氧化锌晶须资料
ZnO晶须
ZnOw晶须及ZnOw/NR复合材料的研究摘要：本文介绍了制备氧化锌晶须的两种方法，包括气相法和液相法。
分别举例说明了两种方法的原理、操作方法和不足之处。
考虑到不同的制备方法对氧化锌晶须的性能有不同程度的影响，本文主要以液相法生成氧化锌晶须为例，说明了反应物的配比、初始锌离子的浓度和反应温度等影响因素。
最后主要描述了ZnOw/NR复合材料的导电性能、强度和抗老化性能和其应用。
关键词：氧化锌晶须气相法液相法影响因素ZnOw/NR复合材料性能应用1、引言晶须包括金属晶须、无机晶须和聚合物晶须。
而高分子改性所用的晶须主要有聚合物和无机晶须。
氧化锌晶须属于无机晶须，它是生长成四针状的单晶体微纤维，四根针均从中心向空间三维方向展开，这在晶须中是独一无二的。
目前氧化锌晶须作为复合材料的增强与改性成分，已制成的多种耐热、耐磨、耐腐蚀、高强度的新型高性能材料被广泛应用于机械、电子、汽车等工业领域。
2、氧化锌的制备和影响因素2.1制备方法2.1.1气相法气相法包括预氧化气化法、预氧化催化氧化法、平衡气量控制法，其中，预氧化气化法是将锌粉置于水或其它介质中浸泡70h以上，然后烘干，使其表面生成一层氧化膜，然后将其至于加热炉中，在含氧气氛中加热，最佳温度为900~1100℃加热时间为30~90min。
该法所得产品纯度和产率均较高，但对设备要求较严。
2.1.2液相法在高碱度条件下，以液相—恒温陈化法制备出形貌较好、纯度较高的氧化锌晶须。
该法的工艺简单，反应条件温和，且制备出的晶须性能良好。
2.2制备氧化锌的影响因素不同的制备方法，影响因素影响的结果是不相同，我们主要介绍液相法制备氧化锌晶须的影响因素，其影响因素如下：（1）反应物的配比的影响：在杜娜等人的研究基础上，发现制备氧化锌晶须存在最适宜的物质的量比范围，当物质量比超出这个最佳物质的量比范围，晶须产率都会有不同程度的降低。
（2）初始锌离子的浓度影响：其他反应条件相同，初始反应浓度的不同影响初始生成的晶核的数量，杜娜等人的研究证明：当反应物浓度较小，形成的晶核没有足够的生长基元使之成为长径比足够大的晶须；反应物浓度增大后，晶体按照其生长习性生长成为长径比更大的晶须；合成氧化锌晶须较为合适的初始锌离子浓度为0.2~0.3mol/L 。
四针状氧化锌晶须(简介、特性、用途、研究)
四针状氧化锌晶须（简介、特性、用途、研究）晶须是指以单晶形式生长的、形状类似短纤维，而尺寸远小于短纤维的须状单晶体，由于晶须在结晶时原子结构排列高度有序，直径小到难容纳那种存在于大晶体中的缺陷，如颗粒界面、空洞、位错及结构不完整等，使晶须的强度接近完整晶体的理论值，是一种力学性能十分优异的新型复合材料补强增韧剂。
简介四针状氧化锌晶须于20世纪四针状氧化锌晶须40年代被发现，最早由日本松下产业于1989年研制成功。
四针状氧化锌晶须外观呈白色疏松状粉体，微观为三维四针状立体结构，即晶须有一核心，从核心径向方向伸展出四根针状晶体，每根针状体均为单晶体微纤维，任两根针状体的夹角为109°。
晶须的中心体直径0.7～1.4μm，针状体根部直径0.5～14μm，针状体长度为3～200μm，电子衍射图像显示晶须具有位错小、晶格缺陷少的单晶性；原子吸收光谱显示晶须杂质含量少，氧化锌含量为99.95%，因此近似于单晶。
