Υπερλεπτή Νανοκονία 316L από Ανοξείδωτο Χάλυβα για Επιστημονική Έρευνα

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)Χαρακτηρίζεται από την εξαιρετικά μεγάλη επιφάνεια και τα μοναδικά φαινόμενα νανοκλίμακας.

Μέγεθος σωματιδίων:Συνήθως προσδιορίζεται ωςD50 < 1 μm (1000 nm)Οι αληθινές νανοσκύκλες θα έχουν D50 < 100 nm.

Μπορεί να διαφέρει ανάλογα με τη μέθοδο σύνθεσης.

• Σφαιρικό: Ιδανικό για συσκευασία και ομοιόμορφη συγκόλληση.
• Σφαιρίδιο: Χρησιμοποιείται σε αγωγούς μελάνες και επικαλύψεις.
• Ακανόνιστο: Μπορεί να προκύψει από ορισμένες χημικές μεθόδους.

Βασική ιδιότητα - Σχέση υψηλής επιφάνειας προς όγκο:Αυτό είναι το πιο κρίσιμο διαχωριστικό από τις συμβατικές σκόνες. αυξάνει δραστικά την χημική αντιδραστικότητα, μειώνει τις θερμοκρασίες συγκόλλησης και μπορεί να αλλάξει μαγνητική, καταλυτική,και μηχανικές ιδιότητες.

Η παραγωγή σκόνης νανο 316L είναι περίπλοκη και δαπανηρή, συχνά γίνεται σε μικρές παρτίδες για έρευνα.

• Σύνθεση Sol-Gel: Τα πρόδρομα μετάλλων (αλάτια Fe, Cr, Ni, Mo) διαλύονται, ζελιώνονται και στη συνέχεια μειώνονται κάτω από υδρογόνο σε υψηλές θερμοκρασίες για να σχηματίσουν το σκόνη κράματος.Επιτρέπει εξαιρετική χημική ομοιογένεια.
• Χημική μείωση: Τα άλατα των συνιστώμενων μετάλλων μειώνονται σε υγρό διάλυμα χρησιμοποιώντας ισχυρό μείζον παράγοντα.

• Λάιζερ αφαίρεση: Ένας χύδης στόχος 316L εξατμίζεται από ένα λέιζερ υψηλής ισχύος σε ελεγχόμενη ατμόσφαιρα (π.χ. άργονου).σφαιρικές σκόνες.
• Η σπινθήρα διαβρώνει το υλικό, δημιουργώντας λεπτά σφαιρικά σωματίδια.
• Προηγμένη ατομικοποίηση αερίων με εξαιρετικά λεπτή ταξινόμηση: Η εξειδικευμένη ατομικοποίηση αερίων μπορεί να παράγει ένα μικρό κλάσμα υπερλεπτής σκόνης,το οποίο στη συνέχεια διαχωρίζεται σχολαστικά με τη χρήση κυκλώνων ή ταξινόμησης.

Οι μοναδικές ιδιότητες της σκόνης νανο 316L ανοίγουν πόρτες σε νέους τομείς έρευνας:

• Μελέτες συγκόλλησης: Ερευνές για τους μηχανισμούςΣυσσωματωτική συγκόλληση (FAST/SPS)ήΣυσσωρεύσεις με φλαςσε δραματικά μειωμένες θερμοκρασίες και χρόνοι λόγω της υψηλής κινητήριας δύναμης για την πυκνώ­ση.
• Μελέτες για την επίδραση μεγέθους: Εξερεύνηση του τρόπου με τον οποίο οι μηχανικές ιδιότητες (σκληρότητα, δύναμη απόδοσης), η μαγνητική συμπεριφορά και η διάχυση αλλάζουν σε νανοκλίμακα.

• Τυποποίηση με ένεση νανομεταλλικών (Nano-MIM): Ανάπτυξη μικροσυστατικών με εξαιρετικά λεπτά χαρακτηριστικά και εξαιρετικά απαλή επιφάνεια για μικροηλεκτρομηχανικά συστήματα (MEMS) και μικρορορομποτική.
• Κατασκευή νανοδομημένων χύδην υλικών: Συγκέντρωση νανοσωματιδίων για τη δημιουργία χύδην συστατικών με μικροδομές με νανοσωματίδια, οι οποίες μπορούν να επιδεικνύουν εξαιρετική αντοχή και αντοχή στην ακτινοβολία.

