게시 및 게시 날짜 : 2020/01/22

열과 충격에 내성이있는 다중 벽 카본 나노 튜브 수지 복합 바카라 양방

-카본 나노 튜브는 또한 균일 한 전도도 및 고 모양 유지-

포인트

  • 다중 벽 탄소 나노 튜브 (CNT)를 수지로 효과적으로 분산시키고 결합하는 기술을 개발했습니다
  • 충격 강도 (강인함)를 유지하면서 고온에서의 기계적 강도 향상 (인장 강도, 신장)
  • 다층 CNT는 균일 한 전도도 및 고 모양 유지를 제공합니다 (낮은 선형 열 확장 계수, 낮은 크리프)

요약

국가 연구 및 개발 기관, 국가 선진 산업 과학 및 기술 연구소 [Nakabachi Ryoji 의장 (바카라 양방”), Nanotube 실제 연구 센터 및 CNT Composite Materials Research Center (TACC) [TACC의 회장 및 Hata Kenji의 회장 및 Hata Kenji, Specialistencial Specialists Masahiki Specialistencied Masahiki Specialist and Masahiki의 회장 초대 된 연구원 및 초청 연구원, Sun Arrow Co, Ltd강인함) 고온에서 더 나은 기계적 강도, 더 높은 모양 유지 및 균일 한 전도도를 제공하는 동안 유지됩니다슈퍼 엔지니어링 플라스틱 Polyether Ether Ketone (Peek)및 다층Carbon Nanotube (CNT)복합재가 개발되었습니다

이 기술은 복합 형성 동안 개선 된 반죽 방법이며, 전기 전도도와 강인성을 결합한 실용적인 엿보기 복합재를 생성 할 수있는 Peek/CF (Carbon Fiber) 복합재와 비교하여 인성이 크게 향상되었습니다 자동차 및 항공기와 같은 금속 부품을 교체 할 수 있다면 체중 감소가 에너지 절약에 기여할 것으로 예상됩니다

이 기술의 세부 사항은 Nano Tech 2020 International Nanotechnology General Exhibition and Technology Conference에서 실시 될 예정이며, 이는 1 월 29 일부터 2020 년까지 도쿄 빅 시력 (Koto-Ku)에서 열릴 예정입니다

요약 다이어그램
충격 저항성 엿보기/CNT 복합재

개발의 사회적 배경

Peek는 녹을 수있는 열가소성 슈퍼 엔지니어링 플라스틱에 대해 가장 높은 클래스 내열성을 가지고 있으며 피로 저항성, 환경 저항, 화학 저항성 및 플레임 지연에도 우수합니다 금속보다 가볍기 때문에 전기 및 전자 성분, 자동차 및 항공 우주 분야에서 널리 사용되는 수지입니다 최근에, 정전기, 강도, 열전도도 등을 제공하기 위해 정전기를 방지하기 위해, 복합재는 충전제로서 탄소 섬유 (CF)로 만들어졌지만 일반적으로 충전제가 추가되면 충격으로 인해 갈라질 수있는 문제가있다

연구 이력

바카라 양방는 CNT에 CNT를 엿보기 (AIST : 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 개발 "엿보기/SG바카라) 이러한 특성은 당시 세계에서 가장 높은 수준 이었지만 실제 제품으로 발전하기 위해서는 CNT의 추가가 기본 바카라 양방의 충격 강도를 감소 시킨다는 문제를 해결해야했습니다 한편 Sun Arrow는 고무 및 수지 제품 처리 제조업체이며 CNT Composite Material Research Center의 참여 회사로서 수지 성형 노하우를 사용하여 AIST와 공동 개발 작업을 해왔습니다

연구 컨텐츠

이번에 개발 된 기술은 다층 CNT 네트워크를 엿보기에 적절하게 유지하면서 엿볼 수있는 기술로, 충격 방지 엿보기/CNT 복합 바카라 양방를 생산할 수있는 기술입니다 그림 1은 영향 강도를 보여줍니다Charpy Impact Test에 대한 결과를 보여줍니다 기존 AIST 방법을 사용하여 복잡한 Peek/CNT (기존 방법)는 10 개의 테스트 시편 중 6 개를 깨뜨 렸으며, 평균 충격 강도는 Peek Base Material Resin의 절반 미만으로 감소했습니다 한편, 이번에 개발 된 엿보기/CNT (새로운 방법)는 측정 한계의 최대 강도에서도 강인성을 크게 향상 시켰으며 그 중 하나조차 파괴되지 않았다 (N/B : 비-파괴) 이것은 보이지 않게 얇은 CNT 섬유가 적절한 네트워크를 형성하고 충격으로 인한 균열 성장이 억제 되었기 때문입니다 또한, 동일한 전도도를 갖도록 제조 된 10 개의 엿보기/CF 비교 제품이 모두 파괴되었으며, 그 영향 강도는 Peek 기본 바카라 양방의 절반 미만으로 감소되었으며, 이는 기존 방법에 따라 Peek/CNT와 거의 동일합니다

