В мире наноматериалов углеродные нанотрубки с их механическими, электрическими и тепловыми свойствами известны как « звездные материалы». Тем не менее, как эффективно и точно преобразовать эту производительность на микроуровне в практические функции в макроскопических устройствах всегда было узким местом, ограничивающим ее массовое применение. Традиционные технологии нанесения покрытий, такие как спиральное, скребковое или обычное напыление, часто трудно преодолеть такие препятствия, как однородность, отходы материалов и структурные повреждения. Именно на этом фоне появилась технология ультразвукового напыления, которая стала процессом, способным точно « ткать» сети углеродных нанотрубок, открывая новые двери для производства высокопроизводительных устройств.

01 Технические узкие места, проблемы применения углеродных нанотрубок

Углеродные нанотрубки сталкиваются с проблемой неравномерной дисперсии и легкости воссоединения в применении композитов, что стало горячей точкой в области материаловедения. Даже при очень низком содержании (0,01 - 0,05 Вт%) углеродные нанотрубки могут значительно улучшить механические свойства материала матрицы, но все это предполагает, что он должен достичь равномерной дисперсии. Углеродные нанотрубки обладают внутренней гидрофобностью и высокой поверхностной энергией, что приводит к тому, что они, как правило, образуют агрегаты, запутанные силами Ван дер Ватта друг с другом, что не только снижает их эффективную удельную площадь поверхности, но и серьезно влияет на их производительность. При использовании в качестве распыляемого покрытия из - за свойств сцепления этих материалов происходит скопление или сгустки. Традиционные методы распыления воздуха могут легко усугубить воссоединение и не могут обеспечить равномерное рассеивание на наноуровне.

02 Ультразвуковое напыление, принцип точной дисперсии

Технология ультразвукового напыления использует высокочастотную энергию вибрации (50 - 120 кГц) для преобразования жидкости в однородные микрокапли тумана; Его основная технология также заключается в кавитационном эффекте, создаваемом передним ультразвуком, который достигает равномерного распределения углеродных нанотрубок в растворителе. Когда звуковые волны распространяются в жидкой среде, мгновенный коллапс образующихся микропузырьков может создавать локальные высокотемпературные, высоковольтные и сильные ударные волны, физические условия, которые могут эффективно отделять углеродные нанотрубочные агрегаты, как если бы они были развязаны точным « наноскальпелем». В сочетании с профессиональными ультразвуковыми приложениями FUNSONIC разработала различные автоматизированные прецизионные распылительные устройства, которые предлагают новые решения для покрытия углеродных нанотрубок. В отличие от традиционных методов распыления, требующих высокой температуры или высокого давления, процесс распыления УЗИ не требует дополнительной высокой температуры или высокого давления, что позволяет избежать воссоединения трубчатой структуры и поверхности углеродных нанотрубок. Он производит более мягкие и равномерные капли распыления, уменьшая разрыв и деформацию углеродных нанотрубок из - за механического сдвига.

Пять преимуществ, демонстрирующих технологическую конкурентоспособность

Технология ультразвукового напыления имеет множество значительных преимуществ в покрытии углеродных нанотрубок, что делает ее широко используемой во многих областях.

Сохранение целостности структуры углеродных нанотрубок является одним из ключевых преимуществ. Ультразвуковое распыление предотвращает разрушение и деформацию углеродных нанотрубок из - за механического сдвига и сохраняет их превосходные характеристики.

Высокая однородность и управляемость являются еще одним преимуществом. Ультразвук рассеивает раствор на нано - капли, образуя однородную пленку или покрытие. Благодаря точному регулированию параметров распыления (частоты, скорости потока, расстояния) можно достичь различных эффектов распыления для удовлетворения различных потребностей применения.

Высокий коэффициент использования материалов значительно снижает производственные издержки, особенно для дорогостоящих углеродных нанотрубок. Использование материалов ультразвуковым распылением может достигать более 90%, что значительно сокращает отходы.

Технология также применима к сложным субстратам и рисункам, обеспечивает равномерное покрытие на нескольких базовых материалах и может использоваться в сочетании с другими производственными устройствами, расширяя область их применения.

Сильная адгезия покрытия обусловлена высокой удельной площадью поверхности углеродных нанотрубок и отличными механическими свойствами. Углеродные нанотрубки, вводимые ультразвуковым распылением, могут образовывать более плотные и прочные структуры покрытия, что повышает долговечность и коррозионную стойкость покрытия.

Технология ультразвукового распыления обеспечивает эффективный и точный путь для применения углеродных нанотрубок. Как говорят исследователи, благодаря эффекту ультразвуковой кавитации - подготовке однородного раствора, а затем через ультразвуковую высокочастотную вибрацию - образуется жидкое распыление, которое позволяет углеродным нанотрубкам равномерно распределяться по основному материалу, создавая 3D - проводящую сеть, сопоставимую с « нервным пульсом». В будущем, при непрерывной оптимизации и инновациях в технологии ультразвукового распыления, углеродные нанотрубки, как ожидается, продемонстрируют свой исключительный потенциал во многих областях, таких как энергетика, электроника и медицина, придавая новую жизненную силу научно - техническому прогрессу и промышленному развитию.

ФунсоническийПан - кабельная ультразвуковая энергия на протяжении многих лет накопила богатый практический опыт и данные, имеет открытую ультразвуковую прикладную лабораторию, которая предоставляет бесплатные мероприятия по выборке для большинства пользователей. Для потребностей крупномасштабных, крупномасштабных, непрерывных автоматизированных производственных линий, но также в соответствии с конкретными потребностями пользователей и технологическими процессами, дизайн обеспечивает единое решение для удовлетворения автоматизированного прецизионного распыления и подготовки высококачественных покрытий.