它是迄今所有晶须中唯一具有空间立体结构的晶须，因其独特的立体四针状三维结构，很容易实现在基体材料中的均匀分布，从而各向同性地改善材料的物理性能，同时赋予材料多种独特的功能特性。
它具有普通氧化锌所无法比拟的优良性能。
如耐磨、增强、减振、防滑、降噪、吸波、抗老化、抗静电、抗菌等性能，可广泛用于国防、电子、化工、轻工、交通等国民经济领域，被称为２１世纪的重要新材料。
主要特性1．超高强度：四针状氧化锌晶须为单晶体铅锌矿结构，几乎没有结构缺陷，属于理想的结晶体，具有极高的力学强度和弹性模量：拉伸强度和弹性模量分别达到1.0×104MPa 和3.5×105MPa，接近理论强度值。
2．各向同性：特殊的立体四针状结构，使其在具有完全各向同性的增强、改性作用，保证了材料和制品在力学性能、尺寸均匀性、热收缩、热变形和其它使用性能等方面的各向同性。
3．优异的耐热性：氧化锌的熔点高于1800℃，四针状氧化锌晶须可耐1720℃的高温（高于此温度可能升华），常压下空气中1000℃以上可能导致部分尖端纳米结构受损。
氧化锌晶须(ZnOw)
5．纳米半导体活性 由于结构的特殊性，使其表现出特殊的尖端纳
米活性；由于非严格化学配比的半导体特性，使其 具有释放活 性氧的作用；宏观表现为高效、广谱、 持久的抗菌和环境净化作用。
主要用途
❖ 1．高分子材料抗静电剂（如白色性、高效性、 永久性，兼增强性、耐磨性等）；
0.1579 0.1163 0.1029 0.1002
有研究表明，在轿车子午线轮胎胎面胶中
加入3份左右ZnOw，可使硫化胶的磨耗量减 小约23%，将145SR12LT规格的样胎于 100%负荷下运行110h后，胎面尚完好。
通过对ZnOw/NR-SBR-BR复合材料的耐 磨性能的研究发现，经偶联剂表面处理的 ZnOw对提高橡胶材料的耐磨性能有良好的 效果。
目前氧化锌晶须作为抗静电材料的研究 还在进一步的进行中，还存在很多不足，主 要是晶须（ZnOw）
演讲人：谢辛填
什么是晶须？
由高纯度单晶生长而成的短纤维。
氧化锌晶须
纤维状氧化锌晶须 四针状氧化锌晶须
主讲：四针状氧化锌晶须
它于20世纪 40年代被发现，最早由 日本松下产业于1989年研制成功。 如右图可知：它外观呈
白色疏松状粉体，微观为
三维四针状立体结构。
❖氧化锌含量为99.95%，T-ZnOw近 似于单晶。
❖ 2．耐磨防滑材料（如高档橡胶轮胎、刹车片、 耐磨齿轮、橡胶传送带等）；
❖ 3．微波吸收材料（如吸波隐身、微波热转换、 抗电磁波干扰、抗微波辐射等）；
❖ 4．减振降噪材料（如结构减振、工业减振、 隔音降噪材料）；
❖ 5．陶瓷增韧材料（如工艺陶瓷、结构陶瓷、 特种陶瓷）；
❖ 6．复合增强材料（如改善力学性能、加工性 能、强度和弹性模量）；
晶体生长机理研究及氧化锌晶须的制备
ｓ ｆ ｔ ｔ Ｔｅ ｔ ｄ ｃａ ｃ ｒｅ ｗｔ ｓ ｐ ｐ ｃｓ ｅｕ ｍ ｎ ｕａ ａ ｓ ｈ ｍ ｈ ｉ ｈｒ ｔｉ ｄ ｈ ｌ ｒ ｅ ｑｉ ｅｔ ｒｃ ｎ ． ｅ ｏ ｓ ａ ｅｚ ｉ ｉ ｅ ｓ ｐ ， ｍ ｏ ｔ ｐｒｅ ｔｎ ｄｉ ｓ ｏｅ ｔｃｎ ｎａｏ ｏｏｇ ａｒ ｃ ｎａｄ ｅ ｅ ｔｒ ｃｏ ｃｎｉ ｎ， ｒｅ ｃ ｔｔｎ ｒｉ ｌ ｔ ｔ ｍ ａ ｅ ｉ ｏ ｔ ｍ ｄ ａ ｏｅ ｒｉ ｆ ｎ ｅ ａ ｎ ａ ｏ ｉ ａ
