কার্বন ন্যানোটিউবগুলির উপযুক্ত সংযোজন পরিমাণ কী?

পরিবর্তিত প্লাস্টিক, পাওয়ার ব্যাটারি এবং বিশেষ আবরণের গবেষণা ও উন্নয়নে, কার্বন ন্যানোটিউবগুলি কার্যক্ষমতা উন্নত করার জন্য সত্যিই একটি "শিল্প সংযোজন"। যাইহোক, অনেক প্রকৌশলী শুরু থেকেই ব্যর্থ হন: খুব কম যোগ করার কোন প্রভাব নেই, খুব বেশি যোগ করা শুধুমাত্র খরচ বাড়ায় না বরং পাউডারকে একত্রিত করে, যা প্রক্রিয়াকরণ ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করে। কার্বন ন্যানোটিউবের উপযুক্ত সংযোজন পরিমাণ কত? এটি কোনভাবেই অনুমান দ্বারা নির্ধারিত সংখ্যা নয়, বরং পদার্থ বিজ্ঞান এবং রিয়েলজির পারকোলেশন থ্রেশহোল্ড দ্বারা নির্ধারিত একটি কঠিন সূচক। অন্ধভাবে স্ট্যাকিং উপাদান শুধুমাত্র বিপরীত হবে. আজ, আমরা বিভিন্ন পরিস্থিতিতে যোগের পরিমাণকে পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে ভেঙে ফেলার জন্য বাস্তব পরিমাণগত ডেটা ব্যবহার করব।

1. অন্তর্নিহিত যুক্তি: কেন আরও কার্বন ন্যানোটিউব সবসময় ভাল হয় না?

একটি পরিবাহী নেটওয়ার্ক গঠনের জন্য কার্বন ন্যানোটিউবের সংযোজন পরিমাণ অবশ্যই "পার্কোলেশন থ্রেশহোল্ড" অতিক্রম করতে হবে, কিন্তু থ্রেশহোল্ড অতিক্রম করার পরে, কর্মক্ষমতার উন্নতি হ্রাস পাবে এবং সিস্টেমের সান্দ্রতা দ্রুতগতিতে বৃদ্ধি পাবে, প্রক্রিয়াযোগ্যতা মারাত্মকভাবে খারাপ হবে।

কার্বন ন্যানোটিউবের যথোপযুক্ত সংযোজন পরিমাণ কী তা বোঝার জন্য, আপনাকে প্রথমে পারকোলেশন তত্ত্ব বুঝতে হবে। যখন যোগের পরিমাণ খুব কম হয়, তখন নলগুলি ম্যাট্রিক্সে বিচ্ছিন্ন হয় এবং বিদ্যুৎ সঞ্চালন করে না। যখন সংযোজন পরিমাণ একটি জটিল বিন্দুতে পৌঁছায় (পরকোলেশন থ্রেশহোল্ড), তখন টিউবগুলি সঙ্গে সঙ্গে ওভারল্যাপ করে একটি ত্রিমাত্রিক ভেদকারী নেটওয়ার্ক তৈরি করে, এবং পরিবাহিতা বিভিন্ন মাত্রায় বেড়ে যায়। যাইহোক, একবার আপনি এই প্রবর্তন বিন্দুটি অতিক্রম করে এবং উপাদান যোগ করা চালিয়ে গেলে, পরিবাহিতা বৃদ্ধি খুব ধীরে ধীরে হয়ে যায়, কিন্তু উচ্চ-আসপেক্ট-অনুপাতের ন্যানো পার্টিকেলগুলির কারণে সৃষ্ট জটিলতা সিস্টেমের সান্দ্রতাকে আকাশচুম্বী করে দেবে। ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ বা এক্সট্রুশন প্রক্রিয়াগুলিতে, একটি উচ্চ সংযোজন পরিমাণের অর্থ অত্যন্ত উচ্চ স্ক্রু টর্ক, খুব দুর্বল প্রবাহযোগ্যতা এবং গুরুতর বাধা।

2. পরিবাহী প্লাস্টিক দৃশ্য: কীভাবে সঠিকভাবে অ্যান্টি-স্ট্যাটিক এবং পরিবাহী গ্রেডের অবস্থান করবেন?

পরিবাহী প্লাস্টিকগুলিতে, বহু-প্রাচীরযুক্ত কার্বন ন্যানোটিউবগুলির সংযোজন পরিমাণ সাধারণত 1%-5% এর মধ্যে থাকে, যখন একক-প্রাচীরযুক্ত কার্বন ন্যানোটিউবগুলির প্রয়োজন হয় মাত্র 0.05%-0.5%। অতিরিক্ত সংযোজন প্লাস্টিকের প্রভাব শক্তি এবং পৃষ্ঠের চকচকে মারাত্মকভাবে অবনতি ঘটাবে।

কার্বন ন্যানোটিউবগুলির উপযুক্ত সংযোজন পরিমাণ সম্পর্কে, প্লাস্টিক পরিবর্তন হল সবচেয়ে সাধারণ পরীক্ষার স্থল। বিভিন্ন প্রতিরোধের লক্ষ্যমাত্রা যোগের পরিমাণ নির্ধারণ করে। অ্যান্টি-স্ট্যাটিক লেভেল (10⁶-10⁹ Ω/sq) অর্জন করতে, MWCNT-এর 1-2% যথেষ্ট। ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক শিল্ডিং স্তর অর্জন করতে (<10² Ω/sq), 3-5% is needed. However, it must be noted that when the MWCNT addition amount exceeds 4%, the notched impact strength of most engineering plastics (such as PC, PA) will drop sharply by more than 30%, and the surface of injection-molded parts will become rough and matte.

