纳米微晶技术范文1
氧化锆纳米线的合成方法
成果简介：该项目研制的氧化锆纳米线的合成方法，涉及一种纳米陶瓷材料的制备工艺。该方法是以氧氯化锆(ZrOCl2・8H2O)、草酸(H2C2O4・2H2O)为原料，在室温下，分别配制氧氯化锆(ZrOCl2)与草酸(H2C2O4)水溶液，并在不断搅拌氧氯化锆(ZrOCl2)溶液的情况下，将草酸(H2C2O4)水溶液慢慢加入到氧氯化锆ZrOCl2溶液中，然后继续不断地搅拌，得到锆溶胶；然后将多孔氧化铝膜浸入到所得的锆溶胶中，待10分钟后，在压力为1.3MPa情况下加压5小时；将经处理过的膜从溶胶中取出，在红外灯下烘干，再在500℃、氩气氛下常压焙烧5小时，即得到氧化锆纳米线阵列。该方法工艺简单，原料易得，可合成出直径为50～300纳米，长度大于10微米的氧化锆纳米线。该发明可望在催化、涂料、氧传感器、陶瓷增韧、固体氧化物燃料电池等诸多领域中得到广泛的应用。
纳米陶瓷粉体表面乳液聚合改性方法
成果简介：该项目研制的纳米陶瓷粉体表面乳液聚合改性的方法属于纳米陶瓷粉体制造技术领域，其特征在于依次含有以下步骤：用高速混合搅拌法使陶瓷粉体表面预先涂覆用以使陶瓷粉体表面呈疏水性的偶联剂；使经过偶联剂预处理的纳米陶瓷粉体、乳化剂和水在超声波的作用下形成稳定的乳液体系；以5～0份纳米陶瓷粉体，0.5～5份有机单体的质量比来加入有机单体，继续超声分散，同时缓慢滴加入引发剂，升温到形成自由基的温度(70～80℃)，直至反应结束。用该发明所述的方法可制出具有良好分散性的、经过表面聚合改性的、稳定的陶瓷粉体乳液体系以直接进行离心成型得到颗粒分散均匀的陶瓷素坯。打碎了纳米陶瓷粉体间的硬团聚，消除了直接影响素坯成型的消极因素，有利于陶瓷的低温烧结和晶粒细化。
热喷涂用纳米陶瓷粉末的低成本规模化生产方法
成果简介：该技术生产纳米热喷涂粉末材料，可以控制粉末的晶体粒度、颗粒粒度和形貌，颗粒内部保持纳米结构。粉末技术指标如颗粒大小及其分布、颗粒形状、流动性等，满足热喷涂工艺的要求。该技术方法适用于Al2O3、ZrO2、TiO2、SiO2等氧化物陶瓷材料及其复合物的纳米热喷涂粉末的生产。通过反应物浓度、温度、压力、添加剂、成型、晶化等参数的控制和调节，可实现低成本规模化生产。该技术成果具有良好的应用前景。
低温燃烧－水热合成制备纳米陶瓷颜料
成果简介：该项目的目的就是突破传统的烧结工艺，将低温燃烧（Low-Temperature Combustion Synthesis，简称LCS）技术和水热合成（Hydrothermal Synthesis）技术相结合，制造纳米陶瓷颜料。该类颜料在陶瓷计算机喷墨打印装饰等领域具有广阔的用途。该颜料主要指标包括，颜料平均粒径＜50nm；颜料使用温度（根据产品而定）在1250℃左右；其他性能与普通陶瓷颜料相同。
纳米电子陶瓷材料及其器件工业性制备新技术
成果简介：该项目采用超重力反应沉淀法合成纳米级介质陶瓷基体材料，利用超重力的作用，消除微观混合的影响，克服了常规搅拌釜或管式沉淀法合成颗粒的过程技术上的不足，同时结合溶胶－凝胶法引入表面改性剂，提高基体材料与添加剂的混合均匀程度，控制添加剂的分布状态，改善成型、烧结等特性，制备出粒径、粒度分布、物相均可控的改性中低温纳米介质陶瓷材料；并从浓悬浮体结构模型出发，协调超细粉体在介质中的分散行为；利用纳米效应特性及三维仿真设计软件，优化介质材料设计及合成工艺。
微乳液纳米反应器合成制备纳米陶瓷颜料
成果简介：微乳液法制备纳米陶瓷颜料是利用两种互不相溶的溶剂在表面活性剂分子界面膜的作用下生成的热力学稳定的、各向同性的、外观透明或半透明的低粘度分散体系。微乳液中剂量小的溶剂被包裹在剂量大的溶剂中形成一个微泡，微泡的表面被表面活性剂所包裹，其粒径在1～100nm，通过选择表面活性剂及控制相对含量，可将其水相液滴尺寸限制在纳米级，不同微乳液滴相互碰撞发生物质交换，在水核中发生化学反应，每个水相微区相当于一个“微反应器”，在每个微泡中固相的成核、生长、凝结等过程仅仅局限在一个微小的球形液滴内从而形成球形微粒，从而得到纳米陶瓷颜料。
精密纳米陶瓷手术刀
成果简介：传统钢制手术刀在使用和加热消毒时易腐蚀、钝化，寿命低；金刚石手术刀加工工艺复杂，透明，操作困难，价格昂贵。该成果采用纳米陶瓷材料与加工高技术克服了上述缺点，刀口锋利，无磁，无毒，无静电，寿命长，防腐蚀，具有生物体组织相容性，精度高，刀口可快速愈合，术后无明显切痕，易于操作，可在高温下使用，且成本适中。
永久性自洁净纳米陶瓷釉
成果简介：该产品是一种永久性自洁净纳米陶瓷釉，在普通陶瓷釉中添加进多种纳米氧化物材料，改变传统陶瓷釉配方，使用传统的陶瓷类产品制备工艺烧结，使新陶瓷类产品陶瓷釉表面有纳米结构，因此具有疏水和永久性自洁净功能。该陶瓷釉主要用于电力瓷瓶、瓷棒、建筑和家用等自洁净陶瓷类产品中。该发明的陶瓷釉制备工艺简单、成本低、不改变陶瓷产品的生产工艺，且耐温范围大、耐酸碱性好。
纳米陶瓷涂层、纹路技术在电饭煲、电压力锅上应用
成果简介：电饭煲、电压力锅的内锅需要采用纳米陶瓷涂料。该项目研制的涂料采用无机质的陶瓷经过纳米技术处理和机能性添加剂结合，加水分解和缩合过程后，最终形成精密的、高强度的纳米陶瓷涂料，以金属为基质的内锅表面经过超硬化处理后，在低温下（200摄氏度以下）固化成形，表面硬度高，无任何毒性和腐蚀性物质，无任何气味，具有节能、耐高温、不粘、安全等特点。采用纹路技术的电饭煲、电压力锅的风锅，其特征在于锅体内壁均布多边形或圆形或椭圆形凹槽，特点是内锅加热辐射面积增加，扩大内锅受热面积，节约热源。大米或烹饪的食物与锅体均布有间隙，水填充其中，加热时水汽传热更充分，底部受热均匀，不糊底。
金属陶瓷材料
