納米材料ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-06-08 03:06 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 長(zhǎng)的尺寸時(shí)，即失去了原有的富貴光澤而呈黑色。事實(shí)上，所有的金屬在超微顆粒狀態(tài)都呈現(xiàn)為黑色。尺寸越小，顏色愈黑。 小尺寸效應(yīng)的應(yīng)用 ? 金屬超微顆粒對(duì)光的反射率很低，通?？傻陀?l％，大約幾微米的厚度就能完全消光。利用這個(gè)特性可以高效率地將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、電能。還可能應(yīng)用于紅外敏感元件、紅外隱身技術(shù)等。 ? 1991年春的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)，美國(guó) F－ 117A型隱身戰(zhàn)斗機(jī)外表所包覆的材料中就包含有多種納米超微顆粒，它們對(duì)不同波段的電磁波有強(qiáng)烈的吸收能力，以欺騙雷達(dá)，達(dá)到隱形目的，成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)伊拉克重要軍事目標(biāo)的打擊 美式隱形飛機(jī) 表面效應(yīng)和邊界效應(yīng) ? 球形顆粒的表面積（ A）與直徑 D2的平方成正比，體積（ V）與 D3成正比，故其比表面積（ A／ V）與直徑成反比。 ? D ， A／ V ，說(shuō)明表面原子所占的百分?jǐn)?shù)將會(huì)顯著地增加。對(duì)直徑大于 計(jì)，當(dāng)尺寸小于 ，其表面原子百分?jǐn)?shù)激劇增長(zhǎng)，甚至 1克超微顆粒表面積的總和可高達(dá) 100米 2，這時(shí)超微顆粒的表面與大塊物體的表面是十分不同的。 不同晶界厚度時(shí)晶界原子數(shù)占總原子數(shù)百分比隨晶粒直徑變化關(guān)系 例子:納米銅 表面效應(yīng) ? 由于表面原子數(shù)增多，原子配位不足及高的表面能，使這些表面原子具有高的活性，極不穩(wěn)定，很容易與其他原子結(jié)合 ? 金屬的納米粒子在空氣中會(huì)燃燒；無(wú)機(jī)的納米粒子暴露在空氣中會(huì)吸附氣體，并與氣體進(jìn)行反應(yīng)。 ? 下面舉例說(shuō)明納米粒子表面活性高的原因。 如圖所示的是單一立方結(jié)構(gòu)的晶粒的二維平面團(tuán)。 ? 如 A原子缺少三個(gè)近鄰， B、 C、 D原子各缺少兩個(gè)近鄰， E原子缺少一個(gè)近鄰，它們均處于不穩(wěn)定狀態(tài)， 近鄰缺位越多越容易與其他原子結(jié)合，說(shuō)明處于表面的原子 (A、 B、 C、 D和 E)比處于內(nèi)部的原子的配位有效明顯的減少。 量子尺寸效應(yīng) ? 當(dāng)粒子尺寸下降到某值，金屬的費(fèi)米能級(jí)由連續(xù)，變?yōu)榉蛛x能級(jí)的現(xiàn)象 ? 納米半導(dǎo)體微粒存在不連續(xù)最高被占分子軌道能級(jí)和最低未被占分子軌道導(dǎo)致能隙帶變寬（畫(huà)圖說(shuō)明） Quantum size effect Bulk Metal Unbound electrons have motion that is not confined Close lying bands Decreasing the size… Electron motion bees confined, and quantization sets in Nanoscale metal Separation between the valence and conduction bands Unoccupied states occupied states Particle size mean free path of electrons 35 Chapter10 Nanomaterials 宏觀量子隧道效應(yīng) ? 納米材料中某些電子靠波粒二象性能夠穿越能量高的勢(shì)壘的效應(yīng)。
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