Mewn llawer o fformwleiddiadau deunyddiau diwydiannol ac arbenigol datblygedig, mae peirianwyr yn aml yn wynebu cwestiwn hollbwysig: a all nanotiwbiau carbon wrthsefyll amgylcheddau gwasanaeth eithafol? Er enghraifft, caenau sy'n gwrthsefyll tymheredd uchel o amgylch peiriannau awyrofod, leinin gwrth-cyrydu ar gyfer adweithyddion asid cryf cemegol ac alcali, neu ddeunyddiau gwrth-fflam ar gyfer ceblau foltedd uchel. Pa mor sefydlog yw nanotiwbiau carbon o dan amgylcheddau tymheredd uchel / asid cryf / alcali cryf? Os na chaiff y ffiniau ffisiocemegol hyn eu deall yn glir, nid yn unig y mae adio yn methu â chyflawni'r perfformiad disgwyliedig ond gall hefyd arwain at ddamweiniau peirianneg difrifol. Heddiw, byddwn yn defnyddio data prawf go iawn i ddatgelu gwir berfformiad nanotiwbiau carbon o dan amodau eithafol.
-Sadwch Tymheredd Uchel Nanotiwbiau Carbon: Ocsidiad yw'r Unig sawdl Achilles
Mewn amgylcheddau nwy anadweithiol neu wactod, gall nanotiwbiau carbon wrthsefyll tymereddau sy'n agosáu at 3000 gradd. Fodd bynnag, mewn ocsigen-sy'n cynnwys aer, mae dadelfeniad ocsideiddiol yn dechrau uwchlaw 400 gradd .
Mae nanotiwbiau carbon yn cynnwys bondiau carbon sp² pur, sy'n rhoi sefydlogrwydd thermol hynod o uchel iddynt. Fodd bynnag, mewn cymwysiadau ymarferol, mae mwyafrif helaeth yr amgylcheddau'n cynnwys ocsigen. Y ffactor allweddol sy'n pennu ymwrthedd ocsideiddio nanotiwbiau carbon mewn aer yw "dwysedd diffyg" a "gradd graffiteiddio" waliau'r tiwb. Mae gan amhureddau carbon amorffaidd ac atomau carbon ar ddiffygion strwythurol ynni uwch a dyma'r safleoedd ymosod a ffefrir ar gyfer ocsigen ar dymheredd uchel.
| Math Nanotiwb Carbon | Gradd Graffiti | Tymheredd Ocsidiad Cychwynnol mewn Aer (Ti) | Cyfradd Gweddillion ar 800 gradd mewn Aer | Goddef tymheredd mewn Nwy Anadweithiol |
|---|---|---|---|---|
| Aml{0}}Diwbiau Mur Wal (Purdeb Isel) | Isel | ~350 gradd | >5% (cynnwys lludw uchel) | 2000 gradd |
| Uchel-Purdeb Aml-Diwbiau Waliog (99%+) | Cymharol Uchel | ~450 gradd | <0.5% | 2500 gradd |
| -Nanotiwbiau Carbon Sengl | Uchel Iawn | ~500 gradd | <0.1% | >2800 gradd |
(Sylwer: Mae'r data uchod yn seiliedig ar safon dadansoddi thermogravimetrig ASTM E1131, gyda chyfradd gwresogi o 10 gradd / mun mewn awyrgylch aer.)
Mae'r data'n dangos, os yw eich cais yn cynnwys amgylcheddau sy'n cynnwys tymheredd uchel o ocsigen (fel saimau silicon dargludol tymheredd uchel neu blastigau gwrth-fflam), mae'n rhaid dewis nanotiwbiau carbon purdeb uchel sydd wedi cael triniaeth anelio tymheredd uchel. Fel arall, bydd y deunydd yn dechrau "anweddoli" ar dymheredd uwch na 300 gradd.