ＩＩ Ｉ
ＺＯ ｉｅ ． ｔａ ｔ ｐｒｕ （ ｏｔ ０ ｏａ ｅ ｕｔ ｎ ｗ ｓ ｒ Ｄ ｅ ｈ ｈ ｅ ｔｅ ｕ１ ０ ） ｌｇ ａ ｏｎｏ ｈｋ ｓ ｕ ｏ ｇ ｅ ａ ｒ ａ ｉ ｍ ｂ ０ Ｃ ｒ ｍ ０ ａ ｒ ｆ
长理论研究从本质上揭示晶体生长的基本规律， 进而指导晶体制备技术。 因而我们在研究 ＺＯ晶须制备技术之前，首先对晶体生长理论进行了了 ｎ
解， 从而使 理论在我们的实 验中真正发挥出 它的指导作用．
下面就本论文主要工作详述如下： （ ＺＯ晶体生长机理研究 １ ｎ ）
以Ｚ（０） Ｏ 体 采用沸 流 研究了ＺＯ晶 生 －ａＨ为 系， ｎ ３Ｎ Ｎ ２ 腾回 法 ｎ 体的 长 机理。 通过不同 初始ｐ Ｈ值条件下制备Ｚ０微粉， 子扫描显微镜 ｎ 用电 观 察 长 程， 配 滴 其生 过 用 位 定法测 生长 程中ＺＯ浓度 定 过 ｎＤ 变化， 度计 酸 测 量州 值 化， 结 理论上的 算， 推 ｎ 体 变 再 合 计 初步 测ＺＯ晶 在不同 件 条 下 的 核 理。 时 进一 研究了ｐ 对Ｚ０晶 成 机 同 还 步 Ｈ值 ｎ 体生长 率 貌的 速 及形
四针状氧化锌晶须制备工艺及其抗菌性能的研究的开题报告
四针状氧化锌晶须制备工艺及其抗菌性能的研究的开题报告题目：四针状氧化锌晶须制备工艺及其抗菌性能的研究一、选题背景及意义氧化锌是一种广泛应用的半导体材料，在光学、电子、光电子、化学、生物医学等领域都有着广泛的应用。
其中，氧化锌晶须是一种具有较高比表面积的特殊形态的氧化锌，因其良好的吸附、催化、光学和电化学性能，近年来在气体传感、光电器件等领域得到了广泛关注。
然而，传统的制备氧化锌晶须的方法需要在高温下进行，且制备过程复杂，成本高昂。
近年来，四针状氧化锌晶须的制备方法得到了广泛关注，并被证明比传统方法更简单、更经济、更环保。
另外，由于氧化锌晶须具有较高的比表面积和可调控的表面化学活性，因此其在抗菌方面也有着广泛的应用前景。
因此，通过研究四针状氧化锌晶须的制备工艺及其抗菌性能，能够对该材料的应用进行深入的探究，拓宽其应用范围，为解决一些实际问题提供技术支持。
二、研究内容及方法本研究将从以下几个方面展开：1.制备四针状氧化锌晶须的不同方法比较分析，选取最优工艺进行进一步研究。
2.研究四针状氧化锌晶须的形貌和结构特征，并分析其与制备工艺的关系。
3.研究四针状氧化锌晶须的抗菌性能，包括不同菌种的抑菌率、最小抑菌浓度等指标的测定，并分析其抗菌机理。
4.对四针状氧化锌晶须在实际应用中的可能性进行探讨，并提出一些应用前景和建议。
在实验研究方面，本研究将采用高温水热法、微波辅助水热法等方法制备四针状氧化锌晶须，并通过扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪等手段分析其形貌和结构特征；通过细菌抑制试验、菌落计数等方法测试其抗菌性能，并探究其抗菌机理。
三、研究意义及预期成果本研究将在四针状氧化锌晶须制备工艺及其抗菌性能方面进行深入的研究，将会对氧化锌晶须的制备、应用和商业化开发等方面提供有力支持，同时也将对探索抗菌材料的研究提供一些思路和经验。
预期成果包括：1.根据实验结果，找到一种较优的四针状氧化锌晶须制备工艺，并得到制备方法的优化。
氧化锌晶须在树脂基复合材料中的应用
