納米氧化鋅的應(yīng)用綜述
發(fā)布時(shí)間：2018-05-16 19:56 作者：氧化鋅
納米氧化鋅是由極細(xì)晶粒組成，特征維度尺寸在納米數(shù)量級(jí)（1’100nm）的無(wú)機(jī)粉體材料，其研究興起于20世紀(jì)90年代。近年來(lái)，納米材料因其獨(dú)特的物理化學(xué)作用而被廣為重視，并逐步應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。納米氧化鋅粒子作為聯(lián)系宏觀物體及微觀粒子的橋梁，在化學(xué)、物理學(xué)、光、電、磁、敏感性等方面具有一般氧化鋅產(chǎn)品無(wú)法比擬的特殊性能和新用途[1、2]。1納米氧化鋅的主要性質(zhì)[2]1.1表面效應(yīng)伴隨著粒徑的減小，表面原子數(shù)的迅速增加，納米粒子的表面積、表面能都迅速增大。表面原子周?chē)鄙傧噜彽脑樱性S多懸空鍵，具有不飽和性質(zhì)，易與其它原子相結(jié)合而穩(wěn)定下來(lái)，故具有很大的化學(xué)活性[3]。
伴隨表面能的增加，其顆粒的表面原子數(shù)增多，表面原子數(shù)與顆粒的總原子數(shù)的比值增大，于是便產(chǎn)生了“表面效應(yīng)”，即“表面能”與“體積能”的區(qū)分就失去了意義[4]，使其表面與內(nèi)部的晶格振動(dòng)產(chǎn)生了顯著變化，導(dǎo)致納米材料具有許多奇特的性能。1.2體積效應(yīng)納米粒子的尺寸與傳導(dǎo)電子的德布羅意波長(zhǎng)相當(dāng)或更小時(shí)，周期性的邊界條件將被破壞，磁性、內(nèi)壓、光吸收、熱阻、化學(xué)活性、催化劑及熔點(diǎn)等都較普通粒子發(fā)生了很大的變化，這就是納米粒子的體積效應(yīng)，這種體積效應(yīng)為實(shí)際應(yīng)用開(kāi)拓了廣闊的新領(lǐng)域[6、7]。2納米氧化鋅的應(yīng)用2.1納米氧化鋅在橡膠輪胎中的應(yīng)用[8]橡膠工業(yè)是氧化鋅的最大用戶(hù)[9]。
作為普通氧化鋅的代換材料，納米氧化鋅在橡膠工業(yè)中的應(yīng)用已越來(lái)越受到重視。納米氧化鋅與普通氧化鋅對(duì)橡膠性能的影響2.1.1納米氧化鋅對(duì)橡膠性能的影響納米氧化鋅的核心指標(biāo)是比表面積。膠料的物理性能與氧化鋅的比表面積存在著相關(guān)關(guān)系。根據(jù)于泳等人[11]所做的納米氧化鋅比表面積對(duì)膠料性能的影響實(shí)驗(yàn)可以看出，一般納米氧化鋅在比表面積達(dá)到80m2·g-1以上時(shí)，可表現(xiàn)出優(yōu)良的普通氧化鋅所不具備的綜合性能。提高膠料的交聯(lián)密度。由于納米材料的小尺寸效應(yīng)使膠料變形降低，比表面積為80m2·g-1的納米氧化鋅胎面膠料的壓縮疲勞溫升是36(，普通膠料的壓縮疲勞溫升是48(，降低生熱25%。納米氧化鋅膠料的拉伸強(qiáng)度及扯斷伸長(zhǎng)率在熱空氣老化后的保持率明顯優(yōu)于普通膠料，這與納米氧化鋅的小尺寸效應(yīng)增大了交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)密度、與高分子材料實(shí)現(xiàn)了分子水平的結(jié)合有關(guān)。
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