שפם-כמו ננו-צינוריות פחמן (WCNT)

1. מידע בסיסי על המוצר

שפופרת-כמו ננו-צינוריות פחמן (WCNT) הן חומר ננו-פחמן חד-מימדי-עם מורפולוגיה ייחודית של שפם-ששונה מהותית מננו-צינוריות פחמן מתולתלות קונבנציונליות. בניגוד למבנה המתפתל האקראי של ננו-צינורות פחמן מסורתיים, WCNT מורכבים מגליונות גרפן בעלי אוריינטציה גבוהה הגדלים באופן ליניארי, ויוצרים מבנה שפם אחיד וקבוע עם גבישיות גבוהה. כחומר פונקציונלי בעל ביצועים גבוהים, WCNT אינם- רעילים, חסרי ריח ויציבים מבחינה כימית, עם תאימות טובה לחומרי מטריקס שונים (פולימרים, מתכות, קרמיקה וכו'). המוצר זמין במספר מפרטים סטנדרטיים, וניתן להתאים אותו גם בהתאם לדרישות ספציפיות, שנמצא בשימוש נרחב ב-חומרים פונקציונליים מתקדמים ושדרוג תעשייתי, וממלא את פער היישומים של ננו-חומרי פחמן מסורתיים בתרחישים{10}}בדיוק גבוה.

2. פרמטרי ביצועי ליבה

בשונה ממדדי הביצועים הקונבנציונליים שהוצגו בעבר, פרמטרי הליבה של הביצועים של WCNT מתמקדים בדייקנות גבוהה, יכולת שליטה והתאמה לסצינה, והאינדיקטורים העיקריים הם כדלקמן (כולם עומדים בסטנדרטים המתקדמים הבינלאומיים עבור ננו-חומרים מתקדמים-):

- גבישיות: גדולה או שווה ל-98.5%, מה שמבטיח את היציבות של תכונות מכניות ומוליכות;

- יחס גובה-רוחב: 800-2500:1 (מתכוונן ברציפות), אשר ניתן להתאמה גמישה בהתאם לצרכים של תרחישי יישומים שונים;

- צפיפות הברז: 0.12-0.18 גרם/ס"מ³, קל לפיזור ועיבוד, מפחית את הקושי ביישום הבא;

- טמפרטורת פירוק תרמי: גדול מ-600 מעלות או שווה ל-600 מעלות (באוויר), עם יציבות מעולה בטמפרטורה-גבוהה, מתאים לתרחישי עיבוד-בטמפרטורה גבוהה;

- יציבות כימית: לא מסיס בחומצה חזקה ובאלקליות (למעט מוצרים שעברו שינויים מיוחדים), עמיד בפני קורוזיה- וניתן להשתמש בו בסביבות עבודה קשות;

- שטח פנים ספציפי: 180-260 מ"ר לגרם, מספק מספיק אתרים פעילים לשינויים מרוכבים של מטריקס ולשינוי פונקציונלי.

3. התנגדות נפח

התנגדות הנפח של WCNT היא אחד מהאינדיקטורים הפונקציונליים המרכזיים שלו, הקשור קשר הדוק למבנה השפם המכוון ולגבישיות הגבוהה שלו. התנגדות הנפח של אבקת WCNT טהורה היא 1.2×10⁻³ - 3.5×10⁻³ Ω·cm, שהיא נמוכה מזו של ננו-צינורות פחמן קונבנציונליים (5×10⁻³ - 1×10⁻² Ω·cm), המציגות מוליכות חשמלית מצוינת. כאשר מוסיפים WCNT לחומר המטריצה ​​כתוסף מוליך, ניתן לכוונן את התנגדות הנפח של החומר המרוכב בגמישות בטווח של 10⁰ - 10⁹ Ω·cm: בשימוש בחומרים מרוכבים מוליכים, ניתן לשלוט בהתנגדות הנפח מתחת ל-10² Ω·cm; בשימוש בחומרים מרוכבים אנטי-סטטיים, ניתן לשמור על התנגדות הנפח ב-10⁶ - 10⁹ Ω·cm, מה שיכול לעמוד במלואו בדרישות המוליכות והאנטיסטטיות השונות של תרחישים תעשייתיים שונים.

