钻石现在可以涂料配方设计师也是最好的朋友。它是最不寻常的材料,物理性质大多数排行榜的顶端,尤其是硬度和热导率。188金宝搏bet官网现在可以使用这些属性涂料行业。188BET竞彩

这个想法很简单。因为钻石的特性不同的比大多数其他的材料,只需要一个小装载纳米金刚石颗粒的创建一个有价值的转变现有材料的属性。188金宝搏bet官网测量改进多达60%的表面涂层性能如耐磨性、摩擦系数和导热系数增加几个重量百分数的应用材料,以及在某些情况下仅为0.1%。

纳米金刚石形成的爆炸是由俄罗斯科学家发现在1960年代,但在西方仍相对不知名的和未使用的。控制,非常迅速引爆一个爆炸性的指控包含碳是由一个封闭的腔包含non-oxidizing气氛。产生的冲击波就足以改变一个部分从石墨结构的碳sp2, sp3的金刚石结构(图1)。钻石形成小,球形粒子的大小分布的4 - 6纳米(图2)。

这种小颗粒的可用性与一个非常艰难的核心是立即引起,但还有更多。钻石颗粒的表面结构主要是石墨sp2,开放潜在的摩擦减少,但表面包含其他有趣的特性。条件在爆炸事件导致各种官能团被共价键的表面,包括羧基、胺和羟基。

而钻石核心的材料特性和表面石墨激发工程师、表面官能团的存在,化学家们的关注,因为每个功能性组代表一个潜在的附着点金刚石粒子和聚合物组成之间的其他材料。188金宝搏bet官网

的挑战是官能团是随机分布的,可能有相反的效果。传统multifunctionalized金刚石粒子倾向于凝聚的,虽然他们的应用程序在电镀过程中镀硬铬等建立后,他们只有在聚合物显示影响大量增加时,和在这种情况下产生的聚合物将视觉凝聚粒子的影响。

解锁的潜力

Carbodeon是最早认识到更好的东西需要做的表面化学为了解开这些超级粒子的潜力。从2006年开始,公司开始工作开发的强大的化学过程,有选择地将取代一种官能团与另一个,而不会破坏粒子结构。这不是简单的任务,因为这些债券是非常强大和稳定。

在2010年推出的第一代产品。虽然粒子仍multifunctionalized,官能团的控制导致了足够强大的电动电势能创建、deagglomerating粒子后,第一个个位数的4 - 6纳米金刚石粒子的稳定的分散体系。

Vesa Myllymaki, Carbodeon首席技术官解释说,“当所有粒子倾向于相互吸引,与活跃的表面化学粒子将产生在解决方案,成为一个排斥力。这个电荷的相对大小可以确定通过测量粒子的电动电势,阈值用于创建一个稳定的分散是电动电势超过40 mV时,无论是积极的还是消极的。与我们的第一代材料我们超过了40 mV阈值高达52 188金宝搏bet官网mV。”

有可用的金刚石材料第一次作为一个真正的分散迅速显示结果。在镍和金电镀,同样的改善耐磨性与部分可以实现大量的金刚石时被要求使用凝聚悬浮液。

该公司还测试了这些聚合物分散体在不同的应用程序,并立即开始看到成功在实验室和商业应用,以及确保参与两个欧洲资助研发项目。

聚合物的工作促使研究人员进一步观察表面化学。虽然现有产品已经足够强壮的电动电势来维持一个稳定的分散,他们pH敏感。一个产品是适合酸性介质,另一个用于碱性,但没有真正稳定在中性博士进一步工作所需的化学。

2013年5月Carbodeon推出了首款monofunctionalized金刚石产品,唯一的官能团存在的羧基组。有一个非常强烈的负面电动电势-71 mV, pH值的分散稳定5 - 12(图3),涵盖广泛的聚合物和涂层处理的一部分。

羧酸盐金刚石材料已经发展了一段时间,和后期的发射日期已经选定的客户应用程序。额外的材料基于其他官能188金宝搏bet官网团已经在开发中。

新材料的应用在聚合物立即证明的次要效益monofunctionalized表面化学。粒子和聚合物之间的相互作用更强,可预测,虽然这取决于高分子化学的问题,就是为什么Carbodeon正在开发更多的产品。一个有趣的效果,在这种情况下,金刚石分散不能因为缺乏合适的溶剂,应用新材料的粉末形式仍然比传统的粉末。

