Stroj za razprševanje ogljikovih nanocевcev | Brez rezanja cevk, popolna prevodnost

Razprševanje ogljikovih nanocевcev je postopek razbijanja zapletenih CNT-aglomeratov in enakomernega porazdelitve posameznih cevk po osnovnem materialu, pri čemer ostane struktura cevk nespremenjena.
Ogljikove nanocевke imenujejo kralj nano-materialov iz dobrega razloga: prenašajo tokovne gostote do tisočkrat višje kot baker in tvorijo tridimenzionalno prevodno omrežje že pri obremenitvi, ki znaša le eno šesto do eno polovico obremenitve konvencionalnih prevodnih dodatkov.
Zato so CNT zdaj v uporabi pri elektrodah litijevih baterij, prevodnih premazih in spojinah za elektromagnetno zaslonitev – vendar vsaka uporaba temelji na ločitvi cevk brez njihovega poškodovanja.

Osnovna protislovja pri razprševanju CNT

CNT se rodijo zapleteni: njihovo visoko razmerje dolžine in širine ter visoka površinska energija ju prisiljata k lepljenju, ovijanju in tvorbi gostih skupkov.
Razbijanje teh skupkov zahteva dovolj veliko strižno silo, a agresivna mehanska obdelava enako lahko prelomi cevke kot razbije svežnje – kar skrajša cevke in uniči ravno prevodno mrežo, ki jo je material namenjen graditi.
Merljivi učinki so krajše cevke, višja odpornost in nepredvidljive serije.
Kratko povedano: korak razprševanja odloča, koliko teoretične zmogljivosti CNT dejansko doseže končni izdelek.

Kako oceniti razprševanje CNT: tri preverjanja

Tri preverjanja zajemajo bistvene elemente:

• Razbijanje skupkov.
  Vidne gruče pod mikroskopom pomenijo, da strižno polje ni bilo dovolj močno ali enakomerno.
• Ohranitev dolžine cevk.
  Izmerite porazdelitev dolžin po mešanju; hudo skrajšanje pomeni, da je proces povzročil prekomerno strižno obremenitev – pogosta napaka pri peskovnih mlinih in sistemih rotorjev z visoko strižno obremenitvijo.
• Stabilnost disperzije.
  Pustite serijo stati in jo ponovno preverite; ponovno združevanje delcev in usedanje kažeta, da disperzija ni bila dejansko stabilizirana.

Te tri preveritve naj bodo vaši kriteriji za sprejem, ne pa dodatna misel po zaključku procesa.

Zakaj planetarni centrifugalni mešalnik razbije aglomerate brez poškodovanja cevk

Odgovor leži v silovem polju, ki ga ustvari planetarni centrifugalni mešalnik.
Hkrati delujeta dva gibanja: revolucija, pri kateri nosilec posod kroži okoli sredinske osi naprave, in rotacija, pri kateri se vsaka posoda vrti okoli svoje lastne osi.
Revolucija stiska serijo in v treh dimenzijah raztegne aglomerate; rotacija pa povzroči enakomerno strižno obremenitev po celotni posodi – brez konice mešalnih lopatic, brez ozkih rež in brez prekomerne strižne obremenitve.
Nasprotno pa peskovni in kroglični mlini temeljijo na intenzivnih lokalnih trkih – ravno to povzroča skrajšanje CNT cevk.
Planetarni centrifugalni mešalnik razgrajuje aglomerate z masivnim pospeševanjem namesto s tem, da ohranja dolžino cevk, hkrati pa doseže kakovost razpršitve, ki jo zahteva prevodna mreža.
Zaprte skodelice ponujajo še eno prednost: izbirno vakuumsko odzračevanje do 0,2 kPa odstrani zrak, ujet med razpršitvijo, v istem ciklu, zato ni potrebna ločena stopnja odzračevanja.

