เครื่องกระจายนาโนทูบคาร์บอน | ไม่ต้องตัดท่อ นำไฟฟ้าได้เต็มประสิทธิภาพ

การกระจายนาโนทูบคาร์บอน คือ กระบวนการแยกกลุ่มนาโนทูบคาร์บอนที่พันกันออกเป็นหลอดเดี่ยว ๆ แล้วกระจายให้ทั่ววัสดุพื้นฐานอย่างสม่ำเสมอ โดยรักษาโครงสร้างของหลอดให้คงสภาพเดิมไว้
นาโนทูบคาร์บอนได้รับขนานนามว่าเป็นราชาแห่งวัสดุระดับนาโนด้วยเหตุผลที่ชัดเจน: สามารถนำกระแสไฟฟ้าได้มากกว่าทองแดงสูงสุดถึงหนึ่งพันเท่า และยังสามารถสร้างเครือข่ายการนำไฟฟ้าสามมิติได้ด้วยปริมาณที่ใช้เพียงหนึ่งในหกถึงครึ่งหนึ่งของสารเสริมการนำไฟฟ้าแบบดั้งเดิม
นี่คือเหตุผลที่นาโนทูบคาร์บอน (CNTs) ถูกนำมาใช้ขับเคลื่อนอิเล็กโทรดแบตเตอรี่ลิเทียม สารเคลือบนำไฟฟ้า และสารประกอบป้องกันการรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า — แต่ทุกการประยุกต์ใช้ขึ้นอยู่กับความสามารถในการแยกท่อออกจากกันโดยไม่ทำให้หัก

ข้อขัดแย้งหลักของการกระจายตัวของนาโนทูบคาร์บอน

นาโนทูบคาร์บอนเกิดมาพร้อมกับการพันกัน: อัตราส่วนความยาวต่อความกว้างสูงและพลังงานผิวสูงทำให้ท่อมีแนวโน้มเกาะติด ห่อหุ้ม และรวมตัวกันเป็นก้อนหนาแน่น
การแยกก้อนเหล่านี้ออกต้องอาศัยแรงเฉือนเพียงพอ แต่การกระทำเชิงกลที่รุนแรงเกินไปจะทำให้ท่อหักได้เช่นเดียวกับการแยกก้อน — ส่งผลให้ท่อมีความยาวลดลงและทำลายเครือข่ายการนำไฟฟ้าที่วัสดุนี้ถูกเติมเข้าไปเพื่อสร้างขึ้น
ผลที่วัดได้คือท่อสั้นลง ความต้านทานสูงขึ้น และชุดผลิตภัณฑ์ที่ไม่สม่ำเสมอ
โดยสรุป ขั้นตอนการกระจายตัวเป็นตัวกำหนดว่าประสิทธิภาพเชิงทฤษฎีของนาโนทูบคาร์บอนจะถ่ายโอนไปยังผลิตภัณฑ์สุดท้ายได้มากน้อยเพียงใด

วิธีประเมินการกระจายตัวของนาโนทูบคาร์บอน: สามขั้นตอนตรวจสอบ

สามขั้นตอนนี้ครอบคลุมองค์ประกอบพื้นฐานทั้งหมด:

• การแยกตัวของก้อนรวม
  หากสังเกตเห็นก้อนรวมที่มองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ แสดงว่าสนามแรงเฉือนมีความเข้มข้นหรือความสม่ำเสมอน้อยเกินไป
• การรักษาความยาวของทูบ
  วัดการกระจายความยาวหลังการผสม; หากทูบสั้นลงอย่างรุนแรง แสดงว่ากระบวนการเกิดแรงเฉือนมากเกินไป — ซึ่งเป็นข้อบกพร่องทั่วไปของเครื่องกวนแบบแซนด์มิลล์และระบบโรเตอร์ที่ให้แรงเฉือนสูง
• ความเสถียรของการกระจายตัว
  ทิ้งตัวอย่างไว้ก่อนตรวจสอบอีกครั้ง; หากเกิดการรวมตัวใหม่หรือตกตะกอน แสดงว่าการกระจายตัวนั้นไม่ได้รับการคงสภาพอย่างแท้จริง

ใช้การตรวจสอบทั้งสามข้อนี้เป็นเกณฑ์การยอมรับ ไม่ใช่เพียงขั้นตอนเสริมท้าย

เหตุใดเครื่องกวนแบบแพลเนทารีเซนตริฟิวจัลจึงสามารถทำลายกลุ่มอนุภาคที่เกาะกันโดยไม่ทำลายทูบ

