استفاده از محصولات نانو ذرات فلزی جهت مقاوم سازی انواع فلزات و بالا بردن کیفیت و کارایی آنها در صنایع مختلف اهمیت بالایی دارد یکی از محصولات مهمی که استفاده از آنها به جهت افزایش استحکام بخشی سازه های فلزی و بهبود کیفیت و کارایی آنها می باشد.
- بیشتر بخوانید: نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم
نانو ذرات فلزی
نانو یکی از فناوری های نوینی است که امروزه از جایگاه بسیار وسیع و گسترده ای در صنایع مختلف از جمله تولید انواع محلول های شوینده و بهداشتی و مواد ساختاری نظیر صنایع پوشاک، صنعت دارو سازی و پزشکی و ساختمان سازی برخوردار می باشد.
این فناوری همانطور که از نامش مشخص است از ذرات فلزی بسیار ریز در حد نانومتر تولید می شود، از این رو از اندازه بسیار ریز و پتانسیل و ذخیره انرژی بسیار بالایی بهره مند هستند.
- بیشتر بخوانید: نانو ذرات فلزی
نانو ذرات فلزی از خصوصیات و قابلیت های منحصربه فرد نوری، الکتریکی و مغناطیسی برخوردار می باشند که از میان آنها خاصیت نوری این ذرات اهمیت بیشتری دارد.
به طور کلی از مهمترین ویژگی ها و خصوصیات این ذرات می توان به موارد زیر اشاره نمود
• در برابر بخار آب و فشارهای بالا از مقاومت بالایی برخوردار هستند.
• به سادگی قابل استفاده بوده و سطح ویژه بالایی دارند.
• خاصیت آبگریزی بالایی داشته و از جذب ذرات گرد و غبار و آلودگی های محیطی جلوگیری می نماید.
• فاقد هر گونه ماده شیمیایی و مضر بوده و از خاصیت آنتی باکتریالی بالایی نیز بهره مند هستند.
• مقاومت بالایی در برابر عوامل خورندگی و ساییدگی و همچنین اشعه خورشیدی دارند.
همانطور که می دانید یکی از مهمترین مصالح ساختمانی فولاد می باشد که جهت تولید آن معمولا از آلیاژ آهن و کربن استفاده می نمایند.
استفاده از نانو ذرات فلزی در سازه های فلزی تا حدود زیادی به رفع و جلوگیری از ایجاد نقص فنی در فلز کمک می کند که این عامل در طولانی مدت به جهت کاهش هزینه های نگهداری و بازسازی سازه بسیار حائز اهمیت می باشد.
استفاده از این ساختار در ترکیب فولاد و مس به دلیل قدرت داینامیکی و مقاومت بیشتر حرارتی، مغناطیسی و نوری که به سازه فلزی می بخشد از اهمیت بالایی برخوردار می باشد.
از دیگر ویژگی های منحصربه فرد فولادهایی که در تولید آنها از ذرات فلزی نانو استفاده شده است می توان به قابلیت چکش خواری و جوش پذیری بالا، ضریب ارتجاعی بالا، کاهش ضایعات و همگن بودن بیشتر فلز و در نهایت مقاومت و دوام بیشتر سازه فلزی اشاره کرد.
نانو کابل ها، فلز فولاد و پیچ و مهره های فلزی نانو از مهمترین محصولات نانو ساختار می باشند که استفاده از آنها در ساخت و سازها به ویژه برج سازی، سد سازی و ساخت پل کابلی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد.
به طور کلی استفاده از فناوری نانو در ساخت و ساز به همگن و یکدست کردن بیشتر ساختار فلز و کاهش ناهمواری های سطحی آن کمک بسزایی کرده و از ترک خوردگی و شکست فلزات در طولانی مدت نیز جلوگیری می نماید.
