GLAS - NANOKERAMIK

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Obwohl Glas als einfaches Material wahrgenommen wird, trägt es wesentlich zum Fortschritt der Gesellschaft bei und hat in verschiedenen Bereichen wie Medizin, Elektronik, Hochgeschwindigkeitskommunikation, Architektur und Transportwesen zu einem entscheidenden Fortschritt geführt.

Dank der flexiblen Zusammensetzung von Glas können seine Eigenschaften für eine breite Palette von Anwendungen fein abgestimmt werden. Im Zentrum der Leistungsverbesserung von Glas steht jedoch, auch wenn dies bisher nicht bekannt war, ein wichtiger Vorteil, der bereits im 4. Jahrhundert mit dem berühmten Lycurgus-Becher eingeführt wurde: die Nanotechnologie.

DIE NOTWENDIGKEIT DER NANOTECHNOLOGIE

Die Festigkeit/Zähigkeit eines Materials ist ein Maß für das Ausmaß, in dem es Energie absorbieren oder verformt werden kann, ohne zu zerbrechen. Auch wenn Glas derzeit durch oberflächliche Behandlungen wie chemische Beschichtungen verstärkt wird, bleibt die allgemeine Sprödigkeit des zugrundeliegenden Glases selbst ein Problem, das mit mehr chirurgischer Präzision angegangen werden sollte.

Die Notwendigkeit besteht daher darin, Glassysteme zu schaffen, bei denen die gewünschte (Multi-)Funktionalität nicht auf eine Oberflächenbeschichtung beschränkt ist, die mit der Zeit zerkratzt oder verwittert, wenn sie den Elementen ausgesetzt wird, sondern das Glasprodukt die funktionellen Merkmale als integralen Bestandteil des Glasverbunds trägt. 

Um dies zu erreichen und gleichzeitig das Glassystem gegen Bruch zu verstärken, sind ultrafeine Nanomaterialien in Quantenphasen (d. h. unter 20 nm) sehr nützlich, da sie in winzigen Dosen eingearbeitet werden können und gleichzeitig die erforderliche Funktionalität unter einem breiten Spektrum von Betriebsbedingungen gewährleisten.

NANO-SCHNITTSTELLE MIT DÜNENSAND

Es herrscht ein weltweiter Mangel an Flussbett- und Strandsand, um die globale Nachfrage der Glas- und Bauindustrie zu decken. Flussbetten und Strände werden freigelegt, Ackerland und Wälder werden zerstört, um an den Rohstoff zu gelangen.

Ökosysteme werden aus Mangel an Einfallsreichtum zerstört, in einer Welt, in der es keinen Mangel an Wüstensand gibt, der im Allgemeinen als „nutzlos“ gilt.

Wüstensand braucht einfach die richtige Materialschnittstelle, um ihn nutzbar zu machen. Quant-Ceramics bietet die Lösungen dafür.


GRUNDLEGENDE HERAUSFORDERUNGEN

Kieselsäure ist ein wichtiger Bestandteil bei der Glasherstellung, da sie die Festigkeit, Klarheit und Farbe des Glases bestimmt. Die Reinheit und Konsistenz des zur Glasherstellung verwendeten Quarzsandes ist entscheidend, um sicherzustellen, dass das Endprodukt die gewünschten Eigenschaften aufweist. Mit den richtigen (Nano-)Zusätzen hergestellt, sind bei einem aus Wüstensandbestandteilen hergestellten Glas ein Elastizitätsmodul von >70 GPa und eine Biegefestigkeit von >45 MPa erreichbar.

Die anfängliche Reinheit der Kieselsäure beträgt 52,1 Gewichtsprozent für Wüstensand, 39,3 Gewichtsprozent für Flusssand und 35,8 Gewichtsprozent für Seesand.

Einige Wüstensande können jedoch über 90 Gewichtsprozent Kieselsäure enthalten, wodurch sie bei höheren Temperaturen schmelzen als Sand mit < 50 Gewichtsprozent Kieselsäure, der bei Temperaturen unter 1650 Grad Celsius schmelzen kann.

