Oglekļa nanocaurules (CNT) var pievienot kā pastiprinošu līdzekli trīs galvenajām materiālu kategorijām: polimēriem (plastmasa, gumija), metāliem (alumīnijs, varš, magnijs) un keramika (alumīnija oksīds, silīcija karbīds). 2-3% CNT pievienošana polimēriem var ievērojami palielināt elektrovadītspēju, atrisinot statiskās elektrības problēmu plastmasā. CNT/alumīnija matricas kompozītmateriāli jau ir izmantoti raķetē Long March 12. CNT/keramikas kompozītmateriāli var ievērojami uzlabot izturību pret lūzumiem. Jaunākie pētījumi liecina, ka oglekļa nanocaurules super{10}plastmasas (CNTSP) siltumvadītspēja ir 143 W/m·K, un tās var 3D izdrukāt siltuma izlietnēs. Shandong Tanfeng New Material nodrošina pilnu vienpusīgu, daudzsienu un dubultsienu oglekļa nanocauruļu izstrādājumu klāstu, kuru tīrība ir lielāka par 98% vai vienāda ar to, un ikmēneša produkcija ir 200 tonnas.
1. Oglekļa nanocaurules/polimēru kompozīti: plastmasas pārveidošana
Secinājums:Oglekļa nanocaurules ir "visaptverošs pastiprinātājs" polimēriem - ar tikai ļoti mazu pievienošanas daudzumu, tās var pārvērst plastmasu no izolatoriem par vadītājiem, vienlaikus ievērojami uzlabojot mehāniskās un termiskās īpašības.
Lai gan plastmasa ir viegla un viegli apstrādājama, tai ir divi raksturīgi trūkumi: tā nav -vadoša (tiek pakļauta statiskai elektrībai) un slikta siltumvadītspēja (vāja siltuma izkliedes spēja). Oglekļa nanocaurules var precīzi kompensēt šos trūkumus.
1.1. Anti-Antistatiska/vadoša plastmasa: pietiek ar 2% piedevu
Pētījumi liecina, ka plastmasai pievienojot 2-3% daudzsienu oglekļa nanocaurules, var ievērojami palielināt elektrisko vadītspēju. Ko tas nozīmē?
Automobiļu degvielas padeves caurules:Nepieciešamas anti-statiskas īpašības, lai novērstu dzirksteļu aizdegšanos degvielai; CNT/PA12 galvenais maisījums ir kļuvis par standarta risinājumu.
Elektronisko izstrādājumu korpusi:Neļaujiet statiskajai elektrībai sabojāt iekšējās mikroshēmas.
Iekārtas uzliesmojošā un sprādzienbīstamā vidē:Instrumentu korpusi ogļraktuvēs un ķīmiskajās rūpnīcās.
Pētījumi atklāja, ka oglekļa nanocauruļu izkliedēšana epoksīda sveķos nodrošina augstu elektrovadītspēju ar ļoti zemu pievienošanas daudzumu.
1.2. Oglekļa nanocaurules super-plastmasa (CNTSP): drukājama, termiski vadoša, nesoša{2}}
| Veiktspējas metrika | CNTSP izmērītā vērtība | Tīra plastmasa |
|---|---|---|
| Siltumvadītspēja | 143±5.8 W/m·K | ~0.2 W/m·K |
| Mehāniskā izturība | 663±18 MPa | ~50 MPa |
| Elektriskā vadītspēja | 8.6×10⁴ S/m | Izolators |
| CNT ielāde | līdz 59 masas % | - |
Vēl ievērojamāk ir tas, ka šo materiālu var drukāt 3D un termiski apstrādāt. Komanda izdrukāja siltuma izlietni, izmantojot CNTSP. Kad oglekļa nanocauruļu orientācijas virziens bija paralēls siltuma plūsmas virzienam, tas varēja ātri novadīt siltumu no 90 grādu siltuma avota.
Šim procesam ir arī laba daudzpusība. Papildus PA6 to var attiecināt uz dažādām inženierplastmasām, piemēram, PVP, PAN, PC un PEKK.
1.3 Carbon Nanotube/Graphene Synergy: 1+1>2
Jaunākais pētījums atklāj, ka, apvienojot oglekļa nanocaurules un grafēnu, var izveidot trīsdimensiju sinerģisku tīklu: oglekļa nanocaurules darbojas kā viendimensijas "vadoši vadi", bet grafēns darbojas kā divdimensiju "vadoša platforma". Apvienojot to elektriskās, termiskās un mehāniskās īpašības, vispusīgi pārspēj vienas -pildvielas sistēmas.
