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表面效應(yīng)

表面效應(yīng)是指納米微粒表面原子與總原子數(shù)之比，隨粒徑的變小而急劇增大后引起性質(zhì)上的變化。納米材料的顆粒尺寸小，位于表面的原子所占的體積分?jǐn)?shù)很大，產(chǎn)生相當(dāng)大的表面能。隨著納米粒尺寸的減小，比表面積急劇加大，表面原子數(shù)及比例迅速增大。由于表面原子數(shù)增多，比表面積大，使得表面原子處于“裸露”狀態(tài)。周圍缺少相鄰的原子,原子配位數(shù)不足，存在未飽和鍵，導(dǎo)致了納米顆粒表面存在許多缺陷，使這些表面具有很高的活性，特別容易吸附其他原子或與其他原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這種表面原子的活性不但引起納米粒子表面輸運和構(gòu)型的變化，同時也引起表面電子自旋、構(gòu)象、電子能譜的變化。它是納米粒子及其固體材料的*重要的效應(yīng)之一。

小尺寸效應(yīng)

隨著顆粒尺寸的量變，在一定條件下會引起顆粒性質(zhì)的質(zhì)變。由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為小尺寸效應(yīng)。對超微顆粒而言，尺寸變小，同時其比表面積亦顯著增加，從而產(chǎn)生如下一系列新奇的性質(zhì)。當(dāng)超細(xì)微粒的尺寸與光波波長、德布羅意波長以及超導(dǎo)態(tài)的相干長度或透射深度等物理特征尺寸相當(dāng)或更小時，晶體的周期性的邊界條件將被破壞；在非晶態(tài)納米微粒的顆粒表面層附近原子密度減少, 磁性、內(nèi)壓、光吸收、熱阻、化學(xué)活性、催化性及熔點等與普通粒子相比都有很大變化, 這就是納米粒子的小尺寸效應(yīng)。納米材料之所以具有這些奇特的宏觀結(jié)構(gòu)特征, 是由于在納米層次上, 物質(zhì)的尺寸不大不小, 所包含的原子、分子數(shù)不多不少, 其運動速度不快不慢。而決定物質(zhì)性質(zhì)的正是這個層次的由有限分子組裝起來的集合體, 而不再是傳統(tǒng)觀念上的材料性質(zhì)直接決定于原子和分子。介于物質(zhì)的宏觀結(jié)構(gòu)與微觀原子、分子結(jié)構(gòu)之間的層次(即小尺寸效應(yīng))對材料的物性起著決定性作用。

示例。試樣切割面應(yīng)用180目細(xì)砂布打磨光滑。兩端面應(yīng)清潔并相互平行。在個容器或托盤中放置一層直徑相同的鋼球或玻璃球。

球徑1mm至2mm。將試樣按纖維垂直向上方向放置在球上，并將染色液倒入容器，液面應(yīng)比球頂高2mm?3mm。染色液為含1%紅色或紫羅蘭色次甲基染料(如Astrazon和BasoniF)的甲醇或乙醇溶液。染色液會在毛細(xì)作用下穿過芯體上升。測量染色液穿過試樣的時間。注：對于樹脂絕緣子，此項試驗可不做。染色液貫穿試樣的時間應(yīng)超過15min。2)Astrazon和Basonil是合適的商品示例。本標(biāo)準(zhǔn)中給出這個信息是為了使用者的方便，但對這些產(chǎn)品不做指定。下列試驗是為了檢查芯體材料的耐水侵害能力。應(yīng)在取自生產(chǎn)線的絕緣子上，使用金剛石圓鋸片在流動的涼水下切割6只試樣，切割方向與芯體軸線呈90°。試樣長度應(yīng)為30mm±0.5mm。

試樣切割面應(yīng)用180目細(xì)砂布打磨光滑。兩切割端面應(yīng)清潔并相互平行。圖2給岀了取自不同類型絕緣子的樣品的示例。如果從樹脂絕緣子上不能切割到圓形試樣,可以從絕緣子厚的部分取得樣品，將試樣用異丙醇和濾紙在沸煮前擦洗干凈后，立即置于一合適的容器（如玻璃或不銹鋼容器）中，在含0.1%NaCl（重量）的去離子水中沸煮100h+0.5h。一種芯體材料的試樣應(yīng)放在同一容器沸煮。容器示例見圖1。沸煮后應(yīng)將試樣從容器中取出，在另一個充滿自來水容器（如玻璃或不銹鋼容器）中于室溫下至少放置15min。應(yīng)在從沸煮容器中取出后的3h內(nèi)完成電壓試驗。電壓試驗應(yīng)用圖3所示裝置進行，試驗用典型回路如圖4所示。耐壓試驗前把試樣從玻璃容器中取出。

并立即用濾紙將表面擦干。然后應(yīng)把每一個試樣置于兩電極間，試驗電壓應(yīng)以約1kV/s的速率上升到12kVD在此電壓下持續(xù)1min,然后降低電壓到零。圖3電壓試驗用電極Ti-——調(diào)壓器；T2一一高壓試驗變壓器；V-——-高壓測量裝置；mA——-毫安表；Pi——毫安表保護；S——裝有試樣的電極。9.4.2.5接收準(zhǔn)則,：，試駝中不應(yīng)發(fā)生擊穿或表血閃絡(luò)。注：電流不應(yīng)超過1mA是對所冇種類聚合物產(chǎn)品的…個規(guī)定。對某些種類的產(chǎn)品，例如架空線路用復(fù)合絕緣子,不應(yīng)超過1mA的規(guī)定可能太寬了。現(xiàn)在正在對此進行研究，一旦有統(tǒng)?認(rèn)識，町將具體耍求列入有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中。在生產(chǎn)線上取兩只爬電距離在500mm?800mm的同一設(shè)計的試驗絕緣子。