当社のナノ添加剤は、耐久性、耐摩耗性、耐用年数を向上させるために、エポキシ、ガラス繊維、金属、骨材、セラミック、炭素繊維複合システム内にシームレスに組み込むように設計された量子材料で構成されています。
長い耐用年数の必要性は、遠隔地での安全性と信頼性の高いパフォーマンスの両方にとって特に重要です。特に、リソースが最小限であり、システムの効率を損なうことなくメンテナンスを最小限に抑えることが望ましい状況では.
課題
ポリマー マトリックス ナノコンポジットの調製中に遭遇する主要な課題は、ポリマー内でナノフィラーの均一な分散を達成する能力です。
特に大きなナノ粒子 (多くの場合、サイズが 30 nm を超える) が高負荷で使用されるマイクロメートル サイズの凝集塊は、エポキシの熱的および機械的特性に悪影響を与える傾向があります。 凝集体は欠陥中心として機能する可能性があり、複合材料の構造的破壊につながる亀裂の開始剤として機能する可能性があります。 したがって、これは目的のナノコンポジットの真の特性を表すものではありません。
なぜナノ加工された量子材料なのか？
複合材料の強度を大幅に高めるには、ナノ粒子添加剤が粒界の形成を阻止できなければなりません。10 nm のサイズでは、粒子内に収まる転位は 1 つか 2 つだけです。ほとんどの材料では、これは 10 nm よりはるかに小さいナノ粒子を意味します。ナノ粒子のサイズが大きくなると、二次粒界が現れ始めるからです。
量子材料は、通常、サブ 20 nm サイズ範囲の少なくとも 1 つの次元と非常に大きな表面積を持つナノ材料であり、非常に少量での使用を可能にします。 負荷を減らして強度を高めると、堅牢で軽量な複合システムを作成する機会が得られます。
量子材料の結晶構造 (原子アーキテクチャ/ナノアーキテクチャ) を変更するための合成経路の実装により、それらの性能と特性は、従来のサイズ誘導特性を大幅に超えることができます。
中心的な課題 - 粒界
粒界は結晶構造内の二次元欠陥であり、材料の電気伝導率と熱伝導率を低下させる傾向があります。ほとんどの粒界は腐食が始まりやすい場所です。
粒界は転位にとって乗り越えられない境界であり、ナノ粒子内の転位の数は隣接する粒子内での応力の蓄積に影響を与え、最終的には転位源を活性化して、隣接する粒子の変形も可能にします。
ナノ粒子のサイズを小さくすることで、粒界に積み重なる転位の数に影響を与え、その降伏強度を高めることができます。変形が始まる前にナノ粒子が許容する最大応力。
エポキシ補強材
複合材料の強化のために少量のナノ粒子を添加すると、ポリマーの強度と剛性を大幅に質的に向上させることができることが知られています。ナノ粒子で強化された複合材料は、将来のローター材料の長期的な強化に不可欠な重要な要素であると認識されています。
量子材料がそれを達成する方法
エポキシ ポリマー内にナノスコピック フィラーとして分散された原子構造の量子材料の存在は、エポキシ ポリマーの引張応力 - ひずみ挙動および耐破壊性を大幅に向上させます。このように耐性が向上する理由は、引張荷重が増加すると、複合材料マトリックスが通常の方法で伸長しようとすることに起因する。しかし、ナノ粒子充填材はそのような変形に抵抗する。この変形に対する抵抗は、量子力学的材料の高い表面積によって生じる摩擦抵抗によって、破断時の伸びを小さくし、量子力学的材料と樹脂の間の高い相互作用をもたらします。その結果、変形が小さくなり、ナノコンポジットがより多くの荷重に耐え、現在のシステムよりも高い引張弾性率を実現することができます。
強度の向上だけでなく、量子材料のユニークな特性を利用して、複合材料システムの機能を多様化することができます。例えば、放射線防護の強化、熱輸送の強化、防水、耐腐食、回転翼などの耐磨耗性の強化などが挙げられます。
ケーススタディ - ローターブレード
ローター ブレードの補強のために、当社の原子工学量子材料は、次の方法で役立つように設計されています。
地球と火星の低 g 条件でのローターの安定性を向上
地球上での低地飛行、および将来の火星の長期惑星探査時のブレード強度を向上させる
砂質、粗い（酸性の可能性が高い）土壌、および湿気の多い環境または水生環境での耐摩耗性と耐腐食性を向上させます
軽量で機械的に堅牢なブレードの製造を可能にし、絶え間なく変化する風況下で効率を高め、疲労に対する耐性を向上させます。
製品
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QM-ALLOY
ナノアーキテクチャ : 原子的に薄いシート (< 1nm)
比表面積 : 635200 cm²/g
色 : ホワイトパウダー
耐熱性 : 1975 °C (3587 °F) まで
モース硬度 : 4.5
投与量 : ~ 0.001 - 0.05 wt % (目的のパフォーマンスに応じて)
アプリケーション : ニッケル、鉄、鋼、マグネシウム、銅、アルミニウムなどの金属合金の補強に使用され、気孔を減らし、機械的強度と耐熱クリープ性、衝撃エネルギー、耐力、微小硬度、優れた最終引張強度を向上させる。
