粉末粒径对纳米粉性能影响研究(3)
1.1.2.5 其他特性： 上述的量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应及量子隧道效应都是纳米微粒与纳米固体的基本特性。除此之外，纳米材料还有在此基础上的介电限域效应、表面缺陷、量子隧穿等。这些特性使纳米微粒和纳米固体表现出许多奇异的物理、化学性质，出现一些“反常现象” [7]： （1）力学性质：强度、硬度和韧性明显提高。纳米铜的强度是常态的 6 倍，纳米金属比常态金属硬 3- 5倍。因为纳米材料界面的原子排列相当混乱，原子易迁移，表现出一定的韧性与一定的延展性，例如纳米陶瓷材料具有良好的韧性。 （2）光学性质：纳米金属的光吸收性显著增强。粒度越小，光反射率越低。所有的金属在超微颗粒状态都呈现为黑色。尺寸越小，颜色愈黑。纳米 TiO2、纳米 SiO2、纳米Al2O3等对大气中紫外光具有很强的吸收性。 （3）热学性质：熔点降低。这是因为纳米材料较高的化学活性，使其具有了较大的扩散系数，大量的界面为原子扩散提供了高密度的短程快扩散路径。纳米粒子的表面界面效应导致主要表现为熔点降低，这是由于表面原子存在振动弛豫，即振幅增大，频率减小，同时比热增大。例如，金的常规熔点为 1064℃，当颗粒尺寸减小到2nm 尺寸时熔点仅为 327℃左右。 （4）磁学性质：小尺寸的超微颗粒磁性与大块材料有显著的不同，大块的纯铁矫顽力约为 80A/m，而当颗粒尺寸减小到 20nm 以下时，其矫顽力可增加 1 千倍，当颗粒尺寸约小于6nm 时，其矫顽力反而降低到零，呈现出超顺磁性。
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