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寧夏納米材料的特性

文章出處:本站 人氣:441 發表時間:2021-12-07 10:52:59

納米材料的特性。

表面效應

所謂表面效應,就是納米顆粒表面原子數與總原子數之比隨顆粒大小的增加而急劇增加時,材料的性質發生了變化。球狀顆粒的表面積與直徑的平方成正比,其體積與直徑的立方成正比,因此比表面積(表面積/體積)與直徑成反比。隨粒徑的減小,比表面積的增大更為明顯。比如,當顆粒大小為10nm時,比表面積是90m2g-1,5nm的顆粒直徑是180m2g-1,而當顆粒大小下降到2nm的時候,它的表面面積就會增加到450m2g-1。粒徑減小至納米級后,不僅使表面原子數迅速增加,而且納米顆粒的表面積、表面能量也將迅速增加。

尺寸效果。

微粒尺寸越小,宏觀物性的變化就是微粒度效應。對于超微粒來說,粒徑越小,其比表面積也越大,因而會產生特殊的光學性質、熱學性質、磁學性質和力學性質。超微粒的小粒徑效應也表現在超導、介電、聲學和化學性質等方面。

容積效應

因為納米微粒具有極小的體積,所以含有少量的原子。這樣,許多現象,如吸附、催化、擴散、燒結等物理、化學性質,都會明顯有別于大顆粒傳統材料的性能,而不能用一般具有無限原子的塊狀物質來描述,這種現象通常稱為體積效應。

量子尺寸效應。

當顆粒粒徑減小到某一數值時,費米能級附近的電子能級就會從準連續能級變成離散能級。在納米材料中,電子在不連續的量子化能級上的波動,使得納米材料具有一系列獨特的特性,例如特異催化、強氧化還原。

量子隧道效應。

微粒穿過勢壘的能力叫做隧道效應。如納米顆粒的磁性等,也具有隧道效應,它們能穿過宏觀系統的勢壘而發生變化,這種變化被稱為納米顆粒的宏觀量子隧道效應。其研究對于導電高聚物、導磁高分子材料、微波吸收高分子材料等基礎研究和實際應用具有重要意義。

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