Rozdiely medzi jednostennými vodivými uhlíkovými nanotrubičkami s jednou stenou, s niekoľkými{1}}stenami a s viacstennými uhlíkovými nanotrubičkami

Rozdiely medzi jednostennými vodivými uhlíkovými nanotrubičkami s jednou stenou, s niekoľkými{1}}stenami a s viacstennými uhlíkovými nanotrubičkami

Vodivé predzmesi z uhlíkových nanorúrok možno rozdeliť do troch hlavných kategórií podľa typu použitej uhlíkovej nanorúrky: predzmes z jednostenných uhlíkových nanorúrok (SWCNT), predzmes s niekoľkými -uhlíkovými nanotrubičkami (FWCNT) a predzmes z uhlíkových nanorúrok s viacerými stenami (MWCNT). Jednostenná trubicová predzmes má najlepšiu elektrickú vodivosť a najnižšie množstvo prídavku (0,05 %-0,2 % v konečnom produkte), no jej cena je najvyššia a používa sa v špičkovej-elektronike a leteckom priemysle. Predzmes z viacstenných rúrok má najvyššiu nákladovú{15}}efektívnosť a najvyspelejší proces s obsahom uhlíkových nanorúrok 15 %-20 % v predzmesi, čo predstavuje viac ako 80 % podielu na trhu. Medzi tieto dve-trúbkové predzmesi spadá niekoľko{18}}trubkových predzmesí, ktoré kombinujú vysokú elektrickú vodivosť a dobrú disperzibilitu. Základom výberu je: vybrať si jednostenné{19}}pre maximálny výkon, zvoliť viac{20}}stenové kvôli nákladovej efektívnosti a pozrieť sa na niekoľkostenný pre vyvážený výber.

Kapitola 1: Uhlíkové nanorúrky v predzmesi nie sú „jedným“ materiálom

Mnoho ľudí si myslí, že uhlíkové nanorúrky sú len „jeden“ materiál, no v skutočnosti sú rodinou.

Členovia tejto rodiny vyzerajú všetci ako "duté rúrky", ale počet stien rúrok sa líši, čo určuje ich príslušné "osobnosti" a "špecializácie". Vo vodivých predzmesi sa podľa typu použitých uhlíkových nanorúriek delia najmä do troch hlavných kategórií produktov: jednostenné predzmesi uhlíkových nanorúrok, niekoľko-predzmesi uhlíkových nanorúrok a viac-stenové predzmesi uhlíkových nanorúrok.

Hoci tieto tri typy predzmesí majú podobné názvy, majú obrovské rozdiely v štruktúre, výkone, nákladoch a aplikácii. Dnes si veci vyjasnime jasne: aké sú vlastnosti rôznych typov uhlíkových nanorúrok v predzmesi? A v ktorých scenároch sa používajú?

Kapitola 2: Jednoplášťová-zmes uhlíkových nanorúrok: „Strop“ výkonu

2.1 Štrukturálne charakteristiky

Jednostennú uhlíkovú nanorúrku (SWCNT) si možno predstaviť ako hárok grafénového papiera s hrúbkou iba jedného atómu, ktorý je hladko zvinutý do dokonalého valca. Jeho štruktúra je veľmi čistá, má iba jeden povrch a jeho priemer je iba 1-2 nanometre. Elektrické vlastnosti-jednostennej trubice sú jedinečne určené jej chiralitou (uhol a priemer kotúča) - riadením chirality, možno vyrobiť buď kovové alebo polovodičové jednostenné trubice, čo iné typy uhlíkových nanorúriek nedokážu dosiahnuť.

2.2 Výkon v predzmesi

Elektrická vodivosť:Jednostenné trubice{0} majú najlepšiu elektrickú vodivosť spomedzi uhlíkových nanorúriek. Pri štúdiách priehľadných vodivých povlakov je optoelektronický výkon jednostenných trubicových sietí výrazne lepší ako výkon viacstenných trubíc. Dôvodom je takmer dokonalá jednorozmerná štruktúra jednostenných trubíc-, ktorá umožňuje elektrónom podstúpiť „balistický transport“ pozdĺž steny trubice takmer bez prekážok.