Wüstensand wird jedoch normalerweise nicht zur Glasherstellung verwendet, da seine abgerundeten, glatten Körner durch Winderosion entstehen, was es schwierig macht, die Sandpartikel bei den hohen Temperaturen, die zur Glasherstellung erforderlich sind, miteinander zu verbinden.

NANOARC ist ein Nanotechnologieunternehmen, das sich auf die Entwicklung und Herstellung von Lösungen spezialisiert hat, die von der Natur inspiriert sind. Was wir von der Natur wissen, ist Folgendes: Es gibt Rauheiten im Mikromaßstab, an denen die meisten Organismen und Substanzen haften können, wie Klettverschluss an einer Oberfläche. Dann gibt es Rauheiten im Nanomaßstab, die so klein sind, dass die meisten Organismen und Substanzen nicht an einer solchen Oberfläche haften können.

Wüstensand ist eine dieser Oberflächen mit ultraniedriger Rauheit im Nanomaßstab.


DIE QUANTKERAMISCHE SCHNITTSTELLE

Grundsätzlich wird die Materialbindung mehr durch Van-der-Waals-Kräfte als durch physikalische Wechselwirkungen angetrieben.

Um Wüstensand zu binden, werden Quantenmaterialien mit Partikelgrößen nahe der nanoskopischen Rauheit von Wüstensand benötigt, um auf atomarer Ebene besser „spüren“ und als bindende Schnittstelle fungieren zu können, um mit Wüstensand stärkeres, klareres und leistungsfähigeres Glas zu bilden.

Der Geckofuß hat eine dichte Anordnung nanoskopischer Filamente, die ihm helfen, mit Van-der-Waals-Kräften zu interagieren und an glatten Oberflächen zu haften, wo andere Tiere dies nicht können.

Quantenkeramische Materialien haben eine ultrahohe spezifische Oberfläche, die es ihnen ermöglicht, sich auf atomarer Ebene mit den Schnittstellen von Wüstensandpartikeln zu verbinden, den Bindungsprozess zu vermitteln und Wüstensand-Glasmaterialien auf eine Weise zu verstärken, die ohne sie nicht möglich wäre.

Aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung und Kristallgitterarchitektur verleihen Quantenkeramische Nanoadditive Glas über die mechanische Festigkeit hinaus Funktionalität wie wirksamen antipathogenen Schutz, UV-Schutz, Dämpfung nuklearer Strahlung, visuelle Transparenz, Wärmemanagement und mehr.

GLAS-NANO-KERAMIK


Je nach Größe der Kristallite im Verhältnis zur Wellenlänge des Lichts können Glaskeramiken entweder transparent (z. B. mit nanoskaligen Kristalliten) oder undurchsichtig (z. B. mit mikroskaligen Kristalliten) sein. 


Die Natur ist immer bestrebt, die Energie für das Eintreten einer Reaktion oder eines bestimmten Ereignisses zu senken. In diesem Sinne ist es möglich, mit diesem Effekt zu spielen, um es einem bestimmten Prozess zu erschweren, in Gang zu kommen und sich auszubreiten. Bei Glas wäre das die Rissbildung und -ausbreitung. Wenn eine Last auf ein Material aufgebracht wird, überträgt sie eine große Menge an Energie auf das Material und schafft eine Situation, in der das Material nun auf diese Energie reagieren muss. Jenseits der Elastizitätsgrenze würde ein sprödes Material wie Glas oder Keramik diese Energie normalerweise durch die Bildung neuer Oberflächen, z. B. durch Rissbildung, abbauen.


Glas-Nanokeramiken bieten eine Vielzahl von vorteilhaften Eigenschaften zur Verbesserung der Bruchzähigkeit von Glas. Das physikalische Vorhandensein von ultrafeinen, gut verteilten Nanokristalliten verhindert die Rissausbreitung.  Wenn ein sich ausbreitender Riss auf eine nanokristalline Grenzfläche trifft, muss der Riss entweder seine Ausbreitungsrichtung ändern, um den Nanokristall zu umgehen, oder einen neuen Riss durch die kristalline Phase selbst initiieren.  


