Daugelyje pažangių pramoninių ir specialių medžiagų formulių inžinieriai dažnai susiduria su kritiniu klausimu: ar anglies nanovamzdeliai gali atlaikyti ekstremalią eksploatavimo aplinką? Pavyzdžiui, aukštai -temperatūrai atsparios dangos aplink aviacijos ir erdvėlaivių variklius, antikoroziniai pamušalai cheminiams stiprių rūgščių ir šarmų reaktoriams arba antipirenai -ugnį{2}}laikančios medžiagos aukštos-įtampos kabeliams. Ar anglies nanovamzdeliai yra stabilūs esant aukštai temperatūrai / stipriai rūgščiai / stipriai šarminei aplinkai? Jei šios fizikinės ir cheminės ribos nėra aiškiai suprantamos, papildymas ne tik nepasiekia laukiamų rezultatų, bet ir gali sukelti rimtų inžinerinių avarijų. Šiandien mes naudosime tikrus bandymų duomenis, kad atskleistume tikrąjį anglies nanovamzdelių veikimą ekstremaliomis sąlygomis.
Aukštos{0}}anglies nanovamzdelių temperatūros stabilumas: oksidacija yra vienintelis Achilo kulnas
Inertinių dujų arba vakuumo aplinkoje anglies nanovamzdeliai gali atlaikyti iki 3000 laipsnių siekiančią temperatūrą. Tačiau deguonies -turinčiame ore oksidacinis skilimas prasideda aukštesnėje nei 400 laipsnių temperatūroje.
Anglies nanovamzdeliai sudaryti iš grynos sp² anglies{0}}anglies jungčių, todėl jiems suteikiamas itin didelis terminis stabilumas. Tačiau praktiškai daugumoje aplinkos yra deguonies. Pagrindinis veiksnys, lemiantis anglies nanovamzdelių atsparumą oksidacijai ore, yra vamzdžio sienelių „defektų tankis“ ir „grafitizacijos laipsnis“. Amorfinės anglies priemaišos ir anglies atomai, esant struktūriniams defektams, turi didesnę energiją ir yra tinkamiausios deguonies atakos vietos aukštoje temperatūroje.
| Anglies nanovamzdelio tipas | Grafitizacijos laipsnis | Pradinė oksidacijos temperatūra ore (Ti) | Likučių norma 800 laipsnių ore | Tolerancijos temperatūra inertinėse dujose |
|---|---|---|---|---|
| Neapdoroti kelių sienelių{0}}vamzdžiai (mažo grynumo) | Žemas | ~350 laipsnių | >5% (didelis pelenų kiekis) | 2000 laipsnių |
| Aukšto{0}}grynumo daugiasieniai{1}}vamzdžiai (99 % ir daugiau) | Santykinai Aukštas | ~450 laipsnių | <0.5% | 2500 laipsnių |
| Vienos{0}}sienos anglies nanovamzdeliai | Labai Aukštas | ~500 laipsnių | <0.1% | >2800 laipsnių |
(Pastaba: pirmiau pateikti duomenys yra pagrįsti ASTM E1131 termogravimetrinės analizės standartu, kai oro atmosferoje šildymo greitis yra 10 laipsnių / min.)
Duomenys rodo, kad jei jūsų programa naudojama aukštoje -temperatūroje, kurioje yra deguonies{1}} (pvz., aukštos -temperatūros šilumai laidžių silikoninių tepalų arba antipireno -plastikų), didelio-grynumo anglies nanovamzdeliai, kurie buvo apdoroti aukštoje{5}}temperatūroje, turi būti atkaitinami. Priešingu atveju medžiaga pradės „lakuoti“ aukštesnėje nei 300 laipsnių temperatūroje.
Stiprus anglies nanovamzdelių rūgštinis stabilumas: aiškus dvigubo{0}}ašmens kardo efektas
Anglies nanovamzdeliai yra itin stabilūs įprastose silpnose rūgštyse. Tačiau esant stiprioms rūgštims, pvz., mišrioms rūgštims kaitinant, vamzdžių dangteliai ir sienelių defektai bus oksidaciniu būdu įpjaunami, sukeldami negrįžtamus struktūrinius pažeidimus.
Medžiagos modifikavimo metu mes dažnai naudojame mišrų koncentruotos sieros rūgšties ir koncentruotos azoto rūgšties tirpalą (3:1 pagal tūrį) anglies nanovamzdelių, skirtų karboksilo grupėms skiepyti, „rūgštimi-plovimui“. Tačiau tai iš esmės yra destruktyvus procesas. Remiantis ISO/TS 11308 apibūdinimo vadovu, ilgalaikis apdorojimas stipriomis rūgštimis žymiai sumažina anglies nanovamzdelių kraštinių santykį, „supjaustydamas“ juos į trumpus vamzdelius, todėl labai sumažėja laidus tinklo veikimas.
| Panardinimo aplinka | Gydymo sąlygos | Vidutinis ilgio pokytis | Paviršiaus funkcinės grupės keitimas | Laidžios perkoliacijos slenksčio pokytis |
|---|---|---|---|---|
| 10 % praskiesta druskos rūgštis (kambario temperatūra) | 24 valandos | Beveik nepakitęs | Jokio reikšmingo pasikeitimo | Nepakitęs |
| Koncentruota sieros rūgštis (kambario temperatūra) | 48 valandos | Šiek tiek sutrumpintas | Labai smulkios hidroksilo grupės | Šiek tiek padidėjo |
| Mišri rūgštis (H₂SO₂:HNO₃) 80 laipsnių temperatūroje | 2 valandas | Sutrumpinta daugiau nei 70 proc. | Didelis karboksilo/karbonilo grupių kiekis | Significantly increased (>3 kartus) |
Todėl, jei jūsų gaminiui gamybos metu turi būti taikomi stiprios rūgšties procesai (pvz., tam tikrų specialių pluoštų apdorojimas rūgštinėmis voniomis), tiesioginis anglies nanovamzdelių pridėjimas neįmanomas. Reikia atsižvelgti į rūgščiai atsparios dangos sluoksnius arba proceso sekos koregavimą.
