유리나노세라믹

빛의 파장에 대한 결정립의 크기에 따라 유리 세라믹은 투명(예: 나노스케일 결정립) 또는 불투명(예: 마이크로스케일 결정립)하도록 설계될 수 있습니다.

모든 재료 시스템을 강화하는 데 있어서는 필수적인 디자인 단서를 자연에서 찾아야 합니다.

자연은 항상 어떤 반응이나 주어진 사건이 발생하는 데 필요한 에너지를 낮추려고 합니다. 이를 염두에 두고, 이 효과를 이용해 주어진 프로세스가 시작되고 전파되기 어렵게 만들 수 있습니다. 유리의 경우 균열이 형성되고 전파됩니다. 재료에 하중이 가해지면 재료에 많은 양의 에너지가 전달되어 재료가 이제 이 에너지에 반응해야 하는 상황이 만들어집니다. 탄성 한계를 넘어선 유리나 세라믹과 같은 취성 재료는 일반적으로 균열 형성과 같은 새로운 표면을 형성하여 이 에너지를 소산합니다.

유리-나노세라믹은 유리의 파괴 인성을 향상시키는 다양한 유익한 특성을 제공합니다. 초미세하고 잘 분산된 나노결정체의 물리적 존재는 균열 전파를 금지하는 역할을 합니다. 이는 전파되는 균열이 나노결정 계면을 만날 때마다 균열이 나노결정 주위로 이동하거나 결정체 상 자체를 통해 새로운 균열을 시작하기 위해 전파 방향을 변경해야 하기 때문입니다.

그러나 나노결정이 결정 격자 내에서 결정립 경계 형성을 제한할 만큼 충분히 작을 때 단층 부위의 가능성은 더욱 제한됩니다. 사물의 자연적 과정에 대한 이러한 좌절은 균열 전파를 위한 경로의 형성이 에너지적으로 불리한 시나리오로 이어지고 파괴가 제한되거나 완전히 금지되는 엄청난 에너지 장벽을 생성합니다.

더 가벼운 무게로 높은 강도

유리에 주입된 나노세라믹 결정(유리 나노세라믹) 주변 및 내부에서 균열의 전파가 상당히 제한되려면 다음과 같은 기본 사항이 필수적입니다.

• 유리 매트릭스 내에서 나노 세라믹 결정의 균일하고 밀도 있는 분산이 중요합니다.

• 나노 세라믹 결정은 자체 내에서 결정립계 형성을 최소화하거나 방지하기 위해 치수가 20nm보다 훨씬 낮아야 합니다.

• 나노 세라믹 결정 구성은 유리에 다양한 기능(예: 화학적, 광학적, 전기적 특성)을 부여하여 내구성을 얻고 유지하도록 해야 합니다.

유리 나노세라믹 매트릭스 나노복합체를 제조하는 동안 마주치는 주요 과제는 나노크리스털의 균일한 분산을 달성하는 능력입니다. 특히 무거운 하중에 사용되는 대형 나노입자(종종 > 30nm 크기)의 마이크로미터 크기 덩어리 응집은 다른 영역에 존재하는 강화 입자의 수가 적고 응집물이 결함 센터 역할을 할 수 있기 때문에 유리의 열적 및 기계적 특성에 부정적인 영향을 미치는 경향이 있습니다. 이는 유리 복합재의 구조적 파손으로 이어지는 균열 개시제 역할을 할 수 있습니다.

나노 세라믹 입자 크기 제어가 중요합니다

나노 세라믹 입자 크기를 20nm 이하로 줄이면 결정립계에 쌓이는 전위 수에 영향을 미치고 나노 세라믹의 항복 강도, 즉 변형이 시작되기 전에 나노 세라믹 결정이 견딜 수 있는 최대 응력을 향상시킬 수 있습니다.

유리 매트릭스 내에 상당한 양의 나노 세라믹을 분산시키면 유리 매트릭스 내에 고밀도의 보강 사이트를 얻을 수 있습니다. 초미립 나노 세라믹 입자를 사용하면 쉽습니다. 입자 크기가 감소함에 따라 재료의 단위 부피 내에 존재하는 평균 수가 기하급수적으로 증가하기 때문입니다. 예를 들어 1um 크기의 세라믹 입자는 약 1,000개의 1nm 크기의 나노 세라믹 입자로 대체될 수 있습니다. 즉, 부피와 질량이 적으면 유리 매트릭스 내에서 나노 세라믹 입자의 고밀도 분포를 얻을 수 있으며, 미크로화되거나 더 큰(>20nm) 입자로 얻은 것보다 상당히 낮은 용량으로 얻을 수 있습니다.

화학적 나노 강화 유리

유리 파손은 필연적으로 나노스케일(즉, 결합 파괴)에서 시작됩니다. 화학적 강화는 유리 표면에 높은 압축 응력을 통합하여 강도를 개선하는 매우 효과적인 방법입니다. 나노스케일 수준에서 유리의 위상 최적화 설계는 다양한 조성의 나노 세라믹 결정을 사용하여 달성할 수 있으며, 나노 세라믹 결정 치수 이점과 결합하여 유리 표면에 적용된 에너지가 유리 자체 내에서 균열이 형성되는 것이 아니라 압입기 주변의 국부적 밀도화를 통해 소산되도록 할 수 있습니다.

20nm 미만의 나노 세라믹 결정 설계 및 제조에 대한 핵심 전문 지식을 바탕으로 NANOARC는 유리 산업이 화학적 및 구조적 내구성 측면에서 유리 성능의 한계를 뛰어넘는 데 도움을 줄 수 있는 좋은 위치에 있습니다. 나노소재 설계 프로세스의 일부로 나노 다형성 사업을 수행하면서 제조업체가 화학적 호환성 문제 없이 원활하게 제품을 채택할 수 있도록 합니다.

우리의 솔루션

당사의 솔루션은 신중하게 선택된 화학 조성을 가진 고표면적 나노파우더, 양자 효과의 이점을 얻기 위해 전략적으로 선택된 나노입자 크기, 재정의된 결정 구조로 구성되어 나노 아키텍처의 강점을 활용하여 독특하고 강화된 기능을 제공합니다.

원자적으로 아키텍처된 초미세 나노파우더를 통해 다음과 같은 기능 증강을 통해 고성능 유리 시스템을 개발할 수 있습니다.

• 향상된 현미경 및 에너지 수확을 위한 향상된 광학 투명도

• 맞춤형 광학 특성

• 더 가벼운 무게와 낮은 다공성에서 더 높은 기계적 강도

• 에너지 보존을 위한 향상된 열 전달

• 얼룩 방지

• 투명성을 갖춘 UV 필터링

• 광 활성화가 필요 없는 항균 및 항진균 보호

• 이온화 핵 방사선 감쇠