摩擦磨损性能

公司的当前nanodiamond-polymer重点有两个:一是改善表面涂层的摩擦磨损性能,而第二个是创建导热聚合物LED照明和电子产品热管理应用程序。“我们可以改善聚合物在各种应用程序中,但是目前这些领域,我们希望创造最大的价值,“Vesa Myllymaki说。

在摩擦磨损涂层,影响最佳展示Carbodeon含氟聚合物涂料的研发项目,可以看到在图4和图5。

“使用各种商用聚四氟乙烯和聚全氟乙丙烯涂层作为参考,我们已经创建了纳米复合涂料应用载荷的重量的0.05%到2.0%治愈内容、“Myllymaki说。“通过优化加载不同的情况下,我们已经表明摩擦减少66%,穿改善50%。本研究跨越第一和第二代的进化金刚石分散体,和令人兴奋的是,第一代分散通常需要1 - 2%的体重,monofunctionalized色散产生相同的涂层性能的改善在十分之一的加载。通常我们测试在0.05 - -0.25%的范围,这真的打开了经济追求更多的应用程序。”

涂层性能的改善,部分来自耐磨金刚石颗粒的存在集成到聚合物,但是也有涂层的整体结构的变化。例如,在含氟聚合物涂料裂纹结构更精细和更小、表面光洁度测量低85%,视觉光滑表面和光滑。

商业,Carbodeon已经开始向少量供应金刚石分散体涂料项目,,看到这些产品的巨大机会。

“我们可以找到上百感兴趣希望看到这些类型的涂料产品,但在制定每个案件往往涉及新的溶剂要求水平,不同的处理和不同的球员在供应链,”Myllymaki说。“同样重要的是要有开放的构建我们和涂层之间的沟通。为了创建一个成功的涂层,分散需要引入正确的制造周期的最佳点,还有更多的了解这一点。”

可用分散在水溶剂以及在一个有限的范围内,公司希望扩大这个范围覆盖更多的应用程序。

热导率

聚合物热管理应用程序产生相似的结果。这些粉应用程序,因为没有合适的溶剂可以介绍金刚石分散。介绍金刚石粉末要求非常有效的混合适当的“湿”粒子,以有效地提高涂料的导热系数。Carbodeon最近宣布一组结果,结合其monofunctionalized金刚石粉与氮化硼粒子,还一个已知热填料。

”从PA66材料45%的氮化硼热灌装机,我们创建了一个新的纳米复合材料聚合物组成PA66金刚石氮化硼为44.9%和0.1%。结果是导热系数提高25%。”

当看着导热系数,我们得出的结论是,在考虑材料在纳米尺度时,我们必须考虑有点不同。188金宝搏bet官网纯钻石的热导率值超过2000 W /可;六角氮化硼为600 W /可,虽然由于其结构这个属性在第三架飞机低得多,大约30 W /可。不过,它远远高于PA66,大约是0.25 W /可。添加45%的氮化硼提高近3 W /可,这是一个宝贵的改善,但低于预期。这是由于限制仍然在导电聚合物和填料之间的热能。通过引入金刚石粉的粒径小,进一步结合的热导率达到25%,因为小粒度的金刚石粒子之间的相互作用和分子,聚合物和氮化硼。

这热导率的结果很重要,因为太高了氮化硼载荷降低复合结构属性,增加体重,导致磨损的处理工具。

“我们已经扩展这个和其他聚合物的热性能超越什么是可能的与现有热填料,同时保留足够的结构性能。在其他应用程序中,我们发现改善结构性能。这一活动的关键是实现很好的混合。我们正在发展的混合技术,以进一步提高性能,以及生产总体较低的聚合物填料载荷,为了得到相同的性能,但较低的重量”。

“在表面涂层金刚石材料的潜力是巨大的,”Myllymaki说。188金宝搏bet官网现在“成功的产品是可用的,我们不断发展的机会,都在我们自己的研发项目,并与制造商谁能看到未来应用的潜在好处方面的生产成本和最终产品性能。”

欲了解更多信息,请访问www.carbodeon.com