Nano partículas de estaño (Sn): proceso de preparación y aplicaciones

Debido a sus excelentes propiedades magnéticas, eléctricas, ópticas y catalíticas, los nanomateriales se han convertido en los últimos años en un foco de investigación en el campo de los materiales. La aplicación de nanomateriales para energía  , especialmente en el campo de las baterías de iones de litio, puede mejorar en gran medida el rendimiento electroquímico de los materiales . Las partículas de estaño tienen un punto de fusión más bajo y una mayor capacidad de almacenamiento de litio a nanoescala, lo que hace que el polvo de nano estaño (Sn)  tenga grandes perspectivas de aplicación en la impresión de inyección de tinta, la soldadura nano sin plomo y los electrodos de baterías de iones de litio.

Métodos de preparación  de nanopartículas de Estaño  : Método de reducción química en fase líquida y método de Plasma.

Método de reducción química: las materias primas utilizadas son cloruro estannoso, PVP, borohidruro de sodio y etanol.

Método de plasma: use la descarga de la fuente de alimentación de alta frecuencia para generar un arco de plasma como fuente de calor, vaporice y evapore el estaño metálico, y luego enfríe y condense a través del colector para generar polvo de nanometal  Sn . Debido a la gran producción de polvo nanometálico preparado por el método de plasma, el fácil control del tamaño de partícula, el buen rendimiento del polvo, etc., han sido ampliamente utilizados en la industria.

Cómo verificar el tamaño de partícula de  nano estaño en polvo :  como  el tamaño de partícula de las partículas de nano estaño  es demasiado pequeño, es difícil utilizar métodos de análisis de tamaño de partículas de polvo convencionales, como el método de difracción láser, el método de sedimentación, el método de tamizado, etc. caracterizar la distribución del tamaño de partícula del polvo. La observación general del microscopio electrónico puede ver intuitivamente la  distribución del tamaño de las partículas , la morfología y el estado de dispersión de las nanopartículas de estaño.

¿Cuáles son los materiales comunes relacionados con el nano-estaño?

Aleaciones binarias como el estaño: partículas de aleación de nano estaño plata (Ag-Sn), polvo de aleación de nano estaño bismuto (Sn-Bi) (aleación de bajo punto de fusión), aleación de nano cobre estaño (Sn-Cu); óxido s : 10 -50 nm dióxido de estaño (SnO2).

Varias aplicaciones de nanopartículas de estaño  (Sn) son las siguientes:

1. Aditivos lubricantes: disperse Sn nano  uniformemente en aceites y grasas lubricantes de manera adecuada para obtener aditivos de aceite multifuncionales con propiedades específicas . Las partículas ultrafinas que contiene se combinan con la superficie sólida lubricada (como el motor de un automóvil, etc.) para formar una película autolubricante y autorreparadora en la superficie del par de fricción durante el proceso de fricción, lo que reduce significativamente la resistencia al desgaste. y rendimiento antifricción del par de fricción. Cuando las nanopartículas  de Sn se utilizan como aditivos de aceite lubricante, las nanopartículas de Sn exhiben buenas propiedades antifricción y antidesgaste, lo que puede aumentar de manera efectiva la carga de falla del aceite base.

2. Aditivos de sinterización: las partículas de nano estaño  pueden reducir en gran medida la temperatura de sinterización de los productos de pulvimetalurgia y los productos cerámicos de alta temperatura en la pulvimetalurgia. En la nanoescala, el punto de fusión de las partículas metálicas disminuirá a medida que disminuya el tamaño de las partículas. Por lo tanto, los materiales nanometálicos han mostrado grandes perspectivas de aplicación en los campos de sinterización a baja temperatura y empaques electrónicos, y sus proporciones están aumentando .

3. Material del ánodo de la batería de iones de litio: las nanopartículas de estaño Sn tienen una alta capacidad teórica (por ejemplo, 994 mah/g), y el material del ánodo a base de estaño se considera uno de los sustitutos ideales para los materiales de carbono similares al grafito comerciales ( 372mah/g) para satisfacer las siguientes  necesidades de baterías  de iones de litio de alta capacidad.