4. התנגדות פני השטח

התנגדות פני השטח של WCNT מושפעת ממצב פני השטח שלו, אחידות הפיזור וצורת היישום שלו, והביצועים שלו יציבים וניתנים לשליטה. התנגדות פני השטח של סרט WCNT (עובי 5-10 מיקרומטר) שהוכן באמצעות סינון ואקום היא 2.8×10⁻² - 7.5×10⁻² Ω/sq, בעל ביצועי מוליכות משטח מצוינים. כאשר מיושמים על פני השטח של חומרים (כגון ציפויים, סרטים), ניתן לכוונן את התנגדות פני השטח של החומר שהשתנה בין 10¹ - 10⁸ Ω/sq: עבור ציפויי מיגון אלקטרומגנטיים, התנגדות פני השטח נשלטת מתחת ל-10³ Ω/sq כדי להבטיח אפקט מיגון יעיל; עבור משטחים אנטי-סטטיים ברמת דיוק גבוהה, התנגדות פני השטח נשמרת על 10⁵ - 10⁸ Ω/sq, תוך הימנעות מהצטברות חשמל סטטי, תוך שהיא אינה משפיעה על השימוש הרגיל במוצר.

5. פיזור

הפיזור של WCNT טוב משמעותית מזה של ננו-צינוריות פחמן קונבנציונליות, וזאת בשל מבנה השפם הייחודי וטכנולוגיית שינוי פני השטח (שונה מתהליך שינוי פני השטח הקודם). WCNT מאמצת שיטת שינוי משטח לא-קוולנטי, שאינה פוגעת במבנה השפם תוך שיפור פעילות פני השטח, מה שהופך אותו לפיזור מצוין במדיות שונות: במדיה מבוססת- מים, ניתן להשלים את הפיזור תוך 20-40 דקות על ידי ערבוב קונבנציונלי (אין צורך בטיפול קולי), וללא יציבות ברורה של פיזור 8-12 חודשים; במדיה על בסיס שמן (כגון אתנול, אצטון, שרף אפוקסי), ניתן לפזר אותו בצורה אחידה ללא הוספת חומרי פיזור נוספים, וניתן לשמור על מצב הפיזור למשך יותר מ-6 חודשים. בנוסף, ל-WCNT תאימות טובה לפיזור בחומרי מטריצה ​​שונים, ויכולה ליצור רשת מוליכה/מוליכה תרמית אחידה עם כמות הוספה קטנה (0.1-2.0 wt%), תוך הימנעות מבעיית ביצועי המוצר הירודים הנגרמת על ידי צבירה.

6. מאפיינים פיזיים

המאפיינים הפיזיקליים של WCNT קשורים קשר הדוק לשפם שלו-כמו מבנה המיקרו, ומציגים יתרונות ברורים בקל משקל, חוזק גבוה ועמידות בפני שחיקה, שאינם חוזרים על עצמם עם מחווני המאפיינים המכניים הקודמים:

- צפיפות: 1.35-1.45 גרם/ס"מ³, שהם 1/6 מפלדה ו-1/2 אלומיניום, מה שהופך אותו לחומר פונקציונלי קל משקל אידיאלי;

- קשיות: 85-92 HRC (קשיות Vickers), גבוהה מננו-צינורות פחמן קונבנציונליים ופחמן שחור מוליך, עם עמידות מעולה בפני שחיקה;

- גמישות: חוזק הכיפוף מגיע ל-35-45 GPa, אותו ניתן לכופף שוב ושוב מבלי להישבר, מתאים לתרחישים אלקטרוניים גמישים וחומרים מרוכבים גמישים;

- התפלגות גודל חלקיקים: D50=15-30 מיקרומטר, D90 פחות או שווה ל-50 מיקרומטר, גודל חלקיקים אחיד, המסייע לפיזור ועיבוד אחידים;

- תכולת לחות: פחות או שווה ל-0.3%, ללא ספיגת לחות, מה שמבטיח ביצועים יציבים במהלך האחסון והשימוש.

7. תרחישי יישומים ותעשיות ניתנות להתאמה

בהתמקדות בתרחישי היישומים החדשים שלא הוזכרו קודם לכן, WCNT מותאמים בעיקר לתעשיות -דיוק גבוה,-גבוהות ביצועים וביקוש- גבוה, ותרחישי היישומים הספציפיים הם כדלקמן:

- תעשיית אלקטרוניקה -בדיוק גבוה: משמש בהכנת סרטים מוליכים גמישים לתצוגות גמישות, דבקים מוליכים לאריזת שבבים וחומרי ממשק מוליכים תרמיים עבור שבבים- גבוהים, פותרים את הבעיות של גמישות ירודה, מוליכות תרמית נמוכה ויציבות ירודה של חומרים מסורתיים;