ডেটা রেফারেন্স: একটি পিসি ম্যাট্রিক্সে শানডং তানফেং নিউ মেটেরিয়াল ল্যাবরেটরি টুইন-স্ক্রু এক্সট্রুশন টেস্ট ডেটা।

3. লিথিয়াম ব্যাটারি পরিবাহী সংযোজন: 0.02% এবং 1% এর মধ্যে সীমা পার্থক্য কোথায়?

লিথিয়াম ব্যাটারি ক্যাথোডে, একক-প্রাচীরযুক্ত কার্বন ন্যানোটিউবের সংযোজন পরিমাণ সাধারণত 0.02%-0.1%, এবং বহু-দেয়ালযুক্ত কার্বন ন্যানোটিউব 0.5%-1.5%। খুব কম একটি দীর্ঘ-পরিসীমা পরিবাহী নেটওয়ার্ক তৈরি করতে পারে না, যখন খুব বেশি সক্রিয় উপাদান স্থানকে ভিড় করে এবং ইলেক্ট্রোড আবরণের কার্যকারিতা অত্যন্ত খারাপ করে দেয়।

লিথিয়াম ব্যাটারি ক্ষেত্রে কার্বন ন্যানোটিউবগুলির উপযুক্ত সংযোজন পরিমাণের সাথে লড়াই করার সময়, এটি মূলত "শক্তি ঘনত্ব" এবং "ইলেকট্রনিক পরিবাহিতা" এর মধ্যে একটি খেলা। কার্বন ন্যানোটিউব নিজেরাই লিথিয়াম সংরক্ষণ করে না; খুব বেশি যোগ করলে পরোক্ষভাবে ক্যাথোড পাউডার (LFP/NCM) এর অনুপাত কমে যায়, সরাসরি ব্যাটারির ক্ষমতা কমিয়ে দেয়। উপরন্তু, সিএনটি-এর উচ্চ ঘনত্বের কারণে স্লারি শক্তিশালী থিক্সোট্রপি তৈরি হবে, যার ফলে ইলেক্ট্রোড আবরণে স্ক্র্যাচ বা ফাটল শুকানোর প্রবণতা তৈরি হবে।

4. আবরণ এবং আঠালো: সান্দ্রতা এবং পরিবাহিতার মধ্যে চরম টাগ-এর-যুদ্ধ

কম-সান্দ্রতাযুক্ত তরল ব্যবস্থায় (যেমন জলের-বেসড আবরণ, ইপোক্সি আঠালো), 1.5% এর বেশি কার্বন ন্যানোটিউব যোগ করলে খুব সহজেই জেলেশন এবং স্ক্র্যাপিং হয়। 0.5%-1.5% নিরাপদ পরিসরের মধ্যে সংযোজন পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ করতে উচ্চ আকৃতির অনুপাত এবং প্রাক-বিচ্ছুরণ প্রযুক্তির উপর নির্ভর করা প্রয়োজন।

তরল রজন সিস্টেমের সহনশীলতা প্লাস্টিকের তুলনায় অনেক কম। একটি টুইন-স্ক্রু এক্সট্রুডারের শক্তিশালী শিয়ার ছাড়া, কম-সান্দ্রতাযুক্ত তরলগুলিতে সিএনটিগুলির উচ্চ সংযোজন খুব সহজেই পলির মধ্যে পড়ে বা একটি নেটওয়ার্ক জেল তৈরি করে, যার ফলে রজন সরাসরি একটি "কালো ময়দা" তে পরিণত হয় যা স্প্রে করা যায় না। এই সময়ে, কার্বন ন্যানোটিউবের উপযুক্ত সংযোজন পরিমাণ কত? উত্তর হল যতটা সম্ভব কিছু উচ্চ-আসপেক্ট-অনুপাত টিউব ব্যবহার করা। উদাহরণ স্বরূপ, SWCNT-এর মাত্র 0.1% ইপক্সি রজন পরিবাহী করে তুলতে পারে, একই প্রভাব অর্জনের জন্য MWCNTs-কে 1% পর্যন্ত যোগ করতে হতে পারে, এবং MWCNT-এর 1% ইতিমধ্যে সান্দ্রতা দ্বিগুণ করেছে।

5. ম্যানুফ্যাকচারার ব্রেকথ্রু: শানডং তানফেং কীভাবে আপনাকে কম সংযোজনে আরও ভাল পারফরম্যান্স অর্জনে সহায়তা করে?

