GLAS - NANOCERAMIC

LICHTGEWICHT  |  FUNCTIONEEL  |  SCHOKBESTENDIG

Glas, hoewel beschouwd als een eenvoudig materiaal, draagt in aanzienlijke mate bij tot de vooruitgang van de samenleving. Het heeft gezorgd voor transformatieve vooruitgang op diverse gebieden, zoals toepassingen in de geneeskunde, elektronica, hogesnelheidscommunicatie, architectuur en vervoer.

Flexibiliteit in de samenstelling van glas maakt het mogelijk de eigenschappen ervan fijn af te stemmen voor een breed scala van toepassingen. Aan de basis van de verbetering van de glasprestaties ligt echter, ook al was dit tot dusver onbekend, een sleutelelement dat reeds in de 4e eeuw, met de befaamde Lycurgusbeker, werd ontdekt - de nanotechnologie.

DE NOODZAAK VAN NANOTECHNOLOGIE

De sterkte/taaiheid van een materiaal is een maat voor de mate waarin het energie kan absorberen en of vervormd kan worden, zonder te breken. Ook al wordt glas momenteel versterkt met oppervlakkige behandelingen zoals chemische coatings, de algehele brosheid van het onderliggende glas zelf blijft een kwestie die met meer chirurgische precisie moet worden aangepakt.

De noodzaak bestaat er dus in glassystemen te creëren waarin de gewenste (multi-)functionaliteit niet beperkt blijft tot een oppervlaktecoating die na verloop van tijd door blootstelling aan de elementen kan worden weggekrast of verweerd, maar waarin het glasproduct de functionele kenmerken draagt als een integraal onderdeel van het glascomposiet. 

Om dit te bereiken en tegelijkertijd het glassysteem te versterken tegen breuk, zijn ultrafijne nanomaterialen met kwantumfasen (d.w.z. minder dan 20 nm) zeer nuttig, omdat zij in minieme doses kunnen worden ingebouwd, terwijl zij onder een breed spectrum van operationele omstandigheden toch de noodzakelijke functionaliteit leveren.

NANO-INTERFACE MET DUINZAND

Er is een wereldwijd tekort aan rivierbedding- en strandzand om te voldoen aan de wereldwijde vraag naar zowel de glas- als de bouwindustrie. Rivierbeddingen en stranden worden kaalgeplukt, waarbij landbouwgronden en bossen worden omgeploegd om de grondstoffen te verkrijgen.

Ecosystemen worden vernietigd door gebrek aan vindingrijkheid, in een wereld zonder tekort aan woestijnzand, dat voornamelijk als "nutteloos" wordt beschouwd.

Woestijnzand heeft simpelweg de juiste materiaalinterface nodig om het levensvatbaar te maken. Quant-Ceramics biedt de oplossingen om precies dat te doen.


BASISLIJN UITDAGINGEN

Silica is een belangrijk onderdeel in de glasproductie omdat het de sterkte, helderheid en kleur van het glas bepaalt. De zuiverheid en consistentie van het silicazand dat wordt gebruikt om glas te maken, is van vitaal belang om ervoor te zorgen dat het eindproduct de gewenste eigenschappen heeft. Geproduceerd met de juiste (nano)additieven, zijn een Young's modulus van >70 GPa en een buigsterkte van >45 MPa haalbaar in een glas dat is geproduceerd uit woestijnzandcomponenten.

De initiële zuiverheid van silica is 52,1 gew.% voor woestijnzand, 39,3 gew.% voor rivierzand en 35,8 gew.% voor zeezand.

Sommige woestijnzanden kunnen echter meer dan 90 gew.% silica bevatten, waardoor het smelt bij hogere temperaturen dan zand met <50 gew.% silicagehalte dat kan smelten bij temperaturen onder 1650 graden Celsius.

Woestijnzand wordt echter doorgaans niet gebruikt voor de productie van glas vanwege de ronde, gladde korrels die zijn gevormd door winderosie, waardoor het moeilijk is om de zanddeeltjes aan elkaar te binden bij de hoge temperaturen die nodig zijn om glas te maken.

