金厲铜可以导电,但当铜颗粒达到纳米尺寸时就变得不能导电;绝缘的二氧化硅颗粒在 20nm 时却开始导。金属(不包含赤)的熔点一般都较高,金属银纳米粒子居然可以用沸水熔化。试分析原因。
时间: 2024-04-06 11:31:28 浏览: 23
这是由于纳米颗粒具有特殊的物理和化学性质,与宏观物质相比存在较大的差异。
对于金属颗粒,当粒子尺寸减小到纳米级别时,其表面积相对于体积比例增大,表面的原子和电子数目变得非常有限,这种表面效应导致纳米颗粒的电阻增加,从而影响了纳米颗粒的导电性能。
对于绝缘颗粒,这是由于纳米颗粒表面的电子状态与体积内部不同,纳米颗粒的表面存在较多的未配对电子,这些电子会影响材料的导电性能。同时,随着颗粒尺寸的减小,绝缘颗粒表面的缺陷和杂质也会增加,这些缺陷会影响颗粒的电导率,使其开始导电。
对于金属银纳米粒子的沸水熔化现象,这是由于金属银的熔点随着其粒径的减小而降低,这是由于纳米颗粒的表面能量相对于体积能量比例增大,表面原子和电子的饱和度更高,因此表面能量对纳米颗粒的熔点影响更大。此外,纳米颗粒的表面形貌也会影响其熔点,因为表面形貌会影响颗粒的表面能量和表面原子的包容度。
相关问题
考虑一无限长电流在开有一个缝隙的无限大导电平面存在时的辐射
由于有一个缝隙,因此电流将在缝隙处发生弯曲,引起辐射。辐射的强度取决于电流的频率和缝隙的几何形状。
下面我们考虑一个简单的情况:无限长的直线电流通过一个狭窄的缝隙。假设电流在缝隙处弯曲的角度很小,可以近似为一个点源。
根据基本的电磁学理论,点源的辐射强度与其在任一瞬间的加速度成正比,即:
$P \propto a^2$
其中,$P$表示辐射功率,$a$表示加速度。根据运动学:$a = \frac{d^2x}{dt^2}$,因此,辐射强度与电流二阶导数成正比。
将这个结果应用于我们的问题,可以得到:
$P \propto \left(\frac{d^2I}{dx^2}\right)^2$
其中,$I$表示电流强度。
当电流频率为$f$时,可以将其表示为:
$I(x, t) = I_0\sin(2\pi ft) \cdot f(x)$
其中,$I_0$表示基准电流强度,$f(x)$表示电流在缝隙处弯曲的形状。将这个电流表达式代入到辐射强度公式中,可以得到:
$P \propto f^2(x)\left[\frac{\partial^2}{\partial x^2}(I_0\sin(2\pi ft))\right]^2$
由于$\frac{\partial^2}{\partial x^2}(I_0\sin(2\pi ft)) = -(2\pi f)^2I_0\sin(2\pi ft)$,因此:
$P \propto f^4(x)I_0^2\sin^2(2\pi ft)$
可以看到,辐射强度与电流的振幅和频率的平方成正比。因此,在设计无线电设备时,需要注意电路的布局和电流的频率,以最小化不必要的辐射。
为什么说硅墨烯保温板偏向绝缘 不是导电性能挺好的嘛
硅墨烯保温板是一种新型的高性能保温材料,它的导热系数非常低,因此具有很好的保温性能。但是,硅墨烯保温板并不是导电性能很好的材料。虽然硅墨烯本身具有很好的导电性能,但是硅墨烯保温板的制备过程中通常会添加一些绝缘材料,这些材料会降低硅墨烯保温板的导电性能,使其更偏向绝缘材料而不是导电材料。因此,虽然硅墨烯本身具有很好的导电性能,但是硅墨烯保温板并不是导电性能很好的材料。