表面效應(yīng)（應(yīng)用于人工降雨等領(lǐng)域的效應(yīng)）
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表面效應(yīng)
應(yīng)用于人工降雨等領(lǐng)域的效應(yīng)
表面效應(yīng)指隨著顆粒直徑的變小，比表面積將會顯著地增加，顆粒表面原子數(shù)相對增多，從而使這些表面原子具有很高的活性且極不穩(wěn)定，致使顆粒表現(xiàn)出不一樣的特性，這就是表面效應(yīng)。英文翻譯：Surface Effect。
原理介紹
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，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100平方米，這時的表面效應(yīng)將不容忽略。
隨著納米材料粒徑的減小，表面原子數(shù)迅速增加。例如當(dāng)粒徑為10nm時，表面原子數(shù)為完整晶粒原子總數(shù)的20%；而粒徑為1nm時，其表面原子百分?jǐn)?shù)增大到99%；此時組成該納米晶粒的所有約30個原子幾乎全部分布在表面。由于表面原子周圍缺少相鄰的原子：有許多懸空鍵，具有不飽和性，易與其他原子相結(jié)合而穩(wěn)定下來，故表現(xiàn)出很高的化學(xué)活性。隨著粒徑的減小，納米材料的表面積、表面能及表面結(jié)合能都迅速增大。
保存方式
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氣材料以及低熔點材料。
凝聚態(tài)
大量的原子世界的分子、原子、離子聚集成各種固體、液體、氣體物質(zhì)，成為宏觀世界構(gòu)成的基礎(chǔ)．當(dāng)某種物質(zhì)形成了一個相時，一般說來，這些物質(zhì)的各部分有均勻的物理化學(xué)性質(zhì)．然而，這只是對物質(zhì)內(nèi)部來說是對的．在物質(zhì)表面的那些組元，所處的環(huán)境和所受的相互作用情況都和在物質(zhì)內(nèi)部的那些組元有所不同，這就造成表面部分和內(nèi)部部分的性質(zhì)有所不同．對于氣體來說，組元之間并不密集，表面效應(yīng)不大．對于液體和固體，就會表現(xiàn)出 表面效應(yīng)．表面效應(yīng)表現(xiàn)在處于物質(zhì)表面的一層組元上，對于一般的宏觀物體，表面一層的組元在組元總數(shù)中只占很小的比例，表面效應(yīng)常常是完全可以忽略的．但是對于體積很小的凝聚態(tài)微粒，表面效應(yīng)有時就相當(dāng)重要，可以用處于表面的組元數(shù)和組元總數(shù)之比作為描述表面效應(yīng)程度的系數(shù)。當(dāng)微粒很大時，系數(shù)接近于零；當(dāng)微粒不斷減小時，系數(shù)不斷加大；當(dāng)微粒小到納米范圍時，系數(shù)明顯增大。
廣泛應(yīng)用
人工降雨
在一個由許多相組成的系統(tǒng)中，有時表面相的存在會變得十分重要，它會影響各個相之間的平衡條件．我們平時能夠遇到的與表面效應(yīng)有關(guān)的一個典型的例子就是水滴的形成。在飽和或過飽和蒸汽中的水滴，如果它的半徑足夠大，那么周圍的水蒸氣就會逐漸凝聚到這個水滴上，于是水滴也就逐漸地變大。若是水滴本來就很小，那么，由于表面效應(yīng)的影響，要想維持水滴的存在，外界就必須有很高的蒸汽壓，這樣，在一般的蒸汽壓條件下，水滴便不會增大，而會逐漸地蒸發(fā)掉．天空中飄著的云就是由許許多多這樣的微型水滴構(gòu)成的．在雨即將到來的前夕，外界的蒸汽壓力增高，這些微型水滴通過互相碰撞逐漸結(jié)合成越來越大的水滴，最后，當(dāng)空氣的浮力和運動的阻力再也承受不了它們的重量時，它們就向地面掉下來，成為了雨滴。由此也可以看出，如果在過飽和蒸汽中摻入一些雜質(zhì)顆粒如塵埃等，將有助于水滴的形成。如果天上已經(jīng)有了很厚的云，這時用飛機在云層中散布一些雜質(zhì)微粒就會加快雨滴的形成，從而達到降雨的目的，這就是人工降雨．
表面效應(yīng)型反潛護衛(wèi)艦
隨著核潛艇的出現(xiàn)，水面反潛艦艇的航速成了實施反潛作戰(zhàn)的一大障礙。為此美國海軍在80年代初開始研制一種排水量在2000-3000噸的高速反潛護衛(wèi)艦，艦艇的編號定為3KSES。由于這種高速反潛護衛(wèi)艦按表面效應(yīng)理設(shè)計，所以被稱為“表面效應(yīng)型反潛護衛(wèi)艦”。這種護衛(wèi)艦實際上是一種側(cè)壁式氣墊船，靠氣墊使艦體浮出水面，用超空泡螺旋槳或噴水推進裝置驅(qū)動艦體，航速可達到80-100節(jié)。為了保證艦艇在高速航行時有良好的穩(wěn)性，在艦上裝有兩個鋼性側(cè)壁伸入水中。表面效應(yīng)型反潛護衛(wèi)艦具有遠(yuǎn)海高速航行的能力，可擔(dān)負(fù)大范圍的反潛任務(wù)。一些專家預(yù)測，表面效應(yīng)反潛護衛(wèi)艦和小水線面雙體型護衛(wèi)艦將成為21世紀(jì)的新型護衛(wèi)艦。
其他釋義
又稱“地面效應(yīng)”，當(dāng)運動的飛行器貼近地面或水面飛行時，氣流流過機翼后會向后下方流動，這時地面或者水面將產(chǎn)生一股反作用力，當(dāng)它在距離水面等于或小于1/2翼展的高度上飛行時，整個機體的上下壓力差增大，升力會陡然增加，阻力減小，阻擋飛行器機翼下墜。
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