• Παροχή φαρμάκων και υπερθερμία: Λειτουργία των νανοσωματιδίων για την προσκόλληση θεραπευτικών φαρμάκων.Οι μαγνητικές τους ιδιότητες τους επιτρέπουν να καθοδηγούνται σε ένα στόχο και να θερμαίνονται από εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο για τη θεραπεία του καρκίνου (μαγνητική υπερθερμία).
• Βιο-εικόνα: Χρησιμοποιώντας νανοσωματίδια ως αντιδιαστολείς για προηγμένες τεχνικές απεικόνισης όπως η μαγνητική τομογραφία.
• Νανοδομημένες επικάλυψεις εμφυτευμάτων: Δημιουργία βιοσυμβατών, αντιβακτηριακών και βελτιωμένων οστεοενσωματωτικών επικάλυψεων σε συμβατικά εμφυτεύματα.

• Υποστήριξη καταλύτη: Χρησιμοποιώντας την υψηλή επιφάνεια ως υποστήριξη για άλλα καταλυτικά υλικά σε αντιδράσεις όπως η εξέλιξη του υδρογόνου ή η μείωση του οξυγόνου.
• Έρευνα για μπαταρίες και κυψέλες καυσίμου: Έρευνα για τη χρήση της ως αγωγού πρόσθετου ή καταλύτη σε συσκευές αποθήκευσης και μετατροπής ενέργειας επόμενης γενιάς.

Ο χειρισμός των νανο-κονδυλών απαιτεί αυστηρά πρωτόκολλα ασφαλείας πέρα από εκείνα των συμβατικών σκόνης.

• Πυροφορικότητα και εκρηκτικότητα: Οι υπερλεπτές μεταλλικές σκόνες χρησιμοποιούνται συχνάυψηλής πυροφορίας- μπορούν να αναφλέξουν αυθόρμητα όταν εκτίθενται στον αέρα.αδρανής ατμόσφαιρα(π.χ. σε ένα κουτί με γάντια γεμάτο αργάνιο).
• Κίνδυνος για την υγεία (νανοτοξικολογία): Τα νανοσωματίδια μπορούν να εισπνέονται, να διεισδύουν σε βιολογικά εμπόδια και να παρουσιάζουν σημαντικούς, ακόμη μη πλήρως κατανοητούς, κινδύνους για την υγεία.
  • Ορθοί μηχανικοί έλεγχοι: Θηρακίδες ή γάντια βιοασφάλειας κλάσης II ή III.
  • Προσωπικός Προστατευτικός Εξοπλισμός (ΠΠΕ): Αναπνευστικά με φίλτρα P100, γάντια και παλτό εργαστηρίου.
• Αποθήκευση: Πρέπει να φυλάσσεται σε σφραγισμένα δοχεία γεμάτα αδρανές αέρια, με σαφή σήμανση ότι είναι νανοϋλικά και πυροφορικά.

Όταν εργάζονται με αυτό το υλικό, οι ερευνητές συνήθως μετρούν:

• Μέγεθος σωματιδίων και μορφολογία: Ηλεκτρονική μικροσκόπηση μετάδοσης (TEM), Ηλεκτρονική μικροσκόπηση σάρωσης (SEM), Δυναμική διάχυση φωτός (DLS).
• Επιφανειακή έκταση: ανάλυση επιφάνειας Brunauer-Emmett-Teller (BET).
• Κρυσταλλική δομή: Διαθλασμός ακτίνων Χ (XRD).
• Χημική σύνθεση: Φασματοσκόπηση με επαγωγικά συνδεδεμένο πλάσμα (ICP), Φασματοσκόπηση ακτίνων Χ με διάσπαση ενέργειας (EDS).
• Συμπεριφορά συντριβής: Διλατομετρία για τη μελέτη της συρρίκνωσης κατά την θέρμανση.