成果简介：该项目建成乌海市第一条用焦化厂废气生产年产3万吨耐火材料生产线，主要针对高铝、异形耐火材料的生产。进行了“稀土电解用新型惰性阳极材料”“纳米陶瓷刀具”开发。该项目产品为新型惰性阳极材料及配套产品。以既有良好导电性又具有高温抗腐蚀性且成本低廉的金属铝化物材料为阳极，替代传统的石墨阳极。利用陶瓷相的纳米尺寸效应提高刀具的韧性使其高于10MPam1/2以上，同时使用具有特殊物理、化学性质及高温性能的新金属间化合物材料来粘结纳米陶瓷。
纳米材料及加工技术
成果简介：该项目来源于黑龙江省科技攻关计划，主要研究内容包括纳米材料的制备及成形、纳米材料的加工技术、超分子薄膜体系的自组装技术与机理。取得的成果如下：超纯超细纳米陶瓷粉末原料的制备技术：采用湿化学法制备超纯超细纳米陶瓷粉末，粒度在30～80nm之间，无硬团聚；纳米陶瓷超塑成形技术：采用无粘结剂冷等静压成形素坯，在真空热压烧结炉中烧结，最后在真空烧结炉中完成超塑成形；纳米复合粉体制备技术：应用高能球磨法采用变转速多次循环球磨工艺，制备出了平均晶粒尺寸约为25nm的WC-10Co-0.8VC-0.2Cr3C2(wt%)纳米复合粉末，提高了纳米WC-Co复合粉末的制备效率；纳米复合粉体压制成形技术：采用二次双向模压成形工艺对纳米WC-Co复合粉末进行压制，纳米WC-Co粉末素坯的相对密度达到55%以上；控制纳米晶WC-Co烧结过程中晶粒长大技术：制备出了平均晶粒尺寸为250nm，综合性能较高的硬质合金块体；纳米陶瓷表面精密磨削技术：采用了在线电解修整（ELID）磨削技术对纳米陶瓷块材进行了镜面磨削；纳米陶瓷材料特性的测量技术：采用了纳米压痕技术原理，获得纳米陶瓷的力学性能；超分子薄膜体系自组装技术：采用液相沉积的方法，完成了硫醇单分子表面金属团簇的形成。
纳米陶瓷材料产业化制备技术开发
成果简介：该项目运用了材料设计理论和显微结构的控制技术。该项目采用高温溶胶－凝胶工艺，将几十种矿物原料或工业废渣在高温下溶化成均质的高温溶胶(玻璃质溶体)，从而解决了陶瓷材料制备中的组成不均匀性和残留气孔等难题，将高温容胶快速冷却后形成非晶态溶胶体(一种可晶化的玻璃)，然后将非晶态的凝胶体在特定的热处理制度下使之原位受控晶化，形成晶粒尺寸在纳米级且结构均匀致密的纳米微晶陶瓷。该项目的关键技术主要包括高温溶制技术，是解决材料组成均匀和性能可靠的关键技术；玻璃熔体的成形技术，是实现纳米微晶陶瓷制品产业化制备的关键；原位受控晶化技术，获得具有理想显微结构和优良性能的纳米微晶陶瓷材料的关键。
新型纳米复相陶瓷的制备和性能
成果简介：该成果内容包括CrN、TiN和NbN纳米粉体的制备、高强度高导电Si3N4/TiN纳米复相陶瓷、高强度可切削的Si3N4/BN纳米复相陶瓷和高力学性能的ZTM/SiC、ZTA/LaAl11O18纳米复相陶瓷等。通过纳米复合工艺制备了高强度的纳米复相陶瓷及高强度高导电和高强度可切削的具有结构-功能一体化特性的纳米复相陶瓷，在汽车、电子、机械和化工行业具有潜在的应用前景。
α-氧化铁基纳米陶瓷制备的CO气敏元件(中试)
成果简介：该项目是在完成省科技厅1995年下达的“用于CO选择性检测的α-Fe2O3基纳米粉体的合成及气敏元件研制”(闽科鉴字[1997]第81号)成果基础上，进行的中试。中试目标是考察放大批量合成纳米粉体并制作CO气敏元件的工艺的可行性和元件的各项性能指标：建立一条制作元件的中试生产线及气敏元件自动检测系统；建立CO气敏元件技术标准。中试选定的纳米粉体和元件生产工艺是可行的。元件性能仍保持小试的样品水平，达到国内外同类产品先进水平。其主要技术指标：加热功率≤100mV；清洁空气中阻值≤10M；灵敏度≥3(100ppmCO)；响应时间≤10秒；气体分辨率≥3(100ppmCO，H2)。中试所确定的元件制作工艺可作为批量生产的依据，建议进行批量生产，并着手组织力量设计与元件匹配的传感器，并组织生产整机。
纳米微晶技术范文2
在台式机、笔记本和服务器领域，晶体管技术的提升使得公司不但能够继续创造出处理器计算速度的全新纪录，同时还会减少晶体管的漏电量。这种漏电会影响芯片和PC的设计、规格、功耗、噪音以及成本。同时，这一突破也会保证摩尔定律在下一个十年继续有效。摩尔定律是高科技产业的基本规律，即晶体管数量每两年翻一番。
英特尔公司相信，生产出新一代45纳米系列产品（研发代码为Penryn）中的首批可工作45纳米处理器，标志着英特尔在半导体产业领先至少一年。面向五大不同计算机细分市场的早期45纳米处理器版本，正在运行Windows Vista, Mac OS X, Windows XP和Linux等操作系统以及其它应用程序。英特尔按计划将在2007年下半年交付投产45纳米处理器。
英特尔在45纳米晶体管中创造性地采用全新高-k栅介质和金属栅极材料
英特尔率先将新材料创新性地组合，在其45纳米工艺技术方面极大地减少了晶体管漏电量，同时提高处理器性能。英特尔将采用专有的新型高-k介质材料作为晶体管栅介质，同时采用新型金属材料组合作为晶体管栅电极。
英特尔公司联合创始人戈登・摩尔（Gordon Moore）指出，“采用高-k栅介质和金属栅极材料，是自上世纪60年代晚期推出多晶硅栅极金属氧化物半导体（MOS）晶体管以来，晶体管技术领域里最重大的突破。”
晶体管是处理数字世界0、1组合的微型开关。栅用来打开或闭合晶体管，而栅介质是用来将栅从电流通道隔离出来的绝缘体底层。金属栅极和高-k栅介质的组合使晶体管漏电量非常低，性能大为提升。