คำตอบอยู่ที่สนามแรงที่เครื่องกวนแบบแพลเนทารีเซนตริฟิวจัลสร้างขึ้น
มีการเคลื่อนที่สองแบบเกิดขึ้นพร้อมกัน คือ การโคจร (revolution) ซึ่งตัวยึดถ้วยหมุนรอบแกนกลางของเครื่อง และการหมุน (rotation) ซึ่งแต่ละถ้วยหมุนรอบแกนของตนเอง
การโคจรทำให้ตัวอย่างถูกบีบอัดและดึงกลุ่มอนุภาคที่เกาะกันออกจากกันในสามมิติ ส่วนการหมุนจะสร้างแรงเฉือนอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งถ้วย — โดยไม่มีปลายใบพัด ไม่มีช่องแคบ และไม่มีแรงเฉือนเกินขนาด
ในทางตรงข้าม เครื่องกวนแบบแซนด์มิลล์และแบบบอลมิลล์อาศัยการชนกันอย่างรุนแรงเฉพาะจุด — ซึ่งเป็นสาเหตุเดียวกันที่ทำให้ทูบ CNT สั้นลง
เครื่องผสมแบบแรงเหวี่ยงแบบดาวเคราะห์แยกกลุ่มอนุภาคที่เกาะกันด้วยการเร่งความเร็วเชิงมวล แทนที่จะลดความยาวของท่อ แต่ยังคงรักษาคุณภาพการกระจายตัวให้สอดคล้องกับข้อกำหนดของโครงข่ายนำไฟฟ้า
ถ้วยที่ปิดสนิทเพิ่มประโยชน์อีกประการหนึ่ง คือ การกำจัดอากาศภายใต้สุญญากาศแบบเลือกได้จนถึงระดับ 0.2 กิโลพาสคาล ซึ่งสามารถขจัดอากาศที่ถูกดักจับระหว่างกระบวนการกระจายตัวได้ภายในรอบเดียวกัน โดยไม่จำเป็นต้องดำเนินการกำจัดอากาศแยกต่างหาก

กระบวนการที่ใช้งานได้จริงสำหรับผู้ใช้ CNT

เริ่มต้นด้วยความเข้มข้นต่ำและรอบหมุนต่ำเพื่อกำหนดขอบเขตการกระจายตัวที่เหมาะสม จากนั้นค่อยเพิ่มความเร็วขึ้นทีละระดับพร้อมตรวจสอบความยาวของท่อในแต่ละระดับ — การควบคุมความเร็วอย่างอิสระของ SMIDA ที่ปรับได้ตั้งแต่ 200 ถึง 2000 รอบต่อนาที ช่วยกำหนดสนามแรงเฉือนได้อย่างแม่นยำ
หลังจากเสร็จสิ้นการกระจายตัว ให้วัดการกระจายตัวของความยาวท่อและความเสถียร จากนั้นกำหนดพารามิเตอร์เหล่านั้นเป็นขั้นตอนปฏิบัติงานมาตรฐานของคุณ
เมื่อขยายขนาดสู่การผลิตจริง ให้เลือกเครื่องที่มีขนาดใหญ่ขึ้นแต่ยังคงใช้หลักการผสมและตรรกะการควบคุมแบบเดียวกัน เพื่อให้สนามแรง — และผลลัพธ์ที่ได้ — สามารถถ่ายโอนไปยังระบบการผลิตได้อย่างสม่ำเสมอ
สำหรับระบบที่ไวต่อความร้อน โมเดล TTC ของ SMIDA จะรักษาอุณหภูมิชุดตัวอย่างที่ -15 ถึง 25 องศาเซลเซียส เพื่อไม่ให้หน้าต่างการกระจายตัวเปลี่ยนแปลงขณะที่คุณผสม

เหตุใดจึงเลือก SMIDA สำหรับการกระจายตัวของ CNT

• แพลตฟอร์มเดียว ตั้งแต่ห้องปฏิบัติการสู่การผลิตจริง
  ปริมาตรการผสมตั้งแต่ 1 กรัม ถึงมากกว่า 100 กิโลกรัม โดยใช้อุปกรณ์ตั้งแต่หน่วยต้นแบบขนาด 150 กรัม ไปจนถึงเครื่องผลิตจริงขนาดมากกว่า 100 กิโลกรัม — หลักการเดียวกันที่ใช้ได้กับทุกระดับขนาด
• ออกแบบมาโดยไม่มีใบมีด
  วัสดุสัมผัสเพียงแค่ภาชนะเท่านั้น จึงไม่มีเศษโลหะปนเปื้อน ไม่มีการปนเปื้อนข้ามระหว่างชุด และไม่จำเป็นต้องทำความสะอาดใบมีดระหว่างการผลิตแต่ละชุด
• ความยืดหยุ่นของกระบวนการ
  ควบคุมความเร็วในการหมุนรอบและหมุนแกนแยกจากกันได้อย่างอิสระ พร้อมตัวเลือกสุญญากาศจนถึง 0.2 กิโลพาสคาล และควบคุมอุณหภูมิได้ตั้งแต่ -15 ถึง 25 องศาเซลเซียส สำหรับโมเดล TTC
• ความเชื่อมั่นโดยตรงจากโรงงาน
  SMIDA เป็นผู้ผลิตจากเซินเจิ้น มีประสบการณ์ด้านการแปรรูปวัสดุมากว่า 17 ปี ได้รับการรับรองมาตรฐาน CE, ISO 9001, ISO 14001 และ ISO 45001 และให้บริการลูกค้ามากกว่า 2,000 รายในกว่า 40 ประเทศ