腐食剤、酸化による劣化を防ぎ、抗菌、抗真菌、抗ウィルス性を付与します。
熱膨張係数を低減し、より寸法安定性の高いナノコンポジットシステムを提供すると同時に、ハロゲンフリーの難燃剤として機能します。
EPOXY Q-FILLER
ナノアーキテクチャ : 〜5 nmの球状ナノ粒子
比表面積 : 415300 cm²/g
色 : ホワイトナノパウダー
耐熱性 : 1975 °C (3587 °F) まで
モース硬度 : 4.5
投与量 : ~ 0.001 - 0.07 wt % (目的のパフォーマンスに応じて)
アプリケーション : 紫外線遮蔽、抗菌、防錆、防汚剤、樹脂補強用必須添加剤、ハロゲンフリー難燃剤。光硬化型塗料・接着剤用光重合開始剤。
EPOXY C-FILLER
ナノアーキテクチャ: < 25 nm 球状中空ナノ粒子
比表面積: 388000 cm²/g
色 : ホワイトナノパウダー
耐熱性: 1339 °C (2442 °F) まで
モース硬度 : 3
投与量 : ~ 0.003 - 0.01 wt % (目的のパフォーマンスに応じて)
アプリケーション : 接着剤、樹脂充填剤、シーラント、酸性度調整剤、非研磨剤、ポリマーの剛性と機械的強度を向上させ、収縮を抑え、熱伝導率を高め、耐クリープ性を向上させ、衝撃強度を増加させる。
結晶化温度を上げ、射出成形のサイクルタイムを短縮します。ナノパウダーは、押出機や射出成形機の中で、プラスチック材料に直接分散させることができます。
EPOXY Q-FLEX
ナノアーキテクチャ : 原子的に薄いシート (< 1nm)
比表面積 : 635200 cm²/g
色 : ホワイトパウダー
耐熱性 : 1975 °C (3587 °F) まで
モース硬度 : 4.5
投与量 : ~ 0.001 - 0.05 wt % (目的のパフォーマンスに応じて)
アプリケーション : 紫外線吸収剤、抗菌剤、防錆剤、防汚剤、樹脂強化用添加剤、エポキシQフィラーより優れた曲げ強さ、引張り強さ、研磨剤なし、ハロゲンフリー難燃剤。光硬化性塗料・接着剤の光重合開始剤。
QS-SHIELD I
ナノアーキテクチャ : ナノスフィア
寸法 : ~ 8 nm (0.008 um) 直径
エネルギーギャップ : ~ 1.8 eV
色 : ブルーイッシュブラック/ミッドナイトブルー ナノパウダー
耐熱性 : 2830 °C (5130 °F) まで
モース硬度 : 9 - 10
投与量 : ~ 0.001 - 0.03 wt % (目的のパフォーマンスに応じて)
アプリケーション : 高級耐火物、高応力/ひずみ耐性、高耐摩耗性、高性能セラミックブレーキディスク、避雷器、半導体、天体望遠鏡用ミラー材料、核燃料粒子（Tristructural-Isotropic - TRISO燃料）クラッド材は高温でTRISO粒子に多くの構造完全性を与える、製鉄燃料、ナノ触媒、高耐摩耗釣りロッドガイドを保持する。
QS-SHIELD II
ナノアーキテクチャ : ナノチューブ
寸法 : < 直径 3 nm、長さ 10 µm まで
エネルギーギャップ : ~ 2.1 - 3.0 eV
色 : 白っぽい灰色のナノパウダー
耐熱性 : 2830 °C (5130 °F) まで
モース硬度 : 9 - 10
投与量 : ~ 0.001 - 0.01 wt % (目的のパフォーマンスに応じて)
アプリケーション : 高級耐火物、高い応力/ひずみ耐性、高い耐摩耗性、高性能セラミックブレーキディスク、避雷器、半導体、天体望遠鏡用ミラー材料、核燃料粒子（Tristructural-Isotropic - TRISO燃料）被覆材は、高温でTRISO粒子に多くの構造完全性を与え、鋼生産のための燃料、ナノ触媒、高い耐磨耗釣りロッドガイドに保持する。
QB-SHIELD II
ナノアーキテクチャ : < 20 nm (0.02 um) のナノ粒子
色: ベージュ/ホワイト ナノパウダー
耐熱性 : 2973 °C (5383 °F) まで
モース硬度 : 9.5 - 10
DOSE : 0.001 - 1 wt % または放射線被ばくの性質に応じて
アプリケーション : 中性子吸収材、遮熱材、ロケットエンジン部品、耐摩耗・高速切削コーティング、プラスチック樹脂封止用乾燥剤ポリマー添加剤、高温潤滑剤、絶縁材、高圧高周波電気、プラズマアークの絶縁材、高周波誘導炉材 、冷却部品、複合セラミック。
QM-SHIELD
ナノアーキテクチャ : 原子的に薄いシート/フレーク (< 1 nm 厚)
比表面積 : 495500 cm²/g
色 : 黒/黒褐色のナノパウダー
耐熱性 : 1597 °C (2907 °F) まで
モース硬度 : 5 - 6
投与量 : ~ 0.005 - 0.1 wt % 放射線被ばくの性質とアプリケーションの環境
アプリケーション : 光開始剤、ガンマ線遮蔽、磁気粘性流体、電磁波吸収、エポキシガラス転移温度の上昇、熱輸送の増加。