英特尔高级院士Mark Bohr指出：“随着越来越多的晶体管被集成到一个硅晶片上，业界一直在研究电流泄露问题的解决方案，我们的工程师和设计人员已经取得了重大突破，确保了英特尔在产品和创新方面的领导地位。我们在45纳米工艺技术方面采用了新型高-k栅介质和金属栅极晶体管，将帮助英特尔公司针对我们已经成功推出的英特尔酷睿2和至强系列处理器，推出速度更快、能效更高的多核产品，并使摩尔定律在下一个十年继续发扬光大。”
相比较而言，一个人类红血球表面即可容纳大约400个英特尔公司的45纳米晶体管。就在10年前，当时最先进的工艺技术还是250纳米的，当时晶体管尺寸约是以英特尔今天宣布的技术实现的晶体管尺寸的5.5倍，面积约为现在的30倍。
根据摩尔定律，一个芯片上的晶体管数量每两年几乎翻一倍。因此，英特尔有能力创新并集成产品，加入更多特性和计算处理核心，提高性能，并降低制造成本和单个晶体管生产成本。为保持创新速度，晶体管必须不断缩小。但是，使用现有的材料，晶体管的缩小能力几乎已经达到极限，因为随着晶体管尺寸已经达到原子级，功耗和发热的问题日益严重。因此，采用新材料已经成为摩尔定律和信息时代经济学未来发展的必然要求。
英特尔45纳米工艺技术中的高-k栅介质和金属栅极材料
采用氧化硅制造晶体管栅介质已有40余年，主要是由于其可加工能力，并且随着氧化硅被加工得越来越薄，晶体管性能也取得了稳步提高。英特尔在其此前的65纳米工艺技术中，已经成功将氧化硅栅介质的厚度缩小至1.2纳米（相当于五个原子层），但是不断缩小也使栅介质的漏电量逐步增加，导致电流浪费和不必要的发热。
晶体管栅漏电与不断变薄的氧化硅栅介质有关，这一点已经被业界视为过去10年来摩尔定律面临的最大技术挑战之一。为解决这一棘手问题，英特尔公司在栅介质中采用厚度更大的铪基高-k材料取代氧化硅，与过去40多年中一直使用的氧化硅相比较，漏电量减少了10多倍。
由于高-k栅介质与当今的硅栅电极不兼容，因此，英特尔45纳米晶体管材料的另一方面是开发新的金属栅极材料。虽然英特尔采用的特定金属仍未公开，但可知的是，英特尔将在晶体管栅电极中采用不同金属材料的组合。
在英特尔45纳米工艺技术中，高-k栅介质与金属栅极的组合，使驱动电流或晶体管性能提高了20%以上。同时，使源极-漏极漏电降低了5倍以上，大幅提高了晶体管的能效。
英特尔公司的45纳米工艺技术也使晶体管密度比上一代工艺提高了大约两倍，使英特尔能够增加总体晶体管的数量或缩小处理器的大小。由于45纳米晶体管远小于上一代晶体管，因此，晶体管开关所需能量也大为减少，使主动切换耗电大约降低了30%。英特尔在45纳米接头中将采用低-k电介质的铜线，也是为了提高性能、降低功耗。同时，英特尔也将采用创新的设计规则和先进的掩模技术，拓展193纳米干式光刻技术的应用来制造其45纳米处理器，这主要得益于其成本优势和较高的可加工能力。
Penryn系列处理器将带来更高能效表现
纳米微晶技术范文3
1金属硫化合物纳米材料的合成方法
1．1模板技术
模板技术是指采用具有纳米孔洞的基质材料中的空隙作为模板，进行纳米材料的合成。孔洞的空间分布规律决定了填充于其中的目标材料的空间分布规律。模板可以分为硬模板和软模板两类。
1．1．1硬模板
硬模板是现在广泛应用的、可以严格控制形貌的方法，主要包括多孔氧化铝碳纳米管等。LiYan等报道了用多孔氧化铝模板制备CdS纳米线［2］。对于通过沸石分子筛模板法来控制纳米材料的研究已有很多。把纳米微粒放在笼子里能得到尺寸均匀具有空间周期性构型的纳米材料。Herron等［3］混合Cd（NO3）2溶液与Na－Y型沸石，经过离子交换后形成新的Cd－Y型沸石，干燥后和H2S气体反应，在分子筛八面体沸石笼中合成CdS超微粒子。目前有关新型沸石分子筛孔道内组装纳米客体构筑新型主体客体纳米复合材料研究引起了有关研究者的兴趣［4］。
1．1．2软化学法
软化学法，通常是对一些没有固定组织结构，但是在某一特定空间范围内又具有了限阀能力的有机分子体系加强应用。软化学法技术操作方便、方法简单、成本低，已成为制备、组装微晶的重要手段［5］。它的缺点是不能象硬模板那样严格控制产物的形状和尺寸，软化学控制合成的研究越来越普遍。（1）高分子聚合物法高分子聚合物具有有机预组织和自组合的结构，交联的网状结构提供了微化学反应环境和成长空间，实现了无机材料的形貌、尺寸和取向的可控性。这种基体作为微晶的复合和组装模板也已有广泛的研究［6］。高分子自组装的过程包括有机基团、无机反应物强烈键合，无机物在聚合物中分散、溶解直到在内部有序规则的微环境中诱导成核［7］。高分子对无机反应物的分散和包裹性［8］，可形成具有一定尺寸和形貌的微晶直至有序排列［8］。ZhangJ等报道了聚丙烯酞胺分子控制合成CdS纳米线［9］。（2）微乳液法微乳液法是近年逐渐发展起来的用反胶团或W／O型微乳液制备超细颗粒的方法。该方法是由表面活性剂、助表面活性剂、有机溶剂和水溶液4部分组成的宏观上均一而微观上不均匀的、透明的、各向同性的液－液均相热力学稳定体系。反应物浓度、微乳液的组成、表面活性剂等因素都有可能影响微乳液法制备超细颗粒。与其它化学法相比，制备的粒子大小可控，分散性好，不易聚结。孙玉凤等［10］以四元体（十六烷基三甲基溴化铵／水／正辛烷／正丁醇）W／O型徽乳体系为介质，制备了纳米硫化锌粉体，研究了硫化锌粉体光催化降解次甲基蓝的能力。（3）单分子膜法自组装单分子膜技术发展到今天已经非常成熟了［11］，单分子膜适合作为纳米团簇的组装模板，因为它的结构排布很规则。其中研究使用最多的是LB膜［12－14］和MD膜［15］，现已用来制备排列规则的纳米材料。（4）生物分子模板法常用的模板通常是DNA分子，它的组装是通过模板间的分子与纳米团簇结合的低聚核昔酸分子识别而实现［16］，而不是纳米团簇与模板的识别。完善的分子识别功能，使组装过程具有高度的选择性。Braun等［17］采用线状DNA分子为模板制备出直径为100nm的单晶金属纳米线。另一种常用的生物分子模板是蛋白质，Meldrum等［18］用铁蛋白为模板制出了纳米Fe2S3。
