تفاوت بین مستربچ نانولوله کربنی رسانای تک دیواره-دیواره، چند دیواره-و چند جداره-

تفاوت بین مستربچ نانولوله کربنی رسانای تک دیواره-دیواره، چند دیواره-و چند جداره-

مستربچ‌های رسانای نانولوله‌های کربنی را می‌توان با توجه به نوع نانولوله‌های کربنی مورد استفاده به سه دسته تقسیم کرد: مستربچ نانولوله‌های کربنی تک دیواره (SWCNT)، مستربچ نانولوله‌های کربنی چند دیواره (FWCNT) و مستربچ نانولوله‌های کربنی چند-دیواره (MW). مستربچ لوله تک جداره بهترین رسانایی الکتریکی و کمترین مقدار اضافه (0.05%-0.2% در محصول نهایی) را دارد، اما هزینه آن بالاترین است و در الکترونیک و هوا فضا استفاده می‌شود. مستربچ لوله‌های چندجداره دارای بالاترین-اثربخشی هزینه و بالغ‌ترین فرآیند است، با محتوای نانولوله کربنی 15%{17}}20% در مستربچ، که بیش از 80% از سهم بازار را به خود اختصاص می‌دهد. تعداد معدودی{18}}مستربچ لوله‌های دیواره‌ای بین این دو قرار می‌گیرد که رسانایی الکتریکی بالا و پراکندگی خوب را ترکیب می‌کند. هسته انتخاب این است: برای عملکرد نهایی، یک{19}}دیواره را انتخاب کنید، برای مقرون به صرفه بودن، چند دیواره{20}} را انتخاب کنید، و برای انتخاب متعادل به دیوارهای چندگانه نگاه کنید.

فصل 1: نانولوله های کربنی در مستربچ ها ماده "یک" نیستند

بسیاری از مردم فکر می کنند که نانولوله های کربنی فقط یک ماده هستند، اما در واقع یک خانواده هستند.

اعضای این خانواده همه شبیه "لوله های توخالی" هستند، اما تعداد دیواره های لوله متفاوت است، که "شخصیت" و "تخصص" آنها را تعیین می کند. در مستربچ‌های رسانا، با توجه به نوع نانولوله‌های کربنی مورد استفاده، آنها عمدتاً به سه دسته عمده محصولات تقسیم می‌شوند: مستربچ نانولوله‌های کربنی تک‌جداره، مستربچ‌های نانولوله‌های کربنی چند جداره و مستربچ نانولوله‌های کربنی چند دیواره.

اگرچه این سه نوع مستربچ نام های مشابهی دارند، اما تفاوت های زیادی در ساختار، عملکرد، هزینه و کاربرد دارند. امروز، بیایید همه چیز را به وضوح مرتب کنیم: ویژگی های انواع مختلف نانولوله های کربنی در مستربچ ها چیست؟ و به ترتیب در کدام سناریوها استفاده می شوند؟

فصل 2: ​​مستربچ نانولوله کربنی تک دیواره{{1}: "سقف" عملکرد

2.1 ویژگی های ساختاری

یک نانولوله کربنی تک دیواره (SWCNT) را می‌توان به‌عنوان یک ورق کاغذ گرافن با ضخامت تنها یک اتم تصور کرد که به‌طور یکپارچه در یک استوانه کامل غلتیده شده است. ساختار آن بسیار خالص است و فقط یک سطح دارد و قطر آن تنها 1-2 نانومتر است. خواص الکتریکی یک لوله تک جداره به طور منحصر به فردی توسط کایرالیته آن (زاویه و قطر رول) تعیین می شود - با کنترل کایرالیته، می توان لوله های تک جداره فلزی یا نیمه هادی تولید کرد که انواع دیگر نانولوله های کربنی نمی توانند به آن دست یابند.

2.2 عملکرد در مستربچ ها

هدایت الکتریکی:لوله‌های تک‌جداره بهترین رسانایی الکتریکی را در میان خانواده نانولوله‌های کربنی دارند. در مطالعات پوشش‌های رسانای شفاف، عملکرد اپتوالکترونیکی شبکه‌های لوله تک‌جداره به‌طور قابل‌توجهی بهتر از لوله‌های چند جداره است. این به دلیل ساختار تقریباً کامل یک بعدی-لوله‌های تک دیواره- است که به الکترون‌ها اجازه می‌دهد تا بدون هیچ مانعی در امتداد دیواره لوله "انتقال بالستیک" را انجام دهند.

