纳米材料缺点,纳米材料缺点有哪些

大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于纳米材料缺点的问题,于是小编就整理了2个相关介绍纳米材料缺点的解答,让我们一起看看吧。

不同维度纳米材料优缺点?

一、不同维度纳米材料的优点:

纳米材料缺点,纳米材料缺点有哪些

①力学性能。高温、高硬、高强是结构材料开发的永恒主题,纳米结构材料的硬度或强度与粒径成反比,符合Hall-Retch关系式。材料晶粒的细化及高密度界面的存在,必将对纳米材料的力学性能产生很大的影响。在纳米材料中位错密度非常低,位错滑移和增殖采取Frand-Reed模型,其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大,增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大,所以在纳米材料中位错的滑移和增殖不会发生,此即纳米晶强化效应。

②光学性能。纳米粒子的粒径(10~100nm)小于光波的波长,因此将与入射光产生复杂的交互作用。金属在适当的蒸发沉积条件下,可得到易吸收光的黑色金属超微粒子,称为金属黑,这与金属在真空镀膜时形成的高反射率光泽面成强烈对比。由于量子尺寸效应,纳米半导体微粒的吸收光泽普遍存在蓝移现象,纳米材料因其光吸收率大的特色,可应用于红外线感测器材料。此外,TiO2超细或纳米粒子还可用于抗紫外线用品。

当人们将宏观物体细分成纳米级的超微颗粒后,它将显示出许多奇异的特性,即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同

二、其缺点有:

①点缺陷。又叫做零维缺陷,由于原子的热运动,是无法避免的。点缺陷包括空位、取代(杂质原子替代原本的原子)、间隙(杂质原子处于原本原子形成的空隙之间,可以由本身原子形成,也可以由外来原子形成)等。如,空位就是一种零维缺陷。

②线缺陷。位错的线长度及位错运动的平均自由程均小于晶粒的尺寸。如,位错就是一种一维缺陷。

③面缺陷。纳米晶粒内的位错具有尺寸效应,当晶粒小于某一临界尺寸时,位错不稳定,趋向于离开晶粒,而当粒径大于该临界尺寸时,位错便稳定地存在于晶粒内。如,孪晶、层错等,这是一种二维缺陷。

纳米材料的优点:

除味、杀菌、韧性强、延长老化时间等。

缺点:

一、点缺陷,如空位,溶质原子和杂质原子等,这是一种零维缺陷。二、线缺陷,如位错,一种一维缺陷,位错的线长度及位错运动的平均自由程均小于晶粒的尺寸。三、面缺陷,如孪晶、层错等,这是一种二维缺陷。纳米晶粒内的位错具有尺寸效应,当晶粒小于某一临界尺寸时,位错不稳定,趋向于离开晶粒,而当粒径大于该临界尺寸时,位错便稳定地存在于晶粒内。位错与晶粒大小之间的关系为:1)当晶粒尺寸在50~100nm之间,温度<0.5mTm时,位错的行为决定了材料的力学性能。随着晶粒尺寸的减小,位错的作用开始减小。2)当晶粒尺寸在30—50nm时可认为基本上没有位错行为。3)当晶粒尺寸小于10nm时产生新的位错很困难。4)当晶粒小于约2nm时,开动位错源的应力达到无位错晶粒的理论切应力。

高分子纳米材料优缺点?

特性

(1)表面与界面效应

主要原因就在于直径减少,表面原子数量增多。再例如,粒子直径为10纳米和5纳米时,比表面积分别为90米2/克和180米2/克。如此高的比表面积会出现一些极为奇特的现象,如金属纳米粒子在空中会燃烧,无机纳米粒子会吸附气体等等。

(2)小尺寸效应

当纳米微粒尺寸与光波波长,传导电子的德布罗意波长及超导态的相干长度、透射深度等物理特征尺寸相当或更小时,它的周期性边界被破坏,从而使其声、光、电、磁,热力学等性能呈现出“新奇”的现象。例如,铜颗粒达到纳米尺寸时就变得不能导电;绝缘的二氧化硅颗粒在20纳米时却开始导电。再譬如,高分子材料加纳米材料制成的刀具比金钢石制品还要坚硬。利用这些特性,可以高效率地将太阳能转变为热能、电能,此外又有可能应用于红外敏感元件、红外隐身技术等等。

(3)量子尺寸效应

当粒子的尺寸达到纳米量级时,费米能级附近的电子能级由连续态分裂成分立能级。当能级间距大于热能、磁能、静电能、静磁能、光子能或超导态的凝聚能时,会出现纳米材料的量子效应,从而使其磁、光、声、热、电、超导电性能变化。例如,有种金属纳米粒子吸收光线能力非常强,在1.1365千克水里只要放入千分之一这种粒子,水就会变得完全不透明。

(4)宏观量子隧道效应

微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。纳米粒子的磁化强度等也有隧道效应,它们可以穿过宏观系统的势垒而产生变化,这种被称为纳米粒子的宏观量子隧道效应。

到此,以上就是小编对于纳米材料缺点的问题就介绍到这了,希望介绍关于纳米材料缺点的2点解答对大家有用。

纳米材料制作,纳米材料制作方法
上一篇 2025-02-26 12:48:07
纳米材料的制作,纳米材料的制作是哪个国家最先发展起来的
下一篇 2025-02-26 20:03:07

相关推荐