1．2水热和溶剂热合成法
1．2．1水热法
水热法是指在密封压力容器的高温高压环境中，以水作为反应介质，制备研究材料的一种方法。低温（温度在25～200℃之间）水热合成反应更加受到人们的青睐，即可得到处于非平衡状态的介稳相物质［19］，又可使反应温度较低有利于产品的大规模工业生产。在水热条件下，水既是溶剂，又是矿化的促进剂，同时还是压力传递的媒介物。与其它湿化学方法相比，主要具有以下两方面优越之处：（1）水热法避免了高温处理而可直接得到结晶良好的粉体，工艺简单，不易团聚等。研究表明，制备出的粒子形状规则且粒度分布窄、纯度高、分散性好、晶型好且可控制、生产成本低。（2）产物的形貌、晶相及纯度与水热反应条件有很大的相关性，可以通过改变反应条件来对产物的这些性质进行调控。YuW等［20］首先在铜板上镀锌晶种，然后采用简单的水热法在纳米晶锌层上通过醋酸锌和硫脲反应合成了ZnS纳米阵列。实验表明纳米晶锌不仅是水热反应的晶种，而且作为反应物提供硫离子，具有很高的活性。尤其是水热反应在95℃低温和1h短时间条件下完成的，操作简单方便。而且这样制备出的ZnS纳米棒具有形貌整齐、长径比高等特点，给未来场致发射的应用带来了很大的潜能。水热法合成ZnS的实验中［21］，TEM图像显示，表面光滑的ZnS纳米棒直径大约20nm，长径比也较高。由选区电子衍射（SAED）图可以得出，在ZnS纳米棒上聚焦电子束显示出散布的环，证明ZnS纳米棒是多晶的。TEM图像表明六边形的CuS纳米盘有2个主要的方向，一个是在平的基底上，另一个是垂直于基底［22］。
1．2．2溶剂热法
虽然水热法有许多优点，但也有其自身局限性，最明显的就是只能用于氧化物或少数硫化物的制备，这一问题的存在使得非水溶剂反应和溶剂热合成技术应运而生。溶剂热反应是水热反应的发展，它与水热反应的不同之处在于所使用的溶剂为有机溶剂而不是水。在溶剂热反应中，一种或几种前驱体溶解在非水溶剂中，在液相或超临界条件下，反应物分散在溶液中并且变的比较活泼，反应发生，产物缓慢生成。该过程相对简单而且易于控制，并且在密闭体系中可以有效的防止有毒物质的挥发和制备对空气敏感的前驱体。另外，物相的形成、粒径的大小、形态也能够控制，且产物的分散性较好。在溶剂热条件下，溶剂的性质（密度、黏度、分散作用）相互影响，变化很大，且其性质与通常条件下相差很大。相应的，反应物（通常是固体）的溶解、分散及化学反应活性大大的提高或增强，这就使得反应能够在较低的温度下发生。ThongtemT等［23］在水合乙醇和甲酸作为pH稳定剂，并包含了不同分子量不同量聚乙二醇的混合溶剂中，通过CuCl2•2H2O和（NH4）2S200℃热溶液反应成功合成了六边形的CuS。
1．2．3辐射化学合成法
辐射化学合成法是电离辐射使水溶液或其它溶液生成了溶剂化电子，在这样的反应体系中不需要使用还原剂就可还原金属离子，降低其化合价，经成核生长形成产物颗粒［24］。目前主要的辐射源为γ－射线和紫外线。具有可在常温常压条件下，产物粒度大小可控，制备周期短等优点，还避免对环境造成污染。
1．2．4溶胶－凝胶法
溶胶－凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料，且从合成的初始阶段就可控制在纳米尺度，但由于成本相对较高，在应用上也比较局限。陈平清等［25］采用溶胶－凝胶法成功的在ZnS荧光粉表面包覆TiO2薄膜。ZnS荧光粉表面包覆了一层厚度约5nm的TiO2薄膜，该薄膜整体连续性较好，分布较为均匀，且包覆过程对荧光粉的晶型及结晶度无影响，而包覆膜对ZnS的吸光度略有屏蔽且发光强度也有所降低。
1．2．5化学沉淀法
化学沉淀法属于液相法的一种。向废水中投加某些化学物质，使它和废水中欲去除的污染物发生直接的化学反应，生成难溶于水的沉淀物而使污染物分离除去的方法。缺点是纯度较低，且颗粒粒径较大［26］。ZhouLimei等［27］用硫酸锌、硫脲和氨水通过化学沉积法只改变硫酸锌浓度成功制备了ZnS薄膜。实验表明，氨水在整个过程中对ZnS薄膜的透射性、同质性、结晶等性能起到了非常重要的作用。
1．2．6自组装技术
自组装就是利用分子间的氢键、静电力以及疏水作用等相互作用，组装成有序的纳米结构。利用自组装技术，可以在分子水平上控制粒子的形状、尺寸、取向和结构。自组装技术简便易行，无需特殊装置。MeldrumFC等［28］通过生长单层自组装模板成功制备了PbS和ZnS晶体的图案阵列。
1．2．7电化学技术
电沉积技术越来越成为人们关注的焦点，因为电沉积纳米材料具有以下优点：①多种类纳米晶金属、合金及复合材料都适合用此方法制备；②结晶过程的过电位容易控制，计算机监控，常温常压操作、困难小、工艺灵活，易于实验室向工业现场转变；③电沉积易在大面积和复杂形状的零件上获得较好的外延生长层。因此，利用电沉积［29］技术制备纳米材料有着较好的前景。NaglaaF等［30］用脉冲电沉积的方法，以导电玻璃为基底，在不同浓度比的Na2S2O3和ZnSO4水溶液中，成功制备出了ZnS超薄膜。实验表明金属金和铟对ZnS薄膜有类似欧姆特性。通过进一步PEC图片的观察，还发现退火到300℃，可以明显改善薄膜的光电导性。BicerM等［31］采用电化学方法在阳极氧化铝薄膜微孔中合成了CdS纳米线，具有一致的直径和晶体生长方向。由于晶粒的量子效应，CdS纳米线的光吸收表明有一个明显的蓝色偏移。这种合成CdS纳米线的方法很可能也同样会适用合成其他半导体纳米线，例如PbS、ZnS等。XuXiang等［32］采用模板电沉积法，在包裹LB薄膜的金电池上，成功制备出了整齐的CdS超薄膜。