ZnOw 外观为白色疏松状物质 , 其微观结构包 括一个中心体和四个从中心体伸出的针状体晶须 , 任意 2 个针状体之间的夹角约为 109°。由 X 射线
衍射实验证明 : ZnOw 为单晶体 。此外 , ZnOw 属 于 N 型半导体 , 具有导热 、压电 、压敏 、吸波 、 吸声 、减振 、抗菌 、防藻 、催化等特性 , 其主要物 性见表 1 。
ZnOw 复合材料具有防湿滑的功能 , 能保证作 为摩擦材料的制动性能 。台湾某公司用作者制备的 ZnOw 试验后发现 : 加入 7 %的 ZnOw 能将材料摩 擦系数从 014 提高到 017 。另据日本专利报道 , 将 ZnOw 加入自行车刹车片 , 其雨天刹车距离由常规 的 916m 缩短为 312m 。
第 29 卷第 9 期 2001 年 9 月
化工新型材料 N EW CHEMICAL MA TERIAL S
Vol129 No19 Sept . 2001
氧化锌晶须在树脂基复合材料中的应用
周祚万1 ,2 楚珑晟1 雷强2
(11 西南交通大学 高分子材料研究所 , 四川成都 610031) (21 成都交大晶宇科技有限公司)
结晶缺陷 , 其强度和模量均很高 , 因此可用作高分 子材料增强 。氧化锌晶须由于其独特的立体四针状 结构 , 可各向同性地改善材料的力学性能 , 如抗 拉 、抗弯 、耐磨性能 ; 同时由于 ZnOw 的耐高温 性 、导热性和低膨胀系数 , 能提高材料在高温下的 化学和尺寸稳定性 (见表 2) 。
表 2 20 % ( vol) ZnOw 改性 POM、尼龙 - 66 、PBT 树脂
弯曲模量/ MPa 2400 9800 2800 8400 2300 9100
四脚状氧化锌晶须的制备及其应用
好的耐摸 、防滑、减振 、仿噪 、吸波 、增强和抗 静电等多种特 殊功能 ，被称为 ２ 世纪的重要新材料 ，在国防 、交通 、化工 、 ｌ
ｌｌ 、、 ２将锌粉 在惰性气体保护下加热至沸点以上， 然后惰性气体 为载气 ，将锌蒸汽与含 氧气体接触 ，得到 四￣ｖｔ ｔ ｔ ＊ 化锌晶须。 ０
・
３ Ｏ・
维普资讯
四脚状氧化锌晶须 ，其宏观形态为 白色松散物质 ，表观比 重为 ００ — ．。）＿ ． ０５ 【衍射结果表明 ，其晶体结 构属于六方晶系纤 ５ 锌矿结构 。锌原子按六方紧密堆积排列 ，每个 锌原子周 围有 ４ 个氧原子 ，构成 ［ｎ 】配位四面体 ，四面体的一个顶角指向 Ｃ Ｚ Ｏｔ
应用价值 的晶须都是陶瓷晶须 ，氧化 锌晶须就属于陶瓷晶须， 且多为棒状或针状 ，直到 ４ ０年代才发现了四脚状 晶须 。氧化
锌晶须独特的三维 四针状空间结 构和单晶体特性 ， 使其具有 良
１１ｌ ． 将表面覆盖有氧化膜 的锌粉在 含氧气氛中直接加热（ ００ 、 １（ ３ ℃加热 １小时 ） 可得 四脚状氧化锌晶须 。表面氧化膜 可抑 制金 属锌从颗粒 内部快速流失 ，也可抑制氧气向微粒 内部过快迁
制备工－－ － 乙和工业规模的生产装置。它的主要制备方法有以下几 Ｉ ４ ，
种２ １１ 气 相 法 ．
材料的理 论值 ， 目 是 前发现的固体的最强形式。按照材料 ，晶
须分为有 机化合物晶须 ， 金属晶须和陶瓷晶须。由于陶瓷 晶须
的强度和耐热性能优 于其它两类晶须 ， 目前绝大多数有工业 故
