本發(fā)明涉及氨氣快速檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種冰箱或酒柜或冷藏箱專用的小型氨制冷擴(kuò)散吸收式制冷裝置氨泄漏實(shí)時檢測處理方法。

背景技術(shù)：

氨氣，Ammonia，NH3，無色氣體。有強(qiáng)烈的刺激氣味。密度0.7710。相對密度0.5971(空氣＝1.00)。易被液化成無色的液體。在常溫下加壓即可使其液化(臨界溫度132.4℃，臨界壓力11.2兆帕，即112.2大氣壓)。沸點(diǎn)-33.5℃。也易被固化成雪狀固體。熔點(diǎn)-77.75℃。溶于水、乙醇和乙醚。在高溫時會分解成氮?dú)夂蜌錃?，有還原作用。有催化劑存在時可被氧化成一氧化氮。用于制液氮、氨水、硝酸、銨鹽和胺類等?？捎傻蜌渲苯雍铣啥频?，能灼傷皮膚、眼睛、呼吸器官的粘膜，人吸入過多，能引起肺腫脹，以至死亡。

對于冰箱、酒柜中使用的小型氨制冷擴(kuò)散-吸收式制冷裝置(后面簡稱“制冷裝置”)，由于其制冷的核心部件-機(jī)芯焊點(diǎn)眾多，個別機(jī)芯的個別焊點(diǎn)在批量生產(chǎn)、使用過程中，難免會出現(xiàn)慢漏、滲漏等現(xiàn)象，甚至個別會出現(xiàn)大量泄漏的狀況。由于氨氣具有強(qiáng)烈的刺激性氣味，污染環(huán)境的同時，對人體身體健康也會造成不利影響。

目前市面上的產(chǎn)品，都不能實(shí)現(xiàn)直接對泄漏到周圍空氣中的氨氣濃度進(jìn)行高精度檢測并做出進(jìn)一步處理，而只能對制冷裝置因?yàn)橹评鋭┑倪^量泄漏，導(dǎo)致制冷性能出現(xiàn)明顯變化，來進(jìn)行檢測和判斷是否出現(xiàn)了泄漏，這種方式存在極大的滯后性，而且一致性不好，不可靠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)合理，使用方便的一種冰箱或酒柜或冷藏箱專用的小型氨制冷擴(kuò)散吸收式制冷裝置氨泄漏實(shí)時檢測處理方法，它解決了上述的這些問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種冰箱或酒柜或冷藏箱專用的小型氨制冷擴(kuò)散吸收式制冷裝置氨泄漏實(shí)時檢測處理方法，包括容器主體，所述容器主體后部設(shè)置有小型氨制冷擴(kuò)散吸收式制冷裝置，在制冷裝置內(nèi)安裝有至少一個高靈敏度氨氣傳感器，所述氨氣傳感器連接控制板，所述控制板還設(shè)置有箱體溫度探頭，所述控制板上還設(shè)置有無線或有線通訊模塊，所述控制板連接報(bào)警閃光燈，所述控制板連接蜂鳴器；

其包括如下步驟，首先開機(jī)，氨制冷擴(kuò)散吸收式制冷裝置啟動，開始制冷循環(huán)，機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)；

其次，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中，一旦發(fā)生氨氣泄漏時，由于氨氣密度小于空氣密度，氨氣分子會向上方移動，此時，安裝在制冷裝置內(nèi)的高靈敏度氨氣傳感器探測到氨氣分子，不同的氨氣濃度，高靈敏度氨氣傳感器輸出的電參數(shù)不一樣，通過電路的處理，可以將電參數(shù)與周圍空氣中的氨氣濃度對應(yīng)起來，

