나노복합소재

당사의 나노 첨가제는 에폭시, 섬유 유리, 금속, 골재, 세라믹 및 탄소 섬유 복합 시스템 내에 매끄럽게 통합되도록 설계된 양자 재료로 구성되어 내구성, 내마모성 및 서비스 수명을 향상시킵니다.

광범위한 서비스 수명은 안전과 원격 위치에서의 안정적인 성능, 특히 리소스를 최소화하고 시스템 효율성을 저하시키지 않으면서 유지보수를 필수적으로 최소한으로 유지해야 하는 상황에서 특히 중요합니다.

도전 과제

폴리머 매트릭스 나노복합체를 제조하는 동안 마주치는 주요 과제는 폴리머 내에서 나노필러의 균일한 분산을 달성하는 능력입니다.

특히 무거운 하중에 사용되는 대형 나노입자(종종 > 30nm 크기)의 마이크로미터 크기 덩어리 응집은 다른 영역에 존재하는 보강 입자의 수가 적고 응집체가 결함 센터 역할을 할 수 있기 때문에 에폭시의 열적 및 기계적 특성에 부정적인 영향을 미치는 경향이 있습니다. 이는 복합재의 구조적 파손으로 이어지는 균열 개시제 역할을 할 수 있습니다. 따라서 이는 원하는 나노복합체의 진정한 특성을 나타내지 않습니다.



핵심 과제 - 곡물 경계


결정립계는 재료의 전기 및 열 전도도를 감소시키는 경향이 있는 결정 구조의 2차원 결함입니다. 대부분의 결정립계는 부식이 시작되는 우선적인 부위입니다.


결정립계는 전위에 대한 극복할 수 없는 경계이며 나노입자 내의 전위 수는 인접한 결정립에 응력이 축적되는 방식에 영향을 미쳐 결국 전위 소스를 활성화하고 이웃 결정립에서도 변형을 가능하게 합니다.


나노입자 크기를 줄임으로써 결정립계에 쌓이는 전위 수에 영향을 미치고 항복 강도, 즉 변형이 시작되기 전에 나노입자가 견딜 수 있는 최대 응력을 향상시킬 수 있습니다.


왜 나노구조화된 양자 물질인가?

복합 재료의 강도를 크게 향상시키려면 나노 입자 첨가제가 입자 경계의 형성을 방지할 수 있어야 합니다. 10nm 크기에서는 입자 하나 또는 두 개의 전위만 입자 내부에 들어갈 수 있습니다. 대부분의 재료에서 이는 10nm 이하의 나노 입자를 의미하며, 더 큰 나노 입자 크기에서는 이차 입자 경계가 나타나기 시작합니다. 

양자 재료는 일반적으로 20nm 미만의 크기 범위에서 적어도 한 가지 치수와 매우 높은 표면적을 갖는 나노 재료로, 매우 미세한 양으로 사용할 수 있습니다. 강도는 높이고 하중은 줄이면 견고하고 가벼운 복합 시스템을 만들 수 있습니다. 

양자 재료의 결정 구조(원자 구조/나노 구조)를 변경하는 합성 경로를 구현하면 기존의 크기에 따른 특성을 뛰어넘어 성능과 특성을 크게 향상시킬 수 있습니다.


에폭시 강화재

복합재 보강을 위해 소량의 나노 입자를 첨가하면 폴리머의 강도와 강성을 크게 향상시킬 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 나노 입자 강화 복합재는 미래의 로터 소재를 장기적으로 향상시키는 데 필수적인 핵심 요소로 인식되고 있습니다.

양자 재료가 그것을 달성하는 방법

에폭시 폴리머 내에 나노스코픽 필러로 분산된 원자 구조의 양자 물질이 존재하면 에폭시 폴리머의 인장 응력-변형 거동과 파단 저항성이 크게 향상됩니다. 

인장 하중이 증가하면 복합 매트릭스는 일반적인 방식으로 늘어나려고 합니다. 그러나 나노 크기의 양자 소재 나노필러는 이러한 변형에 저항합니다. 이러한 변형에 대한 저항은 양자 재료의 높은 표면적에 의한 마찰 구속으로 인해 파단 시 더 낮은 연신율로 나타나며, 이는 양자 재료와 수지 간의 상호 작용을 향상시킵니다. 그 결과 변형이 작아져 나노 복합재가 더 많은 하중을 견디고 현재 시스템에서 달성할 수 있는 것보다 더 높은 인장 계수를 달성할 수 있습니다. 

강도 증가 외에도 양자 재료의 고유한 특성을 추가로 도입하여 복합 시스템의 기능을 다양화할 수 있습니다. 예를 들어 방사선 보호 기능 강화, 열 전달 향상, 방수, 내식성 및 예를 들어 로터 블레이드의 마모 보호 기능 강화 등이 있습니다.



