I réimse na snasta beachtas, tá cruas Mohs mhór de 10 ag na nanodiamonds, chomh maith le hachar dromchla ard sonrach agus gníomhaíocht dromchla ard ag an nana-scála. Nuair a bhíonn ábhair chrua agus shobhriste ar nós cairbíd sileacain agus saphir á bpróiseáil, tá siad in ann ábhar adamhach a bhaint de leibhéal. Mar sin féin, bíonn claonadh ag na cáithníní nanodiamond dúchasacha a tháirgtear trí mhodhanna sintéise maidhmithe príomhshrutha agus ardteochta (HTHP) a bheith ag comhdhlúthú go spontáineach. Nuair a úsáidtear é i snasta workpiece, is cúis go héasca é seo scratches dromchla, claiseanna, maoile bocht, agus saincheisteanna eile, ag laghdú go díreach toradh an táirge. Cuireann sé teorainn freisin lena bhfeidhmiú i bratuithe bealaithe, bithbhraite, ábhair chomhchodacha ardchríocha, agus réimsí eile. Dá bhrí sin, tá dí-cheirleáil éifeachtach agus scaipeadh cobhsaí na nanodiamóin ríthábhachtach chun a n-airíonna gan íoc a ghiaráil go hiomlán agus chun margaí feidhmchláir arda a dhíghlasáil. Tosaíonn an t-alt seo leis na cúiseanna atá le ceirtleán nanodiamond agus déanann sé athbhreithniú ar na ceithre phríomhbhealach teicneolaíochta deagglomeration atá i réim sa tionscal.
Cén fáth a mbailítear nanai-aimíní le chéile?
Tá cáithníní Nanodiamond thar a bheith beag, le trastomhais idir 2 agus 50 nanaiméadar, agus tá achar dromchla sonrach an-mhór acu. Go fisiciúil, tá siad go bunúsach i staid éagobhsaí. Chun cumraíocht níos cobhsaí a bhaint amach, asaithe go spontáineach na cáithníní ultrafíneacha seo dá chéile agus déanann siad ceirtleánú-is é seo bunchúis a gclaonadh. Ag an am céanna, tá go leor suíomhanna gníomhacha neamhsháithithe ag dromchlaí na gcáithníní a adsorbaíonn go héasca taise agus neamhíonachtaí ón aer, rud a fhágann go gcloíonn cáithníní go docht le chéile agus go ndéanann siad an fhadhb clumping níos measa, ag cruthú ceirtleáin bhog traidisiúnta. De ghnáth, coinnítear ceirtleáin bhoga den sórt sin le chéile go príomha ag fórsaí fisiceacha mar fhórsaí van der Waals, mhealladh leictreastatach, agus fórsaí ribeacha, agus cáithníní go príomha i bpointe nó i dteagmháil uilleach, rud a fhágann go bhfuil fórsaí nasctha sách lag.
Mar sin féin, tá neamhíonachtaí iarmharacha ar a ndromchlaí ag na nanodiamonds a tháirgtear leis an modh maidhmithe, mar charbón grafite agus carbóin éagruthach. Le linn sintéise ardteochta, is féidir le cáithníní cóngaracha naisc láidre carbóin-carbóin a fhoirmiú go díreach. Mar aon le díhiodráitiú agus leigheas grúpaí dromchla le linn triomú agus stórála ina dhiaidh sin, bíonn ceirtleáin chrua dlúth-nasctha mar thoradh air seo ar deireadh. Ní féidir leis na ceirtleáin chrua seo a bhriseadh as a chéile le gnáthfhórsaí seachtracha amháin, rud a chruthaíonn dúshlán mór maidir le cur i bhfeidhm na nanodiamóin.
Conas nanodiamonds a dhíghlomerate?
Mar fhreagra ar na meicníochtaí ceirtleáin thuas, tá an tionscal tar éis cineálacha iomadúla de theicneolaíochtaí dí-cheirtleánaithe a fhorbairt le haghaidh nanaiamóin, ar féidir iad a rangú i gceithre chatagóir mhóra: modhanna scaipthe fisiceach, modhanna ceimiceacha neamhorgánacha, modhanna réimse ardfhuinnimh, agus modhanna modhnú ceimiceach dromchla.