然后，并根據(jù)氨氣濃度大小，做出后續(xù)不同處理：

a繼續(xù)正常工作；

b出現(xiàn)微量泄漏、停止制冷、并向控制終端發(fā)出故障信號；

c較多的泄漏、停止制冷、燈光閃爍報(bào)警，并向控制終端發(fā)出故障信號；

d大量泄漏、停止制冷、燈光閃爍+聲音報(bào)警，并向控制終端發(fā)出故障信號；再然后，一旦出現(xiàn)任何不正常，控制終端能馬上得到信號，可以及時進(jìn)行維護(hù)處理。

優(yōu)選地，所述高靈敏度氨氣傳感器為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體芯片氨氣傳感器，所述所述高靈敏度氨氣傳感器內(nèi)安裝有納米薄膜型氣敏材料。

優(yōu)選地，所述納米薄膜型氣敏材料為二氧化錫納米薄膜、酞菁銅薄膜及酞菁銅/二氧化錫復(fù)合膜其中的一種或幾種的復(fù)合。

優(yōu)選地，所述納米薄膜型氣敏材料其成膜粒子均勻,大小為1-5nm。

優(yōu)選地，所述無線或有線通訊模塊包括SD卡槽、調(diào)制解調(diào)器、電池、微處理器、ROM，在高靈敏度氨氣傳感器檢測到氨氣泄漏達(dá)到某個設(shè)定值時，通訊模塊自動連接無線網(wǎng)絡(luò)，呼叫預(yù)設(shè)號碼或者值班室。

優(yōu)選地，所述納米薄膜型氣敏材料內(nèi)含有鎳元素1-50％。

優(yōu)選地，所述納米薄膜型氣敏材料內(nèi)含有鋁元素1-50％。

優(yōu)選地，所述納米薄膜型氣敏材料內(nèi)含有鈷元素1-50％，鈷離子的摻入并沒有改變SnO2的晶體結(jié)構(gòu)，對待檢測氣體具有較高的靈敏度和較好的響應(yīng)一恢復(fù)特性。

優(yōu)選地，所述納米薄膜型氣敏材料內(nèi)摻雜有鎳鈷合金粉末1-50％。

優(yōu)選地，所述納米薄膜型氣敏材料內(nèi)含有石墨烯元素1-50％。

本發(fā)明的有益效果包括：

本發(fā)明氨氣檢測，針對抽屜式小型氨制冷擴(kuò)散吸收式制冷裝置專門設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)合理，布置恰當(dāng)，同時對氨氣濃度進(jìn)行檢測并經(jīng)數(shù)據(jù)采集處理后，啟動各種應(yīng)對手段，防止氨氣泄漏造成損失；判斷準(zhǔn)確、快速。精確性達(dá)到0.01PPM。能夠準(zhǔn)確判斷超標(biāo)時的濃度，判斷結(jié)果易于進(jìn)行顯示，提高可視化；在檢測氨氣濃度時，可根據(jù)準(zhǔn)確性要求，設(shè)置需要檢測、控制的氨氣濃度以及處理方式，并且任意設(shè)置氨氣探測器的數(shù)量，適合大規(guī)模應(yīng)用；同時又避免單一的氨氣濃度檢測裝置的誤判。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種冰箱或酒柜或冷藏箱專用的小型氨制冷擴(kuò)散吸收式制冷裝置氨泄漏實(shí)時檢測處理方法的原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

一種冰箱或酒柜或冷藏箱專用的小型氨制冷擴(kuò)散吸收式制冷裝置氨泄漏實(shí)時檢測處理方法，包括冰箱或酒柜或冷藏箱容器主體，所述容器主體后部設(shè)置有小型氨制冷擴(kuò)散吸收式制冷裝置，在制冷裝置內(nèi)安裝有至少一個高靈敏度氨氣傳感器，所述氨氣傳感器連接控制板，所述控制板還設(shè)置有箱體溫度探頭，所述控制板上還設(shè)置有無線或有線通訊模塊，所述控制板連接報(bào)警閃光燈，所述控制板連接蜂鳴器；

