納米氧化鋅的應(yīng)用綜述
發(fā)布時間：2018-05-16 19:56 作者：氧化鋅
納米氧化鋅是由極細晶粒組成，特征維度尺寸在納米數(shù)量級（1’100nm）的無機粉體材料，其研究興起于20世紀90年代。近年來，納米材料因其獨特的物理化學作用而被廣為重視，并逐步應(yīng)用于各個領(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、物理學、光、電、磁、敏感性等方面具有一般氧化鋅產(chǎn)品無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。表面原子周圍缺少相鄰的原子，有許多懸空鍵，具有不飽和性質(zhì)，易與其它原子相結(jié)合而穩(wěn)定下來，故具有很大的化學活性[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相當或更小時，周期性的邊界條件將被破壞，磁性、內(nèi)壓、光吸收、熱阻、化學活性、催化劑及熔點等都較普通粒子發(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)為實際應(yīng)用開拓了廣闊的新領(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[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)用已越來越受到重視。納米氧化鋅與普通氧化鋅對橡膠性能的影響2.1.1納米氧化鋅對橡膠性能的影響納米氧化鋅的核心指標是比表面積。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膠料性能的影響實驗可以看出，一般納米氧化鋅在比表面積達到80m2·g-1以上時，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度及扯斷伸長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、與高分子材料實現(xiàn)了分子水平的結(jié)合有關(guān)。
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