Hochwertige, hochreine Kohlenstoff-Nanoröhren-Leitpaste, batteriespezifischer Typ, Kohlenstoff-Nanoröhren-Leitpaste

Produktdetails

Wichtigste Strukturparameter und Nachweisindikatoren
Kohlenstoffröhrendurchmesser: 30-60 nm
Kohlenstoffröhrenlänge: 5-15 um
Schüttdichte: 0,080-0,100 g/cm³
Mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren werden durch modifizierte katalytische chemische Gasphasenabscheidung (CCVD) hergestellt. Sie zeichnen sich durch hohe Leitfähigkeit, große spezifische Oberfläche, hohe Reinheit der Kohlenstoffphase, enge Außendurchmesserverteilung und ein extrem hohes Seitenverhältnis aus, mit stabiler Produktqualität.

Mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren werden hauptsächlich in verwandten Industrien wie Gummi, Kunststoffen, Lithiumbatterien und Beschichtungen eingesetzt. Im Bereich Gummi werden sie hauptsächlich in Gummiprodukten wie Reifen und Dichtungsringen verwendet, mit Vorteilen wie hoher Leitfähigkeit, hoher Wärmeleitfähigkeit, hoher Verschleißfestigkeit und hoher Reißfestigkeit. Im Bereich Kunststoffe kann durch Zugabe einer kleinen Menge die elektrische Leitfähigkeit, die Wärmeleitfähigkeit und die mechanischen Eigenschaften erheblich verbessert werden. Sie werden hauptsächlich in Kunststoffprodukten wie PP, PA, PC, PE, PS, ABS, ungesättigten Harzen und Epoxidharzen verwendet.

Mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren

Kohlenstoffnanoröhren sind eine weitere Allotropform von Kohlenstoff, die nach C60 entdeckt wurde. Ihre radiale Größe ist klein; der Außendurchmesser der Röhre beträgt im Allgemeinen einige Nanometer bis zu Dutzenden von Nanometern, und der Innendurchmesser der Röhre ist noch kleiner, wobei einige nur etwa 1 nm betragen. Ihre Länge liegt im Allgemeinen im Mikrometerbereich, und das Verhältnis von Länge zu Durchmesser ist sehr groß und erreicht 10³ bis 10⁶. Daher werden Kohlenstoffnanoröhren als typisches eindimensionales Nanomaterial betrachtet. Seit ihrer Entdeckung durch den Menschen werden Kohlenstoffnanoröhren als das Material der Zukunft gefeiert und sind in den letzten Jahren eines der Grenzgebiete der internationalen Wissenschaft. Professor Alex Zettl von der University of California, Berkeley, ist der Ansicht, dass C60 in Bezug auf die Anwendungsaussichten zusammenfassend auf einer Seite dargestellt werden kann, wenn man C60 und Kohlenstoffnanoröhren umfassend vergleicht.

Einführung

1985 entdeckten Professor Kroto, ein Spektroskopiker von der University of Sussex in Großbritannien, und die Professoren Smalley und Curl von der Rice University in den USA während ihrer gemeinsamen Forschung, dass Kohlenstoff hochsymmetrische käfigartige Moleküle C60 und C70 bilden kann, die aus 60 oder 70 Kohlenstoffatomen bestehen und als Buckyballs bezeichnet werden. 1991 entdeckte der Wissenschaftler Iijima von NEC in Japan erstmals mit einem hochauflösenden Rastertunnelmikroskop eine Kohlenstoffnanoröhre mit einem Außendurchmesser von 515 nm und einem Innendurchmesser von 213 nm in der Kathodenverletzung, die während der Herstellung von C60 gebildet wurde. Diese Kohlenstoffnanoröhre besteht aus nur zwei Schichten koaxialer graphitähnlicher zylindrischer Oberflächen, die übereinander gestapelt sind. Anschließend berichteten 1993 die Forschungsgruppen von Iijima und Bethune gleichzeitig über die Synthese von einwandigen Kohlenstoffnanoröhren mit einer sehr einfachen Struktur. Dies lieferte experimentelle Möglichkeiten für die theoretische Vorhersage der Eigenschaften von Kohlenstoffnanoröhren, erweiterte den Bereich der Kohlenstoffcluster-Materialien weiter und förderte die theoretische und experimentelle Forschung an Kohlenstoffnanoröhren erheblich, wodurch dieses Gebiet heute zu einem globalen Forschungsschwerpunkt wurde [1].