其包括如下步驟，首先開機(jī)，氨制冷擴(kuò)散吸收式制冷裝置啟動，開始制冷循環(huán)，機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)；

其次，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中，一旦發(fā)生氨氣泄漏時，由于氨氣密度小于空氣密度，氨氣分子會向上方移動，此時，安裝在制冷裝置內(nèi)的高靈敏度氨氣傳感器探測到氨氣分子，不同的氨氣濃度，高靈敏度氨氣傳感器輸出的電參數(shù)不一樣，通過電路的處理，可以將電參數(shù)與周圍空氣中的氨氣濃度對應(yīng)起來，

然后，并根據(jù)氨氣濃度大小，做出后續(xù)不同處理：

a濃度小于20PPM，繼續(xù)正常工作；

b濃度大于20PPM，出現(xiàn)微量泄漏、停止制冷、并向控制終端發(fā)出故障信號；

c較多的泄漏，濃度大于20PPM，同時其濃度大于對長期接觸人體產(chǎn)生不適的數(shù)值時，停止制冷、燈光閃爍報(bào)警，并向控制終端發(fā)出故障信號；

d大量泄漏，濃度大于20PPM，同時其濃度大于對短期接觸人體產(chǎn)生不適的數(shù)值時，停止制冷、燈光閃爍+聲音報(bào)警，并向控制終端發(fā)出故障信號；

各檔氨氣濃度的大小，可以根據(jù)實(shí)際需要，在傳感器的有效工作范圍內(nèi)0.1～1000PPM之間進(jìn)行調(diào)整。

再然后，一旦出現(xiàn)任何不正常，控制終端能馬上得到信號，可以及時進(jìn)行維護(hù)處理。

所述高靈敏度氨氣傳感器為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體芯片氨氣傳感器，所述所述高靈敏度氨氣傳感器內(nèi)安裝有納米薄膜型氣敏材料。

所述納米薄膜型氣敏材料為二氧化錫納米薄膜、酞菁銅薄膜及酞菁銅/二氧化錫復(fù)合膜其中的一種或幾種的復(fù)合。

所述納米薄膜型氣敏材料其成膜粒子均勻,大小為1-5nm。

所述無線或有線通訊模塊包括SD卡槽、調(diào)制解調(diào)器、電池、微處理器、ROM，在高靈敏度氨氣傳感器檢測到氨氣泄漏達(dá)到某個設(shè)定值時，通訊模塊自動連接無線網(wǎng)絡(luò)，呼叫預(yù)設(shè)號碼或者值班室。

所述納米薄膜型氣敏材料內(nèi)含有鎳元素1-50％。

所述納米薄膜型氣敏材料內(nèi)含有鋁元素1-50％。

所述納米薄膜型氣敏材料內(nèi)含有鈷元素1-50％，鈷離子的摻入并沒有改變SnO2的晶體結(jié)構(gòu)，對待檢測氣體具有較高的靈敏度和較好的響應(yīng)一恢復(fù)特性。

所述納米薄膜型氣敏材料內(nèi)摻雜有鎳鈷合金粉末1-50％。

所述納米薄膜型氣敏材料內(nèi)含有石墨烯元素1-50％。

原理如下：

本發(fā)明的高靈敏度氨氣傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在氨氣時，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中氨氣濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。

用二氧化錫材料制備的氣體傳感器因具有靈敏度高、壽命長、穩(wěn)定性好、耐腐蝕性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、機(jī)械性能良好、可直接輸出電信號等優(yōu)點(diǎn),早已獲得了廣泛的應(yīng)用。隨著氣體傳感器市場需求的不斷發(fā)展,除了需要進(jìn)一步研制氣敏性能優(yōu)異的傳感器外,傳感器的小型化、集成化也是十分必要的。為了便于氣體傳感器的小型化和集成化,薄膜型氣體傳感器是研究的重點(diǎn)。

