Ko'pgina ilg'or sanoat va maxsus materiallar formulalarida muhandislar ko'pincha muhim savolga duch kelishadi: uglerod nanotubalari ekstremal xizmat muhitiga bardosh bera oladimi? Masalan, aerokosmik dvigatellar atrofidagi yuqori-haroratga chidamli qoplamalar, kuchli kimyoviy kislota va gidroksidi reaktorlar uchun-korroziyaga qarshi qoplamalar yoki yuqori kuchlanishli kabellar uchun-olovga chidamli materiallar. Yuqori harorat / kuchli kislota / kuchli gidroksidi muhitda uglerod nanotubalari qanchalik barqaror? Agar ushbu fizik-kimyoviy chegaralar aniq tushunilmasa, qo'shilish nafaqat kutilgan ko'rsatkichlarga erisha olmaydi, balki jiddiy muhandislik baxtsiz hodisalariga ham olib kelishi mumkin. Bugun biz ekstremal sharoitlarda uglerod nanotubalarining haqiqiy ishlashini aniqlash uchun haqiqiy sinov ma'lumotlaridan foydalanamiz.
Uglerod nanotubalarining yuqori-harorat barqarorligi: Oksidlanish Axillesning yagona tovonidir
Inert gaz yoki vakuum muhitida uglerod nanotubkalari 3000 darajaga yaqin haroratga bardosh bera oladi. Biroq, kislorod{2}}tarkibida havoda oksidlanish parchalanishi 400 darajadan yuqorida boshlanadi.
Uglerod nanotubalari sof sp² uglerod{0}}bog'laridan iborat bo'lib, ularga juda yuqori issiqlik barqarorligini beradi. Biroq, amaliy dasturlarda, muhitlarning katta qismi kislorodni o'z ichiga oladi. Havodagi uglerod nanotubalarining oksidlanishga chidamliligini belgilovchi asosiy omil quvur devorlarining "nuqson zichligi" va "grafitlanish darajasi" hisoblanadi. Strukturaviy nuqsonlardagi amorf uglerod aralashmalari va uglerod atomlari yuqori energiyaga ega va yuqori haroratlarda kislorod uchun afzal qilingan hujum joylari hisoblanadi.
| Uglerodli nanotubka turi | Grafitizatsiya darajasi | Havodagi dastlabki oksidlanish harorati (Ti) | Havoda 800 daraja qoldiq darajasi | Inert gazdagi bardoshlik harorati |
|---|---|---|---|---|
| Xom ko'p{0}devorli quvurlar (past tozalik) | Past | ~ 350 daraja | >5% (yuqori kul miqdori) | 2000 daraja |
| Yuqori-Soflikdagi koʻp devorli quvurlar-(99%+) | Nisbatan yuqori | ~ 450 daraja | <0.5% | 2500 daraja |
| Yagona-devorli uglerod nanotubalari | Juda yuqori | ~ 500 daraja | <0.1% | >2800 daraja |
(Eslatma: Yuqoridagi ma'lumotlar ASTM E1131 termogravimetrik tahlil standartiga asoslangan bo'lib, havo atmosferasida 10 daraja / min isitish tezligiga ega.)
Maʼlumotlar shuni koʻrsatadiki, agar ilovangiz yuqori haroratli kislorod-boʻlgan muhitlarga (masalan, yuqori haroratli issiqlik oʻtkazuvchi silikon surtmalar yoki olovga chidamli plastik--plastmassalar) tegishli boʻlsa, yuqori haroratli ishlovdan oʻtgan yuqori-tozalikdagi uglerod nanotubalari{{5} boʻlishi kerak. Aks holda, material 300 darajadan yuqori haroratlarda "uchuvchi" bo'lishni boshlaydi.