Wenn der Nanokristall jedoch klein genug ist, um sogar die Bildung einer Korngrenze innerhalb seines Kristallgitters zu begrenzen, ist die Wahrscheinlichkeit einer Bruchstelle umso geringer. Eine solche Störung des natürlichen Ablaufs der Dinge schafft eine so große Energiebarriere, dass die Bildung eines Weges für die Rissausbreitung zu einem energetisch ungünstigen Szenario führt und der Bruch eingeschränkt oder gänzlich verhindert wird. 



HOHE FESTIGKEIT BEI GERINGEM GEWICHT


Damit die Ausbreitung eines Risses um und innerhalb eines in Glas eingebetteten nanokeramischen Kristalls (Glas-Nanokeramik) signifikant begrenzt werden kann, sind diese Grundlagen unerlässlich:




Eine große Herausforderung bei der Herstellung von Glas-Nanokeramik-Matrix-Nanokompositen besteht darin, eine homogene Dispersion der darin enthaltenen Nanokristalle zu erreichen.  Mikrometergroße Klumpenagglomerationen, insbesondere von großen Nanopartikeln (oft > 30 nm), die bei schweren Lasten verwendet werden, wirken sich tendenziell negativ auf die thermischen und mechanischen Eigenschaften des Glases aus, da eine geringere Anzahl von Verstärkungspartikeln in anderen Bereichen vorhanden ist und Aggregate als Defektzentren fungieren können, die als Rissauslöser fungieren können, die zu einem strukturellen Versagen des Glasverbunds führen.



KONTROLLE DER PARTIKELGRÖSSE VON NANO-KERAMIK IST WICHTIG


Indem man die Partikelgröße von Nanokeramik deutlich unter 20 nm reduziert, kann man die Anzahl der an einer Korngrenze angehäuften Versetzungen beeinflussen und die Streckgrenze einer Nanokeramik erhöhen, d. h. die maximale Spannung, die der nanokeramische Kristall toleriert, bevor die Verformung einsetzt. 


Verteilt man eine beträchtliche Menge davon in einer Glasmatrix, erhält man eine hohe Dichte an Verstärkungsstellen in einer Glasmatrix. Dies ist bei ultrafeinen Nano-Keramikpartikeln leicht möglich, da die durchschnittliche Anzahl der Partikel in einem Einheitsvolumen exponentiell ansteigt, wenn die Partikelgröße abnimmt. z. B. kann ein 1 um großes Keramikpartikel durch etwa tausend 1 nm große Nano-Keramikpartikel ersetzt werden. Dies bedeutet, dass mit einem geringeren Volumen und einer geringeren Masse eine höhere Dichteverteilung von Nano-Keramikpartikeln in einer Glasmatrix erreicht werden kann, und zwar bei einer deutlich geringeren Dosis als bei mikronisierten oder noch größeren (> 20 nm) Partikeln.


CHEMISCH NANO-GEHÄRTETES GLAS


Glasbruch hat seinen Ursprung zwangsläufig auf der Nanoskala (d. h. Bruch von Verbindungen). Das chemische Vorspannen ist eine sehr wirksame Methode zur Verbesserung der Festigkeit durch Einbringen einer hohen Druckspannung in die Glasoberflächen. Ein topologisch optimiertes Design von Glas im Nanomaßstab kann erreicht werden, indem nanokeramische Kristalle unterschiedlicher Zusammensetzung in Kombination mit den Vorteilen der nanokeramischen Kristalldimensionen verwendet werden, damit die auf eine Glasoberfläche einwirkende Energie durch lokale Verdichtung um einen Eindringling herum abgeleitet werden kann, anstatt durch Rissbildung im Glas selbst.


Mit unserer Kernkompetenz in der Entwicklung und Herstellung von Nano-Keramikkristallen mit einer Größe von weniger als 20 nm ist NANOARC gut positioniert, um der Glasindustrie dabei zu helfen, die Grenzen der Glasleistung in Bezug auf chemische und strukturelle Beständigkeit zu erweitern. Da wir uns im Rahmen unseres Nanomaterial-Designprozesses mit Nanopolymorphismus beschäftigen, können Hersteller unsere Produkte nahtlos und ohne Bedenken hinsichtlich der chemischen Kompatibilität einsetzen.

