Nanotub kabòn ak Diamonds gen dite konparab, men definisyon yo nan "difisil" yo diferan. An tèm de dite grafouyen (dite Mohs), dyaman se 10, pi wo a nan mitan mineral natirèl. Nanotub kabòn pa gen okenn valè estanda dite Mohs, men kapasite grate yo konparab ak dyaman. An tèm de dite Vickers (rezistans nan endentasyon), dyaman se 7140 -15300 HV, pandan y ap nanotub kabòn yo apeprè 1000-2000 HV. Sepandan, rechèch te sentèz twa dimansyon nanotub kabòn kovalan ak yon dite Vickers nan 82.8 GPa. An tèm de severite, nanotub kabòn yo 100 fwa pi fò pase asye epi yo ka lonje. Diamonds, byenke difisil, yo trè frajil epi yo ka kraze pa yon mato.Konklizyon:Nan dite grate, dyaman ≈ nanotub kabòn; nan severite enpak, nanotub kabòn konplètman depase dyaman.
1. Premyèman, Konprann "Dite": Sa Vle di Bagay Diferan
Konklizyon:Nan lavi chak jou, mo "difisil" aktyèlman gen de siyifikasyon - dite grate (rezistans mete) ak rezistans enpak. Diamond sèlman genyen premye a, men li pèdi dezyèm lan.
Anvan konpare nanotub kabòn ak Diamonds, li nesesè klarifye: ki sa "dite" aktyèlman vle di?
Anpil moun kwè ke segondè dite vle di "pa ka kase pa yon mato." Sa a se yon move konsepsyon.
Pwofesyonèl, dite se sitou divize an de kalite:
| Kalite dite | Metòd Mezi | Entèpretasyon komen | Reprezantan Materyèl |
|---|---|---|---|
| Grate dite (dite Mohs) | Grate mineral youn kont lòt pou wè ki kite yon mak | "Mete rezistans" | Diamond, klas 10 (pi wo) |
| Vickers Dite (Direté Indentation) | Peze yon indenter dyaman nan sifas materyèl la | "Rezistans nan deformation anba presyon" | Diamond 7140-15300 HV |
| Severite enpak | Frape mato, tès gout | "Rezistans nan enpak" | Diamond se trè frajil ak kraze fasil |
Diamond:Mohs dite 10, pi wo a nan mitan mineral natirèl. Sepandan, li gen "oktaedral klivaj" - lè yo aplike fòs nan yon direksyon espesifik, menm yon ti kantite ka lakòz li fann. Frape yon dyaman ak yon mato pral kraze l 'nan poud. Sa a se pa paske dite li yo se ensifizan, men paske frajil li yo wo.
Nanotub kabòn:Konpoze ak atòm kabòn ki konekte pa lyezon kovalan C=C, youn nan lyezon chimik ki pi estab nan lanati. Dite Mohs yo pa gen okenn valè estanda, men kapasite grate yo "konparab" ak sa yo ki an dyaman. Pwen kle a se ke nanotub kabòn tou "gen bon fleksibilite epi yo ka lonje."
Pou itilize yon analoji:Diamond se tankou yon moso vè - sifas la trè difisil epi li reziste -, men li kraze lè yo tonbe sou planche a. Nanotub kabòn yo tankou yon fil asye - yo ka grate vè tou, men yo ka koube, lonje, epi yo ka kase.
2. Kite done yo pale: Nanotub kabòn kont Diamonds - Ki pi fò?
Konklizyon:An tèm de fòs rupture ak fòs espesifik (fòs ÷ dansite), nanotub kabòn yo se yon "super fib" ki dyaman pa ka matche ak. An tèm de dite Vickers, nanotub kabòn natirèl yo pa osi difisil ke dyaman, men varyete atifisyèlman sentetize yo te pwoche ak menm depase li.
