Ultrafeines Nano-Pulver aus Edelstahl 316L für die wissenschaftliche Forschung

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)Es zeichnet sich durch eine außergewöhnlich hohe Oberfläche und einzigartige Phänomene im Nanobereich aus.

Partikelgröße:Normalerweise alsD50 < 1 Mikron (1000 nm), oft mit einem signifikanten Anteil im Bereich von 50-500 nm. Wahre Nanopulver haben eine D50 < 100 nm.

Die Methode der Synthese kann variieren.

• Sphärisch: Ideal zum Verpacken und gleichmäßigen Sintern.
• Flake-like: Wird in leitfähigen Tinten und Beschichtungen verwendet.
• Unregelmäßig: Kann durch bestimmte chemische Verfahren entstehen.

Schlüsselmerkmal - hohe Flächen-Volumen-Verhältnis:Dies ist der wichtigste Unterschied zu herkömmlichen Pulvern, es erhöht die chemische Reaktivität drastisch, senkt die Sintertemperatur und kann die magnetischen, katalytischen,und mechanische Eigenschaften.

Die Herstellung von Nano 316L-Pulver ist komplex und kostspielig und erfolgt häufig in kleinen Mengen für Forschungszwecke.

• Sol-Gel-Synthese: Metallvorläufer (Salze von Fe, Cr, Ni, Mo) werden aufgelöst, geliert und dann bei hohen Temperaturen unter Wasserstoff reduziert, um das Legierungspulver zu bilden.Ermöglicht eine ausgezeichnete chemische Homogenität.
• Chemische Reduktion: Die Salze der Metalle werden mit einem starken Reduktionsmittel in einer flüssigen Lösung reduziert, wodurch sehr feine, manchmal agglomerierte Partikel entstehen.

• Laserablation: Ein bulk 316L-Ziel wird durch einen Hochleistungslaser in einer kontrollierten Atmosphäre (z. B. Argon) verdampft.Sphärische Pulver.
• Funkenerosion: Elektrische Funken zwischen zwei 316L-Elektroden in einer dielektrischen Flüssigkeit erodieren das Material und erzeugen feine kugelförmige Partikel.
• Advanced Gas Atomization with Ultra-Fine Classification: Spezialisierte Gas-Atomisierung kann einen kleinen Bruchteil von ultrafeinem Pulver erzeugen,die dann mit Hilfe von Zyklonen oder Klassifikatoren sorgfältig getrennt wird.

Die einzigartigen Eigenschaften von Nano 316L-Pulver öffnen neue Forschungsgebiete:

• Sinterungsstudien: Untersuchung der Mechanismen derFeldunterstütztes Sintern (FAST/SPS)oderBlitzsinternDies ist aufgrund der hohen Antriebskraft für die Verdichtung bei dramatisch reduzierten Temperaturen und Zeiten möglich.
• Größen-Effektstudien: Erforschen, wie sich mechanische Eigenschaften (Härte, Ausbeutefestigkeit), magnetisches Verhalten und Diffusion im Nanobereich ändern.

• Nano-Metall-Spritzgießerei (Nano-MIM): Entwicklung von Mikrokomponenten mit ultrafeinen Eigenschaften und extrem glatten Oberflächenveredelungen für mikroelektromechanische Systeme (MEMS) und Mikroroboter.
• Herstellung von nanostrukturierten Massenmaterialien: Konsolidierung von Nanopulvern zur Herstellung von Massenkomponenten mit nano-körnigen Mikrostrukturen, die eine außergewöhnliche Festigkeit und Strahlungsbeständigkeit aufweisen können.

• Arzneimittellieferung und Hyperthermie: Funktionierung der Nanopartikel zur Anbindung therapeutischer Medikamente.Durch ihre magnetischen Eigenschaften können sie zu einem Ziel geleitet und durch ein wechselndes Magnetfeld zur Behandlung von Krebs erhitzt werden (magnetische Hyperthermie).
• Biobildgebung: Verwendung von Nanopartikeln als Kontrastmittel für fortgeschrittene Bildgebungstechniken wie MRT.
• Nanostrukturierte Implantatbeschichtungen: Biokompatible, antibakterielle und verbesserte osseointegrative Beschichtungen auf herkömmlichen Implantaten erstellen.

• Katalysatorunterstützung: Die Verwendung der hohen Oberfläche als Unterstützung für andere katalytische Materialien bei Reaktionen wie Wasserstoffentwicklung oder Sauerstoffreduktion.
• Batterie- und Brennstoffzellenforschung: Untersuchung seiner Verwendung als leitendes Zusatzstoff oder Katalysator in Energiespeicher- und Umwandlungseinrichtungen der nächsten Generation.

Die Handhabung von Nanopulvern erfordert strenge Sicherheitsprotokolle, die über die der herkömmlichen Pulver hinausgehen.

• Pyrophorität und Explosivität: Ultrafeine Metallpulver werden häufighoch pyrophorisch. sie können bei Luftbelastung selbst entflammen.inerte Atmosphäre(z. B. in einem mit Argon gefüllten Handschuhkasten).
• Gesundheitsgefahr (Nanotoxikologie): Nanopartikel können eingeatmet werden, durch biologische Barrieren dringen und erhebliche, noch nicht vollständig erkannte Gesundheitsrisiken darstellen.
  • Richtige technische Kontrollen: Biosicherheitsschränke oder Handschuhkästen der Klasse II oder III.
  • Persönliche Schutzausrüstung (PPE): Atemschutzgeräte mit P100-Filtern, Handschuhe und Labormantel.
• Aufbewahrung: In versiegelten, mit inertem Gas gefüllten Behältern, die eindeutig als Nanomaterial und pyrophoric gekennzeichnet sind.

Bei der Arbeit mit diesem Material messen die Forscher typischerweise:

• Partikelgröße und Morphologie: Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), Scanningelektronenmikroskopie (SEM), dynamische Lichtstreuung (DLS).
• Oberflächenanalyse nach Brunauer-Emmett-Teller (BET).
• Kristalline Struktur: Röntgendiffraktion (XRD).
• Chemische Zusammensetzung: Induktiv gekoppelte Plasmaspektroskopie (ICP), energiespritzende Röntgenspektroskopie (EDS).
• Sinterverhalten: Dilatometrie zur Untersuchung der Schrumpfung beim Erhitzen.