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            杭州嘉悅智能設(shè)備有限公司
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            從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn):如何通過高效碳納米管生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化突破

            從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn):如何通過高效碳納米管生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化突破
            中杭嘉悅  2025-03-05  |  閱讀:263

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            挑戰(zhàn)機(jī)遇,同心筑夢

            碳納米管(CNT)憑借卓越的力學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)性能,正迅速走進(jìn)國家戰(zhàn)略和各行業(yè)龍頭企業(yè)的視野。然而,高成本、低良品率和技術(shù)難題依然是產(chǎn)業(yè)化路上的瓶頸。

            據(jù)QYResearch數(shù)據(jù)顯示,2023年全球碳納米管市場規(guī)模已達(dá)67.4億元,預(yù)計(jì)2030年將突破664億元,年均復(fù)合增長率高達(dá)39.6%。在如此巨大的市場機(jī)遇面前,如何實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到大規(guī)模量產(chǎn)成為關(guān)鍵。

            技術(shù)突破|精準(zhǔn)控溫,鋪就量產(chǎn)之路

            碳納米管的制備方法多樣,主要包括電弧放電法、激光燒蝕法、固相熱解法和化學(xué)氣相沉積法(CVD)。

            ①電弧放電法

            原理:在惰性氣體(氦氣/氬氣)中,通過高壓電弧放電使石墨電極蒸發(fā),碳原子重組形成碳納米管。  

            優(yōu)勢:設(shè)備簡單,適合實(shí)驗(yàn)室研究。 

            缺點(diǎn):純度低(需后續(xù)純化)、能耗高、難以規(guī)?;?/span>

            ②激光燒蝕法

            原理:高能激光脈沖轟擊含金屬催化劑的石墨靶材,蒸發(fā)后的碳原子在