NANOARC is een nanotechnologiebedrijf, gespecialiseerd in het ontwerpen en produceren van oplossingen, geïnspireerd door de natuur. Wat we van de natuur begrijpen is dit: er is microscopische ruwheid, waaraan de meeste organismen en stoffen zich kunnen hechten, zoals klittenband op een oppervlak. Dan is er nanoscopische ruwheid, zo klein, dat de meeste organismen en stoffen zich niet aan zo'n oppervlak kunnen hechten.

Woestijnzand is een van zulke oppervlakken met een ultralage nanoscopische oppervlakteruwheid.



DE KWANT-KERAMISCHE INTERFACE

Fundamenteel wordt materiaalbinding meer aangestuurd door van der waals atomaire krachten dan door fysieke interacties.

Om woestijnzand te binden, kwantummaterialen met deeltjesgroottes die dicht bij de nanoscopische ruwheid van woestijnzand liggen, om beter te "voelen" op atomaire schaal en te fungeren als een bindingsinterface, om sterker, helderder, hoogwaardig glas te vormen met woestijnzand.

De voet van de gekko heeft een dichte reeks nanoscopische filamenten, die hem helpen om te interfacen met van der waals krachten en te hechten aan gladde oppervlakken, waar andere dieren dat niet kunnen.

Kwantumkeramische materialen hebben een ultrahoog specifiek oppervlak om ze in staat te stellen om op atomaire schaal in elkaar te grijpen met woestijnzanddeeltjesinterfaces, het bindingsproces te bemiddelen en woestijnzandglasmaterialen te versterken op een manier die zonder hen niet mogelijk zou zijn.

Vanwege de chemische samenstelling en kristalroosterarchitectuur bieden quantkeramische nanoadditieven functionaliteit aan glas, naast mechanische sterkte, zoals effectieve antipathogene bescherming, UV-bescherming, verzwakking van nucleaire straling, met visuele transparantie, thermisch beheer en meer.

GLAS NANO-KERAMIEK


Afhankelijk van de grootte van de kristallieten in verhouding tot de golflengte van het licht, kan glaskeramiek zo worden ontworpen dat het transparant is (bijvoorbeeld bij nanoschaalkristallieten) of ondoorzichtig (bijvoorbeeld bij microschaalkristallieten).


Als het gaat om het versterken van een materiaalsysteem, moet je naar de natuur kijken voor essentiële ontwerpsignalen.


De natuur probeert altijd de energie te verlagen die nodig is voor een reactie of een bepaalde gebeurtenis. Met dit in gedachten is het mogelijk om op dit effect in te spelen, om het moeilijker te maken voor een bepaald proces om te initiëren en zich voort te planten. In glas zou dat scheurvorming en -voortplanting zijn. Wanneer een belasting op een materiaal wordt toegepast, geeft het een grote hoeveelheid energie aan het materiaal, waardoor een situatie ontstaat waarin het materiaal nu op deze energie moet reageren. Buiten de elasticiteitsgrens zou een bros materiaal zoals glas of keramiek deze energie normaal gesproken afvoeren door de vorming van nieuwe oppervlakken, bijvoorbeeld door scheurvorming.


Glas-nanoceramische materialen bieden een veelzijdig scala aan gunstige eigenschappen om de breuktaaiheid van glas te verbeteren. De fysieke aanwezigheid van ultrafijne, goed verspreide nanokristallieten dienen als belemmeringen voor scheurvoortplanting. Dit gebeurt omdat wanneer een voortplantende scheur een nanokristalinterface tegenkomt, de scheur ofwel zijn voortplantingsrichting moet veranderen om rond het nanokristal te bewegen of een nieuwe scheur moet initiëren door de kristallietfase zelf.