為了進(jìn)一步提高納米薄膜型氣敏材料對氨氣的靈敏度,降低氣敏薄膜的工作溫度,在二氧化錫中分別摻入了鎳、鋁、鈷三種金屬氧化物半導(dǎo)體及石墨烯等非金屬材料。實(shí)驗(yàn)表明僅摻入10％的鎳、鋁、鈷,就可以極大的提高納米薄膜型氣敏材料對氨氣的靈敏度,而且氣敏薄膜的最佳工作溫度也大大增加。金屬氧化物半導(dǎo)體的摻雜量會影響納米薄膜氣敏元件對氨氣的靈敏度。

鎳、鋁、鈷三種金屬氧化物半導(dǎo)體及石墨烯等非金屬材料的摻雜可以改變納米薄膜型氣敏材料的初始電阻，其導(dǎo)電機(jī)理有廣泛的研究，以上幾種材料可以形成固溶體，隨著金屬材料熔入的增加，會在晶格點(diǎn)上發(fā)生轉(zhuǎn)化，同時，提高了比表面積，增加了表面氧的吸附，提高了精確性，另外，隨著摻雜成分的提高，雜質(zhì)離子對載流子的散熱加強(qiáng)，也影響了載流子的遷移率，因此，也可以提高氨氣檢測的準(zhǔn)確性。

納米材料在氨氣檢測中的應(yīng)用

納米材料具有一定的獨(dú)特性，其具有非常多的獨(dú)特性質(zhì)和效益，其應(yīng)用在氨氣檢測中有非常光明的前景，以下詳細(xì)列舉納米材料的先進(jìn)性，以證明應(yīng)用納米材料的新穎性和創(chuàng)造性。

納米效應(yīng)

當(dāng)物質(zhì)尺度小到一定程度時，則必須改用量子力學(xué)取代傳統(tǒng)力學(xué)的觀點(diǎn)來描述它的行為，當(dāng)粉末粒子尺寸由10微米降至10納米時，其粒徑雖改變?yōu)?000倍，但換算成體積時則將有10的9次方倍之巨，所以二者行為上將產(chǎn)生明顯的差異。

納米粒子異于大塊物質(zhì)的理由是在其表面積相對增大，也就是超微粒子的表面布滿了階梯狀結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)代表具有高表面能的不安定原子。這類原子極易與外來原子吸附鍵結(jié)，同時因粒徑縮小而提供了大表面的活性原子。

就熔點(diǎn)來說，納米粉末中由于每一粒子組成原子少，表面原子處于不安定狀態(tài)，使其表面晶格震動的振幅較大，所以具有較高的表面能量，造成超微粒子特有的熱性質(zhì)，也就是造成熔點(diǎn)下降，同時納米粉末將比傳統(tǒng)粉末容易在較低溫度燒結(jié)，而成為良好的燒結(jié)促進(jìn)材料。

一般常見的磁性物質(zhì)均屬多磁區(qū)之集合體，當(dāng)粒子尺寸小至無法區(qū)分出其磁區(qū)時，即形成單磁區(qū)之磁性物質(zhì)。因此磁性材料制作成超微粒子或薄膜時，將成為優(yōu)異的磁性材料。

納米粒子的粒徑(10納米～100納米)小于光波的長，因此將與入射光產(chǎn)生復(fù)雜的交互作用。金屬在適當(dāng)?shù)恼舭l(fā)沉積條件下，可得到易吸收光的黑色金屬超微粒子，稱為金屬黑，這與金屬在真空鍍膜形成高反射率光澤面成強(qiáng)烈對比。納米材料因其光吸收率大的特色，可應(yīng)用于紅外線感測器材料。

納米材料就是具有納米尺度的粉末、纖維、膜或塊體。科學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，當(dāng)常態(tài)物質(zhì)被加工到極其微細(xì)的納米尺度時，會出現(xiàn)特異的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)和量子效應(yīng)，其光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)乃至化學(xué)性質(zhì)也就相應(yīng)地發(fā)生十分顯著的變化。因此納米材料具備其它一般材料所沒有的優(yōu)越性能，可廣泛應(yīng)用于電子、醫(yī)藥、化工、軍事、航空航天等眾多領(lǐng)域，在整個新材料的研究應(yīng)用方面占據(jù)著核心的位置。

