纳米材料,又称(粉体)是纳米科学技术的基础,正引起世界观各国的广泛的关注。 现代材料和物理学家所称的纳米材料是指固体颗粒小到纳米尺度的超微粒子(也称之为纳米粉)和晶粒尺寸小到纳米量极的固体和薄膜。
纳米粉体材料的性质与以下几个效应有很大的关系:
(1)小尺寸效应
随着颗粒的量变,当纳米颗粒的尺寸与光波、传导电子德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理尺寸特征相当或更小时,周期边界性条件将被破坏,声、光、电、磁、热、力等特性均会出现质变。由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化成为小尺寸效应。
(2)表面与界面效应
纳米微粒尺寸小、表面大、位于表面的原子占相当大的比例。由于纳米粒径的减小,最终会引起表面原子活性增大,从而不但引起纳米粒子表面原子输送和构型的变化,同时也引起表面电子自旋构象和电子能谱的变化。以上的这些性质被称为“表面与界面效应”。
(3)量子尺寸效应
当粒子尺寸下降到某一值时,金属费米能级附近的电子能级由准连续变成离散能级的现象成为量子尺寸效应。
具体从各方面说来有以下特性:
(1)热学特性
纳米微粒的熔点,烧结温度比常规粉体要低得多。这是由于表面与界面效应引起的。
比如:大块的pb的熔点600k,而20nm球形pb微粒熔点降低288k,纳米Ag微粒在低于373k时开始融化,常规Ag的熔点远高于1173k。还有,纳米TiO2在773k加热出现明显致密化,而大晶粒样品要出现同样的致密化需要再升温873k才能达到,这和烧结温度有很大关系。
(2)光学特性
宽频带强吸收
当尺寸减小到纳米颗粒时,几乎成黑色,对可见光反射率急剧下降。
有些纳米颗粒如同氮化硅,SiC及三氧化二铝对红外有一个宽频带强吸收谱。而ZnO、三氧化二铁和二氧化钛纳米颗粒对紫外线有一个宽频带强吸收谱。
蓝移和红移
和大块材料相比,纳米微粒普遍吸收带存在蓝移,即吸收带移向短波长方向;而在某些条件下粒径减小至纳米级时吸收带向长波方向转移,即红移。
(3)化学性质
由于表面效应,可以做催化剂,提高反应活力。
1、产生负离子,对人体有保健作用。
2、能分解和吸收空气中的有害物质,特别是板材释放出的苯、甲醛等有害物。
3、具有独特的防霉、杀菌功能。
4、具有超强自洁功能。
5、具有超强的耐人工老化性,可保证使用后15-20年不脱粉、漆膜完好,免去经常翻新的麻烦。
6、具有防水、隔热与辐射红外线,超强隔热的作用。
那要看你是不是会吸入粉体,如果你会呼吸到含有粉体的空气,那么它就是有害的,无机物粉体吸入过多会堆积在肺部,几年或者十几年后会导致尘肺或者肺部纤维化或者石化,到时候呼吸困难,生不如死。你需要使用口罩来隔绝粉体。如果你不会呼吸到含有粉体的空气,那纳米粉体对你就没有害,因为皮肤会隔绝纳米物质进入你的身体。
同时,某些生产纳米粉体的材料——特别是有机物,可能是有毒的,并且会挥发到空气中,这时候就要佩戴防毒面具了。否则多年长期吸入可能会导致慢性中毒引发重疾。
纳米粒子的制备方法很多,可分为物理方法和化学方法。
1
物理方法
(1)真空冷凝法
用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等离子体,然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、粒度可控,但技术设备要求高。
(2)物理粉碎法
通过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低,但产品纯度低,颗粒分布不均匀。
(3)机械球磨法
采用球磨方法,控制适当的条件得到纯元素纳米粒子、合金纳米粒子或复合材料的纳米粒子。其特点操作简单、成本低,但产品纯度低,颗粒分布不均匀。
2
化学方法
(1)气相沉积法
利用金属化合物蒸气的化学反应合成纳米材料。其特点产品纯度高,粒度分布窄。
(2)沉淀法
把沉淀剂加入到盐溶液中反应后,将沉淀热处理得到纳米材料。其特点简单易行,但纯度低,颗粒半径大,适合制备氧化物。
(3)水热合成法
高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成,再经分离和热处理得纳米粒子。其特点纯度高,分散性好、粒度易控制。
(4)溶胶凝胶法
金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化,再经低温热处理而生成纳米粒子。其特点反应物种多,产物颗粒均一,过程易控制,适于氧化物和ⅱ~ⅵ族化合物的制备。
(5)微乳液法
两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液,在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。其特点粒子的单分散和界面性好,ⅱ~ⅵ族半导体纳米粒子多用此法制备
尺度范围在1~100nm,且呈现出与常规材料有显著差别的特殊物理化学效应的材料称之为纳米材料。金属纳米材料是纳米材料的一个重要分支。金属纳米粉体属零维纳米材料,其原子和电子结构不同于化学成分相同的金属粒子。它具有不同于宏观物体和单个原子的磁、光、电、声、热、力及化学等方面奇异特性。
欢迎分享,转载请注明来源:品搜搜测评网