1985 entdeckten Professor Kroto, ein Spektroskopiker von der University of Sussex in Großbritannien, und die Professoren Smalley und Curl von der Rice University in den USA während ihrer gemeinsamen Forschung, dass Kohlenstoff hochsymmetrische käfigartige Moleküle C60 und C70 bilden kann, die aus 60 oder 70 Kohlenstoffatomen bestehen und als Buckyballs bezeichnet werden. 1991 entdeckte der Wissenschaftler Iijima von NEC in Japan erstmals mit einem hochauflösenden Rastertunnelmikroskop eine Kohlenstoffnanoröhre mit einem Außendurchmesser von 515 nm und einem Innendurchmesser von 213 nm in der Kathodenverletzung, die während der Herstellung von C60 gebildet wurde. Diese Kohlenstoffnanoröhre besteht aus nur zwei Schichten koaxialer graphitähnlicher zylindrischer Oberflächen, die übereinander gestapelt sind. Anschließend berichteten 1993 die Forschungsgruppen von Iijima und Bethune gleichzeitig über die Synthese von einwandigen Kohlenstoffnanoröhren mit einer sehr einfachen Struktur. Dies lieferte experimentelle Möglichkeiten für die theoretische Vorhersage der Eigenschaften von Kohlenstoffnanoröhren, erweiterte den Bereich der Kohlenstoffcluster-Materialien weiter und förderte die theoretische und experimentelle Forschung an Kohlenstoffnanoröhren erheblich, wodurch dieses Gebiet heute zu einem globalen Forschungsschwerpunkt wurde [1].

Eigenschaft

Die einzigartige Struktur von Kohlenstoffnanoröhren bestimmt, dass sie viele besondere physikalische und chemische Eigenschaften besitzen. Die C=C-kovalenten Bindungen, aus denen Kohlenstoffnanoröhren bestehen, sind die stabilsten chemischen Bindungen in der Natur und verleihen Kohlenstoffnanoröhren somit extrem ausgezeichnete mechanische Eigenschaften. Theoretische Berechnungen zeigen, dass Kohlenstoffnanoröhren eine extrem hohe Festigkeit und große Zähigkeit aufweisen. Ihre theoretischen Werte werden auf einen Elastizitätsmodul von bis zu 5 TPa geschätzt, eine Festigkeit, die etwa dem 100-fachen von Stahl entspricht, während ihre Gewichts-Dichte nur 1/6 der von Stahl beträgt. Treacy et al. waren die ersten, die TEM verwendeten, um die mittlere quadratische Amplitude von mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren über einen Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 800 Grad zu messen und daraus abzuleiten, dass der durchschnittliche Elastizitätsmodul von mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren etwa 1,8 TPa beträgt. Salvetat et al. maßen den Elastizitätsmodul von einwandigen Kohlenstoffnanoröhren mit kleinem Durchmesser und leiteten ab, dass ihr Schubmodul 1 TPa beträgt. Wong et al. verwendeten ein Rasterkraftmikroskop, um die durchschnittliche Biegefestigkeit von mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren mit 14,2 ± 10,8 GPa zu messen, während die Biegefestigkeit von Kohlenstofffasern nur 1 GPa beträgt. Sowohl in Bezug auf Festigkeit als auch Zähigkeit sind Kohlenstoffnanoröhren allen anderen Fasern weit überlegen und gelten als die "Superfasern" der Zukunft.

Entwicklungsperspektiven

Es wird vorhergesagt, dass Kohlenstoffnanoröhren zu einer neuen Art von hochfestem Kohlenstofffasermaterial werden könnten, das nicht nur die inhärenten Eigenschaften von Kohlenstoffmaterialien besitzt, sondern auch die elektrische und thermische Leitfähigkeit von Metallmaterialien, die Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Keramikmaterialien, die 编织性 von Textilfasern und das geringe Gewicht und die einfache Verarbeitbarkeit von Polymermaterialien. Die Verwendung von Kohlenstoffnanoröhren als Verbundwerkstoffverstärkung wird voraussichtlich gute Festigkeit, Elastizität, Ermüdungsbeständigkeit und Isotropie aufweisen, und es wird erwartet, dass mit Kohlenstoffnanoröhren verstärkte Verbundwerkstoffe einen Sprung in der Leistung von Verbundwerkstoffen bewirken können. Die Forschung zur Herstellung von Verbundwerkstoffen mit Nanoröhren begann zunächst an Metallmatrizen, wie z. B. Fe/Kohlenstoffnanoröhren, Al/Kohlenstoffnanoröhren, Ni/Kohlenstoffnanoröhren, Cu/Kohlenstoffnanoröhren usw. Der Schwerpunkt der Forschung an Kohlenstoffnanoröhren-Verbundwerkstoffen hat sich auf Polymer/Kohlenstoffnanoröhren-Verbundwerkstoffe verlagert. Beispielsweise werden bei leichten und hochfesten Materialien, bei denen Kohlenstofffasern als Verstärkungsmaterialien verwendet werden, die mechanischen Eigenschaften von Kohlenstoffnanoröhren zusammen mit ihrem kleinen Durchmesser und ihrem großen Seitenverhältnis bessere Verstärkungseffekte erzielen.

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