ท่อนาโนคาร์บอนสามารถใช้กับวัสดุอะไรได้บ้าง?

ท่อนาโนคาร์บอน (CNT) สามารถเติมเป็นตัวเสริมแรงให้กับวัสดุสามประเภทหลักๆ ได้แก่ โพลีเมอร์ (พลาสติก ยาง) โลหะ (อะลูมิเนียม ทองแดง แมกนีเซียม) และเซรามิก (อลูมินา ซิลิคอนคาร์ไบด์) การเพิ่ม CNT 2-3% ให้กับโพลีเมอร์สามารถเพิ่มค่าการนำไฟฟ้าได้อย่างมาก ซึ่งช่วยแก้ปัญหาไฟฟ้าสถิตในพลาสติกได้ CNT/อะลูมิเนียมเมทริกซ์คอมโพสิตได้ถูกนำมาใช้ในจรวด Long March 12 แล้ว CNT/เซรามิกคอมโพสิตสามารถปรับปรุงความเหนียวของการแตกหักได้อย่างมาก การวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่าซูเปอร์พลาสติก-ท่อนาโนคาร์บอน (CNTSP) มีค่าการนำความร้อนที่ 143 W/m·K และสามารถพิมพ์แบบ 3 มิติลงในแผงระบายความร้อนได้ Shandong Tanfeng New Material นำเสนอผลิตภัณฑ์ท่อนาโนคาร์บอนแบบผนังเดี่ยว-ผนังเดียว ผนังหลาย- และผนังสองชั้นอย่างเต็มรูปแบบ โดยมีความบริสุทธิ์มากกว่าหรือเท่ากับ 98% และผลผลิตต่อเดือน 200 ตัน

1. ท่อนาโนคาร์บอน/คอมโพสิตโพลีเมอร์: การเปลี่ยนรูปพลาสติก

บทสรุป:ท่อนาโนคาร์บอนเป็น "สารเพิ่มประสิทธิภาพครบวงจร" สำหรับโพลีเมอร์ - ด้วยปริมาณการเติมที่ต่ำมาก โดยสามารถเปลี่ยนพลาสติกจากฉนวนให้เป็นตัวนำได้ ขณะเดียวกันก็ปรับปรุงคุณสมบัติทางกลและทางความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ

แม้ว่าพลาสติกจะมีน้ำหนักเบาและแปรรูปได้ง่าย แต่ก็มีข้อบกพร่องสองประการ: ไม่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า (มีแนวโน้มที่จะเกิดไฟฟ้าสถิต) และมีค่าการนำความร้อนต่ำ (ความสามารถในการกระจายความร้อนต่ำ) ท่อนาโนคาร์บอนสามารถชดเชยข้อบกพร่องเหล่านี้ได้อย่างแน่นอน

1.1 พลาสติกป้องกันไฟฟ้าสถิตย์/เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า: การเติม 2% ก็เพียงพอแล้ว

การวิจัยแสดงให้เห็นว่าการเติมท่อนาโนคาร์บอนที่มีผนังหลายชั้น 2-3% ลงในพลาสติกสามารถเพิ่มการนำไฟฟ้าได้อย่างมาก สิ่งนี้หมายความว่าอย่างไร?

ท่อน้ำมันเชื้อเพลิงยานยนต์:ต้องการคุณสมบัติป้องกัน-ไฟฟ้าสถิตย์เพื่อป้องกันประกายไฟจากการติดเชื้อเพลิง มาสเตอร์แบทช์ CNT/PA12 ได้กลายเป็นโซลูชันมาตรฐานแล้ว

ตัวเรือนผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์:ป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ไม่ให้ชิปภายในเสียหาย

อุปกรณ์ในสภาพแวดล้อมที่ไวไฟและระเบิดได้:เรือนอุปกรณ์ในเหมืองถ่านหินและโรงงานเคมี

การวิจัยพบว่าการกระจายตัวของท่อนาโนคาร์บอนในอีพอกซีเรซินทำให้มีค่าการนำไฟฟ้าสูงโดยมีปริมาณการเติมต่ำมาก

1.2 ท่อนาโนคาร์บอนซุปเปอร์-พลาสติก (CNTSP): พิมพ์ได้ นำความร้อนได้ รับน้ำหนัก-

ยิ่งไปกว่านั้น วัสดุนี้สามารถพิมพ์แบบ 3 มิติและขึ้นรูปด้วยความร้อนได้ ทีมงานพิมพ์แผงระบายความร้อนโดยใช้ CNTSP เมื่อทิศทางการวางแนวของท่อนาโนคาร์บอนขนานกับทิศทางการไหลของความร้อน ก็จะสามารถนำความร้อนออกจากแหล่งความร้อน 90 องศาได้อย่างรวดเร็ว

