纳米粉体材料的基本特性

(1).小尺寸效应

随着粒子的量变，当纳米粒子的尺寸等于或小于光波、导电电子的德布罗意波长、超导态的相干长度或传输深度等物理尺寸特性时，周期性边界条件将被破坏，声、光、电、磁、热、机械等特性将发生质的变化。颗粒尺寸减小引起的宏观物理性质的变化成为小尺寸效应。

(2).表面和界面效应

纳米粒子尺寸小，表面积大，表面的原子占了相当大的比例。纳米颗粒尺寸的减小最终会导致表面原子活性的增加，这不仅会引起表面原子输运和组态的变化，还会引起表面电子自旋构象和电子能谱的变化。这些特性被称为“表面和界面效应”。

(3).量子尺寸效应

当粒子尺寸下降到一定值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象就变成了量子尺寸效应。

具体来说，从各方面来看，它有以下特点:

(1)热特性

纳米颗粒的熔点和烧结温度比常规粉末低得多。这是由于表面和界面的影响。

例如，块体pb的熔点为600k，而20nm球形pb颗粒的熔点降低了288k，纳米Ag颗粒在373k以下开始熔化，常规Ag的熔点远高于1173 K，另外，纳米TiO2 _ 2在773k加热时明显致密化，但大晶粒样品同样的致密化只有加热到873k才能实现，这与烧结温度密切相关。

(2)光学特性

宽带强吸收

当尺寸缩小到纳米颗粒时，几乎是黑色的，可见光的反射率急剧下降。

一些纳米粒子，如氮化硅、碳化硅和氧化铝，对红外具有宽带和强吸收光谱。然而，ZnO、Fe2O3和TiO2纳米粒子具有宽的波段和强的吸收光谱。

蓝移和红移

与块体材料相比，纳米颗粒的普适吸收带发生蓝移，即吸收带向短波长方向移动；但在某些条件下，当粒径减小到纳米级时，吸收带向长波方向移动，即红移。

(3)化学性质

由于表面效应，可以作为催化剂提高反应活性。