Praktičen postopek za uporabnike CNT

Začnite z nizko koncentracijo in nizko hitrostjo, da najdete okno za razpršitev, nato postopoma povečujte hitrost in pri vsaki stopnji preverjajte dolžino cevk – neodvisna regulacija hitrosti SMIDA, od 200 do 2000 vrt/min, natančno oblikuje strižno polje.
Po razpršitvi izmerite porazdelitev dolžine cevk in njihovo stabilnost, nato te parametre določite kot vaš standardni delovni postopek.
Pri povečanju proizvodnje izberite večjo napravo z enakim načelom mešanja in enako logiko nadzora, tako da se silovno polje – in rezultati – prenesejo z vami.
Za toplotno občutljive sisteme modeli TTC podjetja SMIDA ohranjajo serijo pri -15 °C do 25 °C, da se razpršilno okno med mešanjem ne premakne.

Zakaj SMIDA za razprševanje CNT

• Ena platforma – od laboratorija do proizvodnje.
  Prostornina mešanja od 1 g do več kot 100 kg, z opremo od laboratorijskih enot za 150 g do proizvodnih strojev za več kot 100 kg – na vsaki velikosti velja isti načel.
• Brez mešalnih lopatic po načrtu.
  Material se dotika le posode, zato ni kovinskih delcev, ni prekrivanja med serijami in ni čiščenja lopatic med serijami.
• Prilagodljivost procesa.
  Neodvisna regulacija hitrosti vrtenja in vrtenja, izbirna vakuumsko stanje do 0,2 kPa ter nadzor temperature od -15 °C do 25 °C na modelih TTC.
• Zanesljivost neposredno iz tovarne.
  SMIDA je proizvajalec iz Šenčena s 17-letno izkušnjo v obdelavi materialov, certificiran po standardih CE, ISO 9001, ISO 14001 in ISO 45001 ter služi več kot 2.000 strankam v več kot 40 državah.

Pogosto zastavljena vprašanja

Ali bo planetarni centrifugalni mešalnik prerežil ali skrajšal moje cevke CNT?

Ne — postopek je brez mešalnih lopatic in strižna sila je enakomerna po celotni mešanici.
Ker ni visokostrigalnih koničkov ali mlečnega medija, se aglomerati razpadajo, dolžina cevk pa ostane nespremenjena.

Kakšna je najboljša hitrost za razprševanje ogljikovih nanocenk?

Splošno veljavne vrednosti ni — odvisno je od vašega tipa CNT, koncentracije in osnovnega materiala.
Začnite z nizko hitrostjo in jo postopoma povečujte, pri čemer na vsakem koraku preverite dolžino cevk; nadzor SMIDA od 200 do 2000 vrt/min je zasnovan ravno za to prilagajanje.

Ali lahko mešalnik hkrati odstrani mehurčke iz suspenzije CNT?

Da.
Vakuumski modeli izpraznijo komoro do 0,2 kPa, zato se zrak, ujet med razprševanjem, odstrani že v istem ciklu mešanja.

Ali bodo isti parametri delovali tudi ob povečavi zmogljivosti?

Da — vsak mešalnik SMIDA uporablja isto planetarno centrifugalno mešalno načelo in nadzorno logiko, zato se parametri, določeni na laboratorijski napravi, prenesejo na proizvodne naprave iste serije z minimalnim ponovnim prilagajanjem.
Podatki o primerjavi zmogljivosti med različnimi kapacitetami se lahko ustvarijo med vašim preskusom vzorcev.

Ključno zaključilo

Ogljikovi nanotrijevi so dobro le toliko, kolikor so dobro razpršeni: razbijte skupke in ohranite cevke – ta disciplina odloča, ali vaša baterijska kaša, premaz ali zaščitna mešanica zagotavlja prevodnost, za katero je bila zasnovana.
Preizkusite na svojem materialu: pošljite vzorec ogljikovih nanotrubk v laboratorij SMIDA za brezplačen preskus mešanja.
Dobili boste mikroskopske podatke pred in po razbijanju skupkov ter ohranitvi dolžine cevk, poleg tega pa tudi jasno priporočilo modela – od laboratorijskih vzorcev 1 g do naprav za 100 kg in več – še preden porabite kakršen koli denar.