Tá nanaifeadáin charbóin i measc na n-ábhar is éadroime ar eolas, gan ach dlús de 1.3-2.1 g/cm³, i bhfad níos ísle ná cruach (7.9 g/cm³) agus alúmanam (2.7 g/cm³). Ciallaíonn sé seo, don toirt chéanna, nach bhfuil i meáchan na nanafeadáin charbóin ach 1/6 meáchan cruach agus 1/2 meáchan alúmanaim. Níos iontas fós, cé go bhfuil nanaifeadáin charbóin níos éadroime ná alúmanam, tá a neart teanntachta 100 uair níos mó ná cruach - meascán de "éadrom fós láidir" atá fíor-annamh sa nádúr. Tá ilchodacha nanafeadáin charbóin tar éis laghdú meáchain 40% a bhaint amach cheana féin agus feabhas 20-25% ar éifeachtúlacht breosla sna tionscail eitlíochta agus na ngluaisteán. Tá Shandong Tanfeng New Material ag cur chun cinn tionsclaíocht an t-ollábhar seo "solas mar chleite, láidir mar chruach".
1. Cé chomh Solas atá Nanafeadáin Charbóin? Insíonn Sraith Uimhreacha Tú
Conclúid:Tá dlús na nanafeadáin charbóin thart ar 1.3-2.1 g/cm³, atá níos éadroime ná alúmanam agus gan ach 1/6 de chruach.
Gcéad dul síos, déanaimis féachaint ar na sonraí crua. De réir litríochta acadúla ó shaotharlann faoi Roinn Fuinnimh na SA, is é 1.3 g/cm³ dlús tipiciúil na gcomhchodanna nanafeadáin charbóin (CNT). Deimhníonn sonraí táirgí baile freisin an t-ord méide seo - go bhfuil fíor-dhlús roinnt táirgí tráchtála thart ar 2 g/cm³, gan ach dlús sconna de 0.18 g/cm³. Mar achoimre, titeann an dlús dealraitheach de phúdar nanafeadáin charbóin thart ar an raon 1.3-2.1 g/cm³.
Cad a chiallaíonn an "éadroime" seo? Déanaimis é a chur i gcomparáid leis na miotail ardfheidhmíochta a bhfuil taithí againn orthu sa saol laethúil:
| Ábhar | Dlús (g/cm³) | Nanafeadáin Charbóin vs an Ábhar seo |
|---|---|---|
| Ábhar Nanafeadáin Carbóin | 1.3-2.1 | --Bunlíne-- |
| Alúmanam (Cóimhiotal Alúmanam) | 2.7 | Tá CNTanna thart ar 30% -50% níos éadroime |
| Tíotáiniam (Cóimhiotal Tíotáiniam) | 4.5 | Tá CNTanna thart ar 56%-71% níos éadroime |
| Cruach | 7.9 | Tá CNTanna thart ar 70% -80% níos éadroime, ie, don toirt chéanna, níl meáchan CNT ach 1/6 go 1/4 meáchan cruach |
Mar shampla iomasach a thabhairt: d’fhéadfadh go laghdófaí a mheáchan ó bhreis agus 20 jin (thart ar 10 kg) go 5-6 jin (thart ar 2.5-3 kg) i mol roth gnáthcharr, má dhéantar é as ábhar ilchodach nanaifeadáin charbóin. D'fhéadfá é a ardú go héasca le lámh amháin.
2. Cén fáth a bhfuil Nanafeadáin Charbóin So Light? Tá an Rún ina "Fíor Nanascála"
Conclúid:Eascraíonn an saintréith ultra-éadrom de nanaifeadáin charbóin óna micristruchtúr uathúil - socraítear adaimh charbóin i bpatrún cíor meala heicseagánach, ag cruthú ciorcal chun “feadán nanascála” log a chruthú agus an taobh istigh beagnach folamh.
Go bunúsach is "feadán" é nanaifeadán carbóin agus feadán ag an nana-scála ag an am sin.