納米材料大致可分為納米粉末、納米纖維、納米膜、納米塊體等四類。其中納米粉末開發(fā)時間最長、技術(shù)最為成熟，是生產(chǎn)其他三類產(chǎn)品的基礎(chǔ)。

納米粉末

又稱為超微粉或超細(xì)粉，一般指粒度在100納米以下的粉末或顆粒，是一種介于原子、分子與宏觀物體之間處于中間物態(tài)的固體顆粒材料?？捎糜冢焊呙芏却庞涗洸牧?；吸波隱身材料；磁流體材料；防輻射材料；單晶硅和精密光學(xué)器件拋光材料；微芯片導(dǎo)熱基片與布線材料；微電子封裝材料；光電子材料；先進(jìn)的電池電極材料；太陽能電池材料；高效催化劑；高效助燃劑；敏感元件；高韌性陶瓷材料(摔不裂的陶瓷，用于陶瓷發(fā)動機(jī)等)；人體修復(fù)材料；抗癌制劑等。

納米纖維

指直徑為納米尺度而長度較大的線狀材料。可用于：微導(dǎo)線、微光纖(未來量子計(jì)算機(jī)與光子計(jì)算機(jī)的重要元件)材料；新型激光或發(fā)光二極管材料等。

納米膜

納米膜分為顆粒膜與致密膜。顆粒膜是納米顆粒粘在一起，中間有極為細(xì)小的間隙的薄膜。致密膜指膜層致密但晶粒尺寸為納米級的薄膜?？捎糜冢簹怏w催化(如汽車尾氣處理)材料；過濾器材料；高密度磁記錄材料；光敏材料；平面顯示器材料；超導(dǎo)材料等。

納米塊體

是將納米粉末高壓成型或控制金屬液體結(jié)晶而得到的納米晶粒材料。主要用途為：超高強(qiáng)度材料；智能金屬材料等。

專家指出，對納米材料的認(rèn)識才剛剛開始，還知之甚少。從個別實(shí)驗(yàn)中所看到的種種奇異性能，說明這是一個非常誘人的領(lǐng)域，對納米材料的開發(fā)，將會為人類提供前所未有的有用材料。

表面效應(yīng)

球形顆粒的表面積與直徑的平方成正比，其體積與直徑的立方成正比，故其比表面積(表面積/體積)與直徑成反比。隨著顆粒直徑變小，比表面積將會顯著增大，說明表面原子所占的百分?jǐn)?shù)將會顯著地增加。對直徑大于0.1微米的顆粒表面效應(yīng)可忽略不計(jì)，當(dāng)尺寸小于0.1微米時，其表面原子百分?jǐn)?shù)激劇增長，甚至1克超微顆粒表面積的總和可高達(dá)100平方米，這時的表面效應(yīng)將不容忽略。

超微顆粒的表面與大塊物體的表面是十分不同的，若用高倍率電子顯微鏡對金屬超微顆粒(直徑為2*10^-3微米)進(jìn)行電視攝像，實(shí)時觀察發(fā)現(xiàn)這些顆粒沒有固定的形態(tài)，隨著時間的變化會自動形成各種形狀(如立方八面體，十面體，二十面體多孿晶等)，它既不同于一般固體，又不同于液體，是一種準(zhǔn)固體。在電子顯微鏡的電子束照射下，表面原子仿佛進(jìn)入了“沸騰”狀態(tài)，尺寸大于10納米后才看不到這種顆粒結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，這時微顆粒具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。超微顆粒的表面具有很高的活性，在空氣中金屬顆粒會迅速氧化而燃燒。如要防止自燃，可采用表面包覆或有意識地控制氧化速率，使其緩慢氧化生成一層極薄而致密的氧化層，確保表面穩(wěn)定化。利用表面活性，金屬超微顆?？赏蔀樾乱淮母咝Т呋瘎┖唾A氣材料以及低熔點(diǎn)材料。

