是一个由各种限域效应引起的各种特性开始相当大尺寸改变的尺寸范围。当材料或那些特性产生的机制被限制在小于某些临界长度尺寸的空间之内的时候,特性就会改变。因此纳米材料由于其结构的特殊性,会产生一系列新的效应(小尺寸效应、表面效应、量子效应等)决定了纳米材料出现很多不同于传统材料的独特性能。1.2小尺寸效应当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时,晶体周期性的边界条件将被破坏;非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近原子密度减小,导致声、光、电、磁、热力学等特性呈现新的变化,称为小尺寸效应。例如,光吸收显著增加并产生吸收峰的等离子共振频移;磁有序态向磁无序态转变;超导相向正常相的转变;声子谱发生改变等。1.3量子尺寸效应·以下两种情形均称为量子尺寸效应:一:是纳米粒子尺寸小到某一值时,在费米能级附近的电子能级由准连续变为离散的现象。二:是纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级,能级间隔变宽现象。当能级间隔大于热能、磁能、静电能、光子能量或超导态的凝聚能时,就必须要考虑量子尺寸效应。·量子尺寸效应导致纳米微粒的磁、光、声、热、电以及超导电性与宏观特性有着显著的不同。1.4表面效应表面效应是指纳米粒子表面原子与总原子数之比随着纳米粒子尺寸的减小而大幅度增加,粒子的表面能及张力也随着增加,从而引起纳米粒子性质的变化。2.纳米材料分析检测的应用由于纳米微粒的小尺寸效应、表面效应、量子效应和宏观量子隧道效应,使得它在磁、光、电、敏感等方面呈现常规材料不具备的特性,因此纳米微粒在磁性材料、传感、医学、传感、军事等方面有广泛的应用。2.1磁性材料(1)磁流体是磁性材料应用的一个典型。磁流体——是使强磁性超微粒子外包裹一层长链的表面活性剂,稳定地分散在基液中形成的胶体。磁流体的特性——具有固体的强磁性和液体的流动性。
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