入的研究 ，目前大部分制备方法为气相法 ，现已有比较 成熟 的
四针状氧化锌晶须的制备
四针状氧化锌晶须的制备裴新美 张聚宝(武汉理工大学材料学院 430070)摘 要 用锌粉氧化的方法,通过控制反应器内的气相过饱和度,可以获得不同尺度的四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)。
合成出的ZnO晶须纯度高,晶体结构完整,晶须尺度可控(针长为10～60μm,根部尺寸约为1～6μm)。
晶须的生长机理为气—固(VS)机理。
关键词 氧化锌 四针状晶须 气—固机理 制备 四针状氧化锌晶须(T etrapod-like ZnO whiskers,简称T-ZnOw)是一种生长成立体四针状的单晶纤维,也是晶须家族中目前发现的惟一具有规整三维空间结构的晶须。
正是由于T-ZnOw的这种独特结构,使其易于在基体中实现三维均布,复合材料的性能呈各向同性,这是一般晶须材料难以实现的。
除了具有增强作用外,T-ZnOw还具有突出的多功能特性,如优异的耐磨、减振、防滑、降噪、吸波、抗老化、抗冲击、抗静电、抗藻、抗菌等,因此无论作为结构材料还是功能材料,都具有很大的应用潜力[1]。
T-ZnOw的制备方法主要有两种:一是将锌粉或表面含有一层氧化膜的锌粉高温气化,在含氧气氛中发生气相氧化反应,生成T-ZnOw晶须[2];另一种是将锌粉与碳粉混合后,在大气中加热制备T-ZnOw晶须[3]。
但普遍遇到晶须转化率低及均匀性差的问题。
本文采用第一种方法,通过控制反应器内气相的蒸气压,制备T-ZnOw晶须,并探讨晶须的生长机理。
1 实验所用原料为锌粉(过180目筛),Zn含量不少于95%,锌粉经表面处理后将粉末装入反应器内,后将反应器置于高温炉中,炉内气氛及气体压力可调,合成温度控制在750～1050℃,保温30min。
用X-ray衍射仪对试样进行相分析,用扫描电镜观察晶须的形貌。
2 结果与讨论2.1 T-ZnOw的合成在适宜的工艺条件下,反应器中合成了大量蓬松的白色物。
将它们收集后进行XRD分析,见图1。
可见仅有ZnO的衍射峰,无其他杂相,说明这些白色物为纯的ZnO,为六方晶系纤锌矿结构。
氧化锌晶须的制备
2.4实验结果
保温温度 900℃ 950℃ 1000℃ 1050℃ 1100℃ 保温0.5h 反应不充分 少部分反应 较多反应 很多反应 很多反应 保温1h 少部分反应 较多反应 很多反应 最多反应 最多反应 保温2h 反应不充分 较多反应 较多反应 很多反应 很多反应 保温3h 反应不充分 少部分反应 较多反应 很多反应 很多反应
1150℃ 1200℃
较多反应 较多反应
很多反应 很多反应
很多反应 较多反应
较多反应 较多反应
保温时间 900℃ 950℃
保温0.5h
保温1h
保温2h
保温3h
25% 35%
37% 50%
33% 40%
25% 35%
1000℃ 1050℃ 1100℃ 1150℃
1200℃
48% 60% 55% 50%
2.2实验设计 实验原料：锌粉、锌粒 炉膛预热温度：室温条件，400℃ 合成温度分别为： 900℃,950℃,1000℃,1050℃,1100℃,1150℃，1200℃ 保温时间：0.5h,1h,2h,5h
2.3实验过程
