Kuidas saab ultraheli pihustamine parandada süsiniknanotoru materjali hoiuse tõhusust?

Kuidas saab ultraheli pihustamine parandada süsiniku nanotoru materjali sadestamise tõhusust?

 

Süsiniknanotorusid (CNT) kasutatakse laialdaselt uutes energiapatareides, painduvas elektroonikas, juhtivates kiledes, andurites ja komposiitmaterjalides tänu nende suurepärasele juhtivusele, suurele tugevusele, suurele eripinnale ja heale termilisele stabiilsusele.

 

Ühtlase, stabiilse ja kontrollitava katmise ja sadestamise saavutamine on süsiniknanotorude industrialiseerimise jaoks ülioluline. Traditsioonilised pihustusmeetodid põhjustavad sageli materjali raiskamist, ebaühtlast katte paksust ja ebastabiilset osakeste jaotumist. Ultraheli pihustamise pihustustehnoloogia koos mikroni-taseme pihustamise ja täpse sadestusvõimega pakub uut lahendust funktsionaalsete süsinik-nanotorukatete tootmiseks.

 

Ultraheli pihustamise pihustamise tehnoloogia põhimõte

Ultraheli pihustuspihustusseadmed kasutavad kõrgsagedusliku-ultraheli vibratsiooni tekitatud energiat süsiniknanotorusid sisaldavate vedelate materjalide lagundamiseks ühtlasteks peeneks tilkadeks, mis seejärel sadestatakse düüside kaudu täpselt sihtpinna pinnale.

Võrreldes traditsioonilise pneumaatilise pihustamisega ei vaja ultraheli pihustamine kõrgsurveõhu abi ning pakub selliseid eeliseid nagu ühtlased pihustusosakesed, kõrge materjalikasutus ja kontrollitav katte paksus, mistõttu on see eriti sobiv kõrge -väärtusega nanomaterjalide täpseks töötlemiseks.

II. Rakendused süsiniknanotoru õhukeste kilede tootmisel

1. Läbipaistvad juhtivad süsiniknanotoru õhukesed kiled

Süsinik-nanotorudel on suurepärased elektronide transpordi omadused ja neid saab kasutada läbipaistvate juhtivate kilede valmistamiseks. Ultraheli pihustamine võib CNT dispersioone ühtlaselt katta klaasi, painduvate substraatide ja pooljuhtmaterjalide pindadele, moodustades pideva juhtiva võrgu.

Rakendused hõlmavad järgmist:

- Paindlikud kuvad

- Läbipaistvad elektroodid

- Nutikad kantavad seadmed

- Päikesepatareid

2. Süsiniknanotoru komposiitkatted

Süsiniknanotorusid saab lisada tugevdavate materjalidena polümeer-, keraamika- ja metallikomposiitidele, et parandada nende elektrijuhtivust, mehaanilist tugevust ja kuumakindlust.

Ultraheli pihustamist saab kasutada, et valmistada:

- CNT/polümeer komposiitkatted

- CNT/grafeeni komposiitkiled

- Elektromagnetilised varjestuskatted

III. Rakendused uue energia aku valdkonnas

Liitiumpatareide ja superkondensaatorite tehnoloogiate arendamisega on süsiniknanotorud (CNT) pälvinud laialdast tähelepanu juhtivate lisanditena.

Ultraheli pihustusseadmed võivad ühtlaselt pihustada CNT läga elektroodimaterjalide pinnale, parandades:

- Elektroodi juhtivus

- Aktiivne materjalikasutus

Aku tsükli stabiilsus

Samal ajal saab kütuseelemendi katalüsaatorikihtide valmistamisel ultrahelipihustusega täpselt kontrollida katalüsaatori kihi paksust, parandades membraanielektroodisõlmede jõudlust.

IV. Ultraheli pihustuspihustusseadmete eelised

1. Väga ühtlane kate. Ultraheli tekitatud mikro-piiskade stabiilne suurus vähendab katte paksuse ebaühtlust ja materjali kogunemist.

2. Säästab süsiniknanotoru materjali: madala-vooluga täpne pihustusmeetod vähendab tõhusalt kallite nanomaterjalide kadu.

3. Täpne kile paksuse reguleerimine: reguleerides pihustuskiirust, voolukiirust, ultraheli võimsust ja pihustuste arvu, saab valmistada erineva paksusega CNT-kilesid.