Ein durchschnittliches Nanopartikel (Ø 20 nm) verhält sich größenmäßig zu einem Fußball (Ø 22 cm), wie dieser zu(r) ... ? Bitte nennen Sie hier das nächst größere Objekt, mit dem der Fußball verglichen werden müsste, um dieselbe Größenrelation wie zwischen dem Nanopartikel und dem Fußball darzustellen!
Erde -> Ø ~10^8m
Um welche Größenordnung handelt es sich bei einem „Nanometer“? hinsichtlich der SI- Einheiten?
1 nm = 1 x 10^-9 m (ein Milliardstel Meter)
Wo liegt der fest definierte Nanobereich?
von 1 nm bis 100 nm (10⁻⁹ m bis 10⁻⁷ m)
Wie heißt der Bereich, der sich am unteren Ende des Nanobereichs anschließt und wie ist der Bereich definiert ?
Picobereich
von 1 pm/ 0,1 nm bis 1 nm (10⁻¹² m bis 10⁻⁹ m)
Wie heißt der Bereich, der sich am oberen Ende des Nanobereichs anschließt und wie ist der Bereich definiert ?
Submikrobereich
von 100 nm bis 1 µm (10⁻⁷ m bis 10⁻⁶ m)
Erkläre den Quantenmechanischen Effekt der beim Rastertunnelmikroskop (RTM) eingesetzt wurde, womit erstmalig Atomare Strukturen von Materialien sichtbar gemacht werden konnten?
Der Rastertunnelmikroskop nutzt den quantenmechanischen Tunnel-Effekt
Elektronen überwinden eine dünne Vakuumbarriere zwischen Spitze und Oberfläche
Der dabei entstehende Tunnelstrom hängt exponentiell vom Abstand ab und ermöglicht so die Abbildung einzelner Atome
Welche besonderen Eigenschaften haben Nanowerkstoffe bezüglich Quanteneffekte, ihrer Oberfläche und ihres Reaktionsverhaltens?
mehr Zustände durch Quanteneffekte
Oberfläche
Großer Anteil an oberflächennahen Atomen
hohe Adsorptionsfähigkeit
hohe thermo-chemische Oberflächenreaktivität
starkes Adhäsions- und Kohäsionsbestreben
veränderte zwischenmolekulare Wechselwirkungen
Reaktionen
kurze Diffusionswege, hohe Triebkräfte
stark unterschiedliches thermodynamisches Verhalten
anderer thermodynamischer Gleichgewichtszustand bei Herstellung der Nanowerkstoffe
Welche zwei antagonistischen Kräfte bestimmen das Verhalten von Pulverpartikeln in Abhängigkeit von ihrer Größe?
Gravitation (Gewichtskraft)
Oberflächenkräfte (z. B. Van-der-Waals-Kräfte)
Wozu führen steigende Oberflächenwechselwirkungen (Van-der-Waals Kräfte) bei zunehmender Verkleinerung der Partikelgröße?
führt zu verstärkten Anziehung der Partikel untereinander
erhöht das Risiko einer Agglomerat-/Aggregatbildung
Nennen und unterscheiden Sie zwei Sekundärstrukturen von Partikeln
Agglomerate
Ansammlung schwach gebundener Partikel oder Aggregate bzw. Gemische der beiden
Gesamtoberfläche ähnlich der Summe der Oberflächen der einzelnen Bestandteile ist
Aggregate
fest gebundene oder verschmolzene Partikel
Gesamtoberfläche wesentlich kleiner als die Summe der Oberflächen der einzelnen Bestandteile
Durch welchen Zusatz von Nanopartikeln kommt es zu einer Verbesserung der Fließfähigkeit feiner CoNiCrAlY-Pulvern beim thermischen Spritzen?
Nanopartikel aus pyrogenem (p-)SiO2
Durch welche Wirkung von (p-)SiO2-Nanopartikeln kann die Fließfähigkeit feiner CoNiCrAlY-Pulver (8 µm) deutlich verbessert werden?
p-SiO2 Nanopartikel (50 nm) wirken als festes Schmiermittel zwischen CoNiCrAlY-Partikeln
Wie hoch sollte der Anteil der (p-)SiO2-Nanopartikel etwa liegen?
Zusatz von geringen Mengen (~ 2 Gew.-%) (p-)SiO2 als Fließhilfsmittel
Mit welchen Trägern kommt es zu einer Verbesserung der Fließfähigkeit von feinen Pulvern < 5 µm ?
Keramische Träger
Welcher Werkstoff wird zur Verbesserung der Fließfähigkeit bei feinen Pulvern als keramischer Träger eingesetzt?
Cristobalit
Wie hoch sollte der Anteil von Cristobalit liegen um eine Fließverbesserung zu bewirken ?
Zwischen 0,1 - 0,4 Gew. -%.
Welchen Effekt hat die Nutzung des keramischen Trägers auf die Agglomeratbildung?
führt zu einem periodischen Aufbrechen der Agglomerate wodurch die Fließfähigkeit des Pulvers verbessert wird
Wofür steht die Silbe „nano“ etymologisch (Wortherkunft)?
„Nano“ kommt aus dem Griechischen: „nanos“ , Bedeutung: „Zwerg“
steht für eine Größenordnung bedeutet eine Milliardstel
Wo nutzt man den Begriff ‘Nano’?
Nanotechnologie
Nanowerkstoffe
Systeme und Materialien im Nanometerbereich
Warum wird der Begriff “nano” gerne benutzt?
steht für moderne Hochtechnologie, neue Funktionen und innovative Produkte
starke Marketingwirkung
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