المركبات النانوية

تتكون الإضافات النانوية الخاصة بنا من مواد كمية، مصممة للدمج السلس في أنظمة الإيبوكسي والألياف الزجاجية والمعادن والركام والسيراميك وألياف الكربون المركبة من أجل تعزيز متانتها ومقاومتها للتآكل وعمر الخدمة.

تعد الحاجة إلى عمر خدمة طويل أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص لكل من السلامة والأداء الموثوق في المواقع النائية وخاصة في الظروف التي تكون فيها الموارد في حدها الأدنى ويتم الاحتفاظ بالصيانة عند الحد الأدنى الأساسي، دون المساس بكفاءة النظام.

التحديات  

يتمثل التحدي الرئيسي الذي تمت مواجهته أثناء تحضير المركبات النانوية ذات مصفوفة البوليمر في القدرة على تحقيق تشتت متجانس للحشوات النانوية داخل البوليمر.

يميل تكتل الكتل بحجم ميكرومتر وخاصة الجسيمات النانوية الكبيرة (حجمها غالبًا أكبر من 30 نانومتر) المستخدمة في الأحمال الثقيلة إلى توليد تأثيرات ضارة على الخواص الحرارية والميكانيكية للإيبوكسي، حيث يوجد عدد أقل من جزيئات التسليح في مناطق أخرى و قد تعمل الركام كمراكز عيوب، والتي يمكن أن تكون بمثابة مسببات الشقوق التي تؤدي إلى فشل هيكلي للمركب. ومن ثم، فإن هذا لا يمثل الخصائص الحقيقية للمركب النانوي المطلوب.

التحدي الأساسي - حدود الحبيبات

حدود الحبيبات هي عيوب ثنائية الأبعاد في بنية البلورة تميل إلى تقليل التوصيل الكهربائي والحراري للمادة. معظم حدود الحبيبات هي مواقع مفضلة لبدء التآكل.

حدود الحبيبات هي حدود لا يمكن التغلب عليها للخلع وعدد الخلع داخل الجسيمات النانوية يؤثر على كيفية تراكم الإجهاد في الحبيبات المجاورة، مما يؤدي في النهاية إلى تنشيط مصادر الخلع وبالتالي تمكين التشوه في الحبيبات المجاورة أيضًا.

من خلال تقليل حجم الجسيمات النانوية، يمكن للمرء التأثير على عدد الخلع المتراكمة عند حدود الحبيبات وتعزيز قوة خضوعها أي أقصى إجهاد يتحمله الجسيم النانوي قبل بدء التشوه.

لماذا المواد الكمومية ذات الهندسة النانوية؟ 

لتعزيز قوة المادة المركبة بشكل كبير، يجب أن تكون إضافات الجسيمات النانوية قادرة على منع تكوين حدود الحبيبات. عند حجم 10 نانومتر، يمكن أن يتناسب خلع واحد أو اثنين فقط داخل الحبيبة. في معظم المواد، يعني هذا الجسيمات النانوية التي يقل حجمها عن 10 نانومتر، حيث تبدأ حدود الحبيبات الثانوية في الظهور عند أحجام الجسيمات النانوية الأكبر.

 المواد الكمومية هي مواد نانوية تحتوي عادة على بعد واحد على الأقل في نطاق حجم أقل من 20 نانومتر ومساحة سطحية كبيرة جدًا، مما يتيح استخدامها بكميات دقيقة جدًا. يوفر الحمل المنخفض مع القوة المتزايدة فرصة لإنشاء أنظمة مركبة قوية وخفيفة الوزن.

من خلال تنفيذ طرق التوليف لتعديل البنية البلورية (الهندسة الذرية/الهندسة النانوية) للمواد الكمومية، يمكن تعزيز أدائها وخصائصها بشكل كبير بما يتجاوز الخصائص التقليدية المستحثة بالحجم.

تعزيز الايبوكسي 

 ومن المعروف أن إضافة كميات صغيرة من الجسيمات النانوية لتعزيز المواد المركبة يتيح تحسنًا نوعيًا كبيرًا في قوة وصلابة البوليمرات. يُنظر إلى المركبات ذات المكونات المعززة بالجسيمات النانوية على أنها إضافة أساسية أساسية لتعزيز المواد الدوارة على المدى الطويل في المستقبل.

كيف تحقق المواد الكمومية ذلك؟  

إن وجود مواد كمومية ذات بنية ذرية مشتتة كحشوات نانوية داخل بوليمر إيبوكسي يعمل على تعزيز كبير في سلوك الشد والانفعال لبوليمرات الإيبوكسي وكذلك مقاومة الكسر.