Is é seo a leanas a mhicreastruchtúr: déantar adaimh charbóin a nascadh le chéile trí bhannaí comhfhiúsacha, rud a chruthaíonn bileog chobhsaí de shé-bhileog ghraifíne fáinne, agus ansin déantar an leathán graphene seo a "rolladh" isteach i sorcóir. Tá an sorcóir seo log - níl aon adaimh taobh istigh, ach aer nó bhfolús. Nuair a rolltar ciseal amháin cruthaítear nanafeadán carbóin aonair (SWCNT); cruthaítear nanaifeadán carbóin ilchiseal (MWCNT) le rolladh sraitheanna iolracha, agus spásáil idirchiseal de thart ar 0.34 nm aige.
An eochair chun meáchan ábhair a thomhas: Dlús=Mais / Toirt
Tá miotail lán d'adamh, pacáilte go dlúth, agus mar sin tá siad trom. Tá an bhlaosc de nanafeadáin charbóin comhdhéanta d'adaimh charbóin (tá adaimh charbóin i bhfad níos éadroime ná adaimh iarainn nó alúmanaim), tá an taobh istigh folamh, agus tá an bhlaosc thar a bheith tanaí - dá bhrí sin, is beag ábhar atá in aghaidh an aonaid toirte, mar sin tá sé nádúrtha éadrom.
Ag baint úsáide as analaí cistine:Tá spatula miotail soladach agus trom; tá tuí óil lag éadrom mar níl aige ach balla tanaí ar an dromchla. Is éard atá i nanafeadán carbóin an leagan móilíneach de "tuí óil lag."
3. Ní hÉ an Rud Fíor Iontach an "Gile," Ach an Teaglaim "Solas fós Láidir"
Conclúid:Sroicheann sainneart na nanaifeadáin charbóin chomh hard le 500 MPa·cm³/g, rud a sháraíonn i bhfad níos mó ná miotail thraidisiúnta ar nós cruach, alúmanam agus tíotáiniam, rud a fhágann go bhfuil sé ar cheann de na cinn is airde i measc na n-ábhar innealtóireachta atá ar eolas.
Más rud é nach raibh ann ach "solas," ní bheadh sé sin speisialta - plaisteach cúr an-éadrom freisin, ach brúiteann sé go héasca. Is iontach an rud a chuireann iontas ar nanaifeadáin charbóin, cé go bhfuil siad chomh héadrom leis an aer, go bhfuil siad thar a bheith láidir freisin.
Mar a rinneamar anailís mhionsonraithe san alt roimhe seo: is féidir le neart teanntachta na nanafeadán carbóin 50-200 GPa a bhaint amach, atá 100 uair níos mó ná cruach. Nuair a dhéantar na sonraí seo a iolrú faoin ngné "éadroime," faighimid méadrach a thiomáineann innealtóirí ar mire - neart sonrach (neart ÷ dlús).
Féach ar an tacar sonraí comparáideacha seo:
| Ábhar | Dlús (g/cm³) | Neart Teanntachta (MPa) | Neart Sonrach (MPa·cm³/g) |
|---|---|---|---|
| Nanafeadáin Charbóin Ilchodach | 1.3 | ~650 | 500 |
| Alúmanam (7075- T6) | 2.7 | 572 | 212 |
| Tíotáiniam (Ti-6Al-4V) | 4.5 | 950 | 211 |
| Cruach (A36) | 7.9 | 400 | 51 |
Dá airde an neart sonrach, is ea is mó an cumas iompair ualaigh do mheáchan áirithe. Tá neart sonrach nanafeadáin charbóin (500) beagnach 10 n-uaire níos mó ná cruach (51) - is féidir le rópa déanta as nanafeadáin charbóin den mheáchan céanna beagnach 10 n-ualach rópa sreang cruach a iompar.
