مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ فائق الدقة النانو 316L للبحث العلمي

This material consists of 316L stainless steel particles where at least one dimension falls within the nanometer scale (1-100 nm) or the powder is classified as "ultrafine" (typically 100 nm to 1 micron)ويتميز بمساحته السطحية العالية بشكل استثنائي والظواهر الفريدة على نطاق نانوي.

حجم الجسيمات:عادة ما يتم تحديدها على أنهاD50 < 1 ميكرون (1000 نانومتر)، غالبًا مع جزء كبير في نطاق 50-500 نانومتر. سوف يكون للنسائح النانوية الحقيقية D50 < 100 نانومتر.

يمكن أن تختلف بناءً على طريقة التوليف. تشمل الأشكال الشائعة:

• كروية: مثالية للتعبئة والتخمير المتساوي.
• شبيه بالفقائق: يستخدم في الحبر والطلاء الموصل.
• غير منتظم: قد ينتج عن بعض الطرق الكيميائية.

خاصية رئيسية - نسبة المساحة العالية إلى الحجم:هذا هو المُميز الأكثر أهمية عن المساحيق التقليدية، فهو يزيد بشكل كبير من التفاعل الكيميائي،والخصائص الميكانيكية.

إنتاج مسحوق النانو 316L معقد ومكلف ، وغالبا ما يتم في دفعات صغيرة للبحث.

• توليف سول - جيل: يتم إذابة المواد المسبقة للمعادن (أملاح Fe و Cr و Ni و Mo) ، وتخفيفها ، ثم تخفيفها تحت الهيدروجين في درجات الحرارة العالية لتشكيل مسحوق السبائك.يسمح بتجانس كيميائي ممتاز.
• تخفيض كيميائي: يتم تخفيض أملاح المعادن المكونة في محلول سائل باستخدام عامل تخفيض قوي. وهذا يمكن أن ينتج جزيئات دقيقة للغاية ، تتجمع في بعض الأحيان.

• إزالة الليزر: يتم تبخير هدف 316L بالجملة بواسطة ليزر عالي الطاقة في جو خاضع للرقابة (على سبيل المثال، الأرجون). يتكثف البخار إلى جزيئات بحجم النانو. وهذا ينتج نقاءً عالياً للغاية،مسحوقات كروية.
• تآكل الشرارة: الشرارات الكهربائية بين اثنين من أقطاب الكهرباء 316L في السائل الكهربائي تآكل المادة ، مما يولد جسيمات كروية دقيقة.
• الذخرية المتقدمة للغاز مع تصنيف فائق الدقة: يمكن أن تنتج الذخرية المتخصصة للغاز جزءًا صغيرًا من مسحوق فائق الدقة ،والتي يتم فصلها بعد ذلك بدقة باستخدام الإعصار أو المصنفين.

الخصائص الفريدة من مسحوق النانو 316L تفتح الأبواب إلى مجالات بحثية جديدة:

• دراسات التجفيف: التحقيق في آلياتالتجفيف بمساعدة الميدان (FAST/SPS)أوصناعة الصنبور بالفلاشفي درجات حرارة وأوقات مخفضة بشكل كبير بسبب القوة الدافعة العالية للتكثيف.
• دراسات تأثير الحجم: استكشاف كيفية تغيير الخصائص الميكانيكية (الصلابة ، قوة الغلة) ، السلوك المغناطيسي ، والانتشار على نطاق نانوي.

• صياغة حقن المعادن النانوية (Nano-MIM): تطوير مكونات صغيرة ذات خصائص فائقة الدقة والإنهاء السطحي السلس للغاية للأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) والروبوتات الدقيقة.
• تصنيع المواد الكبيرة ذات الهيكل النانوي: توحيد المساحيق النانوية لإنشاء مكونات كبيرة ذات الهياكل الدقيقة ذات الحبوب النانوية، والتي يمكن أن تظهر قوة استثنائية ومقاومة للإشعاع.

• توصيل الأدوية والحراري: تشغيل الجزيئات النانوية لربط الأدوية العلاجية.خصائصها المغناطيسية تسمح لها بأن تُرشد إلى هدف وتُسخن بواسطة مجال مغناطيسي متبادل لعلاج السرطان (التدفئة المغناطيسية).
• التصوير البيولوجي: استخدام الجسيمات النانوية كعوامل تناقض لتقنيات التصوير المتقدمة مثل التصوير بالرنين المغناطيسي.
• طلاء الزرع المهيكلي النانوي: إنشاء طلاءات متوافقة بيولوجيا ومضادة للبكتيريا ومحسّنة لتكامل العظام على الزرع التقليدي.

• دعم المحفز: استخدام مساحة السطح العالية كدعم للمواد المحفزة الأخرى في تفاعلات مثل تطور الهيدروجين أو تقليل الأكسجين.
• أبحاث البطاريات وخلايا الوقود: التحقيق في استخدامها كمادة مضافة موصلة أو محفز في أجهزة تخزين وتحويل الطاقة من الجيل التالي.

يتطلب التعامل مع المساحيق النانوية بروتوكولات سلامة صارمة تتجاوز تلك المطبقة على المساحيق التقليدية.

• الحرارة الحرارية والانفجارية: غالبًا ما يتم استخدام مسحوقات المعادن الدقيقة للغايةحرارة عاليةيمكن أن تحترق تلقائيًا عند التعرض للهواء. يجب تخزينها والتعامل معها تحتالغلاف الجوي الخامل(على سبيل المثال، في صندوق قفازات مليء بالأرجون).
• الخطر على الصحة (النيانوتوكسيكولوجيا): يمكن استنشاق الجسيمات النانوية، وتخترق الحواجز البيولوجية، وتشكل مخاطر صحية كبيرة، لم يتم فهمها بالكامل بعد. يجب على المختبرات استخدام:
  • الضوابط الهندسية المناسبة: خزانات السلامة الحيوية من الفئة الثانية أو الثالثة أو صناديق القفازات.
  • معدات الحماية الشخصية (PPE): أجهزة التنفس مع مرشحات P100 والقفازات وملابس المختبر.
• التخزين: يجب تخزينها في حاويات مغلقة مليئة بالغازات الخاملة، وموسومة بوضوح بأنها مادة نانوية وقامة.

عند العمل مع هذه المواد، يقوم الباحثون عادةً بقياس:

• حجم الجسيمات ومورفولوجيا: المجهر الإلكتروني الإرسالي (TEM) ، المجهر الإلكتروني المسح (SEM) ، انتشار الضوء الديناميكي (DLS).
• مساحة السطح: تحليل مساحة السطح بموجب Brunauer-Emmett-Teller (BET).
• الهيكل البلورى: تقسيم الأشعة السينية (XRD).
• التكوين الكيميائي: طيف البلازما المزدوجة بشكل استقراعي (ICP) ، طيف الأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDS).
• سلوك التجفيف: قياس الضخامة لدراسة الانكماش أثناء التسخين.