UNSERE  LÖSUNGEN

Unsere Lösungen bestehen aus Nanopulvern mit großer Oberfläche und sorgfältig ausgewählter chemischer Zusammensetzung, strategisch ausgewählter Nanopartikelgröße, um von Quanteneffekten zu profitieren, und neu definierter Kristallstruktur, um die Kraft der Nanoarchitektur für einzigartige und erhöhte Funktionalität zu nutzen.

Mit unseren ultrafeinen Nanopulvern mit atomarer Architektur ermöglichen wir die Entwicklung von Hochleistungs-Glassystemen mit verbesserten Eigenschaften, wie z. B:

Unsere Nanopulver sind sowohl in ihrer Größe als auch in ihrer Zusammensetzung kundenspezifisch angepasst, so dass ihre unterschiedlichen und einzigartigen Funktionalitäten nahtlos in den Glasherstellungsprozess integriert werden können. Die Nanopulver sorgen auch für Langlebigkeit und ästhetische Bewahrung. Die Zielanwendung kann eine Reihe von Festkörperlaserkomponenten, Bildschirme für Smartphones oder tragbare Geräte, optische Fasern, Linsen für Mikroskope und Kameras, Wellenleiter oder technisch anspruchsvolle Glaswände und Fenster für Solarzellen sein.

PRODUKTE

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UMSETZUNG :  Geben Sie das Nanopulver in der gewünschten Dosierung in Ihr Glasgemisch, dispergieren Sie es gründlich und verfahren Sie dann wie gewohnt.



ABOMODELL: RABATTE UND KOSTENLOSER VERSAND BEI VORBESTELLUNG

 VIERTELJÄHRLICH ( 5 % ) | HALBJÄHRLICH ( 10 % ) | JÄHRLICH ( 15 % )


WIR  LIEFERN  WELTWEIT

QG - C


NANOARCHITEKTUR :  Hohle kugelförmige Nanopartikel < 25 nm 

SPEZIFISCHE OBERFLÄCHE :  38800 m²/kg

FARBE : Weisses Nanopulver 

BRECHUNGSINDEX : 1,59

WÄRMEBESTÄNDIGKEIT : Bis zu 1339 °C (2442°F)


DOSIERUNG :  0,005 - 0,007 Gew.-% der Glasmischung (oder je nach Bedarf für bestimmte Anwendungen)


ANWENDUNGEN : Stabilisator, Nanofüllstoff, Biegefestigkeit, Bruchzähigkeit, Widerstand gegen die Ausbreitung von Mikrorissen, Verbesserung der mechanischen und chemischen Festigkeit des Glaskörpers, Verringerung der Schrumpfung beim Brennen.

PREISE ANSEHEN

MENGE                           |   PREIS


25 gramm (0,88 oz.)      |  €       2.365

250 gramm (8,81 oz.)     |  €    22.000

1 kg (2,2 lb)       |  €    87.000


PREISE FÜR GROSSBESTELLUNGEN : Ab 1 TONNE | KONTAKT  trade@nanoarc.org 

QG-I  FLEX  


NANOARCHITEKTUR : Atomar dünne Platten/Flocken (< 1 nm Dicke)

SPEZIFISCHE OBERFLÄCHE : 63520 m²/kg

FARBE : Weisses Nanopulver

BRECHUNGSINDEX : 2,029

WÄRMEBESTÄNDIGKEIT : Bis zu 1975 °C (3587°F)


DOSIERUNG :  0,001 - 0,003 Gew.-% der Glasmischung (oder nach Bedarf für bestimmte Anwendungen)


ANWENDUNGEN : Verbesserte UV-Filterung, antibakteriell, Antifouling, Korrosionsschutz, Minimierung der Porosität, geringe Wärmeausdehnung und verbesserte mechanische Festigkeit (Druck- und Biegefestigkeit), Nanofüllstoff für Spalten.