Sin é an fáth a shamhlaíonn eolaithe úsáid a bhaint as nanaifeadáin charbóin chun ardaitheoir spáis a thógáil - toisc nach bhféadfadh ach ábhar atá "éadrom mar chleite, láidir le cruach" cábla a chruthú a shíneann ón Domhan isteach sa spás.
4. An Réabhlóid Thionsclaíoch De bharr "Gile": 40% Laghdú Meáchan, 25% Coigilt Breosla
Conclúid:Tá éifeachtaí laghdaithe meáchain de suas le 40% bainte amach cheana féin ag cumaisc nanafeadáin charbóin sna tionscail aeraspáis agus feithicleach, rud a aistriú go díreach isteach i bhfeabhsú 20-25% ar éifeachtúlacht breosla.
Ní cluiche uimhreacha amháin atá i gceist le “éadroime”; tá athrú inbhraite á dhéanamh aige ar an tírdhreach tionsclaíoch.
De réir alt athbhreithnithe san iris acadúil idirnáisiúntaEolaíocht Ábhar agus Innealtóireacht: R, tá cumas mór léirithe ag comhdhúile nanafeadáin charbóin sna tionscail eitlíochta agus na ngluaisteán: is féidir meáchan na gcomhpháirteanna struchtúracha a laghdú suas le 40%, agus airíonna meicniúla a chothabháil nó fiú a fheabhsú.
Breathnaímid ar -shamplaí feidhmchláir dhomhanda:
| Cás Iarratais | Ról Ilchodach Nanafeadáin Charbóin | Éifeacht Iarbhír |
|---|---|---|
| Cluiche Boeing 787 Dreamliner | Comhpháirteanna struchtúracha fuselage | Feabhas 20-25% ar éifeachtúlacht breosla |
| BMW i3 Feithicil Leictreach | Painéil choirp | laghdú meáchain 30%. |
| Mótar Nanaifeadáin Charbóin KIST (An Chóiré) | Cornaí foirceannadh mótair | Laghdú thart ar 25% ar mheáchan mótair |
Is fiú go háirithe cás an Boeing 787 a lua. Baineann an "Dreamliner" seo úsáid fhairsing as ard-ábhair chomhchodacha (lena n-áirítear ábhair threisithe nanafeadáin charbóin), ní hamháin go laghdaítear meáchan suntasach ach cuireann sé ar chumas an aerlíne mór seo coigilteas níos mó ná 20% ar bhreosla i gcomparáid le samhlacha comhchosúla. Chuaigh Institiúid Eolaíochta agus Teicneolaíochta na Cóiré (KIST) céim níos faide fiú agus thóg sí mótar go díreach gan aon chorna miotail - chun sreang nanafeadáin charbóin a chur in ionad sreang chopair, rud a d'fhág nach raibh meáchan mótair ach an cúigiú cuid de mhótar copair.
Le haghaidh eitleáin:Téann coigilteas breosla=níos faide + praghsanna ticéad níos ísle + astaíochtaí carbóin laghdaithe.
Maidir le feithicil leictreach:Laghdú meáchain=raon níos faide + luasghéarú níos tapúla + ceallraí níos lú.
Is ór é an t-éadrom; iomaíochas is ea éadromacht.
5. Ábhar Nua Shandong Tanfeng: Ag iompú "Gile" i dTáirgí Incheannaithe
Tá Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd ag táirgeadh agus ag táirgeadh na saintréithe "ultra{-éadrom" de nanaifeadáin charbóin, ag freastal ar thionscail déantúsaíochta arda mar aeraspáis agus feithiclí nua fuinnimh.
Chun nanaifeadáin charbóin ó “ábhar míorúilteach” sa tsaotharlann a iompú ina n-amhábhar tionsclaíoch is féidir le hinnealtóirí a ordú, teastaíonn cuideachtaí a bhfuil fíor-mháistir acu ar theicneolaíocht táirgthe ar scála mór.
Is cuideachta den sórt sin go díreach é Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd.
Cad a dhéanann sé?
