מחקר על היישום של חומרים ננו פחמן כגון גרפן עקשנים - מכונת אריזה גרפיט PUDA

2 ההשפעה של חומרים ננו פחמן על עקשנים רב פחמן

מקור הפחמן המצוטט בעקשות מסורתיות המכילות פחמן הוא בעיקר גרפיט. על פי כמות הגרפיט, הוא מחולק עקשנים רב פחמן ועקשנים פחמן נמוך. הוא האמין בדרך כלל כי עקשנים המכילים פחמן עם תוכן גרפיט לא גבוה מ 8% להיות עקשנים פחמן נמוך, ו עקשנים המכילים פחמן עם תוכן גרפיט גבוה מ 8% להיות עקשנים רב פחמן.

מחקרים הראו כי כניסתה של גרפיט יכול להגביר את עמידות הלם תרמי עמידות בפני קורוזיה של מוצרים עקשן. עם זאת, אם התוכן גרפיט הוא גבוה מדי, ההתנגדות חמצון של מוצרים עקשן יחמיר. גרפיט אינטראקציה עם אוויר במהלך שימוש בטמפרטורה גבוהה. החמצן מגיב ליצירת CO וגזי CO2, הגורמים לנקבוביות של מוצרים עקשניים להגדיל, להפחית את עמידות הקורוזיה של חומרים עקשניים, ובכך להפחית את חיי השירות של חומרים עקשן; פחמן מוגזם בתהליך ייצור הפלדה, זה יגדיל את תכולת הפחמן בפלדה מותכת, שהוא גורם משפיע שאינו תורם לייצור פלדה דלת פחמן ופלדה נקייה; תהליך אובדן הפחמן מלווה בכמות גדולה של אובדן חום, שאינה תורמת לחיסכון באנרגיה והפחתת פליטה בתהליך ייצור הפלדה, ומגבירה את עלות הייצור של ייצור פלדה. . עם זאת, אם התוכן גרפיט מצטמצם לבד, ההתנגדות הלם תרמי עמידות בפני קורוזיה של מוצרים עקשן יופחת מאוד. זה לא תורם לשימור תכונות עקשן.

צינורות פחמן וגרפן בננו-חומרים פחמן התגלו לראשונה בשנים 1991 ו-2004, בהתאמה. בשל תכונותיהם הייחודיות, הם משכו את תשומת ליבם של חוקרים רבים. במקביל, הם צפויים לשפר את התכונות המכאניות של עקשנים דל פחמן. מקור פחמן. חוקרים רבים חקרו את ההשפעה של חומרים ננו פחמן על המאפיינים של חומרים עקשן בהקשר של רב פחמן, והשיגו תוצאות רבות. לדוגמה, Zhu et al. השתמש בצינורות פחמן כדי להחליף חלקית או לחלוטין גרפיט פתית והשתמש באותו תהליך הכנה להכנת עקשנים מגנזיום פחמן. וחקר את ההבדלים במיקרו-מבנה, תכונות מכניות והתנגדות להלם תרמי של עקשני מגנזיה-פחמן עם צינוריות פחמן כמקור פחמן וגרפיט פתית כמקור הפחמן. ניסויים מראים כי כאשר צינוריות פחמן משמשות כמקור פחמן ו sintered ב 1000 מעלות צלזיוס ו 1400 מעלות צלזיוס, הם מפגינים תכונות מכניות גבוהות יותר מאשר מקורות פחמן גרפיט. תוצאה זו מראה כי צינורות פחמן משמשים כמקור פחמן להתווסף למוצרי מגנזיה פחמן עקשן. ניתן לחזק ולהקשות על מוצרי המגנזיום-פחמן. לשם השוואה של התנגדות הלם תרמי של עקשנים מגנזיה פחמן, זה גם מראה ביצועים טובים יותר מאשר גרפיט פתית. עמידות ההלם התרמי של עקשני מגנזיה-פחמן עם 5% צינוריות פחמן שווה לזה של עקשנים מגנזיה פחמן עם גרפיט פתית 10%.

צ'ינגחוואנג ואח ' הכין עקשנים Al2O3-C המכילים nanosheets תחמוצת גרפן (GONs) עם אלומיניום, סיליקון ו SiO2 כמו תוספים. התוצאות הראו כי בהשוואה Al2O3-C עקשנים ללא GONs, Al2O3-C עקשנים מסומם עם GONs מודולוס הטמפרטורה הרגילה של החומר של קרע (CMOR), מודולוס פלקסורלי (E), עקומות כוח ותזוזה ותכונות מכניות אחרות שופרו. שיפור זה מיוחס להשפעת החיזוק של GONs ב 800 מעלות צלזיוס ואת אפקט חיזוק סינרגטי עם פתיתי גרפיט היווצרות שפם in-situ ב 1000 ~ 1400 מעלות צלזיוס. טבלה 1 מציגה את הנתונים הספציפיים של הניסוי.

