超細(xì)粉體的概念

　　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(guān)物體交接的區(qū)域.從微觀(guān)和宏觀(guān)的觀(guān)點(diǎn)看.它即不是典型的微觀(guān)系統(tǒng),也不是典型的宏觀(guān)系統(tǒng),是介于二者之間的介觀(guān)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(wèn)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(duì)它們的研究與開(kāi)發(fā),是了解微觀(guān)世界如何過(guò)渡到宏觀(guān)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(duì)超細(xì)粉體的研究更加深入了。

　　

 

　　超細(xì)顆粒具有熔點(diǎn)低,化學(xué)活躍性高,磁性強(qiáng),熱傳導(dǎo)性，對(duì)電磁波一場(chǎng)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(diǎn)的降低越顯著。例如，塊狀銀的熔點(diǎn)是900℃，而銀的超細(xì)顆粒的熔點(diǎn)可降至100℃以下，能溶于熱水；塊狀金的熔點(diǎn)為1064℃，而粒徑為0.002μm的超細(xì)金粉其熔點(diǎn)僅為327℃.超細(xì)粉體的熔點(diǎn)低使得在較低的溫度下可以對(duì)金屬,合金或化合物的粉末進(jìn)行燒結(jié),制造各種機(jī)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(diǎn)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(shí),就可以再很低的溫度下進(jìn)行,并且不需要添加劑就可以獲得高密度燒結(jié)體.這對(duì)高性能無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)材料的廣泛應(yīng)用提供了更具現(xiàn)實(shí)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(jī)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(guò)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(duì)光波的完全吸收而造成的.這一特性除了在太陽(yáng)能利用中作為光吸收材料外,還可以利用其對(duì)紅外線(xiàn)的吸收,用作熱線(xiàn)型檢測(cè)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(shù)脂中制成薄膜,對(duì)可見(jiàn)光具有很好的透光性,而對(duì)紫外線(xiàn)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(hù)食品不受紫外光作用,使其有效延長(zhǎng)保鮮期。

 

　　超細(xì)顆粒的另一特征是具有很強(qiáng)的磁性,使他們?cè)诖判圆牧现械膽?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(kuò)大,在新型液態(tài)膠狀磁流體材料,機(jī)械密封,揚(yáng)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(mǎn)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(duì)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?jī)H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(duì)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(kāi)閉了一個(gè)新的前景廣闊的領(lǐng)域。