Süsinik-nanotoru juhtiva pasta nakkuvus on üldiselt hea ja seda saab veelgi parandada koostise kavandamise ja protsessi optimeerimise kaudu. Viimased uuringud näitavad, et optimeeritud süsinik-nanotorust valmistatud komposiitjuhtiva pasta nakkuvus võib ulatuda 0-ni (kõrgeim tase ristlõike testis). Juhtivate liimirakenduste korral võib 0,19 massiprotsendi süsiniknanotorude lisamine suurendada koorumise tugevust 82%. Kihtidevahelise protsessi (õhukese-kihi alumine elektrood) kasutamine võib tõhusalt parandada CNT-de adhesioonivõimet ja luua usaldusväärse oomilise kontakti. Riiklikus standardis GB/T 33818-2017 „Carbon Nanotube Conductive Paste” on nakkumine testimise peamise näitajana selgesõnaliselt loetletud. Peamised nakkumist mõjutavad tegurid hõlmavad vaigu sideaine valikut, dispersiooni olekut ja pastaosakeste suurust (optimaalsem on 2 μm või väiksem). Shandong Tanfeng New Material osales grupi standardi T/CAQI 423-2025 "Süsinik-nanotoru komposiitjuhtiv pasta liitiumioonakude jaoks" koostamises ja selle kvaliteetne süsinik-nanotoru pulber tagab tooraine suurepärase nakkuvuse.
1. Esmalt defineerige standard: kuidas määratleb riiklik standard "adhesiooni"?
Riiklikus standardis GB/T 33818-2017 „Süsiniknanotoru juhtiv pasta” on adhesioon loetletud peamise testimiselemendina. Tööstuses levinud testimismeetodid hõlmavad ristlõiketesti (GB/T 9286) ja 3M lindi mahakoorumise testi.
"Adhesioon" ei ole subjektiivne tunne; sellel on selged testimisstandardid ja -meetodid.
Vastavalt riiklikule standardile GB/T 33818-2017 "Carbon Nanotube Conductive Paste" on adhesioon üks üheksast põhielemendist süsinik-nanotoru juhtiva pasta kvaliteedi testimisel. Teised hõlmavad viskoossust, elektrijuhtivust, termilist stabiilsust, veekindlust, temperatuurikindlust, löögikindlust jne.
Levinud tööstusharu adhesioonikatse meetodid:
| Katsemeetod | Testi põhimõte | Kohtuotsuse standard | Kohaldatavad stsenaariumid |
|---|---|---|---|
| Cross{0}}Cut Test (GB/T 9286) | Lõigake lõikuriga{0}}ristluugi võre ja seejärel koorige teibiga | Hinne 0=lõigatud servad täiesti siledad; 5 =. klassi suur koorimine | Kõvad substraadid |
| 3M lindi 90 kraadi tõmbetest | Tõmmake lint katte suhtes 90 kraadise nurga all | Koorimine=ei ole kvalifitseeritud | Membraanlülitid, hõbepasta ahelad |
| Cross{0}}Cut Tester | Lõigake rist{0}}lõigetesteriga ruudustik, seejärel koorige teibiga | Koorimispiirkond<5% = qualified | Üldine eesmärk |
Tööstusliku -süsinik-nanotoru juhtiva hõbedase pasta spetsifikatsioonilehel on selgesõnaliselt kirjas: "Kasutage 3M 600 teipi, tõmmake hõbedane joon 90-kraadise nurga all ja see ei tohiks kooruda." See on tööstusharu levinud hinnangustandard "kvalifitseeritud" adhesiooni kohta - lihtne, otsene, ilma kahemõttelisuseta.
Paindlike elektroonikarakenduste puhul hõlmavad adhesioonitestid ka korduvaid painde- ja kulumiskatseid, et hinnata katte vastupidavust dünaamilistes kasutustingimustes.
2. Eksperimentaalsed andmed: kui kõrgele võib süsiniknanotoru juhtiva pasta nakkuvus tegelikult ulatuda?
Pärast koostise optimeerimist võib süsinik-nanotoru juhtiva pasta adhesioon jõuda 0-ni (kõrgeim tase ristlõike testis); juhtivates liimainetes võivad süsinik-nanotorud suurendada koorumise tugevust kuni 82%.