Uglerod nanotubalarining kuchli kislota barqarorligi: aniq ikki tomonlama{0}}qilich effekti
Uglerod nanotubalari an'anaviy kuchsiz kislotalarda juda barqaror. Shu bilan birga, kuchli kislota sharoitida, masalan, isitish bilan aralashgan kislotalar, trubka qopqoqlari va devor nuqsonlari oksidlovchi tarzda kesilib, tuzilmaning tuzatib bo'lmaydigan shikastlanishiga olib keladi.
Materialni modifikatsiyalashda biz karboksil guruhlarini payvand qilish uchun uglerod nanotubalarini "kislota{2}}yuvish" uchun ko'pincha konsentrlangan sulfat kislota va konsentrlangan nitrat kislotaning (hajmi bo'yicha 3:1) aralash eritmasidan foydalanamiz. Ammo bu aslida halokatli jarayon. ISO/TS 11308 xarakteristikasi boʻyicha qoʻllanmaga koʻra, uzoq muddatli kuchli kislota bilan ishlov berish uglerod nanotubalarining tomonlar nisbatini sezilarli darajada pasaytiradi, ularni qisqa naychalarga “kesadi” va natijada elektr oʻtkazuvchan tarmoq unumdorligi sezilarli darajada pasayadi.
| Immersion muhiti | Davolash shartlari | O'rtacha uzunlikning o'zgarishi | Yuzaki funktsional guruhning o'zgarishi | Supero'tkazuvchilar perkolatsiya chegarasining o'zgarishi |
|---|---|---|---|---|
| 10% suyultirilgan xlorid kislotasi (xona harorati) | 24 soat | Deyarli o'zgarmagan | Muhim o'zgarish yo'q | Oʻzgarmagan |
| Konsentrlangan sulfat kislota (xona harorati) | 48 soat | Bir oz qisqartirilgan | Bir oz ortdi | |
| Aralash kislota (H₂SO₄:HNO₃) 80 daraja | 2 soat | 70% dan ortiq qisqartirilgan | Ko'p miqdorda karboksil/karbonil guruhlari | Significantly increased (>3 marta) |
Shuning uchun, agar mahsulotingiz ishlab chiqarish jarayonida kuchli kislotali jarayonlardan o'tishi kerak bo'lsa (masalan, ma'lum bir maxsus tolalar uchun kislotali hammom bilan ishlov berish), to'g'ridan-to'g'ri uglerod nanotubalarini qo'shish mumkin emas. Kislota{1}}bardoshli qoplama qatlamlari yoki jarayon ketma-ketligini sozlashni hisobga olish kerak.
Uglerod nanotubalarining kuchli gidroksidi barqarorligi: hayratlanarli darajada zo'r ishlash
Uglerod nanotubalari kuchli gidroksidi muhitlarga juda kuchli qarshilik ko'rsatadi. Yuqori haroratli konsentrlangan gidroksidi (masalan, 40% NaOH) ga-uzoq vaqt choʻmgandan keyin ham ularning strukturaviy morfologiyasi va elektr oʻtkazuvchanligi deyarli buzilmaydi.
Kuchli kislotalardan farqli o'laroq, uglerod nanotubalarining sp² uglerod tarmog'i tabiiy ravishda gidroksidi eritmalarga kimyoviy inertdir. Kimyoviy korroziyaga qarshi{1}}qoplamalar va kuchli gidroksidi akkumulyator elektrolitlarida (masalan, rux-havo batareyalari va ba'zi suvli batareyalar) uglerod nanotubalari ideal o'tkazuvchan plomba moddalaridir.
| Sinov shartlari | Suvga cho'mish vaqti | Raman Spektroskopiyasi ID/IG nisbati (nuqsonlarning tavsifi) | Ommaviy yo'qotish darajasi | O'tkazuvchanlikning o'zgarishi |
|---|---|---|---|---|
| 40% NaOH (xona harorati) | 720 soat | Muhim o'zgarish yo'q | <0.1% | Emirilish yo'q |
| 40% NaOH (80 daraja) | 120 soat | Muhim o'zgarish yo'q | <0.2% | Emirilish yo'q |
| 40% KOH (xona harorati) | 720 soat | Muhim o'zgarish yo'q | <0.1% | Emirilish yo'q |
Bu shuni anglatadiki, kuchli gidroksidi korroziyaga qarshi-qoplamalar sohasida siz materialning korroziyasi yoki degradatsiyasidan xavotir olmasdan, qoplamaning statik va issiqlik o'tkazuvchanligini yaxshilash uchun uglerod nanotubalaridan ishonch bilan foydalanishingiz mumkin.
