Daudzos progresīvos rūpniecisko un speciālo materiālu formulējumos inženieri bieži saskaras ar kritisku jautājumu: vai oglekļa nanocaurules var izturēt ekstrēmas ekspluatācijas vides? Piemēram, augstas{0}}temperatūras izturīgi pārklājumi ap kosmiskās aviācijas dzinējiem, pretkorozijas uzlikas ķīmiski stipru skābju un sārmu reaktoriem vai liesmu-aizturoši materiāli augstsprieguma-kabeļiem. Cik stabilas ir oglekļa nanocaurules augstā temperatūrā / stipras skābes / stipru sārmu vidē? Ja šīs fizikāli ķīmiskās robežas nav skaidri saprotamas, pievienošana ne tikai nesasniegs gaidīto veiktspēju, bet arī var izraisīt nopietnas inženiertehniskās avārijas. Šodien mēs izmantosim reālus testa datus, lai atklātu oglekļa nanocauruļu patieso veiktspēju ekstremālos apstākļos.
Oglekļa nanocauruļu augsta temperatūras stabilitāte-: oksidācija ir vienīgais Ahileja papēdis
Inertās gāzes vai vakuuma vidē oglekļa nanocaurules var izturēt temperatūru, kas tuvojas 3000 grādiem. Tomēr skābekli -saturošā gaisā oksidatīvā sadalīšanās sākas virs 400 grādiem.
Oglekļa nanocaurules sastāv no tīrām sp² oglekļa -oglekļa saitēm, nodrošinot tām ārkārtīgi augstu termisko stabilitāti. Tomēr praktiskā pielietojumā lielākā daļa vidi satur skābekli. Galvenais faktors, kas nosaka oglekļa nanocauruļu oksidācijas pretestību gaisā, ir cauruļu sienu "defektu blīvums" un "grafitizācijas pakāpe". Amorfajiem oglekļa piemaisījumiem un oglekļa atomiem strukturālo defektu gadījumā ir lielāka enerģija, un tie ir vēlamās skābekļa uzbrukuma vietas augstās temperatūrās.
| Oglekļa nanocaurules tips | Grafitizācijas grāds | Sākotnējā oksidācijas temperatūra gaisā (Ti) | Atlikuma ātrums 800 grādos gaisā | Pielaides temperatūra inertā gāzē |
|---|---|---|---|---|
| Neapstrādātas caurules ar vairākām sienām (zemas tīrības pakāpes) | Zems | ~350 grādi | >5% (augsts pelnu saturs) | 2000 grādi |
| Augstas-tīrības{1}}sienu caurules (99%+) | Salīdzinoši Augsts | ~450 grādi | <0.5% | 2500 grādi |
| Vienas{0}}sienu oglekļa nanocaurules | Ļoti augsts | ~500 grādi | <0.1% | >2800 grādi |
(Piezīme. Iepriekš minētie dati ir balstīti uz ASTM E1131 termogravimetriskās analīzes standartu ar sildīšanas ātrumu 10 grādi/min gaisa atmosfērā.)
Dati liecina, ka, ja jūsu lietojumprogramma ir saistīta ar augstas -temperatūras skābekli-saturošām vidēm (piemēram, augstas -temperatūras siltumvadošas silikona smērvielas vai liesmu-izturīgas plastmasas), augstas-tīrības oglekļa nanocaurules, kas ir apstrādātas augstā temperatūrā, ir jāatlasa. Pretējā gadījumā materiāls sāks "izgaist" temperatūrā virs 300 grādiem.
Oglekļa nanocauruļu spēcīga skābes stabilitāte: skaidrs dubultā{0}}zobena efekts
Oglekļa nanocaurules ir ārkārtīgi stabilas parastajās vājās skābēs. Tomēr stipras skābes apstākļos, piemēram, jauktas skābes ar karsēšanu, cauruļu vāciņi un sienu defekti tiks oksidatīvi sagriezti, radot neatgriezeniskus struktūras bojājumus.
Materiāla modifikācijās mēs bieži izmantojam koncentrētas sērskābes un koncentrētas slāpekļskābes jauktu šķīdumu (3:1 pēc tilpuma), lai oglekļa nanocaurules ar skābekli -mazgātu karboksilgrupu potēšanai. Bet tas būtībā ir destruktīvs process. Saskaņā ar ISO/TS 11308 raksturojuma rokasgrāmatu, ilgstoša apstrāde ar spēcīgu skābi ievērojami samazina oglekļa nanocauruļu malu attiecību, "sagriežot" tās īsās caurulēs, kā rezultātā būtiski samazinās vadoša tīkla veiktspēja.
| Iegremdēšanas vide | Ārstēšanas nosacījumi | Vidējā garuma maiņa | Virsmas funkcionālās grupas maiņa | Vadošās perkolācijas sliekšņa maiņa |
|---|---|---|---|---|
| 10% atšķaidīta sālsskābe (istabas temperatūra) | 24 stundas | Gandrīz nemainīgs | Nav būtisku izmaiņu | Nemainīts |
| Koncentrēta sērskābe (istabas temperatūra) | 48 stundas | Nedaudz saīsināts | Ļoti nelielas hidroksilgrupas | Nedaudz palielināts |
| Jaukta skābe (H2SO4:HNO3) 80 grādu temperatūrā | 2 stundas | Saīsināts par vairāk nekā 70% | Liels karboksil/karbonilgrupu daudzums | Significantly increased (>3 reizes) |
Tāpēc, ja jūsu produktam ražošanas laikā jāveic spēcīgas skābes procesi (piemēram, noteiktu speciālu šķiedru apstrāde ar skābes vannu), oglekļa nanocauruļu tieša pievienošana nav iespējama. Jāapsver skābju-izturīgu pārklājumu slāņi vai procesa secības pielāgošana.
