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納米技術(shù)在建筑材料中的發(fā)展與應(yīng)用

2015-10-21 16:40董彥君
基層建設(shè) 2015年36期
關(guān)鍵詞:納米技術(shù)建筑材料應(yīng)用

董彥君

山東正方建設(shè)項目管理有限公司銀川分公司 750003

摘要:近年來,隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展,由于其本身具有的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等特點,使得其能夠區(qū)別于傳統(tǒng)的材料。納米技術(shù)本身的理論價值比較深刻,且由于其獨特的性質(zhì),獲得了廣泛的應(yīng)用。這也是科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展逐漸產(chǎn)生的高薪技術(shù)。在當(dāng)前的社會中,納米技術(shù)已經(jīng)逐漸滲透到一些傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)中。在建筑材料中應(yīng)用納米技術(shù),對建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有積極的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:納米技術(shù);建筑材料;應(yīng)用

納米技術(shù)對未來社會經(jīng)濟的發(fā)展有重要的意義,納米技術(shù)對建筑材料的發(fā)展也是十分巨大的。在近年來,人們對建筑行業(yè)的要求越來越高,對建筑材料的要求也越來越嚴(yán)格。通過在建筑材料中應(yīng)用納米技術(shù),對促進建筑材料、建筑產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展有積極的促進意義。

一、納米科技的內(nèi)涵、產(chǎn)生與發(fā)展

(一)納米技術(shù)的內(nèi)涵

納米本身是一個長度單位,1nm=10-9m。納米粒度是介于原子簇和宏觀物體交界之間的過渡區(qū)域的。所謂納米材料就是指該材料的幾何尺寸基本可以叨叨納米級,且該材料還具有特殊的性能。比較常見的納米材料包括納米結(jié)構(gòu)晶體或三維納米結(jié)構(gòu)、二維納米結(jié)構(gòu)或纖維狀納米結(jié)構(gòu)、一維納米結(jié)構(gòu)或?qū)訝罴{米結(jié)構(gòu)以及零維原子簇或簇組裝四大類[1]。因為納米材料自身的結(jié)構(gòu)比較獨特,因此還具有一些傳統(tǒng)的的材料不具備的性質(zhì)。

納米技術(shù)最早是在膠體化學(xué)出現(xiàn)后,在科學(xué)家對直徑1-100nm的微粒系統(tǒng)研究的過程中,物理學(xué)家在演講中提出了納米科技與納米技術(shù)的問題。隨后,就有學(xué)者將納米微粒作為結(jié)構(gòu)單元成功的合成了納米塊體材料。

(二)納米科技的發(fā)展

在上世紀(jì)末,科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,出現(xiàn)了掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡等以及原子操縱加工技術(shù),能夠直接對物資表面的原子結(jié)構(gòu)進行觀察,這對納米科技的不斷發(fā)展貢獻出巨大的力量。學(xué)者與專家通過利用惰性氣體蒸發(fā)原位加熱法制出了具有清潔特性的納米晶體材料,這也就預(yù)示著納米技術(shù)從納米科技中逐漸分離出來。通過不斷促進納米技術(shù)的發(fā)展,人類就可以根據(jù)自己的需求,對單個的原子與分子進行操縱,這也是21世紀(jì)科學(xué)不斷發(fā)展的新課題。

二、納米技術(shù)在建筑材料中的具體應(yīng)用

隨著人們生活水平的逐漸提高面對建筑材料的要求越來越高。通過在建筑材料中應(yīng)用納米技術(shù),能夠開發(fā)出具有更高價值與更多功能的建筑材料,從而促進建筑行業(yè)的不斷發(fā)展。將一些具有特殊功能的納米材料與建筑材料進行復(fù)合作用,從而能夠使建筑材料具備新的功能。