Shandong Tanfeng yangi material: yuqori-barqarorlikdagi uglerodli nanotubalar uchun ishlab chiqaruvchining ishonchi manbai
Shandong Tanfeng New Material, grafitizatsiya darajasini yaxshilash va quvur devorlarining nuqson zichligini kamaytirish orqali, uglerod nanotubalarining oksidlanish qarshiligini va korroziyaga chidamliligini sezilarli darajada oshiradi, bu uni ekstremal ish sharoitlari uchun afzal qilingan manba ishlab chiqaruvchisi qiladi.
Yuqori haroratli yoki korroziy muhitda uglerod nanotubalarining eng yuqori-ta'sirchanligiga erishish uchun materialning o'zi hal qiluvchi omil hisoblanadi. Shandong Tanfeng yangi materiali chuqur jarayon to'planishi tufayli muhim afzalliklarni namoyish etadi:
Yuqori -haroratni yumshatish jarayoni, oksidlanishga chidamliligini oshirish:Tanfeng New Material CVD o'sishidan so'ng xususiy yuqori haroratli grafitizatsiya jarayonini joriy qiladi, quvurlar devoridagi panjara nuqsonlarini tuzatadi va havodagi uglerod nanotubalarining dastlabki oksidlanish haroratini 480 darajadan yuqoriga ko'taradi, bu yuqori{2}}plastik o'tkazuvchanlik va yuqori haroratli materiallar talablariga to'liq javob beradi.
Nopoklikni eng yuqori darajada olib tashlash, kislota/ishqor sezuvchanlik nuqtalarini kamaytirish:Kuchli kislota/ishqoriy muhitda hujumga eng moyil bo'lgan amorf uglerod va metall katalizator qoldiqlarini maqsad qilib olgan Shandong Tanfeng kul tarkibini 0,5% ichida barqaror nazorat qilish uchun bir nechta tozalash jarayonlaridan foydalanadi. Hech qanday nopokliklar "tutib qo'ymasdan" uglerod nanotubalarining korroziyaga chidamliligi to'liq chiqariladi.
Moslashtirilgan ob-havo-bardoshli formulalar:Ekstremal ish sharoitlari uchun Shandong Tanfeng nafaqat yuqori{0}}barqarorlik kukunini taqdim etadi, balki maxsus sirt passivatsiyasiga ega uglerod nanotube masterbatchlarini ham taklif qiladi, kuchli kislota/ishqorni qayta ishlash jarayonida mahalliy reaktsiyalarning oldini oladi, aerokosmik va kimyoviy korroziyaga qarshi-yaqin sohalar uchun ishonchli material kafolatini ta'minlaydi.
Ekstremal muhitda uglerod nanotubalarining barqarorligi aniq namunani ko'rsatadi: "a'lo yuqori-haroratga chidamliligi (kislorod-bo'sh) / mukammal kuchli gidroksidi qarshilik, lekin yuqori{2}}haroratli kislorod-o'z ichiga olgan muhitlar va kuchli kislotali aralash isitishga sezgir". Materiallarni tanlashda ularni haqiqiy ishlov berish harorati va kimyoviy muhitga moslashtirish juda muhimdir. Agar siz og'ir ish sharoitlarida struktura barqarorligini ta'minlaydigan yuqori{6}}sifatli uglerod nanotubalarini izlayotgan bo'lsangiz, Shandong Tanfeng New Material o'zining yuqori kristallilik va kam nuqsonli ishlab chiqarish afzalliklari tufayli, shubhasiz, siz ishonishingiz mumkin bo'lgan manba hamkoridir.