사례 연구 - 로터 블레이드

로터 블레이드 보강을 위한 원자 구조의 양자 재료는 다음과 같은 용도로 설계되었습니다:



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QM-ALLOY 


나노 아키텍처: 원자적으로 얇은 시트/플레이크(< 1 nm 두께)

표면적(BET): 635200 cm²/g

모스 경도: 4.5

열 안정성: 최대 1975 ° C(3587 ° F)

색상: 흰색 나노파우더


투여량: ~ 0.001 - 0.05 wt %(원하는 성능에 따라 다름)


용도 : 니켈(Ni), 철(Fe), 강철, 마그네슘(Mg), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al) 합금과 같은 금속 합금의 강화에 사용되며 다공성을 줄이고 기계적 강도 및 열 크리프 저항, 충격 에너지, 상쇄 항복 강도, 미세 경도를 강화하며 우수한 최종 인장 강도를 제공합니다. 

부식제 및 산화에 의한 열화를 방지하고 항균, 항진균 및 항바이러스 특성을 부여합니다. 

열팽창 계수를 줄여 치수적으로 더욱 안정적인 나노 복합 시스템을 제공하는 동시에 할로겐 프리 난연제 역할을 합니다.

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수량       | 가격


25그램(0.88온스)   | $4,150

250그램(8.81온스)   | $40,000

1킬로그램(2.2파운드)   | $159,000


대량 주문 요금: 1톤부터 | 문의처 trade@nanoarc.org

EPOXY S-FILLER


나노구조: ~ 1.4 nm 구형 나노입자

표면적(BET): 1,486,388 cm²/g

모스 경도: 6 - 7

색상: 크림-화이트/화이트 나노파우더

내열성: 최대 1630 °C(2970°F)


투여량 : ~ 0.0001 - 0.005 중량 %


용도 : 수지 강화 및 기계적 강도 향상을 위한 나노필러, 폴리머 내에서 우수한 분산을 달성하여 신장 거리, 인장 응력 및 인장력(예: 실리콘 고무 복합재)을 개선하고, 복합 코팅의 접착제 및 정전 방지제 역할을 합니다.

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25그램(0.88온스)   | $6,499

250그램(8.81온스)   | $63,000

1킬로그램(2.2파운드)   | $251,000


대량 주문 요금: 1톤부터 | 문의처 trade@nanoarc.org

EPOXY Q-FILLER


나노구조: < 10 nm 구형 입자

표면적(BET): 415300 cm²/g

모스 경도: 4.5

열 안정성: 최대 1975 ° C(3587 ° F)

색상: 흰색 나노파우더


투여량: ~ 0.001 - 0.07 wt %


용도 : UV 차단, 항균, 부식 방지, 오염 방지제, 수지 강화용 필수 첨가제, 할로겐 프리 난연제. 광경화성 코팅 및 접착제용 광개시제.

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25그램(0.88온스)   | $3,750

250그램(8.81온스)   | $36,000

1킬로그램(2.2파운드)   | $143,000


대량 주문 요금: 1톤부터 | 문의처 trade@nanoarc.org

EPOXY C-FILLER 


나노구조: < 25 nm 구형 중공 나노입자

표면적(BET): 388000 cm²/g

모스 경도: 3

열 안정성: 최대 825 ° C(1098.15 ° F)

색상: 흰색 나노파우더


투여량: ~ 0.003 - 0.01 wt %


용도 : 접착제, 수지 필러, 실란트, 산도 조절제, 비연마성, 폴리머의 강성과 기계적 강도를 개선하고, 수축을 줄이며, 열전도도를 높이고, 크립 저항성을 개선하고, 충격 강도를 증가시킵니다.

사출 성형을 위한 결정화 온도를 높이고 사이클 시간을 단축합니다. 나노파우더는 압출기 또는 사출 성형기에서 플라스틱 소재에 직접 분산될 수 있습니다.

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수량 | 가격


25그램(0.88온스)     | $2,550

250그램(8.81온스)     | $24,000

1킬로그램(2.2파운드)     | $95,000


대량 주문 요금: 1톤부터 | 문의처 trade@nanoarc.org

EPOXY Q-FLEX


나노구조: 원자적으로 얇은 시트/플레이크(< 1 nm 두께)

표면적(BET): 635200 cm²/g

모스 경도: 4.5

열 안정성: 최대 1975 ° C(3587 ° F)

색상: 흰색 나노파우더


투여량: ~ 0.001 - 0.05 wt %


용도 : 향상된 UV 차단, 항균, 부식 방지, 오염 방지제, 수지 강화를 위한 필수 첨가제, 에폭시 Q-필러보다 우수한 굽힘 및 인장 강도 향상, 비연마성, 할로겐 프리 난연제. 광경화성 코팅 및 접착제용 광개시제.