Wanneer het nanokristal echter klein genoeg is om zelfs de vorming van een korrelgrens binnen zijn kristalrooster te beperken, is de kans op een breuklocatie des te beperkter. Zo'n frustratie voor het natuurlijke proces van dingen creëert zo'n enorme energiebarrière dat de vorming van een pad voor scheurvoortplanting leidt tot een energetisch ongunstig scenario en breuk wordt beperkt of helemaal verboden.



HOGE STERKTE BIJ MINDER GEWICHT


Om de voortplanting van een scheur rondom en binnen een nanokeramisch kristal dat in glas is verwerkt (glas-nanokeramiek) aanzienlijk te beperken, zijn de volgende basisprincipes essentieel:




Een grote uitdaging die men tegenkomt tijdens de bereiding van nanocomposieten van glas-nanokeramische matrixen, is het vermogen om een ​​homogene dispersie van nanokristallen te bereiken. Micrometergrote klontagglomeratie van met name grote nanodeeltjes (vaak > 30 nm groot) die worden gebruikt bij zware lasten, hebben de neiging om nadelige effecten te genereren op de thermische en mechanische eigenschappen van het glas, omdat er in andere gebieden een kleiner aantal versterkende deeltjes aanwezig is en aggregaten kunnen fungeren als defectcentra, die kunnen fungeren als scheurinitiatoren die leiden tot structureel falen van het glascomposiet.



NANO-KERAMISCHE DEELTJESGROOTTEBEHEERSING IS BELANGRIJK


Door de deeltjesgrootte van nanokeramiek te verkleinen tot ruim onder de 20 nm, kan het aantal dislocaties dat zich op een korrelgrens ophoopt, worden beïnvloed en kan de vloeigrens van een nanokeramiek worden verbeterd. Dat wil zeggen, de maximale spanning die het nanokeramische kristal kan verdragen voordat de vervorming begint.


Verdeel een significante hoeveelheid hiervan binnen een glasmatrix en je verkrijgt een hoge dichtheid van versterkingsplaatsen, binnen een glasmatrix. Dit is eenvoudig met ultrafijne nanokeramische deeltjes omdat het gemiddelde aantal van hen aanwezig binnen een eenheidsvolume materiaal exponentieel toeneemt, naarmate de deeltjesgrootte afneemt. bijvoorbeeld een keramisch deeltje van 1 um kan worden vervangen door ongeveer duizend nanokeramische deeltjes van 1 nm. Dit impliceert dat met minder volume en massa een hogere dichtheidsverdeling van nanokeramische deeltjes kan worden bereikt binnen een glasmatrix, bij een aanzienlijk lagere dosis dan verkregen met gemicroniseerde of zelfs grotere (> 20 nm) deeltjes.


CHEMISCH NANO-GEHARD GLAS


Glasbreuk vindt onvermijdelijk zijn oorsprong op nanoschaal (d.w.z. het breken van verbindingen). Chemisch temperen is een zeer effectieve methode om de sterkte te verbeteren door een hoge drukspanning in de oppervlakken van het glas op te nemen. Een topologisch geoptimaliseerd ontwerp van glas op nanoschaalniveau kan worden bereikt door nanokeramische kristallen van verschillende samenstelling te gebruiken, in combinatie met de voordelen van nanokeramische kristaldimensies, om ervoor te zorgen dat energie die op een glasoppervlak wordt toegepast, wordt afgevoerd door lokale verdichting rond een indringer, in plaats van door scheurvorming in het glas zelf.


Met een kernexpertise in het ontwerp en de productie van nanokeramische kristallen van minder dan 20 nm, is NANOARC goed gepositioneerd om de glasindustrie te helpen de grenzen van glasprestaties te verleggen in termen van chemische en structurele duurzaamheid. Omdat we in de business van nanopolymorfisme zitten als onderdeel van ons nanomateriaalontwerpproces, maken we het voor fabrikanten mogelijk om onze producten naadloos te adopteren, zonder zorgen over chemische compatibiliteit.