纳米微晶技术范文4
技术从来没有停止它前进的脚步: 20世纪80年代流行的随身听早己被MP3和MP4取代; 使用胶卷的相机如今风光不在，价廉物美的数码相机已随处可见; 90年代砖头式的“大哥大”现在己失去踪影，取而代之的是更小巧、更漂亮的智能手机。多功能的手机已取代计算器、BP机、电子表、MP4、数码相机、摄像机甚至银行卡和手持电脑，成为几乎人人可买得起的多功能电器。这一切在很大程度上要归功于半导体技术的进步。
计算机行业的发展也同样离不开半导体行业的技术进步。事实上，计算机核心部分之一CPU的运算能力的提高就与半导体制程工艺的进步密不可分，因为芯片制作工艺的改进意味着在同样的材料中可以制造更多的电子元件，意味着CPU的集成度的提高，CPU的功耗也越小。业界耳熟能详的多核处理器其背后就是65纳米和45纳米半导体制程工艺的出现。半导体工艺的最新进展是，32纳米技术即将在2009年进入实用，22纳米的技术也在紧锣密鼓地开发之中。综观全球32纳米微细技术开发, 主要有4个阵营: 第一阵营是英特尔公司，其次是IBM阵营，第三是日本公司和基本属于单打独斗的中国台湾的台积电，第四是位于比利时的欧洲微电子中心IMEC等。
“追求最先进”的英特尔公司
英特尔公司的特点是凭借雄厚的研究资金，开发最先进的32纳米工艺。
2007年9月英特尔公司领先业界在《开发者论坛》首次展出了32纳米工艺的测试用硅圆片。该硅圆片用于测试器件性能和试验新工艺是否合理，其并非实际的逻辑电路(一般只有生产出可实用的静态SRAM器件之后才能代表工艺基本成熟)。
按照英特尔公司2007年春天的“紧跟节拍”发展战略，2009年他们将推出32纳米工艺的微处理器并且投入批量生产。该微处理器开发代号为Westmere。英特尔公司的特点是凭借雄厚的研究资金，开发最先进的32纳米工艺。
2007年，英特尔公布的第一代32纳米技术主要内容为高温下进行制作的基于金属铪的高介电率绝缘层工艺及金属栅极技术。之前已有很多文章介绍，本文不再赘述。
2008年英特尔已开发出了第二代用于32纳米工艺的高介电绝缘介质/金属栅极技术。在业内率先量产高介电绝缘介质/金属栅极的英特尔，研究出在高温退火后形成栅极的新工艺，避免了高温对栅极的影响。采用第二代32纳米工艺制造的多核微处理器可集成19亿个晶体管。2008年英特尔的32纳米测试芯片为逻辑集成系统芯片和静态随机存取存储器（SRAM）。
参与英特尔研发的有美国美光科技公司，他们已共同开发成功采用34纳米工艺技术的多值NAND型闪存。从2008年下半年开始量产的产品是容量为32Gbit多值NAND型闪存，可用于SSD（固态硬盘）。据美光存储器部门副总裁Brian Shirley称，该芯片“在量产产品中是bit密度最高的存储器”。
“坚守传统工艺”的IBM阵营
IBM阵营的特点是在基本不改变传统工艺的基础上开发通用的32纳米技术。
与IBM共同开发32纳米节点的标准CMOS工艺技术的有7家大型半导体公司，包括美国AMD、美国飞思卡尔半导体、德国英飞凌技术、韩国三星电子、意法ST微电子、新加坡标准半导体和日本东芝。日本NEC和日立公司也陆续加入了这一研发队伍。经过一年多合作开发，2008年IBM阵营推出了32纳米体硅 CMOS通用制造平台“Common Platform”。该通用制造平台的工艺采用高介电率栅极绝缘介质和金属栅极。通过使用高介电率绝缘介质材料和金属栅极，可使器件性能提高约35%，功耗降低约50%。
IBM的工程师使用了“高介电率绝缘介质先制栅极”(High-K Gate-First)的新工艺。在栅极工艺中，如果在形成栅极的高温退火工序之前采用Hing-K/金属栅极，那么金属受到高温的影响，会导致栅极工作参数变化，使晶体管特性劣化。IBM阵营研究出了节电型和高速型两种32纳米器件的批量生产技术，并且能有把握将这些标准工艺技术延伸至22纳米。IBM阵营所开发的工艺力求尽可能采用传统工艺并且不大幅增加成本。为了降低成本，其节电型没有采用成本稍高的应变硅技术。
IBM的Hing-K/金属栅可以将低功耗氧化层厚度降低约10埃（1纳米为10埃），这样反型层厚度（Tinv）可以达到14埃。更薄的栅氧化层厚度提高了性能，可以将栅长降低到30纳米，同时还可将SRAM的Vmin保持在优化的量级。可以将接触孔靠得更近而不会出现短路的危险。
今年4月，IBM宣布可以让客户开始进行32纳米芯片的设计。从2008年9月开始，IBM的32纳米通用制造平台已正式开始“流片”试生产（Shuttle Service），已试制成功SRAM、NOR和NAND闪存以及其他逻辑电路。如采用IBM的32纳米低耗电工艺试制出了ARM处理器内核“Cortex-M3”。该试制芯片名为“Cassini”，基于通用平台的32纳米工艺明年5月完成，并将从2009年年底开始批量生产。第二次流片计划将于2008年12月启动，IBM和它在Fishkill的合作伙伴计划在2009 年下半年开始进行32纳米低功耗工艺的量产。
IBM公司和英国ARM于2008年10月采用IBM阵营的体硅 CMOS通用制造平台“Common Platform”，共同开发专门用于32纳米、28纳米工艺的经过优化的物理IP（标准单元和Memory Generator等）。他们在进行32纳米、28纳米工艺技术开发的同时，合作完成器件版图即物理IP的优化布局等工作。这样，可充分发挥32纳米制造工艺的特长，提高器件的质量和可靠性。
ARM的物理IP业务的竞争者――美国Virage Logic也于2008年10月在美国了32纳米商用物理IP的专用化技术。
“极力降低成本”的台积电
