美國BNNT Materials, LLC BNNTs vs. CNTs 氮化硼納米管和碳納米管的異同

氮化硼納米管和碳納米管對比

BNNT材料公司生產(chǎn)世界上最高質(zhì)量的BNNT。我們的氮化硼納米管現(xiàn)在有多種生長和精制的形式。

我們的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品10 (SP10)產(chǎn)品含有高結(jié)晶氮化硼納米管,由無催化劑高溫/高壓(HTP)方法生產(chǎn),也被稱為加壓蒸氣/冷凝器(PVC)方法。原合成產(chǎn)品含有約40 wt.%的元素硼,而精制產(chǎn)品(用-R表示)含有1 wt.%的元素硼。我們的BNNT產(chǎn)品可作為泡泡球,墊,粉末,顆粒,分散劑,以及更多,都可以定制,以滿足您的需求。獨特的是,我們公司的產(chǎn)品除了天然硼外,還有硼的同位素:10B (>96%)和11B (>98%)。

BNNT的技術(shù)參數(shù)

BN content>99% (refined materials)
Residual ImpuritiesRefined materials contain <1 wt.% elemental boron
Tap DensityLow, ~0.25 mg/cm3
Defect densityExtremely low (BNNTs flex and recover when bent)
Band gap5.7 eV (direct measurement by low energy EELS)
Surface areaup to 400 m2/g (by multipoint BET)
Networkmany isolated tubes, bundles up to 5 tubes (by TEM)
Number of walls1 to 5 walls are typical, 2 or 3 walls are most common (by TEM)
BNNT lengthup to 200 μm (by SEM), longer suspected

 

氮化硼納米管和碳納米管對比

氮化硼納米管和碳納米管都是納米材料的一種,它們在材料性質(zhì)、制備方法、應(yīng)用領(lǐng)域等方面有著一定的異同。

首先來看兩種納米管的相同點。氮化硼納米管和碳納米管都是直徑在納米級尺寸范圍內(nèi),長度可達(dá)數(shù)十微米以上的納米管狀材料。它們的直徑通常在1-100 納米之間,比普通的材料更加細(xì)小,因此縣有很大的比表面積。由于納米管的特殊結(jié)構(gòu)和尺寸效應(yīng),具有許多優(yōu)異的性能,比如高比表面積、高強(qiáng)度、良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等。因此,氮化硼納米管和碳納米管都具有很強(qiáng)的應(yīng)用潛力。

其次,我們來看兩種納米管的異同點。在材料性質(zhì)方面,氮化硼納米管是由氮化硼原子構(gòu)成的納米管,具有很高的硬度和熱導(dǎo)率,同時還具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和電學(xué)性能。碳納米管則是由碳原子構(gòu)成的納米管,具有優(yōu)異的力學(xué)性能和導(dǎo)電性能,同時也具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性。因此,氮化硼納米管和碳納米管在某些性能方面有相似之處但在其他方面又有著明顯的差異。

在制備方法方面,氮化硼納米管的制備相對較為困難,目前主要通過化學(xué)氣相沉積、化學(xué)氣相沉積等方法來制備。而碳納米管的制備方法比較多樣,主要包括電弧放電法、化學(xué)氣相沉積法、化學(xué)汽相沉積法等多種方法。因此,制備氮化硼納米管相對來說更為困難,技術(shù)要求更高。

在應(yīng)用領(lǐng)域方面,氮化硼納米管和碳納米管也有著各自的特點氮化硼納米管由于其優(yōu)異的硬度和導(dǎo)電性能,在納米材料增強(qiáng)復(fù)合材料、導(dǎo)熱材料、電子器件等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。而碳納米管由于其優(yōu)異的力學(xué)性能和導(dǎo)電性能,被廣泛應(yīng)用于材料強(qiáng)化、導(dǎo)電材料催化劑載體等領(lǐng)域。

 

Boron nitride nanotubes (BNNT)Carbon nanotubes (CNT)
ElectricalInsulating
(~5.7 eV wide-bandgap semiconductor)
Metallic or semiconducting
OpticalStrong UV absorbers and transparent in the visible; visible emittersUltraviolet, visible, and near-infrared absorbers; semiconductors are near-infrared emitters
Radio Frequency transparencyYes (e.g. for 5G or radar)No
Thermal stabilityStable to at least 800°C in airUp to 480°C
Thermal neutron capture cross sectionBoron isotope enrichment dependent (10B ~3825 barns vs.?11B ~0.0055 barns; N = 1.9 barns)C = 0.0035 barn
Bond polarityPolar (B-N)Nonpolar (C-C)
Piezoelectric behaviorYes (0.25 – 0.4 C/m2)Yes
Surface morphologyCorrugatedSmooth
ColorWhite or translucentBlack
ToxicityVery low, possibly no cytotoxicityYes
Theoretical thermal conductivity
(vs. copper ~400 W/m?K)
~3,500 W/m?K (axial)
Mechanical strength
(Young’s modulus)
~1.2 TPa
Coefficient of thermal expansion (CTE)-1 x 10-6

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