納米技術(shù)在模具上的應(yīng)用
納米粉體或粒子的制造是目前納米技術(shù)最為成功的商業(yè)化應(yīng)用，但事實(shí)上它并不是一個(gè)突破性的發(fā)明，而是利用過去傳統(tǒng)的微細(xì)加工技術(shù)，然后引入納米概念，所創(chuàng)造出來的新技術(shù)概念。若要提到突破性、前瞻性的創(chuàng)新發(fā)明，納米零組件或納米機(jī)械設(shè)備或許更為貼切一些，在這一方面，科學(xué)家的早期的構(gòu)想是，利用具有人工智能的納米機(jī)器人，以實(shí)現(xiàn)納米產(chǎn)品自動(dòng)化、量產(chǎn)化的目標(biāo)，也就是利用納米機(jī)器人，直接按照產(chǎn)品的形狀進(jìn)行原子或分子排列，從而實(shí)現(xiàn)無模生產(chǎn)方式。然而以目前的技術(shù)來說，雖然用來操控原子的裝置
，如STM或AFM已發(fā)明出來并成功的應(yīng)用，但事實(shí)上它仍然是非常高難度的技術(shù)，不但動(dòng)作流程復(fù)雜，且成本極高，目前的技術(shù)水準(zhǔn)仍只能用來堆積平面的圖案。論及納米已發(fā)明出來并成功的應(yīng)用，論及納米3D對(duì)象甚或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的原子機(jī)器人，尚有一段很長的路要走。
既然以STM或納米機(jī)器人來生產(chǎn)是不切實(shí)際的想法，那是否有其它方式可以達(dá)到量產(chǎn)納米產(chǎn)品的目標(biāo)呢？最簡單的方法即是采用納米模具作為生產(chǎn)機(jī)具。
納米模具的定義納米模具的定義有兩種：
1、精度及尺寸達(dá)到納米級(jí)的模具，例如納米碳管、納米塑料模具；
2、利用表面處理，在模具表面被覆一層納米級(jí)鍍膜材料，以增強(qiáng)模具強(qiáng)度，減少磨損，延長使用壽命，這樣所得的模具亦可稱之為納米模具。不過，嚴(yán)格來說第一種定義較為貼切，第二種解釋則與一般的表面處理沒有多大差別。
納米碳管模具由日本NEC公司飯島澄男所發(fā)現(xiàn)的納米碳管（CNT），是一種具有特殊結(jié)構(gòu)（徑向尺寸為納米級(jí)，軸向尺寸為微米級(jí)，故其長徑比很大，常達(dá)千倍以上）的一維納米材料，由于CNT具有很多優(yōu)異而獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)和機(jī)械性質(zhì)，具有極大的應(yīng)用潛力，是目前世界各國爭相研究的重點(diǎn)材料之一。
由于CNT是中空的，且可以被“溶解”，因此適合作為納米模具的素材，這也是CNT的主要應(yīng)用之一。CNT模具利用諸如金等合適金屬灌滿碳管后，接著把碳層腐蝕掉，可以制作出使用在電子連接器上的納米導(dǎo)線和具有高速選擇性的“分子篩”。目前，利用CNT制得納米金屬線是最為可靠的方法。納米模具除了CNT以外，也可以采用極短波長的輻射波制成納米模具，并采用特殊加工制成精度達(dá)納米級(jí)的納米產(chǎn)品。日本利用該方法制成超微塑料模具，而后浸泡在電鍍液里，從電鍍液中析出金屬，然后在模具中形成精細(xì)零件，產(chǎn)品的精度可達(dá)30～50nm。
結(jié)合納米技術(shù)的模具根據(jù)納米模具定義的第二種解釋，其范疇非常廣泛。工模具一般需要承受高溫、高壓、高摩擦以及交變應(yīng)力和局部應(yīng)力集中作用，制程環(huán)境非常惡劣，因此模具常由于磨損、壓塌、裂紋、條紋、塑性變形、彎曲、折斷而失效報(bào)廢。利用納米技術(shù)，運(yùn)用于工模具，可以有效排除造成模具報(bào)廢的原因，進(jìn)而提高模具壽命。