01 Modhanna Scaipthe Fisiceacha
Braitheann modhanna scaipthe fisiceacha ar fhórsaí meicniúla chun tarraingt idircháithníneach a shárú agus chun ceirtleáin bhog a bhriseadh suas go héigeantach. Mar sin féin, ní féidir le modhanna scaipthe fisiceacha den sórt sin cobhsaíocht fhadtéarmach an fhionraí a ráthú agus úsáidtear iad de ghnáth mar theicnící scaipthe cúnta. I measc na modhanna coitianta tá:
(1) Muilleoireacht liathróid ardfhuinnimh: Is é seo an modh meicniúil is coitianta. Úsáideann sé an fuinneamh meicniúil a ghineann imbhuailtí ardluais agus lomadh idir na liathróidí meilte chun ceirtleáin ar mhéid miocrón a bhrú síos go dtí an scála nanaiméadar. De ghnáth, soláthraíonn meán scaipthe (m.sh., uisce nó alcóil) lubrication agus réamh-chobhsú, agus mar sin tá muilleoireacht liathróid fliuch níos éifeachtaí ná muilleoireacht liathróid tirim.
(2) Scaipeadh le cúnamh ultrafhuaime: Úsáideann an modh seo an éifeacht cavitation i leachtanna chun braislí deagglomerate. Le linn iomadú ultrasonaic, foirmíonn microbubbles sa leacht. Faoi chomhbhrú tréimhsiúil agus rarefaction an réimse ultrasonaic, fásann na boilgeoga seo go dtí méid athshondais agus ansin titim go foréigneach. Gineann an titim mheandarach teocht ard áitiúil, ardbhrú, agus tonnta turrainge cumhachtacha chomh maith le microjets ardluais i spás an-bheag, rud a chuireann isteach ar fhórsaí van der Waals, asaithe leictreastatach, agus fórsaí ceangailteacha eile idir cáithníní, agus ag briseadh ceirtleáin mhóra ina gcáithníní scaipthe micrean- go nanascála.
02 Modhanna Neamhorgánacha Ceimiceacha
Is éard atá i gceist le modhanna ceimiceacha neamhorgánacha próisis cosúil le níochán aigéad, anáil hidriginithe, agus anáil ocsaídiúcháin chun comhdhúile miotalacha agus carbón neamh-diamóin (lena n-áirítear graifít agus carbón éagruthach) a bhaint as dromchla na nanodiamonds, rud a laghdaíonn go héifeachtach ceirtleánú crua.
(1) Níochán aigéad: Má dhéantar cóireáil le haigéid láidre amhail aigéad nítreach nó aigéad hidreaclórach, is féidir eisíontais mhiotalacha a thuaslagadh agus a bhaint, agus ag an am céanna tugtar isteach líon mór de ghrúpaí feidhme ina bhfuil ocsaigine-cosúil le grúpaí carbocsail (-COOH), hiodrocsaile (-OH), agus grúpaí carbónile (C=O) ar an dromchla nanodiamond. I dtuaslagáin uiscí, déanann na grúpaí polacha seo ianú, ag cur muirear dromchla diúltach ar na cáithníní, ag giniúint éar leictreastatach idir cáithníní agus mar sin ag cur bac ar cheirtleán.
(2) Annealing ocsaídiúcháin: Ar an gcaoi chéanna, tugtar isteach grúpaí feidhmiúla ina bhfuil ocsaigine ar an dromchla nuair a théitear nanaiamóin in aer nó in atmaisféir ocsaigine. I gcomparáid le ocsaídiú aigéad leachtach-chéim, luíonn a bhuntáiste in éagmais giniúint dramhaíola leachta le linn próiseála, rud a fhágann go bhfuil sé oiriúnach do tháirgeadh leanúnach ar scála mór.
(3) Anáil hidrigine: I gcodarsnacht leis an ocsaídiú, is éard atá i gceist le anáil hidriginithe ná nanaiamóin a théamh ag teocht ard in atmaisféar hidrigine chun grúpaí dromchla ina bhfuil ocsaigine a bhaint, rud a chruthaíonn dromchla foirceannadh hidrigine (m.sh., -grúpaí CH₂). Tar éis cóireála hidriginithe, déantar hidreafóbach ar dhromchla na nanodiamond, rud a chuireann feabhas suntasach ar a scaiptheacht i dtuaslagóirí neamhpholacha.
03 Modhanna Réimse Ardfhuinnimh
Úsáideann modhanna réimse ardfhuinnimh réimsí foircneacha fisiceacha amhail léasair nó plasma chun gníomhú go díreach ar na struchtúir ceirtleánaithe, ag scrios ceirtleáin chrua na nanaiamóin go héifeachtach agus go glan agus chun scaipeadh cobhsaí sna meáin a chur chun cinn.
(1) Scaipeadh le cúnamh plasma: Déanann cáithníní ardfhuinnimh (m.sh., iain, leictreoin) a ghineann plasma na ceirtleáin nanodiamond a thumadh, ní hamháin ag táirgeadh tionchair fhisiceacha láidre agus microjets, ach freisin ag briseadh naisc chomhfhiúsacha idir cáithníní nanodiamond agus ag athrú a staid cheimiceach dromchla, ag cur isteach ar an gceirtleán crua ar deireadh.