טבלה 1 טמפרטורת החדר קרע מודולוס מודולוס מודולוס גמיש של כמויות שונות של דגימות nanosheet תחמוצת גרפן ירה בטמפרטורות שונות

טיאנבין ז'ו ואח 'חקר את ההשפעות של nanosheets תחמוצת גרפיט (GONS), צינוריות פחמן (CNT) ו פחמן שחור (CB) על האבולוציה מיקרו מבנה, תכונות מכניות ותכונות תרמומכניות של עקשנים מגנזיה פחמן. הוא מושווה עם עקשות מגנזיה-פחמן מסורתי המכיל 10% גרפיט פתית מוכן באותם תנאים. בגלל קיומו של ננו פחמן ואת היווצרות in-situ של שלב קרמיקה בתואר שני. הרכיב המכיל צינורית פחמן יש מודולוס קרע קר גבוה יותר לאחר coking ב 1000 מעלות צלזיוס ו 1400 מעלות צלזיוס, ואת התוספת של ננו פחמן משפר את ההתנגדות הלם תרמי של החומר.

AtulVMaldhure et al. השתמשו ניקל חנקתי כמו זרז ושוסף פנולי כמו קלסר ללמוד את ההשפעה של סינתזה in-situ של צינוריות פחמן על המאפיינים של מגנזיום אלומיניום פחמן עקשן. ניסויים מראים כי 3% ניקל חנקתי יכול לזרז את השינוי ואת הסידור המבני של השרף פנולי בתהליך הטיפול בחום כדי ליצור צינוריות פחמן, ואת הסינתזה in-situ של צינוריות פחמן משפר את המאפיינים המכאניים של מגנזיום אלומיניום פחמן עקשן מוצרים. החוזקות הדחוסות בטמפרטורת החדר בטמפרטורה של 800°C, 1000°C, 1200°C ו-1400°C מוגדלות ב-10.15%, 30.75%, 41.09%, 25.62% בהתאמה. במקביל, צפיפות הנפח של המוצר עולה והנקבוביות פוחתת, וכתוצאה מכך שיפור נוסף של עמידות החמצון של מוצרי עקשן מגנזיום-אלומיניום-פחמן.

גואו וויי ואח ' השתמשו פרוקן כמו זרז השרף פנולי כמו קלסר ללמוד את ההשפעה של תוספת פרוקן על הביצועים של עקשנים אלומיניום פחמן. הניסוי הראה כי תוספת של פרוקן צריך להיות בטווח של 0-2%, במיוחד לאחר טיפול בחום ב 1000 מעלות צלזיוס, זה מועיל כדי לשפר את התכונות המכאניות של המוצר, ובגלל תוספת של פרוקן מזרז את השרף פנולי בתהליך טיפול בחום, החלק הפנימי של המוצר יוצר ננו פחמן באתרו, ואת ננו פחמן נוצר במקום לעזור זה מגיב עם סי התוסף כדי ליצור β-SiC שפם מה שמשפר עוד יותר את כוחו של עקשן האלומיניום-פחמן. עם זאת, תוספת של זרז לא יכול לשנות את ההתנגדות חמצון של עקשנים אלומיניום פחמן.

בהקשר של רב פחמן, המאפיינים המכניים של חומרים עקשן ניתן לשפר לא משנה אם ננו פחמן מתווספים ישירות או ננו פחמן מסונתזים באתרו. לאחר טיפול בחום, גרפיט וחומרים ננו פחמן במשותף לשפר את התכונות המכאניות של חומרים עקשן. כאשר נוגד חמצון מסוים מתווסף למוצרים עקשן, חומרים ננו פחמן נוטים יותר לקיים אינטראקציה עם שפם קרמי עם תכונות נוגדות חמצון מסוימות, ולשפר עוד יותר את המאפיינים עקשן. הקשיחות. בשל קיומם של פגמים מסוימים בחומרים ננו פחמן, חמצון ושינויים מבניים נוטים להתרחש, וכתוצאה מכך חומרים ננו פחמן כי לא יכול להחליף לחלוטין גרפיט כמקור פחמן תחת רקע רב פחמן, ואת ההשפעה של החלפת חלקית גרפיט כמקור פחמן הוא טוב יחסית.

עם זאת, תחת רקע של רב פחמן, כאשר ננו פחמן מתווספים ישירות, המחקר על מנגנון שינוי המבנה של ננו פחמן עם עליית הטמפרטורה הוא עדיין מעורפל, במיוחד בטמפרטורות מעל 1400 מעלות צלזיוס, המחקר לא היה מעורב יותר מדי. באטמוספרות שונות, כגון השפעת האטמוספירה המחמצן והפחתת האטמוספירה על חומרים ננו-פחמן, המחקר הנ"ל לא עשה מחקר ממוקד. התהליך של החדרת חומרים ננו פחמן על ידי שיטת צמיחה in-situ יכול לזרז את מנגנון השתקפות בטון של שפם שלב קרמיקה במידה מסוימת, וזה צריך דיון נוסף.

מכונת אריזת שקית שסתום PUDA לאבקת גרפיט:

מכונת אריזת בורג

חומר פרטני אבקה שונים גורל בתפזורת הוא 0.1-0.5T/מ"ק
כגון סידן פחמתי קל, פחמן שחור ולבן, גרפיט וקאולין וכו '