小尺寸

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)。

光學(xué)性質(zhì)

當(dāng)黃金被細(xì)分到小于光波波長的尺寸時，即失去了原有的富貴光澤而呈黑色。事實(shí)上，所有的金屬在超微顆粒狀態(tài)都呈現(xiàn)為黑色。尺寸越小，顏色愈黑，銀白色的鉑(白金)變成鉑黑，金屬鉻變成鉻黑。由此可見，金屬超微顆粒對光的反射率很低，通?？傻陀趌％，大約幾微米的厚度就能完全消光。利用這個特性可以作為高效率的光熱、光電等轉(zhuǎn)換材料，可以高效率地將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、電能。此外又有可能?yīng)用于紅外敏感元件、紅外隱身技術(shù)等。

熱學(xué)性質(zhì)

固態(tài)物質(zhì)在其形態(tài)為大尺寸時，其熔點(diǎn)是固定的，超細(xì)微化后卻發(fā)現(xiàn)其熔點(diǎn)將顯著降低，當(dāng)顆粒小于10納米量級時尤為顯著。例如，金的常規(guī)熔點(diǎn)為1064C℃，當(dāng)顆粒尺寸減小到10納米尺寸時，則降低27℃，2納米尺寸時的熔點(diǎn)僅為327℃左右；銀的常規(guī)熔點(diǎn)為670℃，而超微銀顆粒的熔點(diǎn)可低于100℃。因此，超細(xì)銀粉制成的導(dǎo)電漿料可以進(jìn)行低溫?zé)Y(jié)，此時元件的基片不必采用耐高溫的陶瓷材料，甚至可用塑料。采用超細(xì)銀粉漿料，可使膜厚均勻，覆蓋面積大，既省料又具高質(zhì)量。日本川崎制鐵公司采用0.1～1微米的銅、鎳超微顆粒制成導(dǎo)電漿料可代替鈀與銀等貴金屬。超微顆粒熔點(diǎn)下降的性質(zhì)對粉末冶金工業(yè)具有一定的吸引力。例如，在鎢顆粒中附加0.1％～0.5％重量比的超微鎳顆粒后，可使燒結(jié)溫度從3000℃降低到1200～1300℃，以致可在較低的溫度下燒制成大功率半導(dǎo)體管的基片。

磁學(xué)性質(zhì)

人們發(fā)現(xiàn)鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趨磁細(xì)菌等生物體中存在超微的磁性顆粒，使這類生物在地磁場導(dǎo)航下能辨別方向，具有回歸的本領(lǐng)。磁性超微顆粒實(shí)質(zhì)上是一個生物磁羅盤，生活在水中的趨磁細(xì)菌依靠它游向營養(yǎng)豐富的水底。通過電子顯微鏡的研究表明，在趨磁細(xì)菌體內(nèi)通常含有直徑約為2′10-2微米的磁性氧化物顆粒。小尺寸的超微顆粒磁性與大塊材料顯著的不同，大塊的純鐵矯頑力約為80安/米，而當(dāng)顆粒尺寸減小到2′10-2微米以下時，其矯頑力可增加1千倍，若進(jìn)一步減小其尺寸，大約小于6′10-3微米時，其矯頑力反而降低到零，呈現(xiàn)出超順磁性。利用磁性超微顆粒具有高矯頑力的特性，已作成高貯存密度的磁記錄磁粉，大量應(yīng)用于磁帶、磁盤、磁卡以及磁性鑰匙等。利用超順磁性，人們已將磁性超微顆粒制成用途廣泛的磁性液體。

納米效應(yīng)

