海市教委科研創(chuàng)新計(jì)劃等重要科研項(xiàng)目。

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