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Nanopartikel: Lasergenerierte Herstellung keramischer Nanopartikel-Aerosole


Nanopartikel: Lasergenerierte Herstellung keramischer Nanopartikel-Aerosole


1. Aufl.

von: Ingmar Zink

34,99 €

Verlag: Diplomica
Format: PDF
Veröffentl.: 01.07.2010
ISBN/EAN: 9783836644822
Sprache: deutsch

Dieses eBook enthält ein Wasserzeichen.

Beschreibungen

Nanopartikel zeichnen sich durch ihre geringe Groe und somit groe spezifische Oberflache aus. Eigenschaften wie die chemische Reaktivitat oder die Sinteraktivitat werden im Wesentlichen durch die Groen- und Oberflachenverteilungen der Partikel bestimmt. Aufgrund dieser Eigenschaften orientiert sich die Herstellung von Nanopartikeln an den Groenverteilungen und der Form der generierten Partikel. In diesem Buch wird intensiv das LAVA-Verfahren als Herstellungsmethode behandelt. Fr diesen Prozess charakteristisch ist die Entstehung der Partikel aus der Gasphase in einem Nukleations- bzw. Trgergas. Der Bildungs- und Wachstumsprozess der Nanopartikel wird durch die Mechanismen Nukleation und Koagulation erklrt. Diese im Detail zu untersuchenden Mechanismen beschreiben im Wesentlichen den Prozess der Partikelbildung aus der Gasphase des verdampften Ausgangsmaterials (Nukleation) ber das Partikelwachstum in der flssigen Phase (Koagulation) bis hin zum festen Primrpartikel bei Raumtemperatur und Normaldruck. Mit der Entstehung fester Partikel ist der Herstellungsprozess jedoch noch nicht abgeschlossen. Die entstandenen Nanopartikel knnen sich durch van-der-Waals-Krfte aneinander lagern (Agglomeration). uere Krfte knnen die Struktur der aus den hergestellten Nanopartikeln sich bildenden Agglomerate immer wieder beeinflussen und verndern. Dieser Umstand spielt vor allem bei der messtechnischen Erfassung eine essenzielle Rolle und muss bei experimentellen Messungen bercksichtigt werden. Eine eindeutige aber messtechnisch nur schwer zugngliche Eigenschaft ist die Gre der Primrpartikel. Deren Verteilungen bezglich ihrer Gre und ihrer Oberflche bestimmen im Wesentlichen die physikalischen Eigenschaften und chemischen Aktivitten des Nanopulvers. Der im Rahmen dieser Abhandlung ausfhrlich untersuchte Bildungs- und Wachstumsprozess von Nanopartikeln erfolgt beim LAVA-Verfahren whrend der Verdampfung von grobkrnigen Ausgangspulvern. Als Laserstrahlquelle dient ein Kohlenstoffdioxid- (CO2-) Laser. Als Materialien werden die technischen Keramiken Titandioxid (TiO2), Zirkoniumdioxid (ZrO2) sowie Aluminiumoxid (Al2O3) untersucht. Die aus den verwendeten Grundstoffen hergestellten Hochleistungskeramiken sind wichtige technische Materialien mit vielfltigen Einsatzfeldern in Maschinenbau, Medizintechnik und Umwelttechnologie. Da die Grenverteilungen der Primrpartikel die physikalischen Eigenschaften und die chemischen Aktivitten des synthetisierten Pulvers bestimmen, sollte eine Aufgabe dieser Untersuchungen sein, die Grenverteilungen der Nanopartikel reproduzierbar und unter Varianz verschiedener Prozessparameter gezielt beeinflussen zu knnen.

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