Ann gade dirèkteman nan konparezon done a:
| Pèfòmans metrik | Diamond | Nanotub kabòn (CNT) |
|---|---|---|
| Mohs dite | 10 (pi wo pami mineral natirèl) | "Konparab" ak dyaman |
| Vickers dite (HV) | 7140-15300 Hv | Apeprè 1000-2000 Hv (pou yon sèl tib) |
| Fòs rupture | ~ 2-3 GPa (pi ba ak domaj) | 50-200 GPa |
| Modil elastik | ~ 1.0-1.2 TPa | 1-5 TPa |
| Dansite | 3.5 g / cm³ | 1.3-2.0 g/cm³ |
| Fòs espesifik (fòs/dansite) | ~ 0.6-0.9 GPa·cm³/g | 25-100 GPa · cm³ / g (100 fwa sa yo ki an asye) |
| Fleksibilite | Ekstrèmman frajil, gen avyon klivaj | Ka lonje ak koube |
| Rezistans enpak | Ka kraze pa yon mato | Ultra-segondè severite, yo ka itilize nan vès bal |
Plizyè nan pwen done sa yo vo egzamine ak anpil atansyon:
1. Tensile fòs: nanotub kabòn genyen nèt
Fòs rupture nanotub kabòn se 50-200 GPa. Malgre ke dyaman difisil, li pa bon nan "reziste tansyon." Pou itilize yon analoji: Diamond se tankou yon brik vè - li pa ka kraze, men li kase fasil lè rale.
2. Elastik Modil: Nanotub kabòn yon ti kras pi bon
Modil elastik mezire "kapasite pou reziste deformation." Diamond se apeprè 1.0-1.2 TPa. Valè teyorik pou nanotub kabòn ka rive nan 5 TPa, ak valè mezire tipikman nan seri a nan 1-1.8 TPa. An tèm de "rèd," yo apeprè ekivalan, ak nanotub kabòn menm gen yon kwen ti tay.
3. Fòs espesifik: Nanotub kabòn domine tout bagay
Fòs espesifik=fòs ÷ dansite, mezire "konbyen fòs rale yon pwa inite ka kenbe tèt ak." Fòs espesifik nanotub kabòn se 100 fwa sa a nan asye, rive nan 25-100 GPa·cm³/g. Sa vle di: si ou te fè yon kòd nan nanotub kabòn, li ta 100 fwa pi fò pase yon kòd asye ki gen menm pwa. Sa a se tou poukisa roman syans fiksyon "The Three-Body Problem" te itilize "nano vole lam" pou koupe nan bato jeyan, e poukisa syantis yo anvizaje lè l sèvi avèk nanotub kabòn yo bati yon "asansè espas."
4. Nanotub kabòn ultra-difisil: Yon nouvo dekouvèt syantifik
Yon etid 2022 te fèt yon nanotib kabòn ki gen twa dimansyon ki te lye kovalans atravè kalkil teyorik. Dite Vickers li yo te rive nan 82.8 GPa, ki konparab ak nitrure bor kib. Yon lòt etid menm ane a te prevwa de polymère nanotib kabòn ultra-difisil ak dite Vickers 40.4 GPa ak 37.1 GPa, respektivman.
Done sa yo montre ke nanotub kabòn ka pa sèlman defèt dyaman an tèm de severite, men syantis yo tou pèmèt yo depase dyaman nan endikatè a nan "dite".
3. Èske "Nano Flying Blade" la reyèl? Kouman fò nanotub kabòn yo?
Konklizyon:"Nano flying blade" ki soti nan "The Three-Body Problem" ki koupe nan bato jeyan yo baze sou nanotub kabòn. An reyalite, fòs teyorik nanotub kabòn se vre ase pou "koupe nan metal tankou labou."
Nan woman syans fiksyon "The Three-Body Problem," yon "nano flying blade" sèlman yon -dizyèm epesè yon cheve imen ka koupe yon bato jeyan tankou tofou. Konsèp sa a pa te evoke soti nan lè mens - pwototip li se nanotub kabòn.
Ki sa ki ka nanotub kabòn reyalize an reyalite?
100 fwa pi fò pase asye:Yon pakèt nanotub kabòn ki pi mens pase yon cheve imen ta ka teyorikman leve yon machin.
Pi fò pase nenpòt fib:Nanotub kabòn yo byen lwen siperyè ak nenpòt fib li te ye nan tou de fòs ak severite.
Asansè espas se pa yon rèv:Syantis yo kwè ke nanotub kabòn yo se pi bon materyèl kandida pou fè kab la nan yon "asansè espas."
Natirèlman, kou boutèy aktyèl la teknik manti nan ki jan yo replike pèfòmans nan eksepsyonèl nan yon nanotub kabòn endividyèl nan yon materyèl makroskopik. Sa a se pwoblèm nan difisil ke syantis atravè mond lan ap travay simonte.
4. Ki jan Tanfeng nouvo materyèl pwodui "super materyèl" sa a
Shandong Tanfeng New Material Technology Co, Ltd ap transfòme ekselan pwopriyete mekanik nanotub kabòn an mas -pwodwi pwodwi, pote "super materyèl" soti nan laboratwa a.