PREISE ANSEHEN

MENGE                           |   PREIS


25 gramm (0,88 oz.)      |  €          3.815

250 gramm (8,81 oz.)     |  €       37.000

1 kg (2,2 lb)         |  €      147.000


PREISE FÜR GROSSBESTELLUNGEN : Ab 1 TONNE | KONTAKT  trade@nanoarc.org 

QG - THERM


NANOARCHITEKTUR : Atomar dünne Platten/Flocken (< 1 nm Dicke)

SPEZIFISCHE OBERFLÄCHE : 49550 m²/kg

FARBE : Schwarz/schwarz-braunes Nanopulver

WÄRMEBESTÄNDIGKEIT : Bis zu 1597 °C (2907 °F)

BRECHUNGSINDEX : 2,42


DOSIERUNG :  Je nach Bedarf für bestimmte Anwendungen


ANWENDUNGEN :  Effektiver Wärmetransport, Abschirmung von Gammastrahlung, Absorption von Arsern, Schwermetallen und Antibiotikarückständen.

PREISE ANSEHEN

MENGE                             |   PREIS


25 gramm (0,88 oz.)        |  €           4.125

250 gramm (8,81 oz.)      |  €       40.000

1kg (2,2 lb)               |  €     159.000


PREISE FÜR GROSSBESTELLUNGEN : Ab 1 TONNE | KONTAKT  trade@nanoarc.org 

QG - M


SPEZIFISCHE OBERFLÄCHE : 35930 m²/kg

FARBE : Weisses Nanopulver

BRECHUNGSINDEX : 1,71

WÄRMEBESTÄNDIGKEIT : Bis zu 2852 °C (5166 °F)


DOSIERUNG :  0,003 - 0,005 Gew.-% der Glasmischung (oder je nach Bedarf für bestimmte Anwendungen)


ANWENDUNGEN : Hilft bei der Senkung der Kristallisationstemperatur und erleichtert die Phasenumwandlung von β-Quarz zu β-Spodumen in Lithium-Aluminium-Silikat-Glaskeramik. Wirksames Antipathogen gegen Bakterien, Hefe und Biofilm.

PREISE ANSEHEN

MENGE                             |   PREIS


25 gramm (0,88 oz.)        |  €       2.500

250 gramm (8.81 oz.)      |  €     24.000

1 kg (2,2 lb)         |  €     95.000


PREISE FÜR GROSSBESTELLUNGEN : Ab 1 TONNE | KONTAKT  trade@nanoarc.org 

CERAM QUANT-NEUTRON


NANOARCHITEKTUR : Nanoröhren | < 20 nm Durchmesser

FARBE : Weißes Nanopulver

WÄRMEBESTÄNDIGKEIT : Bis zu  2973 °C (5383 °F)


DOSIERUNG :  Nach Bedarf


ANWENDUNGEN : Weist eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit auf und ist daher eine ideale Wahl für Abstandshalter beim Glasschmelzen. Ermöglicht eine effiziente Wärmeübertragung, um eine gleichmäßige Erwärmung von Glasprodukten sicherzustellen.

Trägt zur Senkung der Entglasungstemperatur von Glas bei, um das Schmelzen zu erleichtern. Es verringert die Viskosität eines Glases bei jeder beliebigen Temperatur, ermöglicht eine einfachere Mischung der Komponenten und lässt Blasen aus dem Glas aufsteigen. Wird es dem Glas zugesetzt, ergibt es ein bruchsicheres Produkt mit geringer Wärmeausdehnung oder -kontraktion.

Es kann verwendet werden, um ultradünne korrosionsbeständige Beschichtungen bereitzustellen, die Neutronendämpfung mit einer dünnen, durchsichtigen/transparenten Schicht zu verbessern, als Hitzeschutzmaterial für die Luft- und Raumfahrtindustrie und Kernkraftwerke sowie für Komponenten von Raketentriebwerken. Hochgeschwindigkeitsschneidwerkzeuge, Transistoren, Kunststoffharz-Dichtungs- und Trockenmittelpolymerzusätze, Hochtemperaturschmiermittel, Isolierung, Hochspannungs-Hochfrequenzstrom, Isolatoren für Plasmalichtbögen, Materialien für Hochfrequenz-Induktionsöfen, Kühlkomponenten, Hochtemperaturkatalysatoren, Verbundglaskeramiken.

PREISE ANSEHEN

MENGE                               |   PREIS


5 gramm (0,17 oz.)               |  €       8.450

50 gramm (1,76 oz.)            |  €     58.495 

1kg (2,2 lb)       |  €    1.111.245


PREISE FÜR GROSSBESTELLUNGEN : Ab 1 TONNE | KONTAKT  trade@nanoarc.org