- תעשיית רכבי אנרגיה חדשה: מיושמת על שינוי דיאפרגמת הסוללה (שיפור היציבות התרמית ומוליכות היונים), הציפוי האנטי-סטטי של ערכת הסוללות והחלקים המוליכים הקלים של גוף הרכב, עוזרים לשפר את הבטיחות והסיבולת של רכבי אנרגיה חדשים;

- תעשייה רפואית-תקדמת: משמש בהכנת צנתרים רפואיים מוליכים, חבישות רפואיות אנטיבקטריאליות (בהסתמך על שטח הפנים הספציפי הגבוה והיציבות הכימית של WCNT), וחומרי הדמיה רפואיים, שאינם-רעילים ותואמים לרקמות אנושיות;

- תעשיית המכשור המדויק: מיושמת על ציפוי אנטי-סטטי של חיישני דיוק, על הרכיבים המוליכים של מדי דיוק- גבוה, ועל מעטפת המיגון האלקטרומגנטי של מכשירים, מה שמבטיח את היציבות והדיוק של פעולת המכשיר;

- תעשיית טקסטיל מתקדמת: משמש בשינוי של טקסטיל מוליך בעל ביצועים- גבוהים, כגון בגדי עבודה אנטי-סטטיים לסדנאות מדויקות, טקסטיל מגן אלקטרומגנטי לשימוש צבאי, ובדים מוליכים לבישים חכמים, נוחים ללבישה ובעלי ביצועים פונקציונליים-ארוכים.

8. מבוא עקרוני

הביצועים הייחודיים של WCNT נגזרים ממבנה השפם המיוחד שלו-כמו מבנה המיקרו ומעקרון הצמיחה המכוון של יריעות גרפן, השונה מעקרון הצמיחה של ננו-צינוריות פחמן קונבנציונליות. הכנת ה-WCNT מאמצת את עיקרון התצהיר הכימי של המיטה הצפה (CVD): תחת פעולתו של זרז מיוחד (שונה ממערכת הזרזים הקודמת), גז מקור הפחמן (כגון מתאן, אתילן) מתפרק לאטומי פחמן בטמפרטורה גבוהה של 800-1000 מעלות הפחמן גדלים והקטליזטור על פני השטח. ליניארי לאורך הכיוון של הזרז, ויוצר מבנה דמוי שפם המורכב מגליונות גרפן בעלי אוריינטציה גבוהה.

הסידור המכוון של יריעות גרפן הופך את נתיב העברת האלקטרונים של WCNT לחלק יותר (מפחית פיזור אלקטרונים), ובכך מציג מוליכות חשמלית מצוינת; מבנה השפם הליניארי מאפשר להעביר את הלחץ בצורה אחידה לאורך הכיוון הצירי, כך שיש לו חוזק מכני וקשיחות גבוהה; הגבישיות הגבוהה של מבנה השפם מפחיתה את הפגמים המבניים, ובכך משפרת את היציבות הכימית ועמידות הטמפרטורה הגבוהה- של WCNT. בנוסף, עקרון שינוי פני השטח של WCNT מבוסס על שילוב הקשרים הלא-קוולנטיים של קבוצות פעילות פני השטח ומולקולות משנה, אשר שומר על המבנה והביצועים הפנימיים של WCNT תוך שיפור הפיזור והתאימות שלו.

9. בקרת איכות

צור מערכת בקרת איכות של-תהליך מלאה השונה מהקודמת, המכסה את כל התהליך מבדיקת חומר הגלם הנכנסת ועד אספקת המוצר המוגמר, עם תקני בקרת איכות קפדניים והליכי בדיקה מושלמים:

- בדיקה נכנסת של חומרי גלם: עבור מקור פחמן, זרז, משנה וחומרי גלם אחרים, מתבצעת בדיקת דגימה של 100%, תוך התמקדות בבדיקת הטוהר, גודל החלקיקים והפעילות של חומרי גלם, וחומרי גלם לא מתאימים אסורים להיכנס לקישור הייצור;

- בקרת איכות ב-תהליך: הגדר 6 צמתי בדיקת איכות עיקריים בתהליך הייצור (הכנת זרז, פירוק מקור פחמן, גידול מכוון, טיהור, שינוי פני השטח, עיצוב מוצר מוגמר), ובדוק את האינדיקטורים המרכזיים (גבישות, יחס רוחב-גובה, פיזור) של חצי-הפרמטרים המוגמרים של המוצר בזמן אמת והתאמת הביצועים של המוצרים המוגמרים בזמן אמת;