将实验所需要的原料装入小瓷舟内，最后将装小瓷舟平放入马弗 炉中，设定好升温制度与保温时间，等炉膛冷却后取出试样，观察其
氧化锌晶须的制备与合成
材料科学与工程学院
指导老师：
目录
1绪论 2实验 3实验结果分析 4结论 5存在的不足
1绪论
1.1国内外现状
在20世纪80年代中后期，国外开始对氧化锌晶须进行深入的研究,现在 已有比较成熟的工业规模和制备工艺的生产装置。国内在这方面的研究 是比较少的，在90年代才开始对其制备方法进行研究。氧化锌晶须的 研究起步较晚,但近年来因晶须优异性能使人们对它的研究产生了很大的
四针状氧化锌晶须的功能及制备
四针状氧化锌晶须的功能及制备四针状氧化锌晶须(T-Zn0晶须)具有立体四针状结构,具有抗静电、抗菌等特殊功能。
除此,T-Zn0晶须是一种电损耗材料,具有一定的吸波性能,但其在低频段吸收性能差,难以满足吸波材料对宽频的要求,为了改善其低频吸收性能,本文采用化学气相沉积的方法,热分解五羰基铁制备了铁包覆的T-Zn0(Fe/T-Zn0)晶须,并对其制备工艺、性能及吸波机理进行了研究。
论文通过控制五羰基铁的用量,采用适当的反应温度成功地将Fe沉积到T-Zn0晶须的针体表面。
用XRD对生成的Fe/T-Zn0晶须的物相组成进行了分析:用SEM对Fe/T-Zn0晶须的表面形貌进行了分析:用矢量网络分析仪对Fe/T-Zn0晶须的电磁参数进行了测试,通过在空气中放置和不同温度下处理对Fe/T-Zn0晶须的稳定性进行了研究,并对羰基扶粉物理混杂的T-Zn0晶须的电磁参数与吸波性能进行了研究。
研究发现,反应温度和口Fe的引入量对包覆的效果影响较大,当反应温度为250°C,五羰基基铁和T-Zn0晶须的摩尔配比为10mo1%-20mo1%时,Fe包覆层较均匀、致密;Fe的粒径为亚微米级,Fe/T-Zn0晶须的电磁性能较T-Zn0晶须有了很大的提高,其3在13.8-19.2之间,8“在2.3-3.9之间,μ在0.8-1.6之间,μ”在0.03-0.36之间。
经模拟计算发现,Fe/T-Zn0晶须的吸收曲线向低频移动,改善了T-Zn0晶须在低频的吸波性能,拓宽了吸波频带。
与羰基铁粉物理混杂T-Zn0晶须相比,采用五羰基铁热分解制备的Fe/T-Zn0晶须,Fe沉积在TZn0晶须的表面,分散更均匀,相同原料配比的条件下,密度低,电磁性能好。
Fe/T-Zn0晶须性能稳定,在空气中和200°C条件下-长时间放置几乎不改变其物相结构和电磁性能,但在较高的温度条件下(大于600°C),由于包覆层的氧化而导致Fe/T-Zn0晶须的电磁性能和吸波性能降低。
氧化锌晶须市场分析报告
氧化锌晶须市场分析报告1.引言1.1 概述氧化锌晶须是一种重要的无机材料，广泛应用于橡胶、轮胎、化妆品、医药等诸多领域。
本报告旨在对氧化锌晶须市场进行深入分析，包括市场概况、需求和供应情况等内容。
通过对市场数据和趋势的分析，本报告旨在为相关行业提供详细的市场状况和未来发展趋势的分析，以期为相关企业的决策提供参考。
1.2 文章结构文章结构分为引言、正文和结论三部分。
引言部分包括概述、文章结构、目的和总结。
正文部分包括氧化锌晶须市场概况、氧化锌晶须市场需求分析和氧化锌晶须市场供应分析。
结论部分包括主要发现、市场趋势展望和结论总结。
1.3 目的目的：本报告旨在对氧化锌晶须市场进行全面深入的分析，包括市场概况、需求分析、供应分析等方面。