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수량       | 가격


25그램(0.88온스)   | $4,150

250그램(8.81온스)   | $40,000

1킬로그램(2.2파운드)   | $159,000


대량 주문 요금: 1톤부터 | 문의처 trade@nanoarc.org

QS-SHIELD I


나노구조: 나노구체

치수: ~8nm 직경

모스 경도: 9 - 10

색상: 청흑색/자정청색 나노분말

열 안정성: 최대 2830°C(5130°F)

밴드갭: ~1.8eV


투여량: ~0.001 - 0.03중량%(원하는 성능에 따라 다름)


용도 : 고급 내화재, 높은 응력/변형 허용 범위, 높은 내마모성, 고성능 세라믹 브레이크 디스크, 피뢰기, 반도체, 천문 망원경용 거울 소재, 핵연료 입자(삼중구조 등방성 - TRISO 연료) 피복재는 고온에서 핵분열 생성물을 보존하여 TRISO 입자에 더 큰 구조적 무결성을 부여하고, 강철 생산용 연료, 나노촉매, 내마모성이 높은 낚싯대 가이드입니다.


높은 적외선 흡수율로 스텔스 레이어 또는 적외선 위장 코팅/복합재 역할을 합니다: 


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수량       | 가격


50그램(1.76온스)   | $22,050

500그램(17.6온스)   | $150,000

1킬로그램(2.2파운드)   | $285,000


대량 주문 요금: 1톤부터 | 문의처 trade@nanoarc.org

QS-SHIELD II


나노구조: 나노튜브

치수: 직경 < 3nm, 길이 최대 10µm

모스 경도: 9 - 10

색상: 회색/백회색 나노파우더

열 안정성: 최대 2830°C(5130°F)

밴드갭: 2.1 - 3.0eV


투여량: ~ 0.001 - 0.01중량%(원하는 성능에 따라 다름)


용도 : 고급 내화 재료, 높은 응력/변형 내성, 높은 내마모성, 고성능 세라믹 브레이크 디스크, 피뢰기, 반도체, 천체 망원경용 거울 재료, 핵연료 입자(삼구조 등방성 - TRISO 연료) 피복재는 고온에서 핵분열 생성물을 유지하기 위해 TRISO 입자에 구조적 완전성을 부여하며, 철강 생산용 연료, 나노 촉매, 높은 마모 저항성 낚싯대 가이드에 더 많은 구조적 완전성을 부여합니다.


높은 적외선 흡수율로 스텔스 레이어 또는 적외선 위장 코팅/복합재 역할을 합니다: 


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수량 | 가격


50그램(1.76온스)   | $24,500

500그램(17.6온스)   | $182,825

1킬로그램(2.2파운드)   | $355,700


대량 주문 요금: 1톤부터 | 문의처 trade@nanoarc.org

QB-SHIELD II


나노구조: 나노튜브

치수: < 25 nm 직경

모스 경도: 9.5 - 10

열 안정성: 최대 2973 °C(5383 °F)

색상: 베이지/흰색 나노파우더


선량: 0.001 - 1 wt % 또는 방사선 노출의 특성에 따라 필요에 따라


용도 : 중성자 흡수체, 열 차폐재, 로켓 엔진 부품, 내마모성 - 고속 절삭 코팅, 플라스틱 수지 밀봉 건조제 폴리머 첨가제, 고온 윤활제, 절연, 고전압 고주파 전기, 플라즈마 아크의 절연체, 고주파 유도로 재료, 냉각 부품, 복합 세라믹.

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수량     | 가격


5그램(0.17온스)   | $8,910

50그램(1.76온스) | $60,890

1킬로그램(2.2파운드) | $1,156,720


대량 주문 요금: 1톤부터 | 문의처 trade@nanoarc.org

QM-SHIELD


나노 아키텍처: 원자적으로 얇은 시트/플레이크(< 1 nm 두께)

표면적(BET): 495500 cm²/g

열 안정성: 최대 1597 °C(2907 °F)

색상: 검정/흑갈색 나노파우더

모스 경도: 5 - 6


투여량: 방사선 노출의 특성과 적용 환경에 따라 ~ 0.005 - 0.1 wt %


용도 : 광개시제, 감마 방사선 차폐, 자기 유체, 전자파 흡수, 에폭시 유리 전이 온도 증가, 열 수송 증가. 

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수량     | 가격


25그램(0.88온스) | $4,475

250그램(8.81온스) | $44,000

1킬로그램(2.2파운드) | $175,000


대량 주문 요금: 1톤부터 | 문의처 trade@nanoarc.org