คำถามที่มักถามบ่อย

เครื่องผสมแบบดาวเคราะห์หมุนเหวี่ยงจะทำให้ท่อกลวงคาร์บอนนาโน (CNT) ของฉันสั้นลงหรือหักหรือไม่

ไม่ — กระบวนการนี้ไม่ใช้ใบมีด และแรงเฉือนมีความสม่ำเสมอทั่วทั้งแบตช์ทั้งหมด
ไม่มีปลายที่สร้างแรงเฉือนสูงหรือตัวกลางการบด ดังนั้นกลุ่มอนุภาคที่รวมตัวกันจึงแยกตัวออก ในขณะที่ความยาวของท่อกลวงยังคงรักษาไว้ได้

ความเร็วที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการกระจายท่อกลวงคาร์บอนนาโนคือเท่าใด

ไม่มีค่าความเร็วสากล — ขึ้นอยู่กับชนิดของ CNT ปริมาณการโหลด และวัสดุพื้นฐานที่ใช้
เริ่มต้นที่ความเร็วต่ำ แล้วค่อยเพิ่มขึ้นทีละน้อย พร้อมตรวจสอบความยาวของท่อกลวงในแต่ละขั้นตอน โดยช่วงควบคุมความเร็วของ SMIDA ตั้งแต่ 200 ถึง 2000 รอบต่อนาที ออกแบบมาเพื่อการปรับแต่งเช่นนี้โดยเฉพาะ

เครื่องผสมสามารถกำจัดฟองอากาศออกจากส่วนผสม CNT ได้หรือไม่

ใช่ครับ
รุ่นที่มีระบบสุญญากาศสามารถลดความดันภายในห้องลงจนถึง 0.2 กิโลพาสคาล ดังนั้นอากาศที่ถูกดักจับไว้ระหว่างกระบวนการกระจายจะถูกกำจัดออกไปภายในรอบการผสมเดียวกัน

พารามิเตอร์เดียวกันนี้จะใช้งานได้เมื่อขยายขนาดการผลิตหรือไม่

ได้ — เครื่องทุกเครื่องของ SMIDA ใช้หลักการผสมแบบดาวเคราะห์หมุนเหวี่ยงและตรรกะการควบคุมแบบเดียวกัน ดังนั้นพารามิเตอร์ที่พัฒนาขึ้นบนเครื่องระดับห้องปฏิบัติการจึงสามารถนำไปใช้กับเครื่องระดับการผลิตในตระกูลเดียวกันได้โดยไม่จำเป็นต้องปรับแต่งใหม่มากนัก
ข้อมูลเปรียบเทียบความสามารถแบบข้ามระบบสามารถสร้างขึ้นได้ระหว่างการทดสอบตัวอย่างของคุณ

ข้อสรุป

นาโนทูบคาร์บอนมีประสิทธิภาพดีเพียงใด ขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของมันเท่านั้น: ทำลายกลุ่มอนุภาคที่รวมตัวกัน และรักษาความยาวของท่อไว้ — วินัยในขั้นตอนนี้จะกำหนดว่าส่วนผสมแบตเตอรี่ สารเคลือบ หรือสารป้องกันการรั่วไหลของไฟฟ้าของคุณจะให้การนำไฟฟ้าตามที่ออกแบบไว้หรือไม่
ทดลองด้วยวัสดุของคุณเอง: ส่งตัวอย่าง CNT ไปยังห้องปฏิบัติการ SMIDA เพื่อทำการทดสอบการผสมฟรี
คุณจะได้รับข้อมูลจากกล้องจุลทรรศน์ก่อนและหลังการแตกตัวของกลุ่มอนุภาค พร้อมทั้งข้อมูลเกี่ยวกับการรักษาความยาวของท่อ และคำแนะนำแบบจำลองที่ชัดเจน — ตั้งแต่ตัวอย่างขนาด 1 กรัมในห้องปฏิบัติการ ไปจนถึงเครื่องจักรขนาด 100 กิโลกรัมขึ้นไป — ก่อนที่คุณจะใช้จ่ายแม้แต่หนึ่งดอลลาร์