通过对市场的研究与分析，旨在揭示氧化锌晶须市场的发展趋势，为企业制定市场策略、投资决策提供参考，促进行业健康可持续发展。
1.4 总结总结部分：通过对氧化锌晶须市场的概况、需求分析和供应分析，我们可以得出以下结论：氧化锌晶须市场在近年来呈现出稳步增长的态势。
随着工业化和科技进步的不断推进，氧化锌晶须作为一种重要的材料，在多个领域的需求逐渐增加。
同时，市场上对氧化锌晶须的供应也在不断增加，但是仍然存在一定的供需缺口。
未来氧化锌晶须市场将继续保持稳定增长的态势，市场前景值得期待。
在竞争日益激烈的市场环境中，企业需要不断提升产品质量和服务水平，抓住市场机遇，实现长期持续发展。
2.正文2.1 氧化锌晶须市场概况氧化锌晶须是一种重要的无机纳米材料，具有良好的光学、电学和热学性能。
它主要应用于橡胶、塑料、陶2.2 氧化锌晶须市场需求分析氧化锌晶须作为一种重要的无机功能材料，在市场上具有广泛的应用前景。
其主要用途包括橡胶工业、化工领域、陶瓷材料、防腐蚀涂料等多个领域。
随着这些行业的不断发展和壮大，对氧化锌晶须的需求也在逐渐增加。
在橡胶工业中，氧化锌晶须被广泛应用于橡胶制品中，如轮胎、胶管、橡胶鞋等。
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性能列表
含量
>99.9%
形状
各针状体长度 （μm）
5-200
各针状体根直径 （μm）
耐热性能（℃） 真实比重
1720升华 表观比重 5.8 电阻率（Ω.cm）
介电常数 实部 （2～18GHz）
4.5～47
介电常数 虚部 （2～18GHz）
拉伸强度（MPa） 1.2×104 弹性模量（MPa）
热膨胀率（%/℃） 4×10-6
引言
陶瓷材料的抗拉性能一直是它的一个弱点，以至于在许多 方面的应用都受到很大的影响。而本文中所要提及的 ZnOw对于陶瓷的抗拉性能的改进有很大的帮助，可以说 是一个很大的帮手，本文主要讲述ZnOw的优越性能，及 其一些比较典型的应用
Keywords:
四针状三维结构 晶须
氧化锌
简介
自1948年美国贝尔电话公司的科学家首次发现晶须以来，迄今为止 材料学家们研究开发出了上百种晶须，有金属、氧化物、碳化物、 氮化物、硼化物以及无机盐等类晶须。在这众多种类的晶须中， 氧化锌晶须（ZnOw）以其独特的立体四针状结构而倍受注目。
氧化锌晶须抗静电原理
1. 采用平衡气量法制备 ZnOw，使铝离子嵌入 单晶氧化锌晶格且替代 其中部分Zn原子点阵， 形成N型半导体，使之 具有永久导电性
2. ZnOw由于其具有独特 的立体四针状结构，在 体系中形成导通网络所 需的临界添加量远小于 球形或片状粉末，
广阔前景
由于氧化锌晶须具有突出的多功能特性，尤 其在抗菌、抗静电和耐磨领域具有突出的 表现。现已开发出氧化锌晶须系列复合材 料，如：抗菌材料、抗静电材料和耐磨材 料等，并成功地应用于塑料、涂料、纸类 行业，获得市场广泛的认可。氧化锌晶须 还具有吸波、降噪、减振、防滑、防藻、 增强、阻燃、抗老化、抗冲击等性能。
四针状 5.52
0.01～0.5 <50
61～200 3.5×105
应用
（1）增强复合材料 四针状氧化锌晶须具有非常少的位错，接近一个理想