- בדיקת מוצר מוגמר: כל אצווה של מוצרים מוגמרים עוברת 100% בדיקת פריט- מלאה, כולל פרמטרים של ביצועים, התנגדות, פיזור, מאפיינים פיזיים וכו', והשיעור המוסמך של מוצרים מוגמרים נשלט בקפדנות מעל 99.9%; מוצרים לא מוסמכים ממוחזרים ומעובדים מחדש, ולעולם לא יסופקו;

- מעקב אחר איכות: הקמת מערכת מעקב אחר איכות המוצר, הקצה מספר אצווה ייחודי לכל אצווה של מוצרים, רשום את פרטי הייצור, הבדיקה והמשלוח של המוצר, ועקוב אחר השפעת השימוש של המוצר בזירת הלקוח, כדי לייעל בזמן את המוצר ומערכת בקרת האיכות.

10. נתוני בדיקה

נתוני הבדיקה של WCNT מתקבלים באמצעות ציוד בדיקה מתקדם בינלאומי ושיטות בדיקה סטנדרטיות (שונות מנתוני הבדיקה הקודמים), תוך הבטחת דיוק וסמכות. נתוני המבחן העיקריים הם כדלקמן:

- בדיקת גבישיות: נבדק על ידי עקיפה של קרני X-(XRD), יחס עוצמת שיא העייפה גדול או שווה ל-0.98, והגבישיות היא 98.5-99.2%;

- בדיקת התנגדות: נבדק בשיטת ארבע- בדיקה (GB/T 15662-1995), התנגדות הנפח היא 1.2×10⁻³ - 3.5×10⁻³ Ω·cm, והתנגדות פני השטח של הסרט היא 2.8×1⁻⁻}×{09⁻} Ω/sq;

- מבחן פיזור: נבדק על ידי מנתח גודל חלקיקי לייזר ומיקרוסקופ אופטי, אחידות הפיזור במדיה מבוססת מים- גדולה או שווה ל-92%, וקצב הצבירה קטן או שווה ל-5% לאחר 8 חודשי אחסון;

- בדיקת יציבות-בטמפרטורה גבוהה: נבדק על ידי מנתח תרמו-גרבימטרי (TGA), אובדן המסה הוא פחות או שווה ל-5% ב-600 מעלות באוויר, ואובדן המסה הוא פחות או שווה ל-3% ב-800 מעלות בגז אינרטי;

- מבחן ביצועים מכניים: נבדק על ידי מכונת בדיקה אוניברסלית, חוזק המתיחה הוא 220-260 GPa, חוזק הכיפוף הוא 35-45 GPa, והקשיות היא 85-92 HRC;

- מבחן טוהר: נבדק על ידי ספקטרומטריית מסה פלזמה משולבת אינדוקטיבית (ICP-MS), תכולת זיהומי המתכת היא פחות או שווה ל-30 ppm, והטוהר הוא 99.5-99.8%.

11. שיטת אריזה

בשילוב עם התכונות הפיזיקליות והכימיות של WCNT (הוכחת לחות-, נגד-צבירה) וצרכי ​​השימוש של לקוחות, שיטת האריזה מתוכננת להיות מדעית, בטוחה ונוחה, מה שלא חוזר על עצמו עם ההקדמה הקודמת לאריזה:

- אריזה פנימית: השתמש בשקיות נייר אלומיניום ואקום כפול-שכבתי (בדרגת מזון-, לא-רעיל וחסר טעם), שיכולות לבודד ביעילות אוויר ולחות, למנוע מהמוצר לספוג לחות ולהצטבר; התיק הפנימי מצויד בחומר ייבוש וסופג חמצן, וביצועי האיטום טובים, מבטיחים את יציבות המוצר במהלך האחסון;

- אריזה חיצונית: השתמש בקרטונים גליים בעלי חוזק- גבוה (נושא עומס- גדול מ-50 ק"ג או שווה ל-50 ק"ג) עם קצף חסין זעזועים בפנים, שעלול למנוע נזק למוצר עקב התנגשות במהלך ההובלה; הקרטון החיצוני מודפס עם מידע מוצר (מספר אצווה, מפרט, משקל, תנאי אחסון) וסימני אזהרה (הוכחה ל-רטיבות, נגד-התנגשות, לא-רעיל);

- מפרטי אריזה: ספק מפרטים סטנדרטיים מרובים, כולל 100 גרם/שקית, 500 גרם/שקית, 1 ק"ג/שקית, 5 ק"ג/שקית, 20 ק"ג/קרטון; יכול גם לספק מפרטי אריזה מותאמים אישית בהתאם לצרכי הלקוח (כגון 25 ק"ג/קרטון, 50 ק"ג/קרטון);

- הוראות אחסון: מודפס על האריזה החיצונית, יש לאחסן את המוצר במחסן קריר, יבש ומאוורר (טמפרטורה 5-30 מעלות, לחות יחסית פחות או שווה ל-60%), הרחק מאש, טמפרטורה גבוהה וחומרים קורוזיביים, וחיי המדף הם 18 חודשים בתנאי אחסון נאותים.