(2) Scaipeadh le cúnamh léasair: Is féidir le dlús fuinnimh ultra-ard na léasair, ar thaobh amháin, bannaí comhfhiúsacha a bhriseadh go díreach idir cáithníní nanodiamond (go háirithe na naisc idir-aghaidhe idir an ciseal carbóin sp²-hibridithe dromchla agus an croí diamanta sp³) chomh maith le fórsaí idirmhóilíneacha van der Waals. Ar an láimh eile, is féidir leis an fuinneamh léasair a ionsú trí mheáin leachtacha ar nós uisce, a chuireann faoi deara ianú avalanche agus a ghiniúint plumaí plasma. Cruthaíonn fairsingiú foréigneach meandarach an plasma tonnta turrainge láidre go háitiúil, rud a théann i bhfeidhm ar agus a bhriseann struchtúr atá nasctha go fisiciúil de cheirtleáin nanodiamond, agus ar an mbealach sin baintear amach dí-ghlóiméadú éifeachtach.
04 Modhnú Ceimiceach Orgánach Dromchla
Is próiseas spontáineach é ceirtleán le fuinneamh gníomhachtaithe íseal. Fiú má bhristear ceirtleáin as a chéile go sealadach ag fórsaí seachtracha, chomh fada agus nach bhfuil athrú bunúsach tagtha ar staid dhromchla na gcáithníní, déanfar na dromchlaí nua nochta a athchomhiomlánú go tapa trí na fórsaí thuasluaite. Dá bhrí sin is modh riachtanach é modhnú ceimiceach orgánach dromchla chun cobhsaíocht scaipthe a choinneáil tar éis díghlomeration trí staid dhromchla na gcáithníní a athrú. I measc na gcur chuige is mó faoi láthair, áirítear arylation, feidhmiú sulfonation-diamond, agus fótagrafaíocht.
(1) Arylation: Is féidir le grúpaí fáinne aramatacha cosúil le feinile nó naftail a thabhairt isteach ar an dromchla nanodiamond áitiú ar shuíomhanna bannaí dangling dromchla, agus cuireann an bac stéarach a sholáthraíonn a struchtúir dochta cosc ar chur chuige na gcáithníní go héifeachtach. Ina theannta sin, is féidir leis na fáinní aramatacha a tugadh isteach feidhmiú mar phointí ancaireachta le haghaidh tuilleadh feidhme.
(2) Sulfónú: Grúpaí d'aigéad sulfónach (-SO₃H) a thabhairt isteach ar dhromchla na nanodiamond trí imoibrithe sulfónúcháin. Tá grúpaí aigéad sulfónacha go láidir aigéadach agus ianaítear iad go hiomlán i dtuaslagán uiscí, rud a athraíonn go mór acmhainneacht zeta dromchla na gcáithníní. Gineann sé seo éaradh leictreastatach láidir idir cáithníní nanodiamond, rud a théann i ngleic go héifeachtach le tarraingt van der Waals agus cosc a chur ar athcheirtleáil, agus mar sin baintear amach deagglomeration agus coinnítear scaipeadh cobhsaí. Ag an am céanna, athraíonn sulfonation ceimic dhromchla na nanodiamonds, ag feabhsú polaraíocht an dromchla agus ag feabhsú go mór fliuchtacht na gcáithníní i dtuaslagóirí polacha (m.sh., uisce).
(3) Grianghrafadóireacht: Ag baint úsáide as ionradaíocht solais ultraivialait nó infheicthe chun an dromchla nanodiamond nó photosensitizers a ghríosú chun fréamhacha saor in aisce a ghiniúint, a thionscnaíonn polaiméiriú monaiméirí oilifíneacha ar an dromchla, ag grafáil slabhraí polaiméire fada. I measc na monaiméirí grafting coitianta tá aigéad aicrileach, aicriolaimíd, methacrylate meitile, etc. Glacann na slabhraí polaiméire comhréireanna leathnaithe i dtuaslagóirí, ag cruthú ciseal bacainn steiriúil le tiús ó roinnt nanaiméadar go dtí na deich nanaiméadar. Méadaíonn an fórsa repulsive go géar de réir mar a laghdaíonn an fad idircháithníneach, rud a fhágann gurb é seo ceann de na bealaí is éifeachtaí chun ceirtleán a chosc. Áirítear ar na buntáistí a bhaineann le photografting coinníollacha imoibrithe éadrom agus rialú beacht ar dhlús grafting agus fad slabhra trí am ionradaíochta agus tiúchan monaiméir a choigeartú.