กระบวนการนี้ยังมีความสามารถรอบตัวที่ดีอีกด้วย นอกจาก PA6 แล้ว ยังสามารถขยายไปยังพลาสติกวิศวกรรมต่างๆ เช่น PVP, PAN, PC และ PEKK

1.3 Carbon Nanotube/Graphene Synergy: 1+1>2

การวิจัยล่าสุดพบว่าการรวมท่อนาโนคาร์บอนและกราฟีนสามารถสร้างเครือข่ายการทำงานร่วมกันแบบสามมิติ-ได้ ท่อนาโนคาร์บอนทำหน้าที่เป็น "สายนำไฟฟ้า" หนึ่ง-มิติ และกราฟีนทำหน้าที่เป็น "แพลตฟอร์มนำไฟฟ้า" สองมิติ เมื่อรวมกันแล้ว คุณสมบัติทางไฟฟ้า ความร้อน และทางกลจะเหนือกว่าระบบตัวเติมเดี่ยว-โดยสมบูรณ์

2. คอมโพสิตคาร์บอนนาโนทิวบ์/เมทริกซ์โลหะ: โลหะน้ำหนักเบา

บทสรุป:การเพิ่มท่อนาโนคาร์บอนลงในโลหะ เช่น อลูมิเนียม ทองแดง และแมกนีเซียม สามารถปรับปรุงความแข็งแรง ความแข็ง และความต้านทานการสึกหรอได้อย่างมาก โดยแทบไม่เพิ่มน้ำหนักเลย

การรวมกันของท่อนาโนคาร์บอนกับโลหะเป็นหนึ่งในหัวข้อที่เกี่ยวข้องมากที่สุดในสาขาการบินและอวกาศ

2.1 การตรวจสอบภาคปฏิบัติของจรวดลองมาร์ช 12

จรวดลองมาร์ช 12 ซึ่งทำการบินครั้งแรกในวันที่ 30 พฤศจิกายน พ.ศ. 2567 ใช้ท่อนาโนคาร์บอน/อะลูมิเนียมเมทริกซ์คอมโพสิตในส่วนระหว่างเวที - นี่เป็นการใช้คอมโพสิต CNT/อะลูมิเนียมเมทริกซ์ในสนามการบินและอวกาศเป็นครั้งแรกของโลก ด้วยการ "ทอ" ท่อนาโนคาร์บอนให้เป็นอลูมิเนียมอัลลอยด์ วัสดุจึงได้รับทั้งความแข็งแกร่งและความสามารถในการแปรรูปของโลหะ ตลอดจนท่อนาโนคาร์บอนที่มีความแข็งแรงสูงและมีความหนาแน่นต่ำ

การสนับสนุนข้อมูล:

ความแข็งแรงของท่อนาโนคาร์บอนมีมากกว่าเหล็ก 100 เท่า โดยมีความหนาแน่นเพียง 1/6 ของเหล็ก

หลังจากที่เพิ่มลงในเมทริกซ์อะลูมิเนียมแล้ว ความแข็งแรงจำเพาะของวัสดุคอมโพสิตนั้นสูงกว่าอะลูมิเนียมบริสุทธิ์มาก

2.2 ระบบเมทริกซ์โลหะอื่นๆ

คอมโพสิตคาร์บอนนาโนทิวบ์/เมทริกซ์โลหะที่เตรียมเรียบร้อยแล้วได้แก่:

3. ท่อนาโนคาร์บอน/เซรามิกเมทริกซ์คอมโพสิต: ทำให้เซรามิก "แข็งแรงแต่ไม่เปราะ"

บทสรุป:การเพิ่มท่อนาโนคาร์บอนลงในเซรามิกสามารถปรับปรุงความทนทานต่อการแตกหักได้อย่างมาก โดยช่วยแก้ปัญหาเก่าแก่นับพันปีของเซรามิกที่ว่า "เปราะและแตกหักง่าย"

ข้อดีของเซรามิกคือทนต่ออุณหภูมิสูงและทนต่อการสึกหรอ แต่ข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดคือความเปราะบาง ท่อนาโนคาร์บอนสามารถ "ยึด" เซรามิกเข้าด้วยกันได้อย่างแน่นอน เพื่อป้องกันการแพร่กระจายของรอยแตกร้าว

3.1 กลไกการแกร่ง

ท่อนาโนคาร์บอนมีบทบาท "เชื่อมโยง" ในเมทริกซ์เซรามิก: เมื่อมีรอยแตกร้าว ท่อนาโนคาร์บอนจะทอดข้ามทั้งสองด้านของรอยแตกร้าวเหมือนแท่งเหล็กเสริมแรง เพื่อป้องกันการแพร่กระจายของรอยแตกเพิ่มเติม