سبب هذه المقاومة المتزايدة يأتي من حقيقة أنه مع زيادة حمل الشد، تحاول المصفوفة المركبة الاستطالة بطريقتها المعتادة. ومع ذلك، فإن الحشوات النانوية تقاوم مثل هذا التشوه. تكمن هذه المقاومة للتشوه في الامتداد السفلي عند الكسر والذي ينتج عن تقييد الاحتكاك الناجم عن ارتفاع مساحة سطح المواد الكمومية، مما يوفر تفاعلًا أعلى بينها وبين الراتينج. يؤدي هذا بعد ذلك إلى تشوه ناتج أصغر، مما يمكّن المركبات النانوية من تحمل المزيد من الأحمال والمساهمة في معامل شد أعلى مما يمكن تحقيقه حاليًا في الأنظمة المعاصرة.

بالإضافة إلى زيادة القوة، يمكن اعتماد المزيد من الخصائص الفريدة للمواد الكمومية، لتنويع وظائف الأنظمة المركبة على سبيل المثال. زيادة الحماية من الإشعاع، وتعزيز النقل الحراري، والعزل المائي، ومقاومة التآكل، وزيادة الحماية من التآكل على سبيل المثال، الشفرات الدوارة.

QM-ALLOY  (سبيكة QM)

الهندسة النانوية: صفائح/رقائق رقيقة ذريًا (سمكها أقل من 1 نانومتر)

مساحة السطح (BET): 63.52 م²/جم

صلابة موس: 4.5

الاستقرار الحراري: حتى 1975 درجة مئوية (3587 درجة فهرنهايت)

اللون: مسحوق نانو أبيض

الجرعة : ~ 0.001 - 0.05 بالوزن٪ (حسب الأداء المطلوب)

التطبيقات  : لتعزيز تعزيز السبائك المعدنية على سبيل المثال. سبائك النيكل (Ni)، والحديد (Fe)، والصلب، والمغنيسيوم (Mg)، والنحاس (Cu)، والألمنيوم (Al)؛ يقلل من المسامية، ويعزز القوة الميكانيكية ومقاومة الزحف الحراري، وطاقة التأثير، وقوة إنتاج الإزاحة، والصلابة الدقيقة، ويوفر قوة شد نهائية فائقة.

يساعد على منع التحلل الناتج عن العوامل المسببة للتآكل والأكسدة، ويمنح خصائص مضادة للميكروبات والفطريات والفيروسات.

إنه يقلل من معامل التمدد الحراري وذلك لتوفير نظام مركب نانوي أكثر استقرارًا من حيث الأبعاد ويعمل في نفس الوقت كمثبط للهب خالٍ من الهالوجين.

EPOXY Q-FILLER (إيبوكسي كيو فيلر)

الهندسة النانوية : < 10 نانومتر جسيمات كروية

مساحة السطح (BET): 41.53 م²/جم

صلابة موس: 4.5

الاستقرار الحراري: حتى 1975 درجة مئوية (3587 درجة فهرنهايت)

اللون: مسحوق نانو أبيض

الجرعة : ~ 0.001 - 0.07 بالوزن %

التطبيقات: حجب الأشعة فوق البنفسجية، مضاد للبكتيريا، مضاد للتآكل، عامل مضاد للحشف، مادة مضافة أساسية لتعزيز الراتنج، مثبطات اللهب خالية من الهالوجين. جهاز ضوئي للطلاءات والمواد اللاصقة القابلة للمعالجة بالصور.

EPOXY C-FILLER (حشوة إيبوكسي سي)

الهندسة النانوية: < 25 نانومتر: جسيمات نانوية مجوفة كروية

مساحة السطح (BET): 38.80 م²/جم

صلابة موس: 3

الاستقرار الحراري: حتى 825 درجة مئوية (1098.15 درجة فهرنهايت)

اللون: مسحوق نانو أبيض

الجرعة : ~ 0.003 - 0.01 بالوزن %

التطبيقات: لاصق، حشو راتينج، مانع للتسرب، منظم الحموضة، غير كاشط، يحسن الصلابة والقوة الميكانيكية للبوليمرات، يقلل الانكماش، زيادة التوصيل الحراري، تحسين مقاومة الزحف، يزيد من قوة التأثير.

إنه يزيد من درجة حرارة التبلور وأوقات دورة أقصر لقولبة الحقن. يمكن تشتيت المسحوق النانوي مباشرة إلى مواد بلاستيكية أثناء وجوده في آلة التشكيل بالحقن أو الطارد.