2.1 Viimased uuringud: adhesioon võib ulatuda 0-ni
2023. aastal avaldatud uuringGuangdongi keemiatööstusoptimeeris süstemaatiliselt süsinik{0}}põhise juhtiva komposiitpasta koostist. Teadlased kasutasid traditsiooniliste vaikude asemel sideainena naatriumkarboksümetüültselluloosi (CMC), dispergeeriva vahendina polüvinüülpürrolidooni (PVP) ja juhtiva täiteainena grafeeni/süsinik-nanotoru komposiiti.
Testi tulemused:
| Parameeter | Väärtus |
|---|---|
| Vastupidavus | Nii madal kui 0,009 Ω·cm |
| Adhesioon | Hinne 0 (kõrgeim tase-ristlõike testis) |
Mida tähendab klass 0?Rist-lõigete test jagab adhesiooni astmeteks 0-5. Hinne 0 tähistab "lõigatud servad on täiesti siledad, ilma ruudustiku servade koorumiseta" - see on täiuslik tulemus nakketestis.
2.2 Juhtiv liimiväli: CNT-d suurendavad koorumise tugevust 82%
2025. aastal avaldatud uuringPäikeseenergia materjalid ja päikesepatareiduuris süstemaatiliselt süsinik-nanotorude mõju fotogalvaanilistele elektrit juhtivatele liimidele (ECA).
Põhiandmed:
| CNT lisamise summa | Koorimise tugevuse muutus | Järeldus |
|---|---|---|
| 0,05 massiprotsenti | Olulist muutust pole | Tekib läve efekt |
| 0,19 massiprotsenti | +82% | Saavutatud küllastusvõimenduspunkt |
| >0,19 massiprotsenti | Tootluse vähenemine | Suurem lisamine vähendab efektiivsust |
Uuring näitas, et CNT lisamisel on "kuldne aken" - liiga madal on ebaefektiivne, liiga kõrge toob kaasa tulude vähenemise. Lävikontsentratsiooni olemasolu tähendab, et iga konkreetse süsteemi jaoks on vaja täpset optimeerimist, mitte lihtsalt "mida rohkem, seda parem".
2.3 Väljaheiteseadmed: kihtidevaheline protsess parandab haardumist
2013. aastal avaldatud uuringActa Photonica Sinicatöötas välja "integreeritud külmkatoodi" protsessi: hõbedase põhjaelektroodi ja süsinik-nanotoru kihi vahele lisati vahekihina õhukese{0}}kihi alumine elektrood, mis sisaldas süsiniknanotorusid.
Testi tulemused:
| Parameeter | Parandamine |
|---|---|
| Lülitage -väljatugevus sisse | 2,11 V/μm → 1,68 V/μm (vähenemine 20%) |
| Maksimaalne emissioonivool | 905 μA → 1866 μA (106% kasv) |
| CNT-de adhesioonivõime | Tõhusalt täiustatud |
| Ohmiline kontakt | Usaldusväärne |
Uuring näitas, et vahekihi olemasolu suurendas märkimisväärselt sidetugevust CNT-de ja substraadi vahel, säilitades stabiilse heleduse isegi pärast pidevat töötamist rohkem kui 10 päeva.
3. Mõjutavad tegurid: millised tegurid määravad haardumise?
Süsinik-nanotoru juhtiva pasta adhesiooni mõjutavad neli peamist tegurit on: sideaine valik, CNT dispersiooni olek, pasta osakeste suurus ja kõvenemisprotsess.