Spēcīga oglekļa nanocauruļu sārmu stabilitāte: pārsteidzoši izcila veiktspēja
Oglekļa nanocaurules uzrāda ārkārtīgi spēcīgu izturību pret spēcīgu sārmu vidi. Pat pēc ilgstošas iegremdēšanas augstas temperatūras koncentrētā sārmā (piemēram, 40% NaOH), to struktūras morfoloģija un elektriskā vadītspēja gandrīz nesamazinās.
Atšķirībā no stiprajām skābēm, oglekļa nanocauruļu sp² oglekļa tīkls ir dabiski ķīmiski inerts pret sārmu šķīdumiem. Ķīmiskos pretkorozijas pārklājumos un stipros sārma akumulatoru elektrolītos (piemēram, cinka-gaisa akumulatoros un dažos ūdens akumulatoros) oglekļa nanocaurules ir ideāli vadoši pildvielas.
| Pārbaudes apstākļi | Iegremdēšanas laiks | Ramana spektroskopijas ID/IG attiecība (defektu raksturojums) | Masas zuduma koeficients | Vadītspējas maiņa |
|---|---|---|---|---|
| 40% NaOH (istabas temperatūra) | 720 stundas | Nav būtisku izmaiņu | <0.1% | Nav sabrukšanas |
| 40% NaOH (80 grādi) | 120 stundas | Nav būtisku izmaiņu | <0.2% | Nav sabrukšanas |
| 40% KOH (istabas temperatūra) | 720 stundas | Nav būtisku izmaiņu | <0.1% | Nav sabrukšanas |
Tas nozīmē, ka spēcīgu sārmu pretkorozijas pārklājumu jomā varat droši izmantot oglekļa nanocaurules, lai uzlabotu pārklājuma anti-statisko un siltuma vadītspēju, neuztraucoties par materiāla koroziju vai noārdīšanos.
Shandong Tanfeng jauns materiāls: avota ražotāja uzticība augstas{0}}stabilitātes oglekļa nanocaurulēm
Shandong Tanfeng New Material, uzlabojot grafitizācijas pakāpi un samazinot cauruļu sieniņu defektu blīvumu, ievērojami uzlabo oglekļa nanocauruļu izturību pret oksidēšanu un izturību pret koroziju, padarot to par vēlamo avotu ražotāju ekstremālos ekspluatācijas apstākļos.
Lai sasniegtu vislabāko oglekļa nanocauruļu veiktspēju augstā{0}}temperatūras vai korozīvā vidē, materiāla kvalitāte ir noteicošais faktors. Shandong Tanfeng jaunais materiāls, pateicoties tā dziļajai procesa uzkrāšanai, demonstrē būtiskas priekšrocības:
Augstas-temperatūras rūdīšanas process, uzlabojot izturību pret oksidēšanu:Tanfeng New Material ievieš patentētu augstas -temperatūras grafitizācijas atkvēlināšanas soli pēc CVD augšanas, novēršot režģa defektus cauruļu sienās un paaugstinot oglekļa nanocauruļu sākotnējo oksidācijas temperatūru gaisā līdz virs 480 grādiem, pilnībā atbilstot augstas {{2}gala augstas{3}} plastmasas materiālu prasībām.
Pilnīga netīrumu noņemšana, skābes/sārmu jutības punktu samazināšana:Mērķējot amorfā oglekļa un metāla katalizatora atlikumus, kas ir visvairāk pakļauti uzbrukumiem spēcīgu skābju/sārmu vidē, Shandong Tanfeng izmanto vairākus attīrīšanas procesus, lai stabili kontrolētu pelnu saturu 0,5% robežās. Bez piemaisījumiem, kas "aiztur", pašu oglekļa nanocauruļu izturība pret koroziju ir pilnībā atbrīvota.
Pielāgoti laikapstākļiem{0}}izturīgi formulējumi:Ekstrēmos ekspluatācijas apstākļos Shandong Tanfeng ne tikai nodrošina augstas{0}stabilitātes pulveri, bet arī piedāvā oglekļa nanocauruļu pamatsavienojumus ar īpašu virsmas pasivācijas apstrādi, novēršot lokālas reakcijas spēcīgas skābes/sārmu apstrādes laikā, nodrošinot uzticamu materiālu nodrošinājumu augstākās klases jomām, piemēram, aviācijai un ķīmiskai pretkorozijai.
Oglekļa nanocauruļu stabilitātei ekstrēmās vidēs ir skaidrs modelis: "izcila augstas -temperatūras izturība (bez skābekļa-) / lieliska stipru sārmu izturība, bet jutīga pret augstas -temperatūras skābekli-saturošām vidēm un spēcīgu skābju jauktu karsēšanu." Izvēloties materiālus, ir svarīgi tos saskaņot atbilstoši faktiskajai apstrādes temperatūrai un ķīmiskajai videi. Ja meklējat kvalitatīvas-oglekļa nanocaurules, kas saglabā struktūras stabilitāti prasīgos ekspluatācijas apstākļos, Shandong Tanfeng New Material, pateicoties tā ražošanas priekšrocībām, proti, augstu kristāliskumu un zemiem defektiem, neapšaubāmi ir avots, kuram varat uzticēties.