台积电的特点是尽量延长45nm工艺的寿命，以便能最大限度降低代工生产的成本。
台积电已开发成功不需要采用高电介质栅极绝缘介质和金属栅极的32纳米技术工艺。这种低成本的32纳米工艺采用了其45纳米工艺中使用的SiON栅极绝缘介质。用SiON栅极绝缘介质可生产模拟和数字的集成系统芯片。在此基础上，2008年10月公布了其28纳米的工艺，该工艺有面向低功耗集成系统的SiON栅极绝缘介质技术和面向高功能集成系统的高介电率栅极绝缘介质/金属栅极技术两种。低功耗型适用于生产手机的基带LSI和应用处理器等。与该公司的40纳米工艺的低功耗型产品相比，器件的栅极密度为其2倍，工作速度最大可提高50%。器件功耗在工作速度相同的条件下可降低30%～50%。高功能型适用制造微处理器、图形处理器和FPGA等通用器件。与该公司40纳米工艺的高功能型相比，在功耗相同的情况下，器件栅极密度为其2倍，工作速度提高30%以上。参加台积电研发的有与其合作多年的美国德州仪器公司的工程师。
应指出的是，台积电开发的SiON栅极绝缘介质32纳米节点技术, 相比高介电率栅极绝缘介质/金属栅极工艺，由于可减少栅极电容，从而降低器件功耗。但其缺点是器件漏电流没有显著降低。台积电认为，面对更加重视降低运行时功耗的需求（例如手机等便携产品），与注重减少漏电流的高介电率栅极绝缘介质技术相比，SiON栅极绝缘介质技术更具优势。
2008年10月在日本横浜举行的技术研讨会台积电宣布, 2010年年初开始量产的28纳米工艺仍将采用液浸ArF光刻 。
“着眼于批量生产”的日本公司
日本公司的 特点是: 开发出了在更微细线宽条件下的防漏电的新型电极材料以及防止重叠配线层之间相互影响的层间绝缘材料。
在半导体行业的竞争队伍中也有日本公司，限于财力，它们主要开发32纳米节点的批量生产工艺和关键技术。
由日本各半导体厂商联合出资组成的先进集成电路的开发组织Selete（半导体尖端技术的缩写）已开发成功32纳米大规模集成电路的制造工艺。其要点有三: 一是开发出了在更微细线宽条件下的防漏电的新型电极材料; 二是开发出防止重叠配线层之间相互影响的层间绝缘材料; 第三，日本早稻田大学开发了新电极材料, 可加速32纳米半导体技术的实用化研究。
防漏电的新电极材料是用于控制晶体管栅极的绝缘性能。传统的晶体管的栅极材料采用的是多晶硅。为了绝缘, 在多晶硅周围使用了氧化硅。然而随着器件的微细化，这会产生漏电流过大的问题。为解决这一问题，经试用多种材料后，Selete和日立公司确定采用氮化钛TiN作为栅极。传统的集成电路由pMOS和nMOS两种晶体管组成。经试测，TiN对于这两种晶体管电路均适用。即采用TiN后，有效地防止了漏电流。
绝缘材料采用了硅酸铪（Hafnium Silicate）。一般nMOS掺杂MgO，而pMOS掺杂氧化铝。如果pMOS和nMOS采用相同的金属栅材料，则可简化工艺和降低制造成本。此外，所开发的32纳米器件将通、断电压降低了0.2伏。由此，可期待该器件适于高速工作。
Selete的层间绝缘材料采用多孔氧化硅（Poraus Silica）。即在氧化硅上分布有无数个直径约4纳米的小孔。该孔为原来的二分之一。导电率为2.4，满足了32纳米器件的要求。
早稻田大学和物质材料研究研究所合作开发成功了用于32纳米半导体的新材料。这种材料由合金和炭组成，其可使器件稳定工作并且大幅度降低功耗。
NEC公司了通过降低层间绝缘膜的介电率（low-k），从而实现包括层间绝缘膜的任何层都可连续成膜的32纳米工艺的布线技术。
日本富士通开发出了不使用金属栅极材料的32纳米工艺CMOS技术，可降低生产成本。
日本松下和瑞萨公司合作，开发32nm量产工艺技术。它们采用氮化钛作为在高K金属氧化物绝缘层中的电极导电膜。该工艺将用于生产手机和家电中使用的器件，可减少漏电流，降低器件功耗。
“侧重存储器”的IMEC阵营
IMEC阵营的特点是除通用的逻辑器件外，侧重于开发32纳米存储器工艺。
位于比利时的IMEC阵营由十个核心伙伴组成，他们是: NXP（原飞利浦半导体）、德州仪器、英特尔、意法半导体、英飞凌（原西门子半导体）、奇梦达（Qimonda由英飞凌分拆出，专门生产存储器）、三星、松下、美光和我国台湾的台积电。此外还有几个重要伙伴（日本Elpida、韩国Hynix与中国台湾力晶）。
2008年1月IMEC阵营公布了栅堆叠32纳米技术。它们采用铪基高介电绝缘介质及TaC碳化钽金属栅极，显著提高了平面CMOS的性能。通过在栅绝缘介质及金属栅极之间增加一薄层带隙层电介质，实现了较低的阈值电压。它们为pMOS和nMOS分别制造绝缘介质上的带隙层和金属电极层，通过追加离子氮化时的掩膜工序, 将制作pMOS栅极和nMOS栅极的工艺区别开来。其nMOS中的带隙层可以是La2O3或Dy2O3。具体方法是，在Dy2O3层的上部设计TaCx碳化钽电极。通过离子氮化，使TaCx变成功函数较大的离子氮化碳化钽TaCxNy。未采用Dy2O3带隙层时，碳化钽TaCx和离子氮化碳化钽TaCxNy的功函数分别为4.4和4.8eV，增加带隙层之后，功函数则接近4.2和4.9eV。此外，栅堆叠层的激光退火工艺明显降低了极限栅长度，增强了对短沟道效应的控制。相同的工艺可望应用于22纳米的Fin场效应晶体管中。
2008年6月IMEC宣布，他们的32纳米先制栅极和后制栅极工艺都获得了成功。特别是采用先制栅极技术、软掩模技术和湿清洗液，通过将双金属、双电介质绝缘层改变成单金属、双电介质绝缘层的平面CMOS工艺，将工序数目由15个减少到9个。再加上传统的应力增强技术，使得nMOS和pMOS晶体管的性能分别提高了16%和11%。结果使逆变器的迟延时间由15ps缩短至10ps。由此，除提高器件性能外，还可降低批量生产的成本。