مقدار اضافه:محتوای نانولوله کربنی در مستربچ‌های لوله تک دیواره معمولاً کم است (1%-6%)، اما تنها 0.05٪ -0.2٪ در محصول نهایی برای دستیابی به اثر رسانایی مورد نیاز است. این به این دلیل است که لوله های تک جداره نسبت ابعاد بسیار بالایی دارند (تا 10000) و مقدار بسیار کمی می تواند یک "شبکه نفوذ" در ماتریس ایجاد کند.

خواص مکانیکی:استحکام کششی لوله‌های تک جداره می‌تواند به 50-200 گیگا پاسکال برسد که 100 برابر فولاد است. هنگامی که به مستربچ ها اضافه می شوند، می توانند ماتریس را در حین دستیابی به رسانایی الکتریکی تقویت کنند.

2.3 سناریوهای کاربردی

مستربچ‌های نانولوله کربنی تک جداره-عمدتاً در زمینه‌های پیشرفته-با الزامات عملکرد نهایی استفاده می‌شوند:

دستگاه‌های الکترونیکی-بالا:ترانزیستورها، سنسورها، نمایشگرهای انعطاف پذیر. خاصیت نیمه هادی لوله های تک جداره-آنها را به ماده ای ایده آل برای تراشه های آینده تبدیل می کند.

مواد کامپوزیتی هوافضا:سبک‌وزن،{0}}نیازهای استحکام فوق‌العاده بالا، با مقادیر افزوده کم 0.01%-0.1% برای دستیابی به عملکرد.

فیلم های رسانای شفاف:مقدار اضافه بسیار کم، تقریباً بر عبور نور و رنگ تأثیر نمی گذارد.

باتری‌های آند مبتنی بر سیلیکون-:با انعطاف پذیری بسیار بالا، آنها می توانند یک شبکه "نانو{0}}بهار" را در طول انبساط ذرات سیلیکون تشکیل دهند.

2.4 محدودیت ها

مشکل اصلی مستربچ های لوله تک دیواره-هزینه بالا است. فرآیند سنتز پیچیده است، با نیازهای بسیار بالا برای کاتالیزورها و شرایط واکنش، و قیمت بیش از 10 برابر لوله‌های چند دیواره است. بنابراین، فقط برای استفاده در سناریوهایی مناسب است که "ضروری" است.

فصل 3: مستربچ نانولوله‌های کربنی چند{1} دیواره: «اسب کار» صنعتی‌سازی

مستربچ‌های نانولوله‌های کربنی چند دیواره بیش از 80 درصد از سهم بازار را به خود اختصاص داده‌اند و انتخاب اصلی در زمینه پلاستیک‌های رسانا هستند.

3.1 ویژگی های ساختاری

نانولوله‌های کربنی چند دیواره (MWCNTs) مانند مجموعه‌ای از عروسک‌های تودرتو روسی هستند که از چندین لایه (معمولاً بیش از ۵ لایه) گرافن به‌طور متحدالمرکز در کنار هم تشکیل شده‌اند، با لایه‌هایی که توسط نیروهای واندروالسی ترکیب شده‌اند و فاصله بین لایه‌ها حدود ۰.۳۴ نانومتر است. قطر معمولاً 10-100 نانومتر است.

بین لایه‌های لوله‌های چند دیواره نقص و پراکندگی وجود دارد، و عملکرد یک لوله به خوبی عملکرد یک لوله-تک جداره نیست، اما ساختار چند لایه به آنها مقاومت سایشی و مقاومت در برابر ضربه بهتری می‌دهد.

3.2 عملکرد در مستربچ ها

هدایت الکتریکی:اگرچه رسانایی الکتریکی لوله‌های چندجداره به خوبی لوله‌های تک جداره نیست، اما برای اکثر کاربردهای پلاستیکی رسانا (مقاومت سطحی 10³-106 Ω) کاملاً کافی است. در مستربچ ها، محتوای نانولوله کربنی معمولاً 15 تا 20 درصد است و با افزودن 2 تا 4 درصد در محصول نهایی، اثر رسانایی به دست می آید.