Stiprus anglies nanovamzdelių šarminis stabilumas: stebėtinai puikus našumas
Anglies nanovamzdeliai pasižymi itin stipriu atsparumu stipriai šarminei aplinkai. Net ir ilgai panardinus į aukštos temperatūros koncentruotą šarmą (pvz., 40 % NaOH), jų struktūrinė morfologija ir elektrinis laidumas beveik nesumažėja.
Skirtingai nuo stiprių rūgščių, anglies nanovamzdelių sp² anglies tinklas yra natūraliai chemiškai inertiškas šarminiams tirpalams. Cheminėse antikorozinėse dangose ir stipriuose šarminiuose akumuliatorių elektrolituose (pvz., cinko-oro baterijose ir kai kuriose vandeninėse baterijose) anglies nanovamzdeliai yra idealus laidus užpildas.
| Bandymo sąlygos | Panardinimo laikas | Ramano spektroskopijos ID/IG santykis (defektų apibūdinimas) | Masės nuostolių norma | Laidumo pokytis |
|---|---|---|---|---|
| 40 % NaOH (kambario temperatūra) | 720 valandų | Jokio reikšmingo pasikeitimo | <0.1% | Jokio irimo |
| 40% NaOH (80 laipsnių) | 120 valandų | Jokio reikšmingo pasikeitimo | <0.2% | Jokio irimo |
| 40 % KOH (kambario temperatūra) | 720 valandų | Jokio reikšmingo pasikeitimo | <0.1% | Jokio irimo |
Tai reiškia, kad stiprių šarminių antikorozinių dangų srityje galite drąsiai naudoti anglies nanovamzdelius, kad pagerintumėte dangos anti-statinį ir šilumos laidumą, nesijaudindami dėl medžiagos korozijos ar gedimo.
Shandong Tanfeng nauja medžiaga: šaltinio gamintojo pasitikėjimas didelio{0}}stabilumo anglies nanovamzdeliais
„Shandong Tanfeng New Material“, pagerindama grafitizacijos laipsnį ir sumažindama vamzdžių sienelių defektų tankį, žymiai padidina anglies nanovamzdelių atsparumą oksidacijai ir atsparumą korozijai, todėl tai yra pageidaujamas šaltinio gamintojas ekstremaliomis eksploatavimo sąlygomis.
Norint pasiekti maksimalų anglies nanovamzdelių veikimą aukštoje{0}}temperatūroje arba korozinėje aplinkoje, lemiamas veiksnys yra pačios medžiagos kokybė. Shandong Tanfeng New Material, dėl savo gilaus proceso kaupimosi, demonstruoja reikšmingų pranašumų:
Aukštos{0}}temperatūrinis atkaitinimo procesas, pagerinantis atsparumą oksidacijai:„Tanfeng New Material“ pristato patentuotą aukštos -temperatūrinės grafitinimo atkaitinimo etapą po CVD augimo, ištaisant grotelių defektus vamzdžių sienelėse ir padidinant pradinę anglies nanovamzdelių oksidacijos temperatūrą ore iki daugiau nei 480 laipsnių, visiškai atitinkančią aukštos {{2}galybės aukštos{3}} temperatūros plastikų ir šilumos laidumo medžiagų reikalavimus.
Galutinis nešvarumų pašalinimas, rūgščių / šarmų jautrumo taškų mažinimas:Nukreipdamas į amorfinės anglies ir metalo katalizatoriaus likučius, kurie yra jautriausi atakai stiprioje rūgščių / šarmų aplinkoje, Shandong Tanfeng naudoja kelis valymo procesus, kad stabiliai kontroliuotų pelenų kiekį 0,5%. Nesulaikant priemaišų, visiškai atsilaisvina pačių anglies nanovamzdelių atsparumas korozijai.
Individualizuotos oro sąlygoms{0}}atsparios formulės:Ekstremalioms eksploatavimo sąlygoms „Shandong Tanfeng“ ne tik siūlo didelio{0}}stabilumo miltelius, bet ir anglies nanovamzdelių pagrindinius mišinius su specialiu paviršiaus pasyvavimo būdu, užkertant kelią vietinėms reakcijoms apdorojant stipriomis rūgštimis / šarmais, ir suteikiant patikimą medžiagų garantiją aukščiausios klasės srityse, pvz., aviacijos ir cheminės antikorozijos.
Anglies nanovamzdelių stabilumas ekstremaliose aplinkose rodo aiškų modelį: „puikus atsparumas aukštai -temperatūrai (be deguonies-) / puikus atsparumas stipriam šarmui, bet jautrus aukštos -temperatūrinės deguonies- aplinkai ir stipriam rūgščių mišiniam šildymui“. Renkantis medžiagas, būtina jas suderinti pagal faktinę apdorojimo temperatūrą ir cheminę aplinką. Jei ieškote aukštos-kokybės anglies nanovamzdelių, kurie išlaikytų struktūrinį stabilumą sudėtingomis eksploatavimo sąlygomis, Shandong Tanfeng New Material dėl savo gamybos pranašumų – didelio kristališkumo ir mažų defektų – neabejotinai yra šaltinis, kuriuo galite pasitikėti.