- بیشتر بخوانید: نانو ذرات کاربید بور
کاربرد نانو ذرات فلزی
همانگونه که می دانید از انواع نانو ذرات فلزی می توان به نانو فلزهای آهن، مس، طلا، آلومینیوم، نیکل، روی و نقره اشاره کرد که هر کدام در صنایع مختلف کاربرد متنوعی دارند.
نانو ذرات فلزی دوست دار طبیعت بوده و به دلیل عدم وجود هر گونه ماده شیمیایی مضر و آلودگی های سمی در ساختار خود و سایر خصوصیات منحصربه فرد کیفی و کمی توانسته جایگاه مطلوبی را در توسعه و تداوم علم و تکنولوژی به خود اختصاص دهد.
در خصوص نحوه تولید نانو ذرات فلزی به طور کلی این کالا توسط دو روش شیمیایی و فیزیکی تولید می شود که در روش تولید فیزیکی، نانو ذرات توسط فرآیندهای فیزیکی بدون دخالت عوامل شیمیایی تولید شده در صورتی که در روش تولید نانو ذرات فلزی به روش شیمیایی از یک ماده شیمیایی به عنوان کاتالیزر جهت سنتز فزات استفاده می شود.
در کل تولید ذرات نانو توسط روش های شیمیایی ساده تر است چرا که اندازه نهایی ذره کاملا قابل کنترل بوده و در صورت رسیدن به اندازه نهایی مورد نظر می توان به فعالیت کاتالیزر پایان داد.
در در خصوص مهمترین موارد استفاده و کاربرد نانو ذرات فلزی می توان به موارد زیادی اشاره نمود که ما در اینجا به صورت مختصر و مفید می خواهیم به کاربرد و نقش وسیع آن در صنعت تولید فولاد بپردازیم.
فولاد یکی از مهمترین مصالح ساختمانی محسوب می شود که به دلیل نقش قابل توجهی که در استحکام و مقاومت سازه دارد تولید آن با روش های نوین و با بالاترین تکتولوژی های ممکن از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد.
فولادهایی که توسط فناوری نانو ساخته شده اند تفاوت های محسوسی با فولادهای معمولی دارد که در ادامه به مهمترین آنها اشاره می نماییم.
نانو ذرات فلزی به دلیل قدرت و مقاومت بالایی که در برابر آلودگی و مواد خورندگی دارند در صنایع تولید فولاد مورد استفاده قرار می گیرد.
این ماده از چسبندگی آلودگی های محیطی جلوگیری می نماید و به عنوان نوعی ماده با قدرت پوشانندگی بالا جهت حفاظت از سازه های فلزی در برابر عوامل جوی بسیار حائز اهمیت است.
فولادهای نانو ضد زنگ بوده و از ساختار منظم و کاملا همگنی برخوردار می باشند، از این رو مقاومت بیشتری در برابر سایش و فرسودگی داشته و به کاهش هزینه های نگهداری از سازه نیز کمک شایانی می کنند.
نانو ذرات فولادی اثر ترد شدگی یا خستگی فولاد را به میزان زیادی کاهش داده و باعث تقویت ساختار فلز می شود، لذا استفاده از آن در ساخت پل های کابلی که تردد وسایل نقیله بر روی آن انجام می گیرد از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد.
بنابراین استفاده از فناوری نانو در تولید فولاد مقاوم به جهت افزایش ضریب ایمنی ساختمان و افزایش طول عمر سازه از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد.
از ذرات فلزی نانو در ساخت پیچ و مهره های فلزی نانو نیز استفاده می شود، این پیچ و مهره ها در مستحکم تر کردن اتصالات سازه فلزی به ویژه در ارتفاعات بسیار حائز اهمیت می باشد.
از دیگر کاربردهای نانو ذرات فلزی می توان به کاربرد آن در تولید تیغه بلدوزرها، ساخت مته های فلزی حفاری، تجهیزات ورزشی، ساخت قطعات و اجزای وسایل نقلیه، صنعت کشتی سازی و هواپیما سازی، تسهیلات جنگی و دفاعی و سایر موارد دیگر اشاره داشت.
