矿物材料在纳米科技中的应用

纳米材料由于其独特的性能和广阔的应用前景被称为21世纪的新材料、其制备技术是纳米科技的核心和研究基础。具层状结构和微孔空间的矿物材料可用于制备纳米微粒，为纳米科技提供了新的思路和生长点，也为矿物材料在高新技术领域的应用开辟新的途径。本文综述了蒙脱石、高岭石和文石珍珠层在纳米科技中的应用，粘土／有机物纳米复合材料、无机介孔材料和仿生纳米材料的制备和应用前景。     

台湾瘦长红珊瑚的纳微结构特征

采用电子显微技术观察台湾瘦长红珊瑚,研究了其纳微结构。扫描电子显微镜观察到瘦长红珊瑚的特殊微结构形貌及其中方解石的晶体排布;透射电子显微镜发现了瘦长红珊瑚内部方解石晶体的形态、大小和两层结构及有机物的赋存;高分辨透射电子显徽镜显示了纳米畴、晶格和晶体结构的过渡。体现了瘦长红珊瑚的有机～无机复合结构特征,揭示了纳微尺度的生物矿化作用的机理和过程,启示了医用复合功能生物材料的研究及仿生合成。     

环境矿物材料基本性能：无机界矿物天然自净化功能

重点阐述环境矿物材料基本性能，包括矿物表面吸附、孔道过滤、结构调整、离子交换、化学活性、物理效应、纳米效应及与生物交互作用等，旨在发掘、凝炼并新提出物理方法和化学方法之后与有机界生物同效的无机界矿物天然自净化功能的基础理论与应用方法，以发展和完善无机矿物与有机生物所共同构筑的自然界中存在的天然自净化系统，并就目前笔者在黄铁矿、锰钾矿、金红石、蛭石、蒙脱石、苋铁铁钒等天然矿物方面已经完成和正在开展的一系列环境矿物材料研究工作进行了举例说明。     

CaCO3生物矿化的研究进展——有机质的控制作用

生物CaCO₃是自然界分布最广泛的一类生物矿物,其组成除了无机相的CaCO₃外,还含有少量的有机质,包括水可溶(SM)和水不可溶有机质(IM),SM富含阴离子基团,是控制CaCO₃结晶的重要因素之一。通过有机—无机界面分子识别,有机质选择性地与CaCO₃晶体特定方向的面网相互作用,从而对CaCO₃的生长、形貌、多型及结晶学定向等产生明显的控制作用。有机—无机界面的分子识别机制包括静电、晶格几何匹配和立体化学互补等。仿生矿化的研究为进一步深入了解生物矿化的机理及制造高级复合材料提供了新的方法。     

纳米磁铁矿链的仿生合成及其生物矿化意义

本文在不使用任何蛋白质或生物分子的情况下,以四方针铁矿和二价铁离子为铁源仿生合成磁铁矿纳米颗粒。实验 结果表明,在弱碱性条件下,合成的磁铁矿颗粒为35 nm左右的近似立方体,而且这些颗粒能够自发的定向排列,形成类 似趋磁细菌体内的磁小体链状结构。作者认为,由于磁铁矿晶体存在着固有的磁偶极,晶体之间的磁偶极作用力驱动着磁 铁矿颗粒自发组装成定向排列的链状结构。这就揭示了在趋磁细菌体内磁小体的矿化及组装链形成过程中,除了生物蛋白 影响外,磁小体颗粒之间的磁偶极吸引作用也可能是一个重要因素。生物蛋白和晶体化学因素可能在趋磁细菌体内生物矿 化过程中协同起作用。     

硅质海绵骨针矿化机制及仿生应用研究进展

硅质海绵动物是地球上最简单、最古老的多细胞动物,它经几百万年的自然进化成就了适应自然和接近完美的技术蓝图,为人类利用纳米生物技术仿生合成生物无机矿物材料提供了一种崭新的节能和"环境友好"技术,在光纤、微电子和生物医学材料等领域具有广阔的仿生应用前景.生长在深海1000 m以下水深的单根海绵动物的根须骨针长达3 m,是世...     

国外无机非金属多孔材料的研究应用现状与发展趋势

国外无机非金属多孔材料的研究应用现状与发展趋势张术根（中南工业大学资源环境与建筑工程学院，长沙４１００８３）关键词无机非金属多孔材料现状发展趋势１研究应用现状特点材料组成：以往无机多孔材料的物质组成主要限于Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、铝硅酸盐、莫莱石和堇青石...     

纳米技术在文物保护中的应用探索

探讨了将纳米材料和纳米技术用于文物保护的可行性，主要涉及纳米－有机高分子涂层和无机高分子和纳米薄膜的性能，同时论述了纳米技术用于石窟的崖体缝隙的灌浆技术的可能性。     

直流弧光放电等离子体CVD金刚石薄膜中的晶体类型与特征

采用自主研制的直流弧光放电等离子体CVD设备,以甲烷和氢气为气源,在YG6硬质合金基体上制备出主显晶面为（100）、（111）以及纳米晶粒的金刚石薄膜涂层。SEM观测其晶体类型主要为立方体、八面体、立方八面体,其中以立方八面体为主。随着碳源气体浓度的增加,金刚石晶体的形态会呈现从八面体一立方八面体一立方体顺序转变的趋势;而薄膜的表面形貌呈现从主显（111）晶面-（111）与（100）晶面混杂-主显（100）晶面顺序转变的特征。此外,CVD金刚石薄膜中还存在有许多类似接触孪晶、贯穿孪晶、复合孪晶,以及球形或聚晶晶粒形态的晶体,并且多数孪晶属于类似（111）复合孪晶结构。     

生物矿化研究现状和展望

生物矿化过程是指在生物体中细胞的参与下,无机元素从环境中选择性地沉淀在特定的有机质上而形成的新矿物.生物矿化矿物的结晶严格受生物体分泌的有机基质的控制,是在有机基质膜板诱导下的晶体生长.生物体内有机基质指导矿物晶体的成核、生长和聚集,使得生物矿物具有特定的形貌、取向和组装方式,从而产生特殊的功能.生物矿化近年来受到化学、物理、生物以及材料学等多学科的关注.综述了生物矿化的类型、过程、机理及常用的研究方法和研究进展,并作了学科展望.     