12. מבוא חוזק החברה

בהתמקדות בדגשי החוזק החדשים שלא הוזכרו קודם לכן, חוזקה של החברה בא לידי ביטוי בעיקר בחדשנות טכנולוגית, אופי מתקדם בציוד, צוות מו"פ ושירות לקוחות, המראה את הליבה התחרותיות בתחום ה-WCNT:

- חוזק חדשנות טכנולוגי: לחברה זכויות קניין רוחני עצמאיות של טכנולוגיית צמיחה מוכוונת WCNT וטכנולוגיית שינוי משטח לא-קוולנטי, והיא השיגה 18 פטנטים המצאה ו-26 פטנטים של מודל שימושי הקשורים ל-WCNT (שונה מתוכן הפטנט הקודם); היא השתתפה בגיבוש של 2 תקנים תעשייתיים עבור שפם-כמו ננו-צינורות פחמן, המובילים את התפתחות התעשייה;

- ציוד ייצור מתקדם: מצויד ב-3 סטים של קווי ייצור אוטומטיים מיובאים של מיטה צפה CVD (שונה מקווי הייצור הקודמים), עם כושר ייצור שנתי של 1500 טון; תהליך הייצור מאמץ בקרה חכמה-אוטומטית מלאה, עם יעילות ייצור גבוהה ועקביות מוצר יציבה; ציוד הטיהור והשינוי מיובא מגרמניה, מה שמבטיח את הטוהר הגבוה והפיזור המעולה של המוצרים;

- חוזק צוות מו"פ: צוות המו"פ מורכב ממומחים במדע ננו-חומר, הנדסה כימית, עיבוד חומרים ותחומים אחרים, כולל 12 רופאים, 28 מאסטרים ו-5 מהנדסים בכירים עם יותר מ-20 שנות ניסיון בתחום הננו-חומר; היא הקימה מרכז מו"פ משותף עם 3 אוניברסיטאות- ידועות, המתמקד במחקר ופיתוח של מוצרים חדשים של WCNT וטכנולוגיות יישומים חדשות;

- חוזק בדיקות: לחברה מרכז בדיקות מקצועי של 1200 מ"ר, המצויד בציוד בדיקה מתקדם בינלאומי (XRD, TEM, four-tester probe, TGA וכו'), המכסה את כל פריטי הבדיקה של WCNT, ורמת הבדיקה היא ברמה בינלאומית מתקדמת;

- חוזק שירות לקוחות: הקמה של מערכת שירות לקוחות-יחידה, לספק ייעוץ טכני מקצועי, בדיקות לדוגמה בחינם,-הדרכה טכנית באתר ושירותים אחרים; צוות שירות הלקוחות מגיב תוך 12 שעות, והצוות הטכני יכול להגיע לאתר הלקוח תוך 48 שעות כדי לפתור את בעיות היישום של מוצרים; היא הקימה קשרי שיתוף פעולה-ארוכי טווח עם יותר מ-50 ארגונים עולמיים-יוקרתיים, המכסים את אירופה, אמריקה, אסיה ואזורים אחרים;

- חוזק הגנת הסביבה: החברה מקפידה על ייצור ירוק, מאמצת טכנולוגיית-חיסכון באנרגיה והפחתת פליטות-הפקת אנרגיה, וגז הפסולת, מי השפכים ושאריות הפסולת שנוצרו בתהליך הייצור עומדים כולם בתקני הפליטה הלאומיים; היא עברה את הסמכת מערכת ניהול הסביבה ISO14001 ואת הסמכת מערכת ניהול הבריאות והבטיחות התעסוקתית ISO45001, תוך מימוש פיתוח מתואם של ייצור והגנה על הסביבה.

תגיות פופולריות: שפופרת-כמו ננו-שפופרות פחמן, יצרנים, ספקים, מפעלים, שפופרות-כמו ננו-פחמן