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超微粉體特性-表面效應(yīng)


  超微粉體與宏觀物體的顯著差別是表面原子數(shù)增加了。通常可用面積S與 休積v之比(稱(chēng)為比表面積%)來(lái)表征表面原子數(shù)冃。對(duì)于直徑為d的球狀顆 粒,Sv = S/V=6/£?,與顆粒直徑d成反比例。對(duì)于直徑lnm的微粒,如將它們 堆積于ImL容器中,其所含顆粒的總表面積高達(dá)6000m2,大于丄個(gè)足球場(chǎng)的面 積.從物理概念上講,表面原孑與體內(nèi)原子不一樣,體內(nèi)原子受到對(duì)稱(chēng)的周?chē)?子的作用力,而表面原子所處的空間位置是非對(duì)稱(chēng)性的,它受到體內(nèi)原子單方面 的吸引力,這意味著表面原子的能量比體內(nèi)原子要高。超微粉體與大顆?;蚝暧^ 物體的主要區(qū)別之一是其比表面積大,表面效應(yīng)不容忽略。例如1個(gè)粒徑分別為 lnm、Znrn、5nm、10nm 的顆粒,其原子數(shù)分別為 30、250、4000、30000,其 表面原子所占的比例則分別為99%、80%、40%和20%.銅顆粒的表面能與顆 粒尺寸的關(guān)系。

  對(duì)于錫的氧化物超微顆粒,計(jì)算一卜'邊長(zhǎng)從lMm逐步減小到2nm時(shí)立方體 顆粒表面能的變化,與粒徑的顆粒相比,比表面積也大100倍。

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