Teyori se yon sèl bagay, men vrèman aplike "gwo pouvwa" nanotub kabòn nan pwodwi aktyèl yo mande pou konpayi ki metrize teknoloji pwodiksyon gwo -echèl.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co, Ltd se egzakteman tankou yon konpayi.
Ki sa li fè?Konpayi an konsantre sou R&D ak pwodiksyon poud nanotub kabòn, keratin kondiktif, ak materyèl Silisyòm-anod kabòn. Pwodwi li yo kouvri tout seri nanotib kabòn ki gen yon sèl-ranpa ak nanotib kabòn ki gen plizyè-ranpa.
Ki kapasite teknik li?
Kenbe plis pase dis patant aktif ki gen rapò ak nanotub kabòn.
Metrize divès pwosesis preparasyon ki gen ladan egzeyat arc, ablasyon lazè, ak depo chimik vapè (CVD).
Pite pwodwi Pi gran pase oswa egal a 98%; gwosè patikil poud ka rive nan 5-15 μm.
Pwodiksyon chak mwa rive nan 200 tòn, deja nan pwodiksyon an mas.
Ki kote li aplike pwopriyete mekanik nanotub kabòn?Modil teyorik Young nan pwodwi nanotub kabòn Tanfeng a ka rive nan 5 TPa, ak fòs apeprè 100 fwa sa yo ki an asye ak yon dansite sèlman 1/6 sa yo ki an asye. Pwopriyete mekanik ekselan sa yo ap itilize nan domèn sa yo:
| Jaden aplikasyon | Itilizasyon espesifik | Wòl nan nanotub kabòn |
|---|---|---|
| Aerospace | Fuselage ak zèl konpozan estriktirèl | Ultra-gwo fòs + ultra-pwa lejè |
| Transpò tren | Materyèl ki lejè pou kadav tren yo | Diminye pwa pandan w ap kenbe fòs |
| Vant pouvwa | Lam jeyan | Rezistans fatig, lavi sèvis long |
| Materyèl Polymère avanse | Konpozitè -wo pèfòmans | Amelyore pwopriyete mekanik |
| Elastomères | Pwodui kawotchou ki gen gwo -usure- | Amelyore fòs ak rezistans mete |
Konpayi an byen swiv estrateji devlopman nasyonal la pou nouvo enèji ak nouvo materyèl, ak sijè ki abòde biznis li yo gaye nan tout peyi a, aspiran yo vin yon "founisè materyèl avanse ak founisè sèvis teknik."
Yon rezime-fraz:Pandan ke syantis yo pwouve nan laboratwa ke nanotub kabòn yo se yon "super fib," konpayi tankou Tanfeng New Material ap vire yo nan pwodwi ou ka achte.
Konklizyon: Ki pi difisil? Repons lan depann de fason ou defini "difisil"
| Si w ap mande sou... | Repons lan se... |
|---|---|
| Kiyès ki pi rezistan -(dite grate) | Diamond ≈ Nanotub kabòn (konparab); dyaman se pi wo a nan mitan mineral natirèl |
| Ki pi rezistan a konpresyon (Vickers dite) | Diamond pi wo, men ultra-nanotub kabòn di yo apwoche oswa menm depase li |
| Ki pi rezistan a tansyon (fòs rupture) | Nanotub kabòn ranport nèt, plizyè douzèn fwa pi fò pase dyaman |
| Ki pi rezistan a enpak (diverite) | Nanotub kabòn ranport nèt; dyaman kraze ak yon mato |
| Ki pi fò an jeneral (pèfòmans konplè) | Nanotub kabòn - difisil, fò, difisil ak lejè |
Konklizyon final la se:
Nan sans tradisyonèl "usure rezistans," dyaman ak kabòn nanotub yo chak gen avantaj yo. Men, an tèm de "pwopriyete mekanik konplè" - espesyalman fòs rupture, severite, ak fòs espesifik - nanotub kabòn yo se wa ki pa diskite.
Diamond se "mineral natirèl ki pi di sou Latè," men nanotub kabòn yo se "fib ki pi fò ki fèt pa moun."
Kòm yon syantis materyèl te di: "Diamond se wa ki sot pase a; nanotub kabòn yo se poto a nan tan kap vini an."
Epi kòm materyèl sa a nan lavni an mas-pwodwi pa Shandong Tanfeng, nou ka di: epòk nanotub kabòn te rive.