(一)納米技術(shù)在陶瓷材料的應(yīng)用

在當(dāng)前的建筑陶瓷材料中,應(yīng)用納米技術(shù),使得傳統(tǒng)的陶瓷材料逐漸向納米陶瓷和納米陶瓷基復(fù)合材料轉(zhuǎn)變是主要的發(fā)展形勢。因為傳統(tǒng)的陶瓷材料質(zhì)地較脆,且其韌性與強度都較差,這就使得其在建筑工程中的應(yīng)用受到一定的限制。通過在陶瓷材料中應(yīng)用納米技術(shù),及可以使傳統(tǒng)的陶瓷材料中的晶粒細化,這也可以促使晶粒內(nèi)的滑移實現(xiàn),從而使材料更加具有可塑性[2]。同時,晶粒細化也可以有效的減少陶瓷材料中的缺陷與氣孔。在陶瓷基體中加入納米材料,還能有效的改善材料的強度、韌性及其高溫性能??梢酝ㄟ^應(yīng)用納米SiC、Si3N、SiO2等制成的陶瓷材料,其硬度、強度與韌性都得到有效的提升,且具有低溫超塑性等特點。這就使得納米陶瓷作為具備耐熱性、耐磨性等特性的新型材料,在建筑工程中獲得更加廣泛的應(yīng)用。

(二)納米技術(shù)在玻璃、塑料和橡膠制品的應(yīng)用

納米技術(shù)在玻璃、塑料以及橡膠等建筑材料領(lǐng)域也獲得了較為廣泛的應(yīng)用,

納米材料在玻璃、塑料和橡膠等領(lǐng)域都能發(fā)揮重要作用。在橡膠材料中加入納米Al2O3和SiO2,可以使其介電性和耐磨性得到有效的提升,且與傳統(tǒng)的用炭黑做填料的橡膠相比,其彈性也有明顯的增強。在一些有機玻璃的生產(chǎn)中加入經(jīng)過表面修飾的SiO2,不僅不會影響該玻璃材料的透明度,還能使該玻璃材料的韌性與強度得到提升,還能有效的屏蔽紫外線,其功能的完善性遠遠超出了傳統(tǒng)的鋼化玻璃與鍍膜玻璃。通過在透明塑料的生產(chǎn)中加入Al2O3和SiO2,發(fā)揮其本身的可塑性強,粒度小和透光的特點,能夠使塑料材料的透明度、強度和韌性得到較大的提高,同時還能減少外界紫外線對材料的損害,從而在建筑塑料中獲得廣泛的應(yīng)用。

(三)納米技術(shù)在粘合劑、密封膠和潤滑劑方而的應(yīng)用

在一些國家中已經(jīng)大膽的將國外已將納米SiO2作為添加劑的一種,將其加入到建筑用粘合劑和密封膠中,從而能夠使粘合劑的粘結(jié)效果和密封膠的密封性能得到有效的改善與提高。主要是因為在SiO2外,即在其表面上形成并覆蓋有機材料,該材料形成后就具有永久的功效,應(yīng)用納米技術(shù)將其添加到密封膠中,就可以形成納米硅石結(jié)構(gòu),其膠體流動就會逐漸形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其粘結(jié)效果得到有效的提升[3]。且因為使用納米技術(shù)后,其顆粒更小,其密封性也就得到了進一步的提高。在一般的建筑工程施工時,大型的器械都會發(fā)出較大的噪音,通過使用納米技術(shù)制成的潤滑劑,因為在其表面已經(jīng)形成了半永久性的固態(tài)膜,其潤滑效果得到有效的提升,就可以使噪音得到控制與降低,同時也能使該設(shè)備的壽命延長。

結(jié)束語

納米技術(shù)由于其獨特的功能,在建筑材料中與傳統(tǒng)的材料結(jié)合起來,獲得了廣泛的應(yīng)用,使得傳統(tǒng)的建筑材料產(chǎn)業(yè)得到了進一步的發(fā)展。且在近年來在建筑行業(yè)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上,越來越多的納米技術(shù)應(yīng)用其中,必將會對建筑材料、建筑行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響為了能夠進一步實現(xiàn)納米技術(shù)與建筑材料的發(fā)展,還需要進一步開發(fā)具有新功能的納米材料,并逐漸擴展納米技術(shù)在建筑材料中的應(yīng)用。

參考文獻:

[1]張浩,劉秀玉.納米技術(shù)在建筑涂料中的應(yīng)用及發(fā)展前景[J].涂料工業(yè),2012,05:72-74.79.

[2]張瑞銳,郭永聰,羅剛,劉雄偉.納米材料在綠色建筑中的應(yīng)用及其挑戰(zhàn)[J].硅酸鹽通報,2014,06:1408-1412.1417.

[3]梁慧剛,孫智波.納米材料在建筑行業(yè)中的應(yīng)用和安全性問題[J].新材料產(chǎn)業(yè),2011,07:52-54.

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