什么是納米效應(yīng)?納米三大效應(yīng)包括哪些?
發(fā)布時間:2018/8/7 17:44:15 作者:河南恒利源機械設(shè)備有限公司
納米效應(yīng)就是指納米材料具有傳統(tǒng)材料所不具備的奇異或反常的物理、化學(xué)特性,如原本導(dǎo)電的銅到某一納米級界限就不導(dǎo)電,原來絕緣的二氧化硅、晶體等,在某一納米級界限時開始導(dǎo)電。這是由于納米材料具有顆粒尺寸小、比表面積大、表面能高、表面原子所占比例大等特點,以及其特有的三大效應(yīng):表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子***效應(yīng)。
簡介
納米是就是10^-9米(10億分之一米)。納米科學(xué)與技術(shù)是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1***100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用的學(xué)科。
應(yīng)用
納米材料具有一定的獨特性,當物質(zhì)尺度小到一定程度時,則必須改用量子力學(xué)取代傳統(tǒng)力學(xué)的觀點來描述它的行為,當粉末粒子尺寸由10微米降***10納米時,其粒徑雖改變?yōu)?000倍,但換算成體積時則將有10的9次方倍之巨,所以二者行為上將產(chǎn)生明顯的差異。
納米粒子異于大塊物質(zhì)的理由是在其表面積相對增大,也就是超微粒子的表面布滿了階梯狀結(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)代表具有高表面能的不***原子。這類原子極易與外來原子吸附鍵結(jié),同時因粒徑縮小而***了大表面的活性原子。
就熔點來說,納米粉末中由于每一粒子組成原子少,表面原子處于不***狀態(tài),使其表面晶格震動的振幅較大,所以具有較高的表面能量,造成超微粒子特有的熱性質(zhì),也就是造成熔點下降,同時納米粉末將比傳統(tǒng)粉末容易在較低溫度燒結(jié),而成為良好的燒結(jié)促進材料。
一般常見的磁性物質(zhì)均屬多磁區(qū)之集合體,當粒子尺寸小***無法區(qū)分出其磁區(qū)時,即形成單磁區(qū)之磁性物質(zhì)。因此磁性材料制作成超微粒子或薄膜時,將成為優(yōu)異的磁性材料。
納米粒子的粒徑(10納米~100納米)小于光波的長,因此將與入射光產(chǎn)生復(fù)雜的交互作用。金屬在適當?shù)恼舭l(fā)沉積條件下,可得到易吸收光的黑色金屬超微粒子,稱為金屬黑,這與金屬在真空鍍膜形成高反射率光澤面成強烈對比。納米材料因其光吸收率大的特色,可應(yīng)用于紅外線感測器材料。
分類
納米材料就是具有納米尺度的粉末、纖維、膜或塊體。科學(xué)實驗證實,當常態(tài)物質(zhì)被加工到極其微細的納米尺度時,會出現(xiàn)特異的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)和量子效應(yīng),其光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)乃***化學(xué)性質(zhì)也就相應(yīng)地發(fā)生十分顯著的變化。因此納米材料具備其它一般材料所沒有的優(yōu)越性能,可廣泛應(yīng)用于電子、醫(yī)***、化工、***事、航空***等眾多領(lǐng)域,在整個新材料的研究應(yīng)用方面占據(jù)著核心的位置。
納米材料大致可分為納米粉末、納米纖維、納米膜、納米塊體等四類。其中納米粉末開發(fā)時間***長、技術(shù)***為成熟,是生產(chǎn)其他三類產(chǎn)品的基礎(chǔ)。
納米粉末
又稱為超微粉或超細粉,一般指粒度在100納米以下的粉末或顆粒,是一種介于原子、分子與宏觀物體之間處于中間物態(tài)的固體顆粒材料。可用于:高密度磁記錄材料;吸波隱身材料;磁流體材料;防輻射材料;單晶硅和精密光學(xué)器件拋光材料;微芯片導(dǎo)熱基片與布線材料;微電子封裝材料;光電子材料;先進的電池電極材料;太陽能電池材料;高的效率催化劑;高的效率助燃劑;敏感元件;高韌性陶瓷材料(摔不裂的陶瓷,用于陶瓷發(fā)動機等);人體修復(fù)材料;抗***制劑等。
納米纖維
指直徑為納米尺度而長度較大的線狀材料。可用于:微導(dǎo)線、微光纖(未來量子計算機與光子計算機的重要元件)材料;新型激光或發(fā)光二極管材料等。
納米膜
納米膜分為顆粒膜與致密膜。顆粒膜是納米顆粒粘在一起,中間有極為細小的間隙的薄膜。致密膜指膜層致密但晶粒尺寸為納米級的薄膜。可用于:氣體催化(如汽車尾氣處理)材料;過濾器材料;高密度磁記錄材料;光敏材料;平面顯示器材料;超導(dǎo)材料等。
納米塊體
是將納米粉末***成型或控制金屬液體結(jié)晶而得到的納米晶粒材料。主要用途為:超***度材料;智能金屬材料等。
***指出,對納米材料的認識才剛剛開始,還知之甚少。從個別實驗中所看到的種種奇異性能,說明這是一個非常誘人的領(lǐng)域,對納米材料的開發(fā),將會為人類******的有用材料。
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