Suma pridania:Obsah uhlíkových nanorúrok v predzmesi s jednou stenou skúmavky je zvyčajne nízky (1 %-6 %), ale na dosiahnutie vodivého účinku je v konečnom produkte potrebných iba 0,05 % – 0,2 %. Je to spôsobené tým, že jednostenné rúrky majú extrémne vysoký pomer strán (až 10 000) a veľmi malé množstvo môže vytvoriť "perkolačnú sieť" v matrici.

Mechanické vlastnosti:Pevnosť v ťahu-jednostenných rúr môže dosiahnuť 50 – 200 GPa, čo je 100-násobok pevnosti ocele. Keď sa pridajú do predzmesi, môžu spevniť matricu a zároveň dosiahnuť elektrickú vodivosť.

2.3 Aplikačné scenáre

Jednostenné predzmesi uhlíkových nanorúrok sa používajú najmä v špičkových{1}}poliach s najvyššími požiadavkami na výkon:

Elektronické zariadenia vyššej-triedy:Tranzistory, senzory, flexibilné displeje. Polovodivá vlastnosť jednostenných trubíc-z nich robí ideálny materiál pre budúce čipy.

Kompozitné materiály pre letectvo a kozmonautiku:Ľahké, ultra{0}}vysoké požiadavky na pevnosť, s nízkymi pridanými množstvami 0,01 % – 0,1 % na dosiahnutie funkcionalizácie.

Priehľadné vodivé fólie:Extrémne nízke množstvo prídavku, takmer neovplyvňuje priepustnosť svetla a farbu.

Anódové batérie-na báze kremíka:Vďaka extrémne vysokej flexibilite môžu počas expanzie kremíkových častíc vytvoriť sieť „nano{0}}pružín.

2.4 Obmedzenia

Hlavným problémom jednostenných predzmesí skúmaviek je vysoká cena. Proces syntézy je zložitý, s extrémne vysokými požiadavkami na katalyzátory a reakčné podmienky a cena je viac ako 10-krát vyššia ako cena mnohostenných rúrok. Preto je vhodný len na použitie v scenároch, kde je „nepostrádateľný“.

Kapitola 3: Viac{1}}stenová predzmes z uhlíkových nanorúrok: „Ťažobný kôň“ industrializácie

Viac ako 80 % podielu na trhu{0}} predstavujú viacvrstvové predzmesi uhlíkových nanorúrok a sú hlavnou voľbou v oblasti vodivých plastov.

3.1 Štrukturálne charakteristiky

Viac{0}}stenné uhlíkové nanorúrky (MWCNT) sú ako súprava ruských hniezdiacich bábik zložených z viacerých vrstiev (zvyčajne viac ako 5 vrstiev) grafénu, ktoré sú koncentricky vnorené do seba, pričom vrstvy sú spojené van der Waalsovými silami a medzivrstvová vzdialenosť je približne 0,34 nanometrov. Priemer je zvyčajne 10-100 nanometrov.

Medzi vrstvami viacstenných rúr sú chyby a rozptyly a výkon jednej rúry nie je taký dobrý ako výkon jednostennej rúry, ale viacvrstvová štruktúra im poskytuje lepšiu odolnosť proti opotrebovaniu a nárazu.

3.2 Výkon v predzmesi

Elektrická vodivosť:Hoci elektrická vodivosť viacstenných rúrok nie je taká dobrá ako elektrická vodivosť jednostenných rúrok, je úplne postačujúca pre väčšinu aplikácií s vodivými plastmi (povrchový odpor 10³-10⁶ Ω). V predzmesi je obsah uhlíkových nanorúrok zvyčajne 15 % - 20 % a pridaním 2 % - 4 % do konečného produktu sa dosiahne vodivý efekt.

