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매우 얇은 2 차원 나노 카본 인 그래 핀은 열전도율, 전기 전도도, 윤활, 강도 개선 및 전자기 파 흡수를 포함한 다양한 특성을 가지고 있다고합니다. 반면에, 소량은 종종 오랜 시간에 걸쳐 생산되며 저렴한 간단한 제조 방법이 필요했습니다.

Osaka Gas는 짧은 시간과 한 단계로 흑연이 물에서 벗겨지는 제조 방법을 개발했습니다. 산화 또는 감소와 같은 화학적 변화가 이루어지지 않기 때문에 우수한 열전도율과 전기 전도도로 다층 그래 핀을 효율적으로 생성하는 데 성공했습니다.

매우 얇은 2 차원 모양 (Tem Image)

다층 그래 핀 생산 방법 및 특성

흑연은 특별한 처리로 물에서 벗겨집니다. 한 단계에서 산화 또는 감소없이 제조되기 때문에 간단하고 저렴한 비용입니다. 또한, 그래 핀 구조를 손상시키지 않기 때문에 고유 열 및 전기 전도도를 유지합니다.
표면 처리는 제조와 동시에 수행되며, 응집하기가 매우 발생하는 다층 그래 핀의 집계를 방지하고 첨가 대상에 따라 분산 성을 향상시킵니다.
수성 페인트 등에 쉽게 분산 될 수있는 물 분산 또는 수지, 고무, 오일, 용매 및 물에 쉽게 분산되는 분말로 공급할 수 있습니다.

그림 1. 다층 그래 핀의 프로세스 및 특성

다층 그래 핀으로 제작

두께가 1 내지 수십 수십 개의 nm 인 매우 얇은 재료. 대부분의 직경은 2 ~ 10 μm입니다.
이런 이유로 많은 시트를 작은 무게로 추가 할 수있어 나노 카본에 고유 한 높은 물리적 특성을 제공합니다.

다음 물리적 특성에 특정 특성이 있습니다.

1) 열전도율 및 열 소산 : 높은 열전도율과 방출의 상승 효과는 열을 빠르게 확산시키고 시스템 외부에서 방출합니다.
2) 전기 전도도 : 다층 그래프 사이의 표면 접촉이 달성 될 수 있다면 나노 카본 사이에서 최고 수준의 전기 전도도를 달성 할 수 있습니다.
3) 윤활제 : 낮은 첨가물 양은 마찰과 마모를 줄입니다.
4) 강도 : 열가소성 수지, 고무에서 무기 재료에 이르기까지 다양한 재료의 강도는 소량을 추가하여 개선 될 수 있습니다.
5) 전자기파 흡수 : 전자기파를 반사하지 않고 흡수 할 수 있습니다.

그림 2. 다층 그래 핀의 전자 현미경 사진 (SEM/STEM/TEM)

다층 그래 핀의 각 기능

[물리적 특성 2 : 윤활제 (마찰 및 마모 감소)]

낮은 첨가물은 마찰과 마모를 줄입니다.

그림 9. 그리스가 추가 될 때의 마찰력

그림 10. 그리스가 추가 될 때 마모

그림 11. 오일이 추가 될 때의 마찰 계수 (SRV : 진동 마찰 마모 테스트)

그림 12. 오일이 추가 될 때 마모 양 (쉘 워크 테스트 : 마모)

그림 13. 엘라스토머의 마찰 저항 테스트

그림 14. 엘라스토머 마모 비교

[물리적 특성 3 : 강도 (강화 수지 및 고무)] 

・ 소량의 첨가는 강도와 탄성 계수를 향상시킵니다.

・ 신장, 충격 강도 및 눈물 강도에 의해 쉽게 영향을받지 않습니다.

・ 경도와 내마모성을 향상시킵니다.

그림 15. 엘라스토머가 추가 될 때의 인장 강도 테스트 (이미지)

그림 16. 소량의 SBR을 추가 할 때의 초기 인장 응력

그림 17. 전자기파 흡수 특성

공급 및 중고

열가소성 및 서모 세트 수지에 분산 될뿐만 아니라 페인트에 첨가하고 섬유에 흡착 된 후 오일 및 그리스에 첨가 할 수 있습니다.
물 분산액은 특히 수성 페인트에 사용될 수 있으며, 분산 및 첨가제에 필요한 노력을 줄일 것으로 예상됩니다.

그림 18. 공급 및 중고

그림 19. 기존 페인트에 추가의 예

미래 개발

우리는 복합 재료 및 에너지 분야의 사용 형식에 맞는 다층 그래 핀을 개발하고 대량 생산에 기여할 것이며, 노동 및 에너지 손실을 줄임으로써 에너지 절약에 기여하고, 무게를 줄임으로써 CO2 방출, 열 발생을 예방함으로써 안전을 줄이고, 장치 온도를 줄임으로써 내구성을 향상시킬 것입니다.