Díríonn an chuideachta ar T&F agus ar tháirgeadh nanafeadáin charbóin il-ballaí (MWCNTanna), nanafeadáin charbóin singil-mhúrtha (SWCNTanna), nanafeadáin charbóin ag feidhmiú, taosráin seoltaí, agus táirgí réamhscaipthe. Tá íonacht an táirge níos mó ná nó cothrom le 97.5%, tá neamhíonachtaí iarmharacha catalaíoch Fe, Co, agus Ni Níos lú ná nó cothrom le 0.5 ppm, tá dáileadh trastomhas an fheadáin cúng, agus tá an bhaisc-go-chomhsheasmhacht bhaisc CV.<5%.
A croí-inniúlachtaí:
| Toise Buntáiste | Ábhar Sonrach |
|---|---|
| Próiseas Croí | Táirgeadh céime (CVD) gáis; trastomhas feadán inrialaithe, baisceanna cobhsaí |
| Maitrís Táirge | Clúdach iomlán de-ballaí/il-bhallaí-singile; feidhmiúil inoiriúnaithe (-COOH, -OH, etc.) |
| Treoracha Iarratais | Seacht mór-réimse lena n-áirítear feithiclí nua fuinnimh, aeraspáis, idirthuras iarnróid, cumhacht gaoithe, stóráil fuinnimh hidrigine |
| Cumas Uathúil | Slabhra iomlán inrialaithe go neamhspleách ó chatalaíoch go táirge deiridh |
| Torthaí Cruthaithe | Soláthraíonn greamaigh seoltaí d'fhiontair tosaigh ceallraí cumhachta baile, ag baint amach cheana féin laghdú 30% ar fhriotaíocht leatháin leictreoid |
Soláthraíonn Tanfeng New Material chomh maith máistirbatches il- iompróra nanafeadáin charbóin ilbhallaí PA12 do sholáthróirí páirteanna feithicleacha Eorpacha, a chomhlíonann na ceanglais dhianfhrithstatacha do línte breosla. Nuair a bhíonn ábhair éadroma ardfheidhmíochta de dhíth ar chuideachtaí cosúil le BMW agus Boeing, tá nanafeadáin charbóin ag athrú ó choincheap saotharlainne i bhfad i gcéin go táirgí inláimhsithe ar sheilfeanna cuideachtaí Síneacha cosúil le Tanfeng.
Achoimre: Cad is brí le "Gile" na Nanaifeadáin Charbóin?
| Dearcadh | Croí-Chonclúid |
|---|---|
| Sonraí | Dlús 1.3-2.1 g/cm³, ach 1/6 sin de chruach, níos éadroime ná alúmanam |
| Prionsabal | Struchtúr "feadán nanascála log", taobh istigh le ballaí tanaí agus cuasach, éadrom go nádúrtha |
| Feidhmíocht | Neart sonrach 500 MPa·cm³/g, beagnach 10 n-uaire níos mó ná cruach, éadrom fós láidir |
| Tionscal | Laghdú meáchain 40% a bhaint amach agus coigilteas breosla 25%; fíoraithe cheana féin ar an Boeing 787 agus BMW i3 |
| Réaltacht | Tá cuideachtaí ar nós Shandong Tanfeng New Material ag déanamh a mhais-le haghaidh úsáid thionsclaíoch |
Ní raibh in “éadtromacht” na nanaifeadáin charbóin riamh ach uimhir shimplí ísealdlúis-. Baineann sé leis an ualach is mó a iompar leis an mais is lú, an fheidhmíocht is láidre a bhaint amach leis an ábhar is lú, agus an éifeachtacht is airde a chruthú leis na comhpháirteanna is éadroma.
Nuair a "séideann" Ábhar Nua Shandong Tanfeng go leanúnach an púdar dubh seo óna mhonarcha - púdar atá níos éadroime ná aer (ina staid tapáilte) fós níos láidre ná cruach - comharthaíonn sé go bhfuil "ré éadrom" an domhain ábhair tagtha go fírinneach.