উচ্চ-আসপেক্ট-অনুপাত কাস্টমাইজেশন এবং পেস্ট-প্রযুক্তি তৈরির সাথে শানডং ট্যানফেং-এর মতো একটি উত্স প্রস্তুতকারক নির্বাচন করা যৌগিক উপাদানের পারকোলেশন থ্রেশহোল্ডকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করতে পারে, অত্যন্ত উচ্চ পরিবাহিতা এবং খুব কম যোগ পরিমাণে যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা অর্জন করতে পারে, প্রক্রিয়াকরণের অবনতির ঝুঁকি সম্পূর্ণভাবে এড়াতে পারে৷

আপনি যদি খুব কম সংযোজনে কোনও প্রভাব না পেয়ে এবং খুব বেশি প্রক্রিয়াকরণে অক্ষম হয়ে সবসময় আটকা পড়ে থাকেন তবে সমস্যাটি সম্ভবত কাঁচামালের সাথেই রয়েছে। অপর্যাপ্ত আকৃতির অনুপাত, খুব কম বিশুদ্ধতা, এবং বিচ্ছুরণে অক্ষমতার কারণে প্রকৃত পারকোলেশন থ্রেশহোল্ড তাত্ত্বিক মানের থেকে অনেক বেশি হবে, আপনাকে ক্রমাগত আরও উপাদান যোগ করতে বাধ্য করবে। একজন পেশাদার CNT প্রস্তুতকারক হিসেবে, Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd., মৌলিক প্রযুক্তির মাধ্যমে, আপনাকে সীমাতে যোগ পরিমাণ চাপতে সাহায্য করে:

আল্ট্রা-উচ্চ আকৃতির অনুপাত কাস্টমাইজেশন: The percolation threshold is inversely proportional to the aspect ratio. Through precise catalysis, Shandong Tanfeng provides multi-walled/single-walled carbon nanotubes with an aspect ratio >1000. একই সংযোজন পরিমাণের অধীনে, ওভারল্যাপের সম্ভাবনা 3 গুণেরও বেশি বৃদ্ধি পেয়েছে, যার ফলে LFP ব্যাটারি সিস্টেমে MWCNT সংযোজনের পরিমাণ 1.2% থেকে 0.6%-এ কমিয়ে আনা যায় এবং এখনও অত্যন্ত কম ইলেক্ট্রোড শীট প্রতিরোধ বজায় থাকে।

অতি-উচ্চ বিশুদ্ধতা বিয়োগ:ধাতব অনুঘটকের অবশিষ্টাংশ অপরাধী যা পরিবাহী নেটওয়ার্ককে ধ্বংস করে এবং ব্যাটারি স্ব-নিঃসরণ ঘটায়। Shandong Tanfeng একটি বিশেষ পরিশোধন প্রক্রিয়া ব্যবহার করে, 99.9% এর বেশি MWCNT বিশুদ্ধতা অর্জন করে। কোন অমেধ্য "স্থান দখল" ছাড়া কার্যকর যোগ পরিমাণ বিশুদ্ধ।

পেস্ট সমাধান ব্যবহার করতে--প্রস্তুত:পাউডার সমষ্টির কারণে সৃষ্ট "মিথ্যা উচ্চ সংযোজন" সম্পূর্ণরূপে নির্মূল করতে, Shandong Tanfeng NMP দ্রাবক, জল ভিত্তিক সিস্টেম এবং বিশুদ্ধ রজন সিস্টেমের জন্য প্রাক-বিচ্ছুরিত পেস্ট সরবরাহ করে৷ মাইক্রোন-স্তরের বিচ্ছুরিত কণার আকার (D90<5 μm) ensures that every gram of CNTs in the formulation is playing its role, helping you painfully squeeze out a 5%-10% profit margin on the formulation sheet.

উপসংহার

মূল প্রশ্নে ফিরে আসা, কার্বন ন্যানোটিউবের উপযুক্ত যোগ পরিমাণ কত? উত্তরটি কোনভাবেই 1% বা 2% নয়, বরং একটি সুনির্দিষ্ট সমালোচনামূলক মান যা যৌথভাবে আকৃতির অনুপাত, ম্যাট্রিক্স পোলারিটি এবং প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি দ্বারা নির্ধারিত হয়। পারকোলেশন থ্রেশহোল্ড পার হয়ে গেলে আপনি থামাতে পারেন; অন্ধভাবে আরো উপাদান যোগ শুধুমাত্র সান্দ্রতা এবং embrittlement দ্বারা ব্যাকফায়ার করা হবে. সত্যিকার অর্থে "উচ্চ দক্ষতার সাথে ট্রেস পরিমাণ" অর্জন করার জন্য, উচ্চ-দৃষ্টি-অনুপাত, উচ্চ-বিশুদ্ধতা এবং প্রাক-শ্যানডং তানফেং-এর মতো উত্স প্রস্তুতকারক দ্বারা সরবরাহিত বিচ্ছুরিত পেস্ট পণ্যের উপর নির্ভর করা হল "কার্যকরতা যোগ না করে" এর জলাবদ্ধতা থেকে বেরিয়ে আসার সর্বোত্তম সমাধান৷