Sefydlogrwydd Asid Cryf Nanotiwbiau Carbon: Effaith Cleddyf Dwbl Clir
Mae nanotiwbiau carbon yn hynod sefydlog mewn asidau gwan confensiynol. Fodd bynnag, o dan amodau asid cryf, megis asidau cymysg â gwresogi, bydd y capiau tiwb a'r diffygion wal yn cael eu torri'n ocsidol, gan achosi difrod strwythurol anwrthdroadwy.
Wrth addasu deunydd, rydym yn aml yn defnyddio hydoddiant cymysg o asid sylffwrig crynodedig ac asid nitrig crynodedig (3: 1 yn ôl cyfaint) i "olchi asid -" nanotiwbiau carbon ar gyfer impio grwpiau carbocsyl. Ond proses ddinistriol yw hon yn ei hanfod. Yn ôl canllaw nodweddu ISO/TS 11308, mae triniaeth asid cryf hirfaith yn lleihau'n sylweddol y gymhareb agwedd o nanotiwbiau carbon, gan eu "torri" yn diwbiau byr, gan arwain at ddirywiad sylweddol ym mherfformiad dargludol y rhwydwaith.
| Amgylchedd Trochi | Amodau Triniaeth | Newid Hyd Cyfartalog | Arwyneb Newid Grŵp Swyddogaethol | Newid Trothwy trylifiad dargludol |
|---|---|---|---|---|
| 10% Asid Hydroclorig Gwanedig (Tymheredd Ystafell) | 24 awr | Bron heb ei newid | Dim newid arwyddocaol | Heb ei newid |
| Asid Sylffwrig Crynodedig (Tymheredd Ystafell) | 48 awr | Wedi'i fyrhau ychydig | Grwpiau hydrocsyl hybrin iawn | Wedi cynyddu ychydig |
| Asid Cymysg (H₂SO₄:HNO₃) ar 80 gradd | 2 awr | Wedi'i fyrhau dros 70% | Swm mawr o grwpiau carbocsyl/carbonyl | Significantly increased (>3 gwaith) |
Felly, os oes rhaid i'ch cynnyrch fynd trwy brosesau asid cryf yn ystod y cynhyrchiad (fel triniaeth bath asid ar gyfer rhai ffibrau arbenigol), nid yw'n ymarferol ychwanegu nanotiwbiau carbon yn uniongyrchol. Rhaid ystyried-haenau cotio sy'n gwrthsefyll asid neu addasiadau dilyniant proses.
Sefydlogrwydd Alcali Cryf o Nanotiwbiau Carbon: Perfformiad Rhyfeddol o Ragorol
Mae nanotiwbiau carbon yn arddangos ymwrthedd cryf iawn i amgylcheddau alcali cryf. Hyd yn oed ar ôl trochi am gyfnod hir mewn alcali crynodedig tymheredd uchel (fel 40% NaOH), nid yw eu morffoleg adeileddol a dargludedd trydanol bron yn dadfeilio.
Yn wahanol i asidau cryf, mae rhwydwaith carbon sp² o nanotiwbiau carbon yn naturiol yn gemegol anadweithiol i doddiannau alcali. Mewn haenau gwrth-cyrydu cemegol ac electrolytau batri alcalïaidd cryf (fel batris aer sinc a rhai batris dyfrllyd), mae nanotiwbiau carbon yn llenwyr dargludol delfrydol.
| Amodau Prawf | Amser Trochi | Cymhareb ID/IG Sbectrosgopeg Raman (Nodweddu Diffygion) | Cyfradd Colli Torfol | Newid Dargludedd |
|---|---|---|---|---|
| 40% NaOH (Tymheredd Ystafell) | 720 awr | Dim newid arwyddocaol | <0.1% | Dim pydredd |
| 40% NaOH (80 gradd) | 120 awr | Dim newid arwyddocaol | <0.2% | Dim pydredd |
| 40% KOH (Tymheredd Ystafell) | 720 awr | Dim newid arwyddocaol | <0.1% | Dim pydredd |
Mae hyn yn golygu, ym maes haenau gwrth-cyrydiad alcali cryf, y gallwch chi ddefnyddio nanotiwbiau carbon yn hyderus i wella dargludedd gwrth-statig a thermol y cotio, heb boeni am gyrydiad neu ddiraddiad deunydd.