3.1 Sideaine on "nakkumise tuum"
Sideaine on kõige otsesem nakkuvust määrav tegur:
| Aspekt | Üksikasjad |
|---|---|
| Traditsioonilised valikud | Epoksüvaik, akrüülvaik, polüuretaan |
| Optimeeritud lahendus | Naatriumkarboksümetüültselluloosi (CMC) kasutamine traditsiooniliste vaikude asemel võib parandada adhesiooni |
| Kleepuv kombinatsioon | Veepõhised -painduvad vaiguliimid võivad parandada kiudude adhesiooni ja vastupidavust kuumusele |
3.2 CNT dispersiooni olek
CNT-d on van der Waalsi jõudude tõttu väga altid aglomeratsioonile. - aglomeraadid põhjustavad katte ebaühtlast sisemist pinget, muutudes nakkumise nõrkadeks kohtadeks.
| Dispersiooni olek | Mõju adhesioonile |
|---|---|
| Hea dispersioon | CNT-d on maatriksis ühtlaselt jaotunud, moodustades "ankurpunkti" tugevdusefekti |
| Halb dispersioon | Aglomeraadid moodustavad pinge kontsentratsioonipunkte ja kate koorub nendest punktidest kergesti maha |
3.3 Pasta osakeste suurus
Uuringud on leidnud, et pastaosakeste suuruse kontrollimine jahvatamise teel on ülioluline:
| Samm | Keskmine osakeste suurus |
|---|---|
| Esimene lihvimine | Umbes 2 μm |
| Teine lihvimine | Umbes 500 nm |
Peenemate osakeste suurusega pastad suudavad kergemini saavutada paremat kiudude nakkumist.
3.4 Kõvenemisprotsess
Kõvenemistemperatuur, aeg ja kuumutamis-/jahutuskiirus mõjutavad lõplikku nakkumist:
| probleem | Tagajärg |
|---|---|
| Kõvenemise all- | Sideaine mittetäielikult ristseotud, halb nakkuvus |
| Üle-kõvastumine | Sideaine vananeb ja muutub rabedaks, kattekiht kergesti praguneb |
Adhesiooni mõjutavate tegurite kiirteabe tabel
| tegur | Optimaalne suund | Põhimõte |
|---|---|---|
| Sideaine tüüp | CMC, epoksü, vee{0}}põhine vaik | Määrab katte ja aluspinna vahelise liidese tugevuse |
| CNT dispersiooni olek | Ühtlane, linnastu puudub | Moodustab ühtlase pingejaotuse |
| Pasta osakeste suurus | Vähem kui 2 μm või sellega võrdne (vähem kui 500 nm või sellega võrdne on parem) | Väiksemad osakesed täidavad substraadi mikroskoopiliselt kergemini |
| Kõvenemise protsess | Täpne juhtimine vastavalt sideaine spetsifikatsioonidele | Tagab täieliku ristsidumise |
4. Rakenduse stsenaariumid vs. haardumisnõuded
Erinevatel rakendusstsenaariumidel on adhesioonile erinevad nõuded - liitiumaku elektroodid on "sisseehitatud" tüüpi, mis nõuavad sünergiat aktiivsete materjalidega; juhtivad katted on "pinna" tüüpi, mis nõuavad otsest sidumist aluspinnaga.
| Rakenduse stsenaarium | Substraat | Adhesiooninõue | Katsemeetod | Tüüpiline nõue |
|---|---|---|---|---|
| Liitiumaku elektrood | Alumiiniumfoolium/vaskfoolium | Sünergia aktiivsete materjalidega, ei ole kalduvus pulbrile | Elektroodi koorimise tugevuskatse | Tööstuse praktika |
| Juhtiv kate / EMI varjestus | PET-kile, plastik | Rist-lõike test Hinne 0–1 | Rist-lõigete tester + 3M lint | 3M teibiga 90 kraadise nurga all tõmbamisel ei teki koorimist |
| Juhtivad kiud | Polüester, nailon | Kulumiskindel-, pesu-kindel | Kulumiskatse, pesukatse | Liimikombinatsioon parandab adhesiooni |
| Membraanlülitid | PET, arvuti | Rist-testi 0. hinne | 3M lindi 90 kraadi tõmbekatse | "Ei koorimist" |
| Väljaemissiooni katoodid | Klaasist substraat | Adhesioonivõime + oomiline kontakt | Praeguse stabiilsuse test | Pidev tööaeg üle 10 päeva |
| Juhtiv tint/3D printimine | PI-kile, klaas | Sile pind, ei kooru | Koorimise test | Saab parandada katkenud vooluringe |
Oluline erinevus:Liitiumaku rakendustes kajastub süsinik-nanotoru juhtiva pasta adhesioon elektroodi koorumise tugevusena - aktiivse materjali kihi ja voolukollektori vahelise sideme tugevusena pärast pasta katmist alumiinium/vaskfooliumiga, kuivatamist ja kalandreerimist. See sarnaneb kontseptsiooniga "kui kindlalt kattekiht kleepub aluspinna külge", kuid katseobjekt ja standardid on veidi erinevad.