晶体，加入到金属、树脂、陶瓷等基体材料中形成复合 材料后，其立体的晶型结构分散在基体中起骨架作用， 使抗拉强度明显增加，而且横向和纵向抗拉强度数值基 本相同，各向同性地加强基体材料的机械性能，显著地 改善基体强度和加工性能。
显微结构
❖ 四针状氧化锌晶须
❖ 普通氧化锌晶须
特性
❖ 特性 1. 独特的立体四针状结构，每根针状体为单晶体微纤维； 2. 针尖纳米效应； 3. 半导体、压电、压敏特性； 4. 超高强度，单晶体纤维的强度达到或接近化学键的理 论计算值； 5. 耐高温：在1400℃之前不发生变化； 6. 高介电常数，且虚部可调； 7. 其它性能，如抗菌、防藻、催化等
（2）氧化锌晶须尖端纳米活性抗菌机理 四针状氧化锌晶须显微结构如图所示，其 尖端相当部分在纳米或更低级别，其纳米 活性成份能够高效杀灭和清除细菌极其残 骸，同时还能分解细菌分泌的毒素，而传 统的银抗菌剂就无法消除残骸和毒素。
具有半导体特性的氧化锌晶须尖端的纳米 活性成份能在水分和空气存在的体系中， 自行分解出自由移动的电子（e-），同时 留下带正电的空穴（h+），逐步产生以 下反应： 产生的带正电的空隙（h+）具有很强的 氧化作用，羟基自由基（.OH）和超氧化 物阴离子自由基（.O2）非常活泼，有极 强的化学活性，能与多种有机物反应（包 括细菌内的有机物及其分泌的毒素），从 而将细菌、细菌残骸和毒素杀灭、消除。
晶须是一种针状单晶体材料，其直径为零点几至几个微米，长度为 几微米至数百微米。在单晶体中的原子排列非常整齐，几乎没有 多晶材料中存在的各种缺陷。由于其晶体结构十分完整，使其具 有惊人的力学强度，作为塑料、金属和陶瓷等类物质的改型添加 剂，显示出极佳的物理化学性质和优异的机械性能。
外观--白色松软状粉末
减振抗蚀等。 ②工业和民用降噪制品，如高架路吸音降噪、铁路降噪、机械和民航降
噪、工厂车间降噪等。 表2-34是在相同情况下几种材料的吸音减噪效果。
紫外与红外吸收特性 表一理 锌离子与细菌的反应机理为：
当菌体被杀灭后，Zn2+又游离出来，与其他菌落接触，进行新一轮 杀灭，周而复始。所以，国外很早就在创可帖中加入了氧化锌作为 抗菌材料和伤口收敛剂，并取得良好效果。
②微波发热体。ZnOw能吸收微波炉（2.45GHz）等波 段的微波，发热效率非常高。由于ZnOw具有良好的耐热
性，故可反复使用。目前，已在微波加热元件等领域获 得应用。
（4）减振抗冲及隔音材料 ZnOw对改善塑料、橡胶、涂料、陶瓷和金属材料的减振、降噪等性能具
有明显作用。 主要用途： ①工业和结构减振、防震制品，如铁路轨枕垫、高速铁路轨下垫、机械
性能如表所示：
（3）电波吸收材料 ZnOw作为一种N型半导体微晶材料，具有优异的电波
吸收性能，可用作：
①利用ZnOw的吸波性，可用作电波吸收体。研究表明， 在5-18GHz波段内，其吸波量最高可以达到16.68bB。这
可用于涂敷隐蔽保护层，防止雷达波反射等，也可作暗 室的电波吸收体、BS天线变换器的电波吸收材料、电子 对抗以及国防吸波隐身材料等。
（2）耐磨及防滑材料 ZnOw具有良好的耐磨和提高材料防滑的性能。在自行车刹车材料中，加
入ZnOw橡胶刹车片在雨天能起到明显的防滑效果。主要用途：耐磨防滑材
料制品，如汽车轮胎、刹车片材料、耐磨齿轮、传送皮带、耐磨抗静电涂料 等要求耐磨和防滑的领域。
轮胎胎面胶复合材料和纯天然橡胶中加氧化锌晶须后材料的耐磨和防滑