陶瓷材料在通常情況下呈脆性，然而由納米超微顆粒壓制成的納米陶瓷材料卻具有良好的韌性。因?yàn)榧{米材料具有大的界面，界面的原子排列是相當(dāng)混亂的，原子在外力變形的條件下很容易遷移，因此表現(xiàn)出甚佳的韌性與一定的延展性，使陶瓷材料具有新奇的力學(xué)性質(zhì)。美國學(xué)者報(bào)道氟化鈣納米材料在室溫下可以大幅度彎曲而不斷裂。研究表明，人的牙齒之所以具有很高的強(qiáng)度，是因?yàn)樗怯闪姿徕}等納米材料構(gòu)成的。呈納米晶粒的金屬要比傳統(tǒng)的粗晶粒金屬硬3～5倍。至于金屬一陶瓷等復(fù)合納米材料則可在更大的范圍內(nèi)改變材料的力學(xué)性質(zhì)，其應(yīng)用前景十分寬廣。超微顆粒的小尺寸效應(yīng)還表現(xiàn)在超導(dǎo)電性、介電性能、聲學(xué)特性以及化學(xué)性能等方面。

隧道效應(yīng)

各種元素的原子具有特定的光譜線，如鈉原子具有黃色的光譜線。原子模型與量子力學(xué)已用能級的概念進(jìn)行了合理的解釋，由無數(shù)的原子構(gòu)成固體時，單獨(dú)原子的能級就并合成能帶，由于電子數(shù)目很多，能帶中能級的間距很小，因此可以看作是連續(xù)的，從能帶理論出發(fā)成功地解釋了大塊金屬、半導(dǎo)體、絕緣體之間的聯(lián)系與區(qū)別，對介于原子、分子與大塊固體之間的超微顆粒而言，大塊材料中連續(xù)的能帶將分裂為分立的能級；能級間的間距隨顆粒尺寸減小而增大。當(dāng)熱能、電場能或者磁場能比平均的能級間距還小時，就會呈現(xiàn)一系列與宏觀物體截然不同的反常特性，稱之為量子尺寸效應(yīng)。例如，導(dǎo)電的金屬在超微顆粒時可以變成絕緣體，磁矩的大小和顆粒中電子是奇數(shù)還是偶數(shù)有關(guān)，比熱亦會反常變化，光譜線會產(chǎn)生向短波長方向的移動，這就是量子尺寸效應(yīng)的宏觀表現(xiàn)。因此，對超微顆粒在低溫條件下必須考慮量子效應(yīng)，原有宏觀規(guī)律已不再成立。電子具有粒子性又具有波動性，因此存在隧道效應(yīng)。人們發(fā)現(xiàn)一些宏觀物理量，如微顆粒的磁化強(qiáng)度、量子相干器件中的磁通量等亦顯示出隧道效應(yīng)，稱之為宏觀的量子隧道效應(yīng)。量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)將會是未來微電子、光電子器件的基礎(chǔ)，或者它確立了現(xiàn)存微電子器件進(jìn)一步微型化的極限，當(dāng)微電子器件進(jìn)一步微型化時必須要考慮上述的量子效應(yīng)。例如，在制造半導(dǎo)體集成電路時，當(dāng)電路的尺寸接近電子波長時，電子就通過隧道效應(yīng)而溢出器件，使器件無法正常工作，經(jīng)典電路的極限尺寸大概在0.25微米。研制的量子共振隧道晶體管就是利用量子效應(yīng)制成的新一代器件。

本發(fā)明采用開放式分級多孔納米材料，其精度達(dá)到1納米級，結(jié)合納米材料特性，其具有高精度和高靈敏性。

上述實(shí)施方式只是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不是用來限制本發(fā)明的實(shí)施與權(quán)利范圍的，凡依據(jù)本發(fā)明申請專利保護(hù)范圍所述的內(nèi)容做出的等效變化和修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明申請專利范圍內(nèi)。