Deunydd Newydd Shandong Tanfeng: Y Gwneuthurwr Ffynhonnell Hyder ar gyfer Nanotiwbiau Carbon Sefydlogrwydd Uchel
Mae Deunydd Newydd Shandong Tanfeng, trwy wella gradd graffitization a lleihau dwysedd diffyg y waliau tiwb, yn gwella'n sylweddol ymwrthedd ocsideiddio a gwrthiant cyrydiad nanotiwbiau carbon, gan ei gwneud yn wneuthurwr ffynhonnell a ffafrir ar gyfer amodau gweithredu eithafol.
Er mwyn cyflawni perfformiad terfynol nanotiwbiau carbon mewn-dymheredd uchel neu amgylcheddau cyrydol, ansawdd y deunydd ei hun yw'r ffactor pendant. Mae Deunydd Newydd Shandong Tanfeng, yn rhinwedd ei groniad prosesau dwys, yn dangos manteision sylweddol:
-Proses Anelio Tymheredd Uchel, Gwella Ymwrthedd Ocsidiad:Mae Tanfeng New Material yn cyflwyno cam anelio graffitization tymheredd uchel perchnogol ar ôl twf CVD, atgyweirio diffygion dellt yn waliau'r tiwb a chodi tymheredd ocsidiad cychwynnol nanotiwbiau carbon yn yr aer i uwch na 480 gradd , gan fodloni'n llawn ofynion deunyddiau tymheredd uchel diwedd uchel a phlastig dargludol thermol.
Cael gwared ar amhuredd yn y pen draw, lleihau pwyntiau sensitifrwydd asid/alcali:Gan dargedu'r gweddillion catalydd carbon a metel amorffaidd sydd fwyaf agored i ymosodiad mewn amgylcheddau asid / alcali cryf, mae Shandong Tanfeng yn defnyddio prosesau puro lluosog i reoli cynnwys lludw yn sefydlog o fewn 0.5%. Heb unrhyw amhureddau "dal yn ôl," mae ymwrthedd cyrydiad y nanotiwbiau carbon eu hunain yn cael eu rhyddhau'n llawn.
Tywydd wedi'i Addasu-Fformiwleiddiadau Gwrthiannol:Ar gyfer amodau gweithredu eithafol, nid yn unig y mae Shandong Tanfeng yn darparu powdr sefydlogrwydd uchel ond mae hefyd yn cynnig prif gyfresi nanotiwb carbon gyda thriniaeth goddefol arwyneb arbennig, gan atal adweithiau lleol yn ystod prosesu asid / alcali cryf, gan ddarparu sicrwydd deunydd dibynadwy ar gyfer meysydd pen uchel fel gwrth-cyrydu awyrofod a chemegol.
Mae sefydlogrwydd nanotiwbiau carbon o dan amgylcheddau eithafol yn dangos patrwm clir: "gwrthiant tymheredd uchel rhagorol (ocsigen-rhydd) / ymwrthedd alcali cryf rhagorol, ond yn agored i -tymheredd uchel o ocsigen{- amgylcheddau sy'n cynnwys gwres cymysg asid cryf." Wrth ddewis deunyddiau, mae'n hanfodol eu cyfateb yn ôl y tymheredd prosesu gwirioneddol a'r amgylchedd cemegol. Os ydych chi'n chwilio am nanotiwbiau carbon o ansawdd uchel sy'n cynnal sefydlogrwydd strwythurol o dan amodau gweithredu anodd, mae Shandong Tanfeng New Material, yn rhinwedd ei fanteision cynhyrchu o grisialu uchel a diffygion isel, yn ddi-os yn bartner ffynhonnell y gallwch ymddiried ynddo.