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    鄭州華晶金剛石股份有限公司

    新型納米金剛石——單晶薄片狀納米金剛石

    關鍵詞 納米 , 金剛石|2021-08-12 10:28:06|來源 中國超硬材料網
    摘要 納米金剛石是一種新型的碳納米材料,目前市場上的納米金剛石一般是由炸藥爆轟法制備的,該方法制備的納米金剛石為多晶結構,其形貌為類球形顆粒,但是存在著分散性弱、硬團聚、顆粒大小不均一等...

    納米金剛石是一種新型的碳納米材料,目前市場上的納米金剛石一般是由炸藥爆轟法制備的,該方法制備的納米金剛石為多晶結構,其形貌為類球形顆粒,但是存在著分散性弱、硬團聚、顆粒大小不均一等缺點,為此我們研發了一種新型的納米金剛石-單晶薄片狀納米金剛石,其具體表征結果如下:

    TEM:

    6.png

    上圖為不同粒徑大小的薄片狀納米金剛石形貌圖,從圖中可以明顯地看出該納米金剛石形貌為薄片狀,分散性良好,為單晶結構。

    7.png

    該圖為爆轟法納米金剛石TEM圖,從圖中可以明顯地看出該納米金剛石形貌不同于單晶薄片狀納米金剛石,該納米金剛石呈團聚狀態,分散性差,顆粒大小不均勻,且為多晶結構。 

    8.png


    上圖為爆轟法納米金剛石和單晶薄片狀納米金剛石的XRD譜圖,其中圖a為爆轟法納米金剛石的XRD譜圖,圖b-f為不同粒度的單晶薄片狀納米金剛石譜圖,從XRD譜圖上可以明顯地看出,薄片狀納米金剛石結晶性遠遠強于爆轟法納米金剛石。

    9.png

    從FTIR譜圖上可以看到單晶薄片狀納米金剛石表面含有豐富的官能團,例如羥基-OH,這樣利于與其它材料進行復合,此外還可以通過表面修飾技術使得薄片狀納米金剛石帶有其它官能團。 

     樣品實物圖:

    樣品可為懸浮液和干粉兩種,顏色為灰白色。該納米金剛石分散性極佳,極易分散在水中。


    10.png

    在水、環氧樹脂和油墨體系中的分散穩定情況


    1.在水體系中的分散穩定情況

    納米金剛石濃度wt%=50%。 


    11.png

    2.水性環氧樹脂中的分散及噴涂效果

    12.png

    薄片狀納米金剛石經攪拌后均勻分散在環氧樹脂中且長期分散穩定,噴涂到鐵基底材料上后涂層為透明狀。

    3.在油性樹脂中的分散穩定性 

    13.png

    薄片狀納米金剛石經攪拌后可均勻分散在油性樹脂中且長時間保持穩定分散,通過光學顯微鏡觀察可以看到在整個體系中薄片狀納米金剛石是均勻分散的。

    4.在油墨中的分散穩定性 

    14.png

    a:純油墨

    b:0.1%ND

    薄片狀納米金剛石可以均勻分散到油墨中,長時間保持穩定分散。 

    應用領域


    1.透明耐磨涂層。例如手機屏、電子顯示器等領域。 

    微信圖片_20210609100806.png

    2.重耐腐蝕涂料、極端耐腐蝕涂料、深海防腐涂料

    涂層厚度約為60-80微米,添加量小于樹脂稀釋劑的2%(根據具體實驗調整),可耐強腐蝕。

    微信圖片_20210609100810.png

    微信圖片_20210609100813.png

    黑色為未添加薄片狀納米金剛石的涂層,在相同的腐蝕條件下已經腐蝕,而薄片狀納米金剛石添加量為0.2%的涂層無銹蝕點。 

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    中國超硬材料

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