超細粉體的特性

 

　　超細粉體是介于大塊物質和院子或分子之間的中間物質,是處于原子簇和宏觀物體交接的區域.從微觀和宏觀的觀點看.它即不是典型的微觀系統,也不是典型的宏觀系統,是介于二者之間的介觀系統.它具有一些列新異的物理化學特征.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問題.由于超細粉體保持了原有物質的化學性質,而在熱力學上又是不穩定的,所以對它們的研究與開發,是了解微觀世界如何過渡到宏觀世界的關鍵.隨著研究手段,特別是電子顯微鏡的迅速發展,使得可以清楚的看到超細顆粒的大小和形狀,對超細粉體的研究更加深入了。

　　

 

　　超細顆粒具有熔點低,化學活躍性高,磁性強,熱傳導性，對電磁波一場吸收等特性，使它具有廣闊的應用前景。

 

　　超細顆粒的直徑越小，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的超細金粉其熔點僅為327℃.超細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,制造各種機械部件.這樣不僅能節省能耗,降低制造工藝的難度,更重要的是可以得到性能優異的部件.如高熔點材料WC,SiC,BN,Si3N4等作為結構材料,其制造工藝需要高溫燒結,當使用超細顆粒時,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體.這對高性能無機結構材料的廣泛應用提供了更具現實意義的制造工藝.

 

　　超細顆粒具有很高的化學活性.這是由于它的直徑越小,其總表面積就越大,表面能相應增加,使其化學活性增大.據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%重量的超細鋁粉和鎳粉,每克然老的燃燒熱量可增加一倍左右。

 

　　超細顆粒有其特有的光學性質.超細顆粒準過的金屬完全失去了金屬光澤,顆粒的粒度越小,越細,呈現的黑色越深.這是由于超細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用得到了迅速的發展.含有γ-Fe2O3或CrO2的磁粉以及用作超細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,并具有較好的穩定性.他們的應用范圍尚在不斷的擴大,在新型液態膠狀磁流體材料,機械密封,揚聲器等方面都得到了應用。

 

　　超細顆粒在催化,低溫燒結,復合材料,磁性信息材料,新功能材料,隧道功能,醫藥及生物工程方面都得到了應用,并取得了非常令人滿意的結果.可以預料,超細顆粒材料將成為21世紀的重要新型功能材料.

 

　　對超細粉體的研究,已有四五十年的歷史,它與塑料,橡膠工業發展密切相關.***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80年代對納米材料的研究得到了迅速的發展,人們不斷發現超細粉體材料的一些新的特性,為超細粉體的研究和應用開閉了一個新的前景廣闊的領域。