Ultrafijn Nano 316L Roestvrij Staalpoeder voor Wetenschappelijk Onderzoek

Dit materiaal bestaat uit 316L roestvrijstalen deeltjes waarbij ten minste één dimensie binnen de nanometerschaal valt (1-100 nm) of het poeder wordt geclassificeerd als "ultrafijn" (meestal 100 nm tot 1 micron). Het wordt gekenmerkt door zijn uitzonderlijk hoge oppervlakte en unieke nanoschaalverschijnselen.

Deeltjesgrootte: Meestal gespecificeerd als een D50 < 1 micron (1000 nm), vaak met een aanzienlijk deel in het bereik van 50-500 nm. Echte nanopoeders hebben een D50 < 100 nm.

Kan variëren op basis van de synthesemethode. Veelvoorkomende vormen zijn:

• Bolvormig: Ideaal voor verpakking en uniforme sintering.
• Vlokvormig: Gebruikt in geleidende inkten en coatings.
• Onregelmatig: Kan het gevolg zijn van bepaalde chemische methoden.

Belangrijkste Eigenschap - Hoge Oppervlakte-Volume Verhouding: Dit is de meest kritische differentiator ten opzichte van conventionele poeders. Het verhoogt de chemische reactiviteit drastisch, verlaagt de sintertemperaturen en kan magnetische, katalytische en mechanische eigenschappen veranderen.

Het produceren van nano 316L poeder is complex en kostbaar, vaak gedaan in kleine batches voor onderzoek.

• Sol-Gel Synthese: Metaalprecursoren (zouten van Fe, Cr, Ni, Mo) worden opgelost, geleren en vervolgens gereduceerd onder waterstof bij hoge temperaturen om het legeringspoeder te vormen. Maakt uitstekende chemische homogeniteit mogelijk.
• Chemische Reductie: Zouten van de bestanddelen van metalen worden gereduceerd in een vloeibare oplossing met behulp van een sterk reducerend middel. Dit kan zeer fijne, soms geagglomereerde, deeltjes opleveren.

• Laserablatie: Een bulk 316L-doelwit wordt verdampt door een krachtige laser in een gecontroleerde atmosfeer (bijv. argon). De damp condenseert tot nano-deeltjes. Dit produceert zeer zuivere, bolvormige poeders.
• Vonkerosie: Elektrische vonken tussen twee 316L-elektroden in een diëlektrische vloeistof eroderen het materiaal, waardoor fijne bolvormige deeltjes ontstaan.
• Geavanceerde Gasverstuiving met Ultrafijne Classificatie: Gespecialiseerde gasverstuiving kan een kleine fractie ultrafijn poeder produceren, dat vervolgens zorgvuldig wordt gescheiden met behulp van cyclonen of classifiers.

De unieke eigenschappen van nano 316L poeder openen deuren naar nieuwe onderzoeksgebieden:

• Sinterstudies: Onderzoek naar de mechanismen van veldgeassisteerde sintering (FAST/SPS) of flitssintering bij drastisch verlaagde temperaturen en tijden als gevolg van de hoge aandrijfkracht voor verdichting.
• Grootte-effectstudies: Onderzoeken hoe mechanische eigenschappen (hardheid, vloeigrens), magnetisch gedrag en diffusie veranderen op de nanoschaal.

• Nano-Metaalspuitgieten (Nano-MIM): Het ontwikkelen van micro-componenten met ultrafijne kenmerken en ultra-gladde oppervlakteafwerkingen voor micro-elektromechanische systemen (MEMS) en micro-robotica.
• Fabricage van Nanogestructureerde Bulkmaterialen: Het consolideren van nanopoeders om bulkcomponenten te creëren met nanogekorrelde microstructuren, die uitzonderlijke sterkte en stralingsbestendigheid kunnen vertonen.

• Geneesmiddelafgifte en Hyperthermie: Het functionaliseren van de nanodeeltjes om therapeutische geneesmiddelen te hechten. Hun magnetische eigenschappen stellen hen in staat om naar een doelwit te worden geleid en te worden verwarmd door een wisselend magnetisch veld voor kankerbehandeling (magnetische hyperthermie).
• Bio-imaging: Het gebruik van nanodeeltjes als contrastmiddelen voor geavanceerde beeldvormingstechnieken zoals MRI.
• Nanogestructureerde Implantaatcoatings: Het creëren van biocompatibele, antibacteriële en verbeterde osseointegratieve coatings op conventionele implantaten.

• Katalysatordrager: Het gebruik van het hoge oppervlak als drager voor andere katalytische materialen in reacties zoals waterstofontwikkeling of zuurreductie.
• Batterij- en Brandstofcelonderzoek: Onderzoek naar het gebruik ervan als geleidende toevoeging of katalysator in energieopslag- en conversieapparaten van de volgende generatie.

Het hanteren van nanopoeders vereist strenge veiligheidsprotocollen die verder gaan dan die voor conventionele poeders.

• Pyroforiteit & Explosiviteit: Ultrafijne metaalpoeders zijn vaak zeer pyrofoor. Ze kunnen spontaan ontbranden bij blootstelling aan lucht. Ze moeten worden opgeslagen en behandeld onder een inerte atmosfeer (bijv. in een met argon gevulde handschoenenkast).
• Gezondheidsrisico (Nanotoxicologie): Nanodeeltjes kunnen worden ingeademd, biologische barrières binnendringen en aanzienlijke, nog niet volledig begrepen, gezondheidsrisico's opleveren. Laboratoria moeten het volgende gebruiken:
  • Juiste Technische Controles: Klasse II of III Biosafety Cabinets of handschoenenkasten.
  • Persoonlijke Beschermingsmiddelen (PBM): Ademhalingsapparaten met P100-filters, handschoenen en laboratoriumjassen.
• Opslag: Moet worden opgeslagen in verzegelde, met inert gas gevulde containers, duidelijk gelabeld als nanomateriaal en pyrofoor.

Bij het werken met dit materiaal zullen onderzoekers doorgaans het volgende meten:

• Deeltjesgrootte & Morfologie: Transmissie-elektronenmicroscopie (TEM), Scanning-elektronenmicroscopie (SEM), Dynamische Lichtverstrooiing (DLS).
• Oppervlakte: Brunauer-Emmett-Teller (BET) oppervlakteanalyse.
• Kristalstructuur: Röntgendiffractie (XRD).
• Chemische Samenstelling: Inductief Gekoppeld Plasma (ICP) spectroscopie, Energie-Dispersieve Röntgenspectroscopie (EDS).
• Sintergedrag: Dilatometrie om krimp tijdens verwarming te bestuderen.