2. Oglekļa nanocaurules/metāla matricas kompozīti: Vieglie metāli
Secinājums:Oglekļa nanocauruļu pievienošana tādiem metāliem kā alumīnijs, varš un magnijs var ievērojami uzlabot izturību, cietību un nodilumizturību, gandrīz nepalielinot svaru.
Oglekļa nanocauruļu kombinācija ar metāliem ir viena no visvairāk satraucošajām tēmām aviācijas un kosmosa jomā.
2.1. Praktiskā pārbaude uz 12. marta raķetes
Raķete Long March 12, kas savu pirmo lidojumu veica 2024. gada 30. novembrī, savā starpposmu sadaļā izmantoja oglekļa nanocaurules/alumīnija matricas kompozītmateriālus -. Šis ir pasaulē pirmais CNT/alumīnija matricas kompozītmateriālu pielietojums kosmosa jomā. "Aužot" oglekļa nanocaurules alumīnija sakausējumā, materiāls ieguva gan metāla stingrību un apstrādājamību, gan oglekļa nanocauruļu lielo izturību un zemo blīvumu.
Datu atbalsts:
Oglekļa nanocauruļu stiprība ir 100 reizes lielāka nekā tēraudam, un blīvums ir tikai 1/6 no tērauda.
Pēc pievienošanas alumīnija matricai kompozītmateriāla īpatnējā izturība ievērojami pārsniedz tīra alumīnija stiprību.
2.2. Citas metāla matricu sistēmas
Oglekļa nanocaurules/metāla matricas kompozītmateriāli, kas ir veiksmīgi sagatavoti, ietver:
| Metāla matrica | Pielietojuma potenciāls | Atslēgu atrašana |
|---|---|---|
| Alumīnija matrica | Aviācijas un kosmosa konstrukcijas sastāvdaļas | Jau lietots Garajā 12. martā; ievērojams svara samazināšanas efekts |
| Vara matrica | Augstas -vadītspējas,-nodilumizturīgas detaļas | Vislabākā nodilumizturība pie 12-15 tilp.% CNT |
| Magnija matrica | Īpaši{0}}vieglas konstrukcijas sastāvdaļas | Vieglākais konstrukcijas metāls; ko vēl vairāk uzlabo CNT |
| Dzelzs/niķeļa matrica | Augstas{0}}temperatūras sastāvdaļas | Uzlabota termiskā stabilitāte un pretestība |
3. Oglekļa nanocaurules/keramikas matricas kompozīti: "Spēcīgas, bet ne trauslas" keramikas izgatavošana
Secinājums:Oglekļa nanocauruļu pievienošana keramikai var ievērojami uzlabot izturību pret lūzumiem, atrisinot tūkstoš{0}}gadu-veco problēmu, ka keramika ir "trausla un viegli salaužama".
Keramikas priekšrocības ir augstas temperatūras izturība un nodilumizturība, bet lielākais trūkums ir trauslums. Oglekļa nanocaurules var precīzi "saturēt kopā" keramiku, novēršot plaisu izplatīšanos.
3.1. Rūdīšanas mehānisms
Oglekļa nanocaurulēm ir "tiltiņa" loma keramikas matricā: kad parādās plaisa, oglekļa nanocaurules stiepjas pāri abām plaisas pusēm kā tērauda armatūras stieņi, novēršot turpmāku plaisu izplatīšanos.
3.2 Izstrādātās sistēmas
| Keramikas matrica | Pētījuma statuss | Pieteikuma perspektīva |
|---|---|---|
| Alumīnija oksīds (Al2O3) | Nobriedušākā sistēma | Griešanas instrumenti,{0}}nodilumizturīgi pārklājumi |
| Silīcija karbīds (SiC) | Augstas{0}}temperatūras konstrukcijas materiāls | Lidmašīnu dzinēju sastāvdaļas |
| Silīcija nitrīds (Si₃N4) | Gultņi, turbīnu lāpstiņas | Augstas-temperatūras, lielas-slodzes scenāriji |
| Silīcija dioksīds (SiO₂) | SWCNT/SiO₂ kompozīts | Lauka emisijas ierīces |
Oglekļa nanocauruļu/keramikas kompozītmateriālu priekšrocības ietver:
Lūzumu izturība palielinājās vairākas reizes.
Uzlabota termiskā stabilitāte.
Noskaņojama elektrovadītspēja (no izolācijas līdz vadošai).
4. Jaunākā robeža: oglekļa nanocaurules fāzes maiņas šķiedras un viedie tekstilizstrādājumi
Secinājums:Oglekļa nanocaurules var izmantot arī, lai izgatavotu "temperatūru{0}}regulējošu apģērbu" -, panākot efektīvu siltuma pārvaldību ar ārkārtīgi zemu pievienošanas daudzumu.