ONZE OPLOSSING

Onze oplossingen bestaan uit nanopoeders met een groot oppervlak en een zorgvuldig gekozen chemische samenstelling, strategisch geselecteerde afmetingen van de nanodeeltjes om te profiteren van kwantumeffecten en een nieuwe kristalstructuur, om de kracht van nano-architectuur te benutten, voor unieke en verbeterde functionaliteit. Met onze ultrafijne nanopoeders met atomaire structuur maken wij de ontwikkeling mogelijk van hoogwaardige glassystemen met eigenschappenverbeteringen zoals:



Onze nanopoeders zijn aangepast in zowel grootte als samenstelling, voor de naadloze integratie van hun verschillende en unieke functionaliteiten tijdens het glasproductieproces. De nanopoeders zorgen ook voor duurzaamheid en esthetisch behoud. Of de beoogde toepassing nu een reeks vaste-stoflasercomponenten, schermen voor smartphones of draagbare toestellen, optische vezels, lenzen voor microscopen en camera's, golfgeleiders of technisch veeleisende glaswanden en ramen voor zonnepanelen is. 

PRODUCTEN


Aankopen kunnen worden gedaan per factuur, creditcard en bankoverschrijving

Om een bestelling te plaatsen, neem contact op met trade@nanoarc.org


GEBRUIK : Voeg de nanopoeder(s) in de gewenste dosering toe aan uw glasmengsel, dispergeer grondig en ga vervolgens te werk zoals gewoonlijk.


ABONNEMENTSMODEL : ONTVANG KORTINGEN & GRATIS VERZENDING OP VOORSCHOTAANKOPEN OP GESELECTEERDE PRODUCTEN 

 DRIEMAANDELIJKS ( 5 % ) | TWEEJAARLIJKS ( 10 % ) | JAARLIJKS ( 15 % )

QG-M


HITTEBESTENDIG : Tot 2852 °C (5166 °F)

KLEUR : Wit Nanopoeder

SPECIFIEK OPPERVLAK (BET) : 35930 m²/kg

BREKINGSINDEX : 1,71

DOSERING :  0,005 - 0,007 gew. % van glasmengsel (of zoals nodig voor aangewezen toepassingen)


TOEPASSINGEN : Helpt de kristallisatietemperatuur te verlagen en vergemakkelijkt de fasetransformatie van β-kwarts naar β-spodumeen in lithium-aluminosilicaat glaskeramiek. Effectief antipathogeen tegen bacteriën, gist en biofilm.

BEKIJK PRIJZEN

HOEVEELHEID |  PRIJS


25 gram (0.88 oz.)         |  €      2,500

250 gram (8.81 oz.)       |  €    24,000

1 kg (2,2 lb)     |  €    95.000


Tarieven voor bulkbestellingen : Vanaf 1 Ton | Neem contact op met trade@nanoarc.org 

QG-C


NANOARCHITECTUUR :  <25 nm (0,025 μm) holle halfbolvormige nanodeeltjes

SPECIFIEK OPPERVLAK (BET) : 38800 m²/kg

KLEUR : Wit Nanopoeder

BREKINGSINDEX : 1,59

HITTEBESTENDIG : Tot 1339 °C (2442°F)

DOSERING :  0,003 - 0,005 gew. % van glasmengsel (of zoals nodig voor aangewezen toepassingen)


TOEPASSINGEN : Stabilisator, nanovulstof, buigsterkte, breuktaaiheid, weerstand tegen microscheurgroei, helpt zowel de mechanische als de chemische sterkte van het glaslichaam te verbeteren, vermindert de krimp die het gevolg is van het bakken.