22纳米曙光初现
IBM阵营的22纳米工艺对传统芯片工艺并不做大的变动。这不仅降低了技术难度，而且可大幅度减少生产成本。
由于IBM阵营集中了全球主要半导体公司，通过合作在22纳米工艺开发上进展迅速。2008年8月他们在全球首先了在美国Albany纳米技术研究室试制成功的22纳米的SRAM芯片。其工艺技术有以下七个特点: （1）高介电率栅极绝缘层/金属栅极: （2）栅极长度小于25纳米的晶体管; （3）薄隔离层; （4）新的离子注入方式; （5）尖端退火技术; （6）超薄硅化物; （7）镶嵌Cu触头。该芯片光刻采用了高数值孔径（high- NA）的液浸光刻技术。
要特别指出的是，与32纳米工艺一样，IBM阵营的22纳米工艺对传统芯片工艺并不做大的变动。这不仅降低了技术难度，而且可大幅度降低生产成本。在此基础上，底气十足的IBM阵营最近宣布，其在22纳米工艺上已领先于英特尔公司。
有关专家指出，制约芯片微细工艺进展的难点主要是光刻技术。新一代光刻在技术上要求高，制造设备的成本极高，绝大多数公司无力单独承担。而IBM公司的22纳米工艺，主要是在光刻上有重大突破。其使用了Mentor Graphics公司计算缩微光刻技术，利用现有的缩微光刻工具并通过大量的并行计算来生产，只要将目前的设备加以改进，便可完成22纳米芯片的光刻工作。计算缩微光刻是一种新的技术思路和尝试，其核心是利用软件对整个工艺设计进行优化。
笔者认为，在此全球金融危机之刻，IBM等公司在基本采用传统芯片工艺基础上开发新一代尖端工艺和技术的思路值得大力提倡。特别是在硬件上暂时无法实现时，充分发挥软件技术的优势，软硬结合开拓新的发展途径。IBM等公司的实践说明，通过强强联手、软硬结合，充分发掘现有设备和技术的潜力，可攻克技术难关，这是当前形势下先进技术开发的一条值得推荐的途径。
链接
制程工艺的进步
推动处理器的升级
纳米微晶技术范文5
高性能、低功耗，精彩尽在微小间
一纳米等于十亿分之一米，45纳米只有DNA和蛋白质一半的大小。在这方寸之间玩出的花样，对芯片制造技术甚至计算机应用来说，究竟意味着什么呢？英特尔资深技术专家赵军在接受本刊专访时，向记者详细地介绍了英特尔公司的45纳米制程技术。
“所谓的45纳米制程（或称为制造工艺）中的45纳米是指集成电路中晶体管之间连线的宽度。半导体的工艺进步主要就体现在晶体管尺度的不断缩小和线宽的不断缩短上。线宽越小，芯片的集成度就越高，同样面积的芯片内可以容纳下的晶体管数目就越多；与之对应，晶体管自身的尺寸也相应地缩小。”那么，这种改变究竟可以带来哪些实质性的好处呢？
赵军解释道：“45纳米制程技术最直接的好处就是可以让芯片的集成度大大增加。举个例子，我们知道对CPU而言，为了获得更高的性能，除了不断开发创新的微体系架构外，便要增加更多运算单元或运算内核以及增大高速缓存单元。而目前CPU的内核运行在数GHz的高频率上，为了匹配这样高速的内核，只能使用SRAM（静态随机存储器）类型的存储逻辑作为一级和二级高速缓存。和用作系统内存的DRAM（动态随机存储器）相比，SRAM的每一个比特位(bit)需要占用6个晶体管，那么1MByte(1Byte=8bit)容量的二级缓存就需要占用超过5000万个晶体管，这是一个相当惊人的数字。不仅如此，随着计算机需要的缓存容量日益增大，晶体管的数目还将成倍增长，如果业界不引入新的技术，CPU芯片的尺寸将变得越来越大，无论对制造成本、散热还是提高运行速度都相当不利。”
“45纳米制程技术使储存容量增大了。如今，45纳米工艺给我们带来的是0.346平方微米的SRAM记忆胞面积（65纳米时为0.62平方微米），超过10亿个晶体管的数量和153Mbit的SRAM容量。”赵军欣喜地说道：“除此之外，对半导体芯片来说，新工艺往往可以带来运算性能和电气性能双方面的改进。一个非常简单的事实就是，同样的半导体芯片，若用先进工艺制造往往可以带来功耗的明显降低，而运行性能可以继续向上提升一个等级，可以把更多更复杂的功能部件集成到更小的芯片面积内。另一方面，低功耗可以让PC更节能，对散热设计不会带来什么压力，安静、低噪音运行可以得到充分保障。”
45纳米制程，针尖上的舞蹈
芯片巨头英特尔为这个即将于2007年下半年投入生产的处理器新生儿取了个代号――Penryn，它将秉承45纳米制程技术的优良血脉，将处理器家族扩展到服务器、台式机、优化版的笔记本以及备受关注的第二代四核处理器领域，让0与1在“针尖”上跳出更炫目的舞蹈。
Penryn处理器比起Core架构有更多的改进，预期2007年年中，高阶处理器频率将大幅提升至3.0GHz以上。此外，整合了新的SSE4指令的Penryn将在游戏、视频编码、3D图片、Web服务等性能上较目前处理器有一定提高。
赵军说：“SSE4指令集会在将来的Penryn处理器中推出，它将更注重针对视频方面的优化，为Clear Video高清视频技术（支持高级解码、拥有预处理和增强型3D处理能力）及UDI接口规范提供强有力的支持。SSE4指令集能够有效带来系统性能上的提升，这将使其更利于多媒体应用。”在其他方面，据赵军介绍，由于基于45纳米制程技术的Penryn处理器具有超乎以往的计算性能，也使得像笔记本电脑这样的移动设备的性能大大增强，从另一角度说，相当于以前需要很大体积的电脑才能完成的计算，现在通过轻薄的笔记本就能实现了，这也使诸如在本地PC上进行海量信息的快速搜索等大计算量任务变得轻而易举。
纳米微晶技术范文6
关键词：等径角挤压；超细晶材料；反复压轧法；高压扭曲转法
中图分类号：TG376 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）10-0048-03