Šāda veida šķiedra ar ļoti zemu CNT saturu nodrošina:
| Īpašums | Performance |
|---|---|
| Latentā siltuma uzglabāšanas jauda | Lieliski (absorbē/atbrīvo siltumu, lai uzturētu nemainīgu temperatūru) |
| Mehāniskā izturība | Lieliski (iztur atkārtotu locīšanu, nesalaužot) |
| Griešanas/šūšanas precizitāte | >98% (veiktspēja nepasliktinās pēc apģērba izgatavošanas) |
Tas nozīmē, ka nākotnes viedais apģērbs varētu automātiski regulēt temperatūru, nepievienojot to -, absorbējot siltumu karstā stāvoklī un izdalot siltumu, kad tas ir auksts.
5. Shandong Tanfeng jauns materiāls: "izejvielu bāze" CNT kompozītmateriāliem
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. piedāvā pilnu vienas -sienu, dubultsienu- un daudzsienu{4}} oglekļa nanocaurules pulveru klāstu ar tīrību, kas ir lielāka vai vienāda ar 98% un ikmēneša produkciju 200 tonnas, kalpojot par galveno augšupējo piegādātāju kompozītmateriālu rūpniecībai.
Oglekļa nanocauruļu kompozītmateriālu sākumpunkts ir augstas kvalitātes{0}}oglekļa nanocaurules pulvera partija. Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. ir tieši šīs nozares ķēdes "avota spēks".
5.1. Pilna-Specifikācijas produkta matrica
| Produkta veids | Modelis | Tīrība | Galvenie parametri |
|---|---|---|---|
| CNT ar vairākām sienām- | TF-210 | Lielāks vai vienāds ar 98% | Daļiņu izmērs 5-15 μm |
| CNT ar vienu{0}}sienu | - | Augsta konsistence | Diametrs 1-6 nm |
| Dubultsienu{0}}CNT | TF-220 | - | Starp SWCNT un MWCNT |
5.2. Vairāk{1}}procesu sagatavošanas iespēja
Tanfeng New Material pārvalda trīs galvenos sagatavošanas procesus:
| Process | Raksturīgs |
|---|---|
| CVD metode (ķīmiskā tvaiku pārklāšana) | Industrializācijas pamats |
| Loka izlādes metode | Augstas kvalitātes{0}}maršruts |
| Lāzera ablācijas metode | Izpētiet{0}}atzīmju precizitāti |
5.3. Liela-apjoma ražošanas jauda
| Jaudas metrika | Vērtība |
|---|---|
| Ikmēneša izlaide | 200 tonnas |
| Kopējais vietnes ieguldījums | Aptuveni 500 miljoni RMB |
| Ražošanas projekta I fāzes pabeigšana | 2025. gada oktobris; ienāca masveida ražošanā |
Uzņēmums ir skaidri uzskaitījis septiņus galvenos pielietojuma virzienus: jauni enerģijas transportlīdzekļi, uzlaboti polimēru materiāli, elastomēri, kosmosa, dzelzceļa tranzīts, vēja enerģija un ūdeņraža enerģijas uzglabāšana.
Kopsavilkums: Trīs oglekļa nanocauruļu lietojumu "trumpes".
| Saliktā sistēma | Galvenā loma | Tipisks pielietojums | Papildinājuma summa |
|---|---|---|---|
| Polimēru matrica | Vadītspējīgs + siltumvadošs + pastiprinājums | Antistatiskā plastmasa, 3D drukātas siltuma izlietnes | 2-3% |
| Metāla matrica | Viegls un augsta izturība | Raķešu starpposmu sekcijas, aviācijas un kosmosa konstrukcijas sastāvdaļas | 5-15% |
| Keramikas matrica | Rūdīšana + Nodilumizturība | Griešanas instrumenti, augstas{0}}temperatūras sastāvdaļas | 5-10% |
Kādos materiālos var izmantot oglekļa nanocaurules?
Atbilde ir: gandrīz jebkuram materiālam, kam jābūt "stiprākam, vieglākam, vadošākam un siltumvadošākam".
No raķešu čaulām līdz 3D drukātām siltuma izlietnēm, no anti-statiskām degvielas padeves caurulēm līdz viedām temperatūru-regulējošām drēbēm - oglekļa nanocaurules no "laboratorijas brīnuma" pārvēršas par rūpniecisku "universālu piedevu". Shandong Tanfeng New Material ir tieši šīs materiālu revolūcijas "aizkulises piegādātājs" -, kas piegādā augstas-kvalitatīvas oglekļa nanocauruļu izejvielas pakārtotajām nozarēm ar 200 tonnu ikmēneša produkciju, tīrību, kas ir lielāka vai vienāda ar 98%, un pilnām produkta specifikācijām.