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喷涂混合物将碳纳米管与陶瓷结合在一起

时间：2021-09-07 09:25:19 来源：

新的喷涂超级纳米管复合材料的一股微光照片由国家标准与技术研究所（NIST）和堪萨斯州立大学开发。多壁纳米管芯被陶瓷壳包围。复合材料是激光功率检测器的有希望的涂层。（为清楚起见添加了颜色）

科学家通过使用喷涂混合物开发了“超级纳米管”，该混合物将纳米管的光学，热和电性能与高温陶瓷的鲁棒性相结合。

来自国家标准与技术研究所（NIST）和堪萨斯州立大学的研究人员已经证明了一种喷涂的碳纳米管和陶瓷的混合物，该碳纳米管和陶瓷具有前所未有的抵抗损坏的能力，同时吸收激光。

尽可能地吸收高功率激光器的大部分能量的涂层对于测量这种激光器的输出的光功率检测器是必不可少的，该光电检测器例如在军用设备中用于解散未爆炸的矿山。新材料改进了NIST的早期版本，用于光学动力探测器的喷涂纳米管涂层，并且已经吸引了行业兴趣。

“这真的是卓越的材料，”NIST协作John Lehman说。“这是制造超级纳米管的方法。它具有纳米管的光学，热和电性能，具有高温陶瓷的鲁棒性。“

综合由堪萨斯州制定。NIST研究人员建议使用甲苯与陶瓷壳均匀涂覆近纳米管。它们还进行了损害研究，呈现了复合材料容忍暴露于激光的程度。

NIST已经开发并维持了几十年的光学电源标准。近年来，NIST研究人员由于其不寻常的理想性能组合而具有纳米管的光学探测器，包括用于最大光吸收的强烈的黑色。

新的复合材料由多壁碳纳米管和由硅，硼，碳和氮的陶瓷组成。硼促进了物质突破的温度。将纳米管分散在甲苯中，将含有含硼的含有含硼的含有含硼的甲苯滴入，并将混合物加热至1,100℃。然后将所得复合材料粉碎成微粉，分散在甲苯中，并喷洒薄涂层铜表面。研究人员烘焙了测试标本，然后将其暴露在用于切割硬质材料的类型的远红外激光束中。

分析表明，涂层吸收了97.5％的光线，耐受15千瓦的激光功率每平方厘米10秒。根据本文，这比其他研究组据报道了类似涂层的其他研究组的损害耐受性大约50％。纳米管和石墨烯样碳均匀地吸收光并透射良好，而耐氧化陶瓷促进损伤阻力。喷涂材料还粘附在铜表面很好。作为增加的奖励，可以大量生产复合材料。

曝光后，使用几种不同的技术分析涂层。电子显微镜显示没有主要破坏，例如燃烧或变形。其他测试显示涂层可适应，陶瓷壳部分氧化成稳定的二氧化硅层（石英）。

出版物：R.Bhandavat等，“聚合物衍生的Si（B）CN-碳纳米管复合涂层的”非常高的激光损伤阈值“，ACS App。母校界面，2013,5（7），PP 2354-2359; DOI：10.1021 / am302755x.

图像：堪萨斯州立大学

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