مزیت هزینه:هزینه لوله‌های چندجداره فقط 1/10 لوله‌های تک‌جداره است، که اصلی‌ترین دلیل تسلط آنها بر بازار است.

پراکندگی:مساحت سطح ویژه لوله‌های چند جداره نسبتاً کم است (80-200 متر مربع/گرم)، پراکندگی را نسبت به لوله‌های تک جداره دشوارتر می‌کند، و این فرآیند با ثبات دسته‌ای خوب بالغ می‌شود.

3.3 سناریوهای کاربردی

مستربچ‌های نانولوله‌های کربنی چند دیواره‌ای برای کاربردهای صنعتی-حساس-در مقیاس بزرگ مناسب هستند:

پلاستیک های رسانای معمولی:جعبه های حمل و نقل ضد{0}}استاتیک، سینی های آی سی، بسته بندی قطعات الکترونیکی.

قطعات خودرو:خطوط سوخت، اجزای جانبی موتور (باید با پلاستیک های مهندسی مانند PA باشد).

مواد محافظ الکترومغناطیسی:محفظه تجهیزات ارتباطی 5G، لوازم الکترونیکی.

مواد کفش فوم EVA:زیره های ضد استاتیک، زیره های میانی، مقدار اضافه 10%-15%، مقاومت سطحی 10³-105 Ω.

فصل 4: چند-مستربچ نانولوله کربنی دیواری: "ستاره در حال ظهور" از بازار-میانگین تا{3}}بالا{4}}

4.1 ویژگی های ساختاری

تعداد کمی از نانولوله‌های کربنی دیواره‌ای (FWCNT) با نورد هم‌مرکز 2-5 لایه گرافن تشکیل می‌شوند. تعداد لایه ها بین یک-دیواره و چند جداره است. قطر معمولاً 2-8 نانومتر است.

تعداد کمی از لوله‌های دیواره‌دار «ستاره در حال ظهور» هستند که در سال‌های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. آنها رسانایی بالای لوله‌های تک‌جداره-را با پراکندگی آسان لوله‌های چند جداره-ترکیب می‌کنند.

4.2 عملکرد در مستربچ ها

عملکرد چند لوله -دیواره ای بین یک-دیواره و چند جداره- قرار می گیرد:

هدایت الکتریکینزدیک به سطح لوله های تک دیواره- است.

پراکندگیبهتر از لوله‌های تک دیواره- (مساحت سطح ویژه کمتر است).

هزینهاز لوله‌های-تک جداره پایین‌تر، اما از لوله‌های چند جداره-بلندتر است.

این "مسیر میانی" به چند-لوله دیواری مزایای منحصربه‌فرد در برنامه‌های کاربردی متوسط-{-- متوسط ​​تا{3}} که تعادل بین عملکرد و هزینه را دنبال می‌کنند، می‌دهد.

4.3 سناریوهای کاربردی

تعداد معدودی-مستربچ نانولوله کربنی دیواری عمدتاً در بازارهای نوظهور متوسط-{-بالا-استفاده می‌شوند:

شارژ سریع-باتری{1}}با سرعت بالا:ترکیبی از هدایت الکتریکی بالا و پایداری مکانیکی، مناسب برای سیستم های الکترولیت.

نمایشگرهای انعطاف پذیر:انعطاف‌پذیری مکانیکی بهتر از لوله‌های چند جداره-با طول عمر خمش بیشتر است.

مواد کامپوزیتی مقاوم در برابر دمای بالا:این سازه بین-تک جداره و چند جداره- قرار می گیرد که استحکام بالا و قابلیت پخش آسان را ترکیب می کند.

کاتالیزور پیل سوختی پشتیبانی می کند:بسیاری از سایت های فعال کاتالیزوری، می توانند جایگزین کاتالیزورهای فلزی کمیاب شوند.