5. Shandongi Tanfengi uus materjal: standardne setter + kõrge-kvaliteetse tooraine tarnija
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. mitte ainult ei paku kõrge -puhtusastmega süsinik-nanotoru pulbrit, vaid osales ka grupi standardi "Süsinik-nanotorude komposiitjuhtiv pasta liitium-ioonakude jaoks" koostamises, muutes selle juhtiva pastatööstuse standardite kehtestajaks.
Süsinik-nanotoru juhtiva pasta kleepumine algab kõrge -puhtusega, hästi-dispergeeritud süsinik-nanotoru toorainest.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. on täpselt selle tööstusahela ülesvoolu põhijõud. Selle toote eelised vastavad otseselt adhesioonivajadustele:
| Eelise mõõde | Tanfengi uue materjali tugevus | Tähtsus adhesioonile |
|---|---|---|
| Standardseade | Osales grupi standardi T/CAQI 423-2025 koostamises | Määrab kvaliteedi standardallikast; adhesioon on standardi põhinäitaja |
| Tootemaatriks | Täielik SWCNT/DWCNT/MWCNT valik | Saadaval erineva läbimõõduga torud, mis sobivad erinevate sideainesüsteemidega |
| Toote puhtus | Suurem või võrdne 98%, stabiilsed partiid | Vähem lisandeid → parem dispersioon → parem nakkuvus |
| Ettevalmistusprotsess | CVD meetod täpse juhtimisega | Kitsas toru läbimõõdu jaotus, hea konsistents, vähenenud aglomeratsioon |
Tanfeng New Materiali kõrge puhtusastmega{0}}süsinik-nanotoru pulber pakub ideaalset toorainetagatist järgnevatele juhtiva pasta tootjatele. Kui pastatootjad järgivad oma koostistes 0-klassi nakkumist, on lähtepunktiks hästi-dispergeeritud, kõrge-puhtusastmega süsinik-nanotoru tooraine - ja just see on Tanfeng New Materiali pädevusvaldkond.
Kokkuvõte: Süsiniknanotoru juhtiva pasta südamiku adhesiooniandmete kiirviidetabel
| Põhiküsimus | Vastus | Andmeallikas |
|---|---|---|
| Kui kõrgele võib adhesioon ulatuda? | Hinne 0 (kõrgeim tase-ristlõike testis) pärast koostise optimeerimist | 2023 Guangdongi keemiatööstusuuring |
| Kui palju võivad CNT-d adhesiooni parandada? | Sobiva koguse 0,19 massiprotsenti lisamine suurendab juhtiva liimi koorumistugevust 82% | 2025. aasta ScienceDirecti uuring |
| Kas riiklik standard seda nõuab? | GB/T 33818-2017 loetleb adhesiooni peamise testimiselemendina | Riiklik standard |
| Millised on katsemeetodid? | Rist-lõike test (GB/T 9286), 3M lindi 90-kraadise tõmbe test | Tööstuse standard |
| Kes osalesid standardi kehtestamises? | Shandong Tanfeng New Material osales T/CAQI 423-2025 koostamisel | Grupi standard |
Ühe{0}}lause kokkuvõte:Süsinik-nanotoru juhtiva pasta adhesioon on üldiselt hea (võib jõuda 0-ni) ja seda saab veelgi parandada sideaine, dispersiooni oleku ja pasta osakeste suuruse optimeerimisega. Sobiva koguse CNT-de lisamine juhtivatele liimidele võib nakkuvust märkimisväärselt suurendada (kuni 82%). Ühe tööstusharu standardite kehtestajana pakub Shandong Tanfeng New Materiali kõrge{4}kvaliteetne CNT pulber suurepärase nakkuvuse allika-taseme kindlust.