Cenová výhoda:Cena viac{0}}stenových rúr je len asi 1/10 ceny jednostenných- rúrok, čo je hlavný dôvod, prečo dominujú na trhu.

Dispergovateľnosť:Špecifický povrch viacstenných rúr je relatívne nízky (80-200 m²/g), vďaka čomu je disperzia menej náročná ako pri jednostenných rúrach a proces je vyzretý s dobrou stabilitou vsádzky.

3.3 Aplikačné scenáre

Viac{0}}predzmesi uhlíkových nanorúrok sú vhodné pre nákladné-veľké{2}}priemyselné aplikácie:

Bežné vodivé plasty:Anti{0}}statické prepravné boxy, IC zásobníky, obaly elektronických komponentov.

Automobilové diely:Palivové potrubia, periférne komponenty motora (treba byť 配合 s technickými plastmi, ako je PA).

Elektromagnetické tieniace materiály:Kryty komunikačných zariadení 5G, elektronické zariadenia.

Materiál topánok z peny EVA:Anti{0}}statické podošvy, medzipodošvy, množstvo prídavku 10 % – 15 %, povrchový odpor 10³-10⁵ Ω.

Kapitola 4: Niekoľko-predzmesi z murovaných uhlíkových nanotrubíc: „Vychádzajúca hviezda“ od strednej-až po-špičkovú-trhu

4.1 Štrukturálne charakteristiky

Niekoľko-stenových uhlíkových nanorúrok (FWCNT) je vytvorených koncentrickým valcovaním 2-5 vrstiev grafénu. Počet vrstiev je medzi jednoplášťovými a viacstennými. Priemer je zvyčajne 2-8 nanometrov.

Len málo{0}}stenových rúr je „vychádzajúcou hviezdou“, ktorá v posledných rokoch priťahuje veľkú pozornosť. Spájajú vysokú vodivosť jednostenných trubíc s jednoduchou dispergovateľnosťou viacstenných trubíc.

4.2 Výkon v predzmesi

Výkon niekoľkých-stenových rúr spadá medzi jedno-stenové a viacstenné-:

Elektrická vodivosťje blízko k úrovni jednostenných{0} rúrok.

Dispergovateľnosťje lepšia ako u jednostenných rúrok (s relatívne nižším špecifickým povrchom).

nákladyje nižšia ako jednostenné -rúry, ale vyššia ako viac{1}}stenové rúry.

Táto „stredná cesta“ poskytuje niekoľkým-stenovým rúram jedinečné výhody v aplikáciách strednej-až{2}}vyššej{3}}triedy, ktoré sa snažia dosiahnuť rovnováhu medzi výkonom a nákladmi.

4.3 Aplikačné scenáre

Niekoľko -základných zmesí uhlíkových nanorúrok so stenami sa používa najmä v strednodobých-na-vysokých-rozvíjajúcich sa trhoch:

Vysoko-rýchle{1}}nabíjanie batérií:Kombinujte vysokú elektrickú vodivosť a mechanickú stabilitu, vhodné pre elektrolytické systémy.

Flexibilné displeje:Mechanická flexibilita je lepšia ako viac{0}}stenové rúrky s dlhšou životnosťou v ohybe.

Kompozitné materiály odolné voči vysokým{0}}teplotám:Štruktúra spadá medzi jednostenné{0}}a viacstenné{1}}steny, pričom kombinuje vysokú pevnosť a ľahkú dispergovateľnosť.

Katalyzátor palivových článkov podporuje:Mnoho katalyticky aktívnych miest môže nahradiť katalyzátory vzácnych kovov.

Kapitola 5: Jedna tabuľka, aby ste jasne videli rozdiely medzi tromi typmi predzmesí uhlíkových nanorúrok

Kapitola 6: Ako si vybrať správny typ predzmesi z uhlíkových nanotrubíc?

