與普通銀粉相比,,納米銀粉的尺寸介于原子簇和宏粒子之間,,具有許多宏觀材料所不具備的特殊性質(zhì),,如納米材料的表面效應(yīng),、小尺寸效應(yīng),、量子尺寸效應(yīng)和宏量子隧穿效應(yīng)等,。
納米銀粉特性:
1.表面效應(yīng)
納米銀粉的表面效應(yīng)是指銀變成超細粉后,,表面的表面積和原子數(shù)目增加而引起的效應(yīng),。納米銀粉的表面原子序數(shù)與總原子序數(shù)之比隨著粒徑的減小而急劇增大,。納米銀粉的比表面積一般可達1-10m2/g,。比表面積的改變導(dǎo)致一系列性質(zhì)的變化,如熔點隨顆粒變小而降低,納米銀粉在低溫時熱阻趨于零,,強度等機械性能隨顆粒減小而增加等,。此外,納米銀粉表面原子的幾何構(gòu)型,、相互作用和電子能譜與內(nèi)部不同,,具有很大的化學活性,因此與表面相關(guān)的吸附,、催化,、擴散燒結(jié)等特性與大銀顆粒明顯不同。
2.體積效應(yīng)
納米銀粉的體積效應(yīng)是指顆粒中的體積和原子數(shù)量減少所引起的效應(yīng),。隨著納米銀粒子中原子序數(shù)的降低,,能帶中的能級間隔會增加,某些電,、磁,、熱性質(zhì)會出現(xiàn)異常。人們可以直觀地注意到,,它是黑色而不是銀白色,,帶有大顆粒的銀,粒徑越小,,顏色越深,。這是因為隨著銀粒子的減少,質(zhì)子振動和能級不連續(xù)等特點現(xiàn)象出現(xiàn),,光的吸收,、發(fā)射和散射發(fā)生很大變化。
3.量子尺寸效應(yīng)
隨著顆粒的減少,,納米銀粉在低溫下可以表現(xiàn)出量子尺寸效應(yīng),。基于能帶理論,,體金屬導(dǎo)電電子的能譜是準連續(xù)的,。然而,當粒子尺寸減小時,,連續(xù)的能帶將被分成不連續(xù)的能級,。當分立能級之間的間距大于熱能、磁能,、靜電能,、光子能量、超導(dǎo)態(tài)的凝聚能時,就會產(chǎn)生異于宏觀物體的效應(yīng),,稱之為量子尺寸效應(yīng),。如銀納米顆粒在低溫存在一種所謂的“庫泊效應(yīng)”,,即能級不連續(xù)性。粒徑<10nm的超細顆粒的電子數(shù)約104個,,在基準能級與費米能級之間各狀態(tài)的能量約為1K,,因此費米能級的能量約相當于104K。這就意味著由于能級的不連續(xù)性導(dǎo)致銀納米顆粒在低溫液氦溫度的磁化率,、電導(dǎo)性,、比熱和核磁弛豫等性能的反常性。目前量子尺寸效應(yīng)已被磁測量,、核磁共振,、電子自旋共振、光譜線位移等實驗所證實一,。
4.宏觀量子隧道效應(yīng)
電子既有顆粒性又有波動性,,跨越勢壘的能力稱為隧穿效應(yīng)。近年來,,人們發(fā)現(xiàn)一些宏觀物理量,,如納米粒子的磁化強度也具有隧穿效應(yīng),它們可以跨越宏觀勢壘而發(fā)生變化,,這就是所謂的納米粒子的宏觀量子隧穿效應(yīng),。
在我國所有銀粉適宜領(lǐng)域中,導(dǎo)電漿料的制備用量最大(約1000噸/年),。目前幾乎所有的銀粉(0.1~3微米)都在使用,,納米銀粉(1nm~100nm)的用量很少。但是,,從近年來公開的文獻和專利來看,,以納米銀粉為主要功能相制備導(dǎo)電膠將是一個發(fā)展趨勢。預(yù)計這一塊將成為未來幾年納米銀粉應(yīng)用的最大市場,。
小編:lena
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