فصل 5: یک جدول برای مشاهده واضح تفاوت‌های بین سه نوع مستربچ نانولوله‌های کربنی

فصل 6: چگونه می توان نوع مناسب مستربچ نانولوله کربنی را انتخاب کرد؟

جدول مرجع سریع توصیه های انتخاب

فصل 7: مزایای شاندونگ تانفنگ

به عنوان یک تولید کننده نانولوله کربنی، مزایای اصلی ما در زمینه مستربچ های رسانا در موارد زیر منعکس می شود:

اول، پوشش انواع نانولوله های کربنی.ما به طور همزمان بر فناوری تولید نانولوله‌های کربنی تک‌جداره، چند جداره، چند جداره و چند جداره-تسلط داریم و می‌توانیم انواع محصول را مطابق با نیاز مشتری به‌طور انعطاف‌پذیر تغییر دهیم. از عملکرد نهایی لوله‌های تک‌جداره گرفته تا کارآیی فوق‌العاده-هزینه-لوله‌های چند جداره-، ماتریس محصول کاملی را ارائه می‌کنیم.

دوم، کنترل دقیق محتوای نانولوله کربنی.مستربچ‌های لوله‌ای تک‌جداره دارای محتوای نانولوله‌های کربنی 1%-6%، مستربچ‌های لوله‌های چند جداره 15%-20% و مستربچ‌های لوله چند جداره دارای 10%-15% هستند. مشتریان می توانند مشخصات مناسب را با توجه به نیازهای برنامه خود انتخاب کنند یا می توانند تنظیمات را سفارشی کنند.

سوم، تطبیق نوع نانولوله کربنی و حامل.حامل های مختلف (PP، PA، PC، ABS، EVA، و غیره) با انواع مختلف نانولوله های کربنی هماهنگ می شوند تا به اثر پراکندگی و هدایت الکتریکی بهینه دست یابند.

چهارم، خدمات سفارشی سازی.چه به عملکرد نهایی لوله‌های تک‌جداره،-هزینه بسیار بالا-کارآمدی لوله‌های چند-چند دیواره یا انتخاب متعادل چند لوله-دیواره نیاز داشته باشید، ما می‌توانیم راه‌حل محصولی را ارائه دهیم که به بهترین وجه با سناریوی کاربردی شما مطابقت دارد.

پنجم، پشتیبانی فنی برنامه.ما فقط مستربچ نمی فروشیم. ما همچنین پشتیبانی فنی کل-فرآیند را از انتخاب، پردازش تا آزمایش ارائه می‌کنیم و به مشتریان کمک می‌کنیم تا معرفی مطالب را سریع انجام دهند.

فصل هشتم: نتیجه گیری

نوع نانولوله کربنی مورد استفاده در مستربچ های رسانای نانولوله کربنی سقف عملکرد و موقعیت هزینه مستربچ را تعیین می کند:

مستربچ لوله تک دیواره-:عملکرد نهایی، مقدار اضافه بسیار کم، مناسب برای-لوازم الکترونیک، هوافضا، و سایر سناریوهایی که "ضروری" است.

چند مستربچ-لوله دیواری:نقطه تعادل بین عملکرد و هزینه، مناسب برای برنامه‌های متوسط-تا-بالا-مانند باتری‌های شارژ سریع-و نمایشگرهای انعطاف‌پذیر.

مستربچ لوله چند-دیواره:بالاترین-کارآمدی هزینه، بالغ‌ترین فرآیند، که بیش از 80 درصد از سهم بازار را به خود اختصاص می‌دهد، و نیروی کار پلاستیک‌های رسانا است.

اصل اصلی برای انتخاب:برای کارایی نهایی، یک-دیواره را انتخاب کنید، برای مقرون به صرفه بودن{2}}چند دیواری-و برای انتخاب متعادل به چند دیوار- نگاه کنید.

اگر در انتخاب مستربچ های رسانای نانولوله کربنی مشکل دارید، لطفاً با ما تماس بگیرید - به عنوان یک تولید کننده حرفه ای، شاندونگ تانفنگ مجموعه کاملی از محصولات شامل-تک دیواره، چند جداره-و چند جداره- را ارائه می دهد و آماده همکاری با شما برای یافتن راه حل بهینه برای محصول شما است.