Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage unterschiedliche Herstellmethoden für Nanopartikel und Nanomaterialien zu identifizieren, die Probleme bei der Verdichtung von Nanopartikeln zu kompaten Festkörpern und Bauteilen zu erkennen, sowie spezifische Eigenschaften zu benennen.
Nano-Pulverherstellung (keramische, metallische): Hydrothermalsynthese, Polyol-Prozess, Abscheidung der Partikeln aus Gasphase (Einführung) Charakterisierung/Analytik: SEM, TEM, AFM, STM, Gesundheits-, und Sicherheitsaspekte von Nanopartikeln Vom Pulver zum Bauteil: keramische/metallische Nano-Composite, Probleme der Beibehaltung der Nano-Struktur mit zunehmender Temperatur (Kornwachstum, Kornwachstums-Hemmer, Dispersionshärtung ), Carbon-Nanotube Composite, elektronische Bauteile mit C-Nanotubes, Schichten/Beschichtung (Hartmetalle, Festplatte), Konsolidierungverfahren (SPS, ECAP), Charakterisierungstechniken, Nanoskopie, mechanische Eigenschaften von Nano-Kompositen, Mikrosystemtechnik
Es wird ein Überblick über die Generierung von Nanopartikeln, deren meßtechnische Erfassung, deren Morphologie und deren Einsatzmöglichkeiten gegeben werden. Zunächst wird über die besonderen Eigenschaften von Nano-Teilchenkollektiven berichtet. Als Beispiel sei die Herstellung und die Anwendungen von Nanodefekten in Kristallen und ihr technischer Einsatz als elektronische Schalteinheiten genannt. Es wird über den praktischen Einsatz der Nanopartikel in der Displaytechnik, in der Medizin, usw. berichtet. Ferner werden folgende Herstellungsmethoden für Nanopartikelkollektive im gasgetragenen Zustand erläutert: - Mahlverfahren - Plasmaverfahren - Gaskondensationsmethode - Laserabtragsverfahren - Reduktionsverfahren Im Anschluß wird die Nanopartikelabscheidung aus dem gasgetragenen Zustand mittels filternder Abscheider diskutiert. Danach wird die Charakterisierung von Nano-Teilchenkollektiven mittels: - elektronenoptischer Verfahren - Rastertunnelmikroskopie - Kraftmikroskopie - Nahfeldmikroskopie - Laserbeugungsmeßgeräte - Flugzeitanalysatoren - Mobilitätsanalysatoren erklärt. Abschließend wird auf die Gefahren des Einsatzes von Nano-Teilchenkollektiven eingegangen und ihre Implikationen auf Umweltsysteme diskutiert.
Präsentation der Inhalte mittels powerpoint, wobei die Folien im TISS bzw. TUWEL zur Verfügung gestellt werden; freie Fragemöglichkeit während der Vorlesung, Fragen seitens der Vortragenden.