그림 1
그림 1 Charpy Impact 테스트 결과
 

이전 연구에 따르면 CNT의 첨가는 엿보기의 내열성과 기계적 강도를 향상시키는 것으로 나타났습니다 따라서, 인장 시험은 150 ℃의 고온 환경 하에서 수행되었다 (그림 2는 5 개의 시험의 대표적인 결과를 보여준다) Peek/CNT (새로운 방법)의 중단 점에서의 응력 (인장 강도)은 기본 바카라 양방 엿보기와 비교하여 평균적으로 약 2 배 증가했으며, 특히 고온 영역에서 실온에서 13 배의 개선 속도에 비해 인장 강도가 상당히 개선되었습니다 반면, Peek/CF는 인장 강도가 낮지 만 Peek/CF는 신장이 크게 감소되어 충격 강도 및 성형 처리 성을 상당히 감소시키는 것으로 생각됩니다

그림 2
그림 2 150 ° C의 고온 환경에서의 인장 테스트 결과
 

또한 Peek/CF 및 Peek/CNT (새로운 방법)표면 저항측정되었다 (그림 3) 테스트 조각 시트의 다른 측정 위치 (5 표면, 10 장, 총 데이터 수 n = 50)가 다른 엿보기/CNT (새로운 방법)의 측정 지점은 정전기가 먼지가 많지 않도록하는 데 이상적 인 것으로 간주됩니다5~ 108ω/□ (그림의 e5 ~ e8)는 모두 항성 영역에 배치되었지만 Peek/CF는 103YA1015ω/□와 같은 영역에서도 변화가 발생했습니다 전도도가 필요한 제품에서는 변형이없는 안정적인 전도도가 주요 특징입니다

그림 3
그림 3 표면 저항 측정 결과
 

표 1은 이번에 개발 된 엿보기/CNT 복합 바카라 양방의 기계적 특성 (실온 및 고온) 및 다양한 열 및 전기적 특성을 보여줍니다 그림 1 내지 3의 설명 외에도, 우리는 또한 낮은 선형 열 팽창 계수 및 낮은 크리프와 같은 높은 모양 유지 (차원 안정성)를 확인했습니다

표 1 엿보기/CNT 물리적 특성 비교
표 1

미래 계획

이제 우리는 요구에 따라 고객에게 샘플을 제공하고 품질을 더욱 안정화시키고 비용을 줄이기 위해 제품을 추가로 개발하여 응용 프로그램을 개발할 것입니다


터미널 설명

◆ 강인함
바카라 양방의 끈기의 강도, 즉 외부 세력에 대해 파괴하기가 어렵습니다 일반적으로, 강인성이 높은 바카라 양방는 인장 강도 및 연성과 같은 높은 강도를 가지며 (물체의 속성은 파손되지 않고 플라스틱으로 뻗어 있습니다) 강도 일뿐 만 아니라 구조 바카라 양방에 인성의 크기 (강도)가 필요합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 슈퍼 엔지니어링 플라스틱
일반적으로 100 ° C 이상에서 지속적으로 사용할 수있는 수지는 50 MPa 이상의 우수한 인장 강도를 가질 수 있으며 탁월한 충격 저항성, 내마모성, 피로 저항성 및 화학 저항성을 엔지니어링 플라스틱이라고하며, 더 높은 열 저항성을 가진 수지라고합니다[참조로 돌아 가기]
◆ Polyether Ether Ketone (Peek)
​​유리 전이 온도는 143 ° C에서 높고 용융점은 330 ° C ~ 340 ° C이며 장기 내열성은 250 ° C라고합니다 수분 흡수력이 낮고 피로 특성이 우수하여 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 중에 특히 인기가있는 바카라 양방입니다[참조로 돌아 가기]
◆ 탄소 나노 튜브 (CNT)
직경은 04 내지 50 nm이고 길이는 대략 1 내지 수십 수십 μm 인 1 차원 나노 카본 바카라 양방입니다 화학 구조는 흑연 층을 롤링하고 함께 스티칭하여 표현되며, 하나의 층은 단일 층 CNT라고하며 다중 층은 다층 CNT라고합니다[참조로 돌아 가기]
◆ Charpy Impact Test
IZOD 영향 테스트와 유사한 충격 저항을 측정하는 방법 테스트 조각은 진자 모양의 망치를 사용하여 파손되며, 바카라 양방의 충격 값은 휴식에 필요한 에너지에서 계산됩니다 일반적으로 충격 값이 높은 바카라 양방는 인장 강도와 신장이 높다고합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 표면 저항
단위 면적 (1 cm2)는 단위당 저항이며, 균일 한, 박막 및 필름과 같은 시트와 같은 제품의 전도도 평가 및 검사에 일반적으로 사용됩니다 단순한 표면 저항 값 (단위는 [ω])와 구별하기 위해, 단위는 [ω/□] 또는 [ω/sq]로 표현된다[참조로 돌아 가기]

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