燃烧合成材料制备技术及进展

概述了燃烧合成材料制备技术的理论、研究方法、合成技术及主要技术成果，并叙述了该项技术在一些主要领域的应用和研究进展情况。     

矿物材料学的内涵与特征

经过20余年的研究与发展,矿物材料学已经成为材料科学与工程中一个相对独立和完善的组成部分,由于其定义、内涵与特征等基本问题与材料科学的从属性和独特性,多年的研究认为:矿物材料学是研究矿物材料的组成与结构、制备与合成、性能和使用效能以及矿物原料性质与特点等五要素及其相互关系和规律的一门学科.这五要素是具有内部互相联系和作用的有机整体,研究这五要素并了解它们之间的相互关系和规律构成了矿物材料学的内涵.矿物原料性质与特点是其他四要素的基本前提或重要基础,矿物原料及其与其他四要素的关系以及矿物在其他四要素中的关键性都体现了矿物材料学的矿物科学属性,正是因为兼具材料科学属性和矿物科学属性的矿物材料学这一重要特征使其有别于其他学科,而具有了理论及实用价值.     

变质岩中碳质物质的石墨化作用

碳质物质的石墨化作用随着变质程度的增强而增强,在低变质程度的岩石中。碳质物质实际上是非晶质的。在绿泥石变质带中,碳原子层开始按石墨构造有序堆砌,到十字石变质带时,它们几乎全部转变成了结晶好的石墨。除了变质程度以外,原岩的类型和碳的原始物质的种类也会影响碳的石墨化作用。碳颗粒的大小和形态也随变质程度规律地变化,到了十字石带,变化速度减慢。     

PDC超硬复合材料的研究

在总结前人ＰＤＣ复合材料研究工作基础上，论述了ＰＤＣ材料复合途径及合成过程中几个关键技术问题，阐明了大直径优质ＰＤＣ复合材料合成中存在的问题及其应采取的措施。     

一种能大量消耗粉煤灰的多孔材料的初步研究

以武汉青山热电厂的粉煤灰为原料制作多孔材料.其中的两种样品的孔隙率分别为45.8%和61%.该材料可作为一种消音和隔热材料用于高速公路和城乡建设, 从而大量消耗粉煤灰以达到保护环境的目的      

钻井工程用超硬材料及钻头的发展

介绍了钻井工程用超硬复合材料（包括ＰＤＣ、ＰＣＢＮ、陶瓷和金刚石膜）的发展现状及前景;同时也介绍了以这些材料切削具的钻头制造及应用情况;指出金刚石膜合成技术的发展已使金刚石膜制造钻井工程用切削具成为可能。     

云母复合材料板的合成研制

选择了云母作为纤维矿物材料替换石棉，填料选用叶蜡石、方解石和方镁石等矿物，进行云母复合材料板合成，并详细解析分别由云母、云母 方解石、云母 叶蜡石 方解石、云母 方解石 叶蜡石 方镁石等一元、二元、三元和四元等材料合成的复合材料板的物理性质和机械性能，得出了以多元矿物材料合成的制品的质量优于单元矿物材料合成的制品，以四元矿物材料合成的云母复合材料板可任意切割，复合材料的厚度可达到5mm左右。     

旋喷固结体的物理力学性状研究

通过单轴抗压试验、剪切试验、变形试验及渗透性试验等方法，对旋喷固结体的物理力学性状和渗透性进行了研究。结果表明：旋喷固结体具有良好的物理力学性质和较低的渗透性，可完全改变天然土的性质。     

电提取技术中载体物质应用效果提高的途径

电提取器中用来承载提取物的载体, 从最初的"液体"发展为"固体", 为方法的实用性和标准化发展找到了方向。固体载体物质的粒度和纯度是提高元素提取效果的主要方面。对载体物质进行工艺性提纯处理, 并加工到适宜的粒度范围, 将可增强其技术作用。     

切磨过程中花岗石材料去除机理研究

深入理解切磨过程中花岗石材料的去除机理是优化加工设备，加工工具以及加工参数的基础。本文研究了花岗石的断口表面、锯切表面、粗磨表面以及精磨表面形貌特征，并结合切磨过程中临界载荷、单颗金刚石磨粒所承受的切削力以及比能特征，对加工表面形成机理进行了分析。研究表明，材料的去除机理与单颗磨粒的最大切削厚度直接相关。随着单颗金刚石磨粒最大切削厚度的减小、花岗石的去除方式也逐渐由脆性断裂为主转为塑性流变为主。由于不同的材料去除机制对应不同的能量消耗，可以通过调节单颗磨粒的最大切削厚度控制材料的去除方式，进而控制能量消耗。因此，均匀的磨粒出露高度对于控制切磨过程中材料的去除机理和优化加工过程具有重要意义。