Upload
skoczylas89
View
1.708
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
Nanomateriałyogólna charakterystyka
Wojciech Skoczylas M2L13
Plan prezentacji• Czym są nanomateriały• Najważniejsze cechy• Podział• Podsumowanie
Rys.1 Nanomateriały: od góry nanotytan, nanorurka węglowa, nanoceramika
Czym są nanomateriały
Nanomateriałem nazywamy materiał, którego struktura została ukształtowana na poziomie elementów o wymiarach nieprzekraczających 100nm
Rys.2 Przedział rozmiarów manometrycznych w porównaniu z rozmiarami
Najważniejsze cechy-Wymiar minimalny 100nm
-zwiększenie właściwości mechanicznych (stopy metali)
-wzrost odporności korozyjnej (stopy metali)
-odchudzenie konstrukcji
-wzrost odporności na pełzanie (mat. ceramiczne)
-zwiększenie odporności na ścieranie (mat. polimerowe)
-zwiększenie właściwości ślizgowych (mat. polimerowe)
Przykładowo: wytrzymałość miedzi o mikrostrukturze z ziarnami o
wymiarach ziaren 50μm wynosi 0,4 GPa, natomiast dla ziarna o
wielkości rzędu 8 nm wzrasta 5-krotnie.
Podział• Ze względu na kształt ziaren materiału
nanokrystalicznego wyróżnia się trzy grupy materiałów:
• słupkowe - ziarna mają kształt słupków o średnicy nanometrycznej (układy jednowymiarowe)
• warstwowe - ziarna mają kształt płaski o grubości nanometrycznej (układy dwuwymiarowe)
• równoosiowe - ziarna mają kształt zbliżony do kuli o średnicy nanometrycznej (układy trójwymiarowe)
Rys. 4 Schemat podziału nanomateriałów krystalicznych ze względu na kształt ziarna-struktury: a)słupkowa, b)warstwowa, c)równoosiowa
Rodzaje nanomateriałów
Rys. 5 Rodzaje nanomateriałów
Nanometale
Foto książka i to omówienie moje
Rys. 6 Struktura stopu aluminium 7475 o średniej średnicy ziaren 70μm i 70nm
Wzrost właściwości wytrzymałościowych poprzez rozdrobnienie ziaren jest wręcz imponujący, np. dla aluminium umocnionym przez zgniot wartość Re wynosi 150MP, natomiast jeśli ziarno zostanie rozdrobnione do wielkości 25 nm, Re rośnie do 500MPa.
NanoproszkiNanoproszki są to drobinki substancji stałych o wielkości poniżej 100nm. W praktyce granica ta jest przesunięta i wynosi około 10nm.
Rys. 7 Przykłady zastosowania nanoproszków: farby, kremy nanoproszki luminescencyjne do diagnostyki medycznej
NanokompozytyNanokompozyty, podobnie jak kompozyty konwencjonalne, składają się co najmniej z dwóch składników, z tym że co najmniej jeden z nich ma rozmiary w skali nanometrycznej.
Rys. 8 Różne nanonapełniacze nanokompozytów
Rys. 9 Obraz SEM nanokompozytu diament-Zn
NanowłóknaNanowłóknami nazywamy włókna o bardzo małych średnicach, wynoszących około 50- 500nm.
Rys. 10 Nanowłókna węglika krzemu SiC
Rys. 11 Porównanie wielkości ludzkiego pojedyńczego włosa z wielkością nanowłókien
Nanorurki węglowe
Rys. 12Obraz SEM splątanych nanorurek węglowych
Rys. 13 Struktury jednościennej nanorurki węglowej
Przykłady zastosowań
Rys. 14 Przykłady zastosowań: miniaturowe urządzenia elektromechaniczne MEMS, endoprotezy, noże ceramiczne, wiertła, diody
PodsumowanieNanotechnologia uważana jest za kluczową technologię XXI wieku. Oferuje ona możliwe
rozwiązania wielu bieżących problemów, dostarczając mniejszych, lżejszych, szybszych i bardziej wydajnych materiałów, podzespołów
i systemów. Nanotechnologia jest źródłem nowych szans rynkowych oraz w znacznym
stopniu może przyczynić się do ochrony środowiska i zdrowia.