Rýchla referenčná tabuľka odporúčaní pre výber

Kapitola 7: Výhody Shandong Tanfeng

Ako výrobca uhlíkových nanorúrok sa naše hlavné výhody v oblasti vodivých predzmesí odrážajú v:

Po prvé, pokrytie všetkých typov uhlíkových nanorúrok.Súčasne sme zvládli technológiu výroby uhlíkových nanorúriek s jednou{0}}stenou, s niekoľkými{1}}a-viacstennými uhlíkovými nanorúrkami a môžeme flexibilne meniť typy produktov podľa potrieb zákazníkov. Od špičkového výkonu jednostenných rúrok až po mimoriadne-vysokú nákladovú-efektívnosť viacstenných rúrok-, poskytujeme kompletnú maticu produktov.

Po druhé, presná kontrola obsahu uhlíkových nanorúrok.Predzmesi s jednostennými trubicami majú obsah uhlíkových nanorúrok 1 %-6 %, viac-trúbkové predzmesi majú 15 % – 20 % a predzmesi s niekoľkými stenami skúmaviek majú 10 % – 15 %. Zákazníci si môžu vybrať vhodnú špecifikáciu podľa potrieb svojej aplikácie alebo si môžu prispôsobiť úpravy.

Po tretie, zhoda typu nosiča a uhlíkových nanorúrok.Rôzne nosiče (PP, PA, PC, ABS, EVA atď.) sú koordinované s rôznymi typmi uhlíkových nanorúrok, aby sa dosiahol optimálny disperzný efekt a elektrická vodivosť.

Po štvrté, služba prispôsobenia.Či už potrebujete maximálny výkon jednostenných{0}}elektrónok, ultra{1}}vysokú nákladovú{2}}efektívnosť viacstenných-elektróniek alebo vyvážený výber niekoľkých-elektróniek, môžeme vám poskytnúť produktové riešenie, ktoré najlepšie vyhovuje vášmu scenáru aplikácie.

Po piate, technická podpora aplikácie.Nepredávame len predzmesi; poskytujeme aj technickú podporu celého{0}}procesu od výberu, spracovania až po testovanie, čím pomáhame zákazníkom rýchlo dokončiť uvedenie materiálu.

Kapitola 8: Záver

Typ uhlíkových nanorúrok použitých vo vodivých predzmesi uhlíkových nanorúrok určuje výkonnostný strop a umiestnenie nákladov na predzmes:

Jednostenná predzmes skúmaviek:Špičkový výkon, extrémne nízke množstvo prídavku, vhodné pre špičkovú-elektroniku, letectvo a iné scenáre, kde je „nepostrádateľný“.

Niekoľko-predzmesí so stenami:Bod rovnováhy medzi výkonom a nákladmi, vhodný pre aplikácie strednej{0}}až{1}}vysokej{2}}triedy, ako sú rýchle-nabíjanie batérií a flexibilné displeje.

Predzmes s mnohostennými skúmavkami:Najvyššia nákladová-efektívnosť, najvyspelejší proces, ktorý predstavuje viac ako 80 % podielu na trhu a je ťažným koňom vodivých plastov.

Základný princíp výberu:Vyberte si jednoplášťové{0}}steny pre maximálny výkon, viac{1}}stenové pre efektívnosť nákladov{2}}a pozrite sa na niekoľko-stenových, aby ste dosiahli vyvážený výber.

Ak máte problémy s výberom vodivých predzmesí uhlíkových nanorúrok, kontaktujte nás - ako profesionálneho výrobcu, spoločnosť Shandong Tanfeng poskytuje celú sériu produktov vrátane jednostenných{1}}stenových, niekoľko{2}}stenových a viacstenných-stenov a je pripravená s vami spolupracovať pri hľadaní optimálneho riešenia pre váš produkt.