BEKIJK PRIJZEN

HOEVEELHEID         |  PRIJS


25 gram (0.88 oz.)      |  €       2,365

250 gram (8.81 oz.)     |  €    22,000

1 kg (2.2 lb)               |  €    87,000


Tarieven voor bulkbestellingen : Vanaf 1 Ton | Neem contact op met trade@nanoarc.org 

QG-I  FLEX


NANOARCHITECTUUR : Atomisch dunne 2D-vellen (< 1 nm)

SPECIFIEK OPPERVLAK (BET) : 63520 m²/kg

KLEUR : Wit Nanopoeder

BREKINGSINDEX : 2,029

HITTEBESTENDIG : Tot 1975 °C (3587°F)

DOSERING :  0,001 - 0,003 gew. % glasmengsel (of zoals nodig voor aangewezen toepassingen)


TOEPASSINGEN : Verbeterde UV-filtering, antibacterieel, antifouling, anticorrosie, poreusheidsminimalisering, lage thermische uitzettingscoëfficiënt & verbeterd mechanisch (samenpersend & buigend) sterktebeheer, nanovulstof voor spleten.

BEKIJK PRIJZEN

HOEVEELHEID           |  PRIJS


25 gram (0.88 oz.)       |  €          3,815

250 gram (8.81 oz.)     |  €       37,000

1 kg (2.2 lb)   |  €      147,000


Tarieven voor bulkbestellingen : Vanaf 1 Ton | Neem contact op met trade@nanoarc.org 

QG-THERM


NANOARCHITECTUUR : Atomisch dunne 2D-vellen (< 1 nm)

SPECIFIEK OPPERVLAK (BET) : 49550 m²/kg

HITTEBESTENDIG : Tot 1597 °C (2907 °F)

KLEUR : Zwart/zwartbruin Nanopoeder

BREKINGSINDEX : 2,42

DOSERING :  Naar behoefte voor aangewezen toepassingen


TOEPASSINGEN :  Doeltreffend warmtetransport, afscherming tegen gammastraling, absorptie van Arsernic, zware metalen en antibioticaresidu.

BEKIJK PRIJZEN

HOEVEELHEID     |  PRIJS


25 gramm (0.88 oz.)         |  €            4,125

250 gramm (8.81 oz.)        |  €       40,000

1kg (2.2 lb) |  €      159,000


Tarieven voor bulkbestellingen : Vanaf 1 Ton | Neem contact op met trade@nanoarc.org 

CERAM QUANT-NEUTRON


NANOARCHITECTUUR : < 20 nm (0,02 um) nanodeeltjes

KLEUR : Wit Nanopoeder

HITTEBESTENDIG : Tot  2973 °C (5383 °F)

DOSERING :  0,001 - 1 gew. % of naar gelang van de aard van de stralingsblootstelling


TOEPASSINGEN : Vertoont uitstekende thermische geleidbaarheid en is daarom een ​​ideale keuze voor afstandhouders bij het smelten van glas. Maakt efficiënte warmteoverdracht mogelijk om een ​​gelijkmatige verwarming van glasproducten te garanderen.

Helpt de ontglazingstemperatuur van glas te verlagen om het smelten te vergemakkelijken. Het verlaagt de viscositeit van glas bij elke temperatuur, waardoor componenten gemakkelijker kunnen worden gemengd en bellen uit het glas kunnen opstijgen. Toegevoegd aan glas resulteert het in een breukvast product met een lage thermische uitzetting of krimp.

Het kan worden gebruikt om ultradunne corrosiebestendige coatings te bieden, de neutronendemping te verbeteren met een dunne, doorzichtige/transparante laag, hitteschildmateriaal voor de lucht- en ruimtevaartindustrie en kerncentrales, componenten van raketmotoren. Hogesnelheidssnijgereedschappen, transistoren, kunststofharsafdichtingsdroogmiddelpolymeeradditieven, smeermiddelen voor hoge temperaturen, isolatie, hoogspanningshoogfrequente elektriciteit, isolatoren van plasmaboog, materialen voor inductieovens met hoge frequentie, koelcomponenten, katalysatoren voor hoge temperaturen, composietglaskeramiek.

BEKIJK PRIJZEN

HOEVEELHEID       |  PRIJS


5 gram (0.17 oz.)          |  €         8,450

50 gram (1.76 oz.)       |  €        58,495

1kg (2.2 lb)     |  €      1,111,245


Tarieven voor bulkbestellingen : Vanaf 1 Ton | Neem contact op met trade@nanoarc.org