超細(xì)粉體的特性

 

　　超細(xì)粉體是介于大塊物質(zhì)和院子或分子之間的中間物質(zhì),是處于原子簇和宏觀物體交接的區(qū)域.從微觀和宏觀的觀點看.它即不是典型的微觀系統(tǒng),也不是典型的宏觀系統(tǒng),是介于二者之間的介觀系統(tǒng).它具有一些列新異的物理化學(xué)特征.這里涉及到體相材料中所忽略的活根本不具有的基本物理化學(xué)問題.由于超細(xì)粉體保持了原有物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),而在熱力學(xué)上又是不穩(wěn)定的,所以對它們的研究與開發(fā),是了解微觀世界如何過渡到宏觀世界的關(guān)鍵.隨著研究手段,特別是電子顯微鏡的迅速發(fā)展,使得可以清楚的看到超細(xì)顆粒的大小和形狀,對超細(xì)粉體的研究更加深入了。

　　

 

　　超細(xì)顆粒具有熔點低,化學(xué)活躍性高,磁性強,熱傳導(dǎo)性，對電磁波一場吸收等特性，使它具有廣闊的應(yīng)用前景。

 

　　超細(xì)顆粒的直徑越小，其熔點的降低越顯著。例如，塊狀銀的熔點是900℃，而銀的超細(xì)顆粒的熔點可降至100℃以下，能溶于熱水；塊狀金的熔點為1064℃，而粒徑為0.002μm的超細(xì)金粉其熔點僅為327℃.超細(xì)粉體的熔點低使得在較低的溫度下可以對金屬,合金或化合物的粉末進行燒結(jié),制造各種機械部件.這樣不僅能節(jié)省能耗,降低制造工藝的難度,更重要的是可以得到性能優(yōu)異的部件.如高熔點材料WC,SiC,BN,Si3N4等作為結(jié)構(gòu)材料,其制造工藝需要高溫?zé)Y(jié),當(dāng)使用超細(xì)顆粒時,就可以再很低的溫度下進行,并且不需要添加劑就可以獲得高密度燒結(jié)體.這對高性能無機結(jié)構(gòu)材料的廣泛應(yīng)用提供了更具現(xiàn)實意義的制造工藝.

 

　　超細(xì)顆粒具有很高的化學(xué)活性.這是由于它的直徑越小,其總表面積就越大,表面能相應(yīng)增加,使其化學(xué)活性增大.據(jù)此特性可作為高校催化劑,用于火箭固體燃料的助燃添加劑.研究表明,以超細(xì)顆粒Ni和Cu-Zn合金為主要成分制成的催化劑,在有機物加氫方面的效率是傳統(tǒng)催化劑效率的10倍;在固體火箭燃料中,加入不到1%重量的超細(xì)鋁粉和鎳粉,每克然老的燃燒熱量可增加一倍左右。

 

　　超細(xì)顆粒有其特有的光學(xué)性質(zhì).超細(xì)顆粒準(zhǔn)過的金屬完全失去了金屬光澤,顆粒的粒度越小,越細(xì),呈現(xiàn)的黑色越深.這是由于超細(xì)顆粒金屬對光波的完全吸收而造成的.這一特性除了在太陽能利用中作為光吸收材料外,還可以利用其對紅外線的吸收,用作熱線型檢測器的涂料等等.若將超細(xì)顆粒狀的三氧化二鐵于硬脂酸鋅分散劑一起添加到聚苯乙烯樹脂中制成薄膜,對可見光具有很好的透光性,而對紫外線又具有良好的吸收性,將其添加到塑料中,可制成防紫外光的透明塑料容器,其透明度比褐色玻璃優(yōu)越得多;將其添加到食品包裝袋中,能保護食品不受紫外光作用,使其有效延長保鮮期。

 

　　超細(xì)顆粒的另一特征是具有很強的磁性,使他們在磁性材料中的應(yīng)用得到了迅速的發(fā)展.含有γ-Fe2O3或CrO2的磁粉以及用作超細(xì)顆粒的金屬研制出的超高密度的磁性錄音帶盒錄像帶,將其錄密度是以往的10倍,并具有較好的穩(wěn)定性.他們的應(yīng)用范圍尚在不斷的擴大,在新型液態(tài)膠狀磁流體材料,機械密封,揚聲器等方面都得到了應(yīng)用。

 

　　超細(xì)顆粒在催化,低溫?zé)Y(jié),復(fù)合材料,磁性信息材料,新功能材料,隧道功能,醫(yī)藥及生物工程方面都得到了應(yīng)用,并取得了非常令人滿意的結(jié)果.可以預(yù)料,超細(xì)顆粒材料將成為21世紀(jì)的重要新型功能材料.

 

　　對超細(xì)粉體的研究,已有四五十年的歷史,它與塑料,橡膠工業(yè)發(fā)展密切相關(guān).***初的研究僅限于白炭黑和碳酸鈣作為塑料,橡膠的填充材料,隨著研究的不斷深入,不在是單純的填充料.20世紀(jì)80年代對納米材料的研究得到了迅速的發(fā)展,人們不斷發(fā)現(xiàn)超細(xì)粉體材料的一些新的特性,為超細(xì)粉體的研究和應(yīng)用開閉了一個新的前景廣闊的領(lǐng)域。