一、概述
纳米科学技术是20 世纪80年代末产生的一项正在迅猛发展的新技术。进入21世纪以来，随着科学技术的发展，人们对纳米技术的创建给予了特别的注意，这一技术被认为是21世纪的关键技术。1991年我国伟大的物理学家钱学森曾说过：“我认为，纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的重点，会是一次技术革命，从而将在21世纪又是一次产业革命。”
在通常情况下制备超细晶材料和纳米晶材料有两种途径：一是粉碎法，即通过机械作用将粗大颗粒逐步破碎，细化晶粒:另一种是造粉法，即利用原子、分子或离子通过形核和长大两个阶段获得。按物料状态有气相法（惰性气体冷凝法，活性氢―熔融金属反应法，溅射法，混合等离子体法，爆炸丝法）、液相法（化学热解，电沉积法，落管技术，快速凝固）和固相法。固相法主要包括高能机械球磨、非晶晶化法、高压下高温固相淬火法以及强烈塑性变形法等。
气相法和高能机械球磨在制备超微粉时粉末易污染，在随后的固化烧结过程中，固化密度偏低导致存在着大量残余孔隙，从而影响了材料的性能。快速凝固法由于对冷却速度和散热条件的要求极高，导致工艺过程复杂、成本较高。非晶晶化法受到合金非晶形成能力大小的影响，只局限于部分合金。而强烈塑性变形法与其他制备方法相比却具有许多独特的优点。比如它具有适用范围宽，可制造大体积试样，试样无残留缩松、缩孔，不易引入杂质；可方便地利用扫描电镜详细研究其组织结构及晶粒中的非平衡边界层结构，非常有利于研究其组织与性能的关系等；而且可采用多种变形方法制备界面清洁的超细晶材料，是今后制备块状超细晶材料很具有工业应用前景的一种方法。
二、塑性变形法制备超细晶材料的方法
下面简单介绍几种强烈塑性变形法制备的超细晶材料：
（一）反复折皱――压直法
反复折皱―压直法是在不改变工件横截面几何形状的情况下，经过多次弯曲变形将晶粒尺寸细化到亚微米级或纳米量级，因此它是一种以弯曲变形方式制备块体超细晶结构金属材料的大塑性变形工艺方法。
（二）反复压轧法
反复压轧法是将原来几十微米厚的金属箔相互叠加起来，在一定温度的真空中压缩后进行真空退火，然后在室温下逐渐轧制成薄片，并切割成同样大小，以备下一次叠加、压缩和轧制。或者直接将几毫米厚的金属板相互叠加、压缩后，逐渐热轧制成薄片，并切割成同样大小，以备下一次循环使用。经过多次压缩和轧制，可以得到块体纳米
材料。
（三）高压扭转法
高压扭转变形法是在室温条件下，对模具中的试样施以GPa级的高压，同时通过转动冲头来扭转试样，此时试样在几个GPa压力和冲头高速旋转产生的摩擦力和剪切力的共同作用下获得超细晶组织，从而制得块体超细晶材料。如图1所示：
（四）多次锻造法
多次锻造法实际上是自由锻操作的多次重复，即镦粗和拔长的组合，如图2所示。
（五）等径角挤压法
等径角挤压法（Equal Channel Angular Pressing简称ECAP法）：就是将试样压入一个特别设计的模具中以实现大变形量的剪切变形工艺。如图3所示。
等径角挤压模具内有两个截面尺寸相等、形状相同的，并以一定角度交接的通道，两通道的内交角为Φ，外接弧角为ψ。在等径角挤压过程中，试样与模具中的通道尺寸紧密配合并与模壁良好，在冲头压力P的作用下向下挤压，当经过两通道的交截处时，试样产生近似理想的剪切变形。由于不改变材料的横截面形状和面积，故反复挤压可使各次变形的应变量累积迭加而达到相当大的总应变量，导致位错的重排从而细化晶粒。
等径角挤压技术不同于传统的大塑性变形技术，它以纯剪切方式实现块体材料的大塑性变形，形成亚微晶或纳米结构，在不改变材料横截面形状和面积的条件下，只经过数次变形所产生剪切应变量就相当于正应力作用下完成100:1甚至1000:1压下率的累积应变量，这是常规轧制、挤压等加工方法所不能达到的。
等径角挤压技术是近几十年发展起来的一种制备块体纳米材料的新工艺。与其他纳米材料的制备方法（如机械球磨法、非晶晶化法和气相沉积法等） 相比，等径角挤压法具有许多独特优点 ，譬如：它可以克服其它方法制备的试样中有孔洞、致密性差等问题以及球磨所致的不纯、大尺寸坯体难以生产以及给定材料的实际应用较困难等，并且等径角挤压材料的许多性能也是独特的，这对于实际应用和基础研究都是十分重要的。
因此等径角挤压法制备纳米材料的技术越来越受到材料界和工业界的广泛重视，世界各国的科学家也竞相开展对这项新技术的研究工作。目前美国、日本、韩国和俄罗斯等国家的科研工作者正在从事ECAP法制备工艺及其ECAP材料性能的应用研究，等径角挤压技术已成为当代材料科学研究的热点，特别是俄罗斯科学家采用等径角挤压技术加工1420铝合金，随后在高应变速率和350℃温度下采用超塑性成形加工出内燃机的活塞，大大地提高了零件的生产率，具有重要的现实意义。
等径角挤压法制备的超细晶结构金属拓宽了传统塑性加工技术的应用领域，不仅使传统材料的性能获得大幅度的提高，还可以开发新材料，这有利于节省资源，保护环境，实现人类的可持续发展。由于其材料具有优良的力学性能、独特的物理和化学性能、优异的超塑性，因而在实际应用中极具潜力。在工业领域主要有三方面潜在的应用：
1．使用等径角挤压法制备的材料具有高应变速率或低温超塑性。
2．提高塑性差的合金力学性能和成形性能。
3．经过等径角挤压法加工的普通低碳钢的强度是传统形变热处理后所具有强度的两倍多。
三、结语
随着等径角挤压技术细化多晶材料晶粒的机理研究、微观结构和性能关系以及工艺参数优化等研究的深入进行，等径角挤压技术将展现广阔的研究潜力和应用前景，具有非常大的商业潜力。
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