【正文】 道效應(yīng) 特性 用途 磁性質(zhì) 磁記錄用材料、磁流體、永久磁體，巨磁阻材料 電性質(zhì) 導(dǎo)電材料（導(dǎo)電膠、電極） 傳感器材料（氣體、溫度、濕度） 超導(dǎo)體、電阻膜 光學(xué)性質(zhì) 光吸收材料（太陽能收集器、紅外元件等） 光濾色器、光導(dǎo)體 感光劑等 熱性質(zhì) 低溫?zé)Y(jié)體（金屬燒結(jié)體、陶瓷燒結(jié)體等） 熱交換材料、耐熱材料 顯示、存儲(chǔ)性質(zhì) 顯示裝置（光電裝置、電浮動(dòng)型裝置等） 力學(xué)性質(zhì) 超硬材料 化學(xué)性質(zhì) 催化劑、化學(xué)活性物質(zhì) 燃燒性質(zhì) 火箭燃料（固體） 液體染料 其它 醫(yī)用材料、吸收靶 分離過濾器 復(fù)合材料（填充料、功能材料等） 納米粒子的特性及其應(yīng)用 制備納米粒子的方法 固相法制備納米粒子 低溫粉碎法 將某些脆性材料等在液氮溫度下，進(jìn)行粉碎制備納米粒子。 （ 3）量子尺寸效應(yīng) 微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為隧道效應(yīng)。 造成納米粒子呈現(xiàn)奇異特性的原因： （ 1）表面與界面效應(yīng) 當(dāng)納米粒子的尺寸與光波波長，德布羅意波長以及超導(dǎo)態(tài)德相干 長度或透射深度等物理特征尺寸相當(dāng)或更小時(shí)，晶體周期性的邊 界條件將被破壞，非晶態(tài)納米粒子的顆粒表面層附近原子密度 減小，導(dǎo)致聲、光、電、磁、熱、力學(xué)等特性均隨尺寸減小而發(fā)生 顯著變化。由于表面原子所處的環(huán)境和結(jié)合能與內(nèi)部原子不同，表面原子周圍缺少相鄰的原子，有許多懸空鍵，表面能和表面結(jié)合能很大，易與其它原子相結(jié)合而穩(wěn)定下來，故具有很大的化學(xué)活性。 納米粒子尺寸小、表面多、界面多。 剛剛制備的金屬超微粉末接觸空氣時(shí)，能進(jìn)行劇烈氧化反應(yīng)， 甚至在空氣中會(huì)燃燒，即使耐熱耐腐蝕的氧化物超微粉末也會(huì)變得 不穩(wěn)定。納米陶瓷具有塑性和韌性，它們隨著晶粒尺寸的減小而顯著增大納米陶瓷的這種塑性來源于納米固體高濃度的界面和短擴(kuò)散距離，原子在納米陶瓷中可迅速擴(kuò)散，原子遷移比通常的多晶樣品快好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。 （ 7）低溫下熱導(dǎo)性好，納米粒子在低溫或超低溫條件下，幾乎沒有熱阻， 導(dǎo)熱性極好，已成為新型低溫?zé)峤粨Q材料。金屬超微 粉末一般呈黑色，而且粒徑微小、顏色越深，納米粒子的吸收光能力越強(qiáng)。納米化后還會(huì)出現(xiàn)顯著得 磁效應(yīng)、巨磁阻效應(yīng)等。鐵系合金納米粒子的磁性比塊狀強(qiáng)得多。 / 2 /T T L d??????（ 2）熔點(diǎn)降低 可以在較低溫度時(shí)就發(fā)生燒結(jié)和熔融 根據(jù) Hill理論，熔點(diǎn)下降可用公式表示： （ 8）比熱容增加 Tohnson等人對球磨得到的超微純 Ru粉進(jìn)行熱容測量，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度不變時(shí)， 比熱容隨晶粒減小而線性增大。從公式可知，粒子半徑越小，則 △ T越大，粒子的熔點(diǎn)也越低。因此，納米材料被視為 21世紀(jì)的新材料。 優(yōu)點(diǎn)： 低熱固相化學(xué)反應(yīng)具有節(jié)能、高效、無污染及 工藝過程簡單等，將可能成為綠色合成化學(xué)的重要合 成手段之一。利用低溫固相反應(yīng)將能合成新的化合物，也為材料制備提供了新的途徑。 13 固體化學(xué)發(fā)展的若干前沿領(lǐng)域 一、固體無機(jī)化合物和新材料的新合成方法 傳統(tǒng)的方法：高溫固相反應(yīng) 軟合成方法：共沉淀法、水熱法、低溫燃燒合成、微波法、溶膠 凝膠法、 模板法、氣相輸運(yùn)法等。 晶格類型為體心立方，配位數(shù)為8， 空間利用率為 %。 晶格類型為六方晶格，配位數(shù)為 12， 空間利用率為 %。 因此金屬晶格是具有較高配位數(shù)的緊密型堆積 。 ?金屬晶體的特性 金屬晶體的這些特征都與自由電子的存在有關(guān) 金屬晶體的緊密堆積 金屬晶體與離子晶體的本質(zhì)區(qū)別是：在金屬鍵的情況下 ， 不存在受鄰近質(zhì)點(diǎn)的異號(hào)電荷限制和化學(xué)量比的限制 。 （ 3）不透明和對輻射能有良好的反折射性能。 金屬晶體 通過金屬離子與自由電子之間的較強(qiáng)作用形成的單質(zhì)晶體 構(gòu)成晶體的微粒 : 金屬離子和自由電子 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) : ⑴ 金屬原子一層層緊密堆積 (2) 自由電子不專屬某幾個(gè)特定的金屬離子， 幾乎均勻地分布在整個(gè)晶體中，被許多金屬離子所共有。 ?絕緣體或半導(dǎo)體，熔體也不導(dǎo)電 原子晶體 特點(diǎn)： ?熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高 ?強(qiáng)度和硬度由中到高 分子晶體 氯、溴、碘的分子結(jié)構(gòu) 構(gòu)成晶體的結(jié)構(gòu)單元是分子，分子內(nèi)的原子是靠共價(jià)鍵結(jié)合，分子與分子之間是靠范德華力而結(jié)合成的晶體。 原子晶體是巨型分子，用化學(xué)式表示其組成。 28180。 ? 方向性： 指原子間形成共價(jià)鍵時(shí)，電子云的重疊在空間一定方向上具有最高密度，這個(gè)方向就是共價(jià)鍵方向。 （ 3） 低溫下絕緣 ， 某些晶體有離子導(dǎo)電現(xiàn)象 ， 熔體導(dǎo)電 定義： 原子晶體（共價(jià)鍵晶體） 共價(jià)鍵 :依靠共有自旋相反配對的價(jià)電子所形成的原子間的結(jié)合力 金剛石的結(jié)構(gòu) 組成晶體的原子通過 共價(jià)鍵 （具有方向性、飽和性）而形成的一類晶體稱為原子晶體 共價(jià)鍵的性質(zhì)： 飽和性和方向性 ? 飽和性： 指每個(gè)原子與周圍原子之間的共價(jià)鍵數(shù)目有一定的限制。離子的電荷越高，半徑越小，靜電引力越強(qiáng)，晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)也越高。 離子晶體 特點(diǎn)： （ 1）晶格結(jié)點(diǎn)上交替排列著正、負(fù)離子，依離子鍵結(jié)合。 非晶態(tài)固體 則象液體那樣，只在幾個(gè)原子間距的量級(jí)的短程范圍內(nèi) 有原子有序的狀態(tài)，它們中間的原子的排列是沒有一定的格式的。 舉例： ① 彈性材料 —— 應(yīng)用力學(xué)性能 —— 用于非結(jié)構(gòu)目的 —— 屬于功能材料； ② 結(jié)構(gòu)陶瓷 —— 應(yīng)用力學(xué)性能 —— 用于結(jié)構(gòu)目的 —— 屬于結(jié)構(gòu)材料； ③ 普通玻璃 —— 應(yīng)用光學(xué)性能 —— 用于結(jié)構(gòu)目的 —— 屬于結(jié)構(gòu)材料； ④ 耐 火 磚 —— 應(yīng)用熱學(xué)性能 —— 用于結(jié)構(gòu)目的 —— 屬于結(jié)構(gòu)材料 。 其定義是：具有優(yōu)良的電學(xué) 、 磁學(xué) 、 光學(xué) 、 熱學(xué) 、 聲學(xué) 、力學(xué) 、 化學(xué)和生物學(xué)功能及相互轉(zhuǎn)化的性能 ， 被用于非結(jié)構(gòu)目的的高技術(shù)材料 。 這些材料都具有抵抗外力作用而保持自己的形狀 、 結(jié)構(gòu)不變的優(yōu)良力學(xué)性能 。這種材料具有許多新性能和用途 : 零維：超微粒子 無機(jī)材料 高分子絡(luò)合物 一維：超取向化 各向異性 高分子材料 雜化 高分子構(gòu)成 二維：超薄膜化 金屬材料 高分子復(fù)體 三維：疊層化 多維 、 多孔化 構(gòu)造機(jī)制：離子界面消失，完全結(jié)晶化 ⑵ 按材料的性能分類 任何材料在使用過程中都能提供可資利用的某種或某些功能 。 “雜化材料 ” ：從 80年代開始 ， 日本理部化學(xué)研究所山田瑛 、 雀部博之等人 ， 應(yīng)用化學(xué)中 “ 雜化 ” （ hydrid） 概念而提出 。 167。一般又分為塑料、橡膠和纖維。 新型陶瓷材料（ New Ceramics）或精細(xì)陶瓷（ Fine Ceramics）。 因此固體材料的化學(xué)特性的研究和應(yīng)用很重要 。 另外合成化學(xué)提供的各種化學(xué)合成反應(yīng)和方法使人們可以獲得具有所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的材料 。 它們的原始基礎(chǔ)在于構(gòu)成它們的分子結(jié)構(gòu) ， 而實(shí)際功能則還取決于由分子構(gòu)成的宏觀物質(zhì)的狀態(tài)和結(jié)構(gòu) 。