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納米粉體材料的制備及應(yīng)用
發(fā)表時(shí)間:2024-01-24     閱讀次數(shù):

據(jù)粉體網(wǎng)訊 納米粉體也叫納米顆粒,一般指尺寸在1-100nm之間的超細(xì)粒子,有人稱它是超微粒子。它的尺度大于原子簇而又小于一般的微粒。按照它的尺寸計(jì)算,假設(shè)每個(gè)原子尺寸為1埃,那么它所含原子數(shù)在1000個(gè)-10億個(gè)之間。它小于一般生物細(xì)胞,和病毒的尺寸相當(dāng)。

細(xì)微顆粒一般不具有量子效應(yīng),而納米顆粒具有量子效應(yīng);一般原子團(tuán)簇具有量子效應(yīng)和幻數(shù)效應(yīng),而納米顆粒不具有幻數(shù)效應(yīng)。納米顆粒的形態(tài)有球形、板狀、棒狀、角狀、海綿狀等,制成納米顆粒的成分可以是金屬,可以是氧化物,還可以是其他各種化合物。

納米粉體材料之星納米碳管

一、納米粉體材料的制備

(1) 氣相法,是指直接利用氣體或者通過各種手段將物質(zhì)變?yōu)闅怏w,使之在氣體狀態(tài)下發(fā)生物理或化學(xué)的反應(yīng),***冷卻過程中凝聚長大形成納米微粒的方法。

具體有惰性氣體冷凝法、濺射法、流動(dòng)液面上真空蒸鍍法、通電加熱法、爆炸絲法、化學(xué)氣相反應(yīng)法等。

(2)液相法,液相法制備納米微粒的共同特點(diǎn)是該法均以均相的溶液為出發(fā)點(diǎn),通過各種途徑使溶質(zhì)和溶劑分離,溶質(zhì)形成一定的形狀和大小的顆粒,得到所需粉末樣品的前軀體,熱解后得到納米微粒。

主要的制備方法有沉淀法、水解法、噴霧法、溶膠凝膠等等。

(3)固相法,固相法是通過從固相到固相的轉(zhuǎn)變來制造粉體,對(duì)于氣象和液相,分子具有大的易動(dòng)度,所以集合狀態(tài)是均勻的,對(duì)于外界條件來講,反應(yīng)很敏感。而固相法分子擴(kuò)散很遲緩,集合狀態(tài)時(shí)多種多樣的。比較穩(wěn)定。

主要方法有熱分解法、固相反映法、火花放電法、溶出法、球磨法等。

二、納米粉體材料的應(yīng)用

由于納米粉體材料可以壓制成納米固體,所以納米粉體是納米固體的基礎(chǔ)。

(1)納米涂層

納米涂層是運(yùn)用表面技術(shù),將部分或全部含有納米粉的材料涂于基體,由于納米粉體的獨(dú)特表面性質(zhì),從而賦予材料新的各種性質(zhì)。

① 可以做成表面涂料從而改變物質(zhì)表面的光學(xué)性質(zhì),如光學(xué)非線性、光吸收、光反射、光傳輸?shù)?。納米顆粒在燈泡工業(yè)上有很好的應(yīng)用。對(duì)于高壓鈉燈,碘弧燈有69%的電能轉(zhuǎn)化為紅外線,只有少量的光能是可見光,并且燈管發(fā)熱也會(huì)減少燈管的壽命,納米顆粒給其提供了新的解決方案,人們利用SiO2和TiO2的納米顆粒制成了多層干涉薄膜總厚度為微米級(jí)襯在燈管的內(nèi)部不僅透光率好而且又很強(qiáng)的紅外線反射能力。可以節(jié)省電15%。

②納米紅外涂層,也受到很多人的研究,利用二氧化硅和三氧化二鐵、三氧化二鋁的納米粉末復(fù)合后就可以很強(qiáng)的吸收紅外線,可以做成軍人的衣服,既可以保暖又可以躲避敵人熱頻段的探測,并且重量減少30%。

③納米紫外涂層,是利用了納米顆粒的藍(lán)移現(xiàn)象,可作為半導(dǎo)體紫外線過濾器。還有可以涂在塑料表面可以減緩塑料的老化,甚至可以做成防曬霜保護(hù)皮膚。

④納米隱身技術(shù),隨著各種探測手段越來越先進(jìn),雷達(dá)發(fā)射電磁波,利用紅外探測器可以探測發(fā)熱體等在以后的軍事斗爭中,納米隱身技術(shù)就顯得很重要了。一方面由于納米顆粒尺寸遠(yuǎn)小于紅外及其雷達(dá)波的波長,因此納米顆粒的透射率就比常規(guī)的材料要大得多,從而減少了反射率,避開了探測;另一方面,納米微粒的表面能比常規(guī)材料要多得多,這就使納米微粒對(duì)電磁波的吸收很強(qiáng),使反射回去的電磁波輕度大大減小從而很難被發(fā)現(xiàn)。納米級(jí)的硼化物,碳化物以及納米碳管在這方面很有發(fā)展前途。

(2)在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用

礦物能源的短缺,環(huán)境污染困擾著人們,納米材料在環(huán)境保護(hù),環(huán)境治理和減少污染方面的應(yīng)用,已經(jīng)呈現(xiàn)出欣欣向榮的景象。納米顆??梢钥咕?、防腐、除臭、凈化空氣、優(yōu)化環(huán)境,便于降解等,此外還可以吸附重金屬離子凈化水質(zhì),吸附細(xì)菌,病毒,有毒離子等。

(3)納米粒子光催化

光催化可以用于環(huán)保,降解農(nóng)藥,有機(jī)物等。由于納米粒子粒徑小,比表面積大,光催化效率高;另外納米粒子生成的電子、空穴在達(dá)到表面大部分不會(huì)重新結(jié)合,因此空穴低,化學(xué)反應(yīng)活性高。


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來源:粉體網(wǎng)


 
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