EPOXY Q-FLEX (إيبوكسي كيو فليكس) 

الهندسة النانوية: صفائح/رقائق رقيقة ذريًا (سمكها أقل من 1 نانومتر)

مساحة السطح (BET): 63.52 م²/جم

صلابة موس: 4.5

الاستقرار الحراري: حتى 1975 درجة مئوية (3587 درجة فهرنهايت)

اللون: مسحوق نانو أبيض

الجرعة : ~ 0.001 - 0.05 بالوزن %

التطبيقات: حجب معزز للأشعة فوق البنفسجية، مضاد للبكتيريا، مضاد للتآكل، عامل مضاد للحشف، مادة مضافة أساسية لتعزيز الراتنج، تعزيز قوة الانحناء والشد الفائق من حشو إيبوكسي كيو، غير كاشط، مثبطات اللهب خالية من الهالوجين. جهاز ضوئي للطلاءات والمواد اللاصقة القابلة للمعالجة بالصور.

QS-SHIELD I

العمارة النانوية: النانوسفير

البعد : ~ قطر 8 نانومتر

صلابة موس: 9 - 10

اللون: أسود مزرق/أزرق منتصف الليل

الاستقرار الحراري: حتى 2830 درجة مئوية (5130 درجة فهرنهايت)

فجوة النطاق: ~ 1.8 فولت

الجرعة : ~0.001 - 0.03 بالوزن٪ (حسب الأداء المطلوب)

التطبيقات: مادة حرارية عالية الجودة، مقاومة عالية للإجهاد/الانفعال، مقاومة عالية للتآكل، أقراص مكابح سيراميكية عالية الأداء، مانعة الصواعق، أشباه الموصلات، مادة مرآة للتلسكوبات الفلكية، جسيمات الوقود النووي (ثلاثي البنية - متماثل الخواص - وقود تريسو) مادة تكسية للاحتفاظ بها تمنح منتجات الانشطار عند درجات حرارة مرتفعة مزيدًا من السلامة الهيكلية لجزيئات TRISO، والوقود اللازم لإنتاج الصلب، والمحفز النانوي، وأدلة قضبان الصيد عالية المقاومة للتآكل.

QS-SHIELD II

العمارة النانوية: الأنابيب النانوية

الأبعاد: قطر أقل من 3 نانومتر، وطول يصل إلى 10 ميكرومتر

صلابة موس: 9 - 10

اللون: رمادي/أبيض-رمادي مسحوق نانو

الاستقرار الحراري: حتى 2830 درجة مئوية (5130 درجة فهرنهايت)

فجوة النطاق: 2.1 - 3.0 فولت

الجرعة : ~ 0.001 - 0.01 بالوزن٪ (حسب الأداء المطلوب)

التطبيقات: مواد حرارية عالية الجودة، قدرة تحمل أعلى للإجهاد/الانفعال، مقاومة أعلى للتآكل، أقراص مكابح سيراميكية عالية الأداء، مانعة الصواعق، أشباه الموصلات، مادة مرآة للتلسكوبات الفلكية، جسيمات الوقود النووي (ثلاثية البنية - متماثلة الخواص - وقود تريسو) مادة تكسية للاحتفاظ بها تمنح منتجات الانشطار عند درجات حرارة مرتفعة مزيدًا من السلامة الهيكلية لجزيئات TRISO، والوقود اللازم لإنتاج الصلب، والمحفز النانوي، وأدلة قضبان الصيد ذات المقاومة العالية للتآكل.

QB-SHIELD II

العمارة النانوية: الأنابيب النانوية

البعد : < 25 نانومتر القطر

صلابة موس: 9.5 - 10

الاستقرار الحراري: ما يصل إلى 2973 درجة مئوية (5383 درجة فهرنهايت)

اللون: بيج/أبيض مسحوق نانو

الجرعة: 0.001 - 0.1 وزن % أو حسب الحاجة لطبيعة التعرض للإشعاع

التطبيقات: ممتص النيوترونات، مادة التدريع الحراري، مكون محرك الصاروخ، مقاوم للتآكل - طلاء قطع عالي السرعة، إضافات بوليمر مجففة مانعة للتسرب من الراتنج البلاستيكي، مادة تشحيم ذات درجة حرارة عالية، عزل، كهرباء عالية التردد عالية الجهد، عوازل قوس البلازما، الحث عالي التردد مادة الفرن، مكونات التبريد، السيراميك المركب.

QM-SHIELD

الهندسة النانوية: صفائح/رقائق رقيقة ذريًا (سمكها أقل من 1 نانومتر)

مساحة السطح (BET): 49.55 م²/جم

الاستقرار الحراري: حتى 1597 درجة مئوية (2907 درجة فهرنهايت)

اللون: أسود/بني مسود

صلابة موس: 5 - 6

الجرعة : ~ 0.005 – 0.1% بالوزن حسب طبيعة التعرض للإشعاع وبيئة التطبيق

التطبيقات: البادئ الضوئي، والحماية من إشعاع جاما، والسوائل المغناطيسية، وامتصاص الموجات الكهرومغناطيسية، وزيادة درجة حرارة انتقال الزجاج الإيبوكسي، وزيادة النقل الحراري.