【正文】 道效應 特性 用途 磁性質 磁記錄用材料、磁流體、永久磁體，巨磁阻材料 電性質 導電材料（導電膠、電極） 傳感器材料（氣體、溫度、濕度） 超導體、電阻膜 光學性質 光吸收材料（太陽能收集器、紅外元件等） 光濾色器、光導體 感光劑等 熱性質 低溫燒結體（金屬燒結體、陶瓷燒結體等） 熱交換材料、耐熱材料 顯示、存儲性質 顯示裝置（光電裝置、電浮動型裝置等） 力學性質 超硬材料 化學性質 催化劑、化學活性物質 燃燒性質 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 復合材料（填充料、功能材料等） 納米粒子的特性及其應用 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，進行粉碎制備納米粒子。 （ 3）量子尺寸效應 微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為隧道效應。 造成納米粒子呈現奇異特性的原因： （ 1）表面與界面效應 當納米粒子的尺寸與光波波長，德布羅意波長以及超導態(tài)德相干 長度或透射深度等物理特征尺寸相當或更小時，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，導致聲、光、電、磁、熱、力學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)境和結合能與內部原子不同，表面原子周圍缺少相鄰的原子，有許多懸空鍵，表面能和表面結合能很大，易與其它原子相結合而穩(wěn)定下來，故具有很大的化學活性。 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，能進行劇烈氧化反應， 甚至在空氣中會燃燒，即使耐熱耐腐蝕的氧化物超微粉末也會變得 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散距離，原子在納米陶瓷中可迅速擴散，原子遷移比通常的多晶樣品快好幾個數量級。 （ 7）低溫下熱導性好，納米粒子在低溫或超低溫條件下，幾乎沒有熱阻， 導熱性極好，已成為新型低溫熱交換材料。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。納米化后還會出現顯著得 磁效應、巨磁阻效應等。鐵系合金納米粒子的磁性比塊狀強得多。 / 2 /T T L d??????（ 2）熔點降低 可以在較低溫度時就發(fā)生燒結和熔融 根據 Hill理論，熔點下降可用公式表示： （ 8）比熱容增加 Tohnson等人對球磨得到的超微純 Ru粉進行熱容測量，發(fā)現當溫度不變時， 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，粒子的熔點也越低。因此，納米材料被視為 21世紀的新材料。 優(yōu)點： 低熱固相化學反應具有節(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的重要合 成手段之一。利用低溫固相反應將能合成新的化合物，也為材料制備提供了新的途徑。 13 固體化學發(fā)展的若干前沿領域 一、固體無機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 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、氣相輸運法等。 晶格類型為體心立方，配位數為8， 空間利用率為 %。 晶格類型為六方晶格，配位數為 12， 空間利用率為 %。 因此金屬晶格是具有較高配位數的緊密型堆積 。 ?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 金屬晶體的緊密堆積 金屬晶體與離子晶體的本質區(qū)別是：在金屬鍵的情況下 ， 不存在受鄰近質點的異號電荷限制和化學量比的限制 。 （ 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作用形成的單質晶體 構成晶體的微粒 : 金屬離子和自由電子 結構特點 : ⑴ 金屬原子一層層緊密堆積 (2) 自由電子不專屬某幾個特定的金屬離子， 幾乎均勻地分布在整個晶體中，被許多金屬離子所共有。 ?絕緣體或半導體，熔體也不導電 原子晶體 特點： ?熔點、沸點高 ?強度和硬度由中到高 分子晶體 氯、溴、碘的分子結構 構成晶體的結構單元是分子，分子內的原子是靠共價鍵結合，分子與分子之間是靠范德華力而結合成的晶體。 原子晶體是巨型分子，用化學式表示其組成。 28180。 ? 方向性： 指原子間形成共價鍵時，電子云的重疊在空間一定方向上具有最高密度，這個方向就是共價鍵方向。 （ 3） 低溫下絕緣 ， 某些晶體有離子導電現象 ， 熔體導電 定義： 原子晶體（共價鍵晶體） 共價鍵 :依靠共有自旋相反配對的價電子所形成的原子間的結合力 金剛石的結構 組成晶體的原子通過 共價鍵 （具有方向性、飽和性）而形成的一類晶體稱為原子晶體 共價鍵的性質： 飽和性和方向性 ? 飽和性： 指每個原子與周圍原子之間的共價鍵數目有一定的限制。離子的電荷越高，半徑越小，靜電引力越強，晶體的熔點、沸點也越高。 離子晶體 特點： （ 1）晶格結點上交替排列著正、負離子，依離子鍵結合。 非晶態(tài)固體 則象液體那樣，只在幾個原子間距的量級的短程范圍內 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 —— 應用力學性能 —— 用于非結構目的 —— 屬于功能材料； ② 結構陶瓷 —— 應用力學性能 —— 用于結構目的 —— 屬于結構材料； ③ 普通玻璃 —— 應用光學性能 —— 用于結構目的 —— 屬于結構材料； ④ 耐 火 磚 —— 應用熱學性能 —— 用于結構目的 —— 屬于結構材料 。 其定義是：具有優(yōu)良的電學 、 磁學 、 光學 、 熱學 、 聲學 、力學 、 化學和生物學功能及相互轉化的性能 ， 被用于非結構目的的高技術材料 。 這些材料都具有抵抗外力作用而保持自己的形狀 、 結構不變的優(yōu)良力學性能 。這種材料具有許多新性能和用途 : 零維：超微粒子 無機材料 高分子絡合物 一維：超取向化 各向異性 高分子材料 雜化 高分子構成 二維：超薄膜化 金屬材料 高分子復體 三維：疊層化 多維 、 多孔化 構造機制：離子界面消失，完全結晶化 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 ， 日本理部化學研究所山田瑛 、 雀部博之等人 ， 應用化學中 “ 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）或精細陶瓷（ Fine Ceramics）。 因此固體材料的化學特性的研究和應用很重要 。 另外合成化學提供的各種化學合成反應和方法使人們可以獲得具有所設計結構的材料 。 它們的原始基礎在于構成它們的分子結構 ， 而實際功能則還取決于由分子構成的宏觀物質的狀態(tài)和結構 。