3.2 พัฒนาระบบแล้ว

ข้อดีของท่อนาโนคาร์บอน/คอมโพสิตเซรามิก ได้แก่ :

ความทนทานต่อการแตกหักเพิ่มขึ้นหลายเท่า

ปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อน

ค่าการนำไฟฟ้าที่ปรับได้ (ตั้งแต่การเป็นฉนวนไปจนถึงการนำไฟฟ้า)

4. พรมแดนล่าสุด: เส้นใยเปลี่ยนเฟสของท่อนาโนคาร์บอนและสิ่งทออัจฉริยะ

บทสรุป:ท่อนาโนคาร์บอนยังสามารถนำมาใช้เพื่อสร้าง "การควบคุมอุณหภูมิ-เสื้อผ้า" - ให้เกิดการจัดการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพโดยมีการเติมปริมาณที่ต่ำมาก

ไฟเบอร์ประเภทนี้ซึ่งมีปริมาณ CNT ต่ำมาก ทำให้ได้:

ซึ่งหมายความว่าเสื้อผ้าอัจฉริยะในอนาคตสามารถควบคุมอุณหภูมิได้โดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องเสียบปลั๊ก - ดูดซับความร้อนเมื่อร้อนและปล่อยความร้อนเมื่อเย็น

5. วัสดุใหม่ Shandong Tanfeng: "ฐานวัตถุดิบ" สำหรับคอมโพสิต CNT

Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. จำหน่ายผงคาร์บอนนาโนทิวบ์ผนังเดี่ยว- ผนังสอง- และ-ผนังหลายชั้นอย่างเต็มรูปแบบ โดยมีความบริสุทธิ์มากกว่าหรือเท่ากับ 98% และผลผลิตต่อเดือน 200 ตัน ซึ่งทำหน้าที่เป็นซัพพลายเออร์ขั้นต้นน้ำหลักสำหรับอุตสาหกรรมคอมโพสิต

จุดเริ่มต้นสำหรับคอมโพสิตท่อนาโนคาร์บอนคือชุดผงคาร์บอนนาโนทิวบ์คุณภาพสูง- Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. คือ "แหล่งพลังงาน" ของห่วงโซ่อุตสาหกรรมนี้อย่างแม่นยำ

5.1 เมทริกซ์ผลิตภัณฑ์ข้อมูลจำเพาะแบบเต็ม-

5.2 ความสามารถในการเตรียมกระบวนการที่หลากหลาย-

Tanfeng New Material เชี่ยวชาญกระบวนการเตรียมการหลักสามขั้นตอน:

5.3 กำลังการผลิตขนาดใหญ่-

บริษัทได้ระบุทิศทางการใช้งานหลักไว้ 7 ประการอย่างชัดเจน ได้แก่ ยานพาหนะพลังงานใหม่ วัสดุโพลีเมอร์ขั้นสูง อีลาสโตเมอร์ การบินและอวกาศ การขนส่งทางรถไฟ พลังงานลม และการจัดเก็บพลังงานไฮโดรเจน

สรุป: "ไพ่ทรัมป์" สามใบของการใช้งานท่อนาโนคาร์บอน

ท่อนาโนคาร์บอนสามารถใช้กับวัสดุอะไรได้บ้าง?

คำตอบคือ: วัสดุเกือบทุกชนิดที่ต้อง "แข็งแรงกว่า เบากว่า เป็นสื่อกระแสไฟฟ้ามากกว่า และนำความร้อนได้มากกว่า"

จากเปลือกจรวดไปจนถึงแผงระบายความร้อนที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ตั้งแต่-ท่อเชื้อเพลิงป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ไปจนถึง-เสื้อผ้าควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะ - ท่อนาโนคาร์บอนกำลังเปลี่ยนจาก "ปาฏิหาริย์ในห้องปฏิบัติการ" มาเป็น "สารเติมแต่งสากล" ทางอุตสาหกรรม Shandong Tanfeng New Material เป็น "ผู้อยู่เบื้องหลัง-ซัพพลายเออร์-เบื้องหลัง" ของการปฏิวัติวัสดุนี้ - โดยส่งมอบวัตถุดิบท่อนาโนคาร์บอนคุณภาพสูง-ให้กับอุตสาหกรรมปลายน้ำด้วยผลผลิตต่อเดือน 200 ตัน ความบริสุทธิ์มากกว่าหรือเท่ากับ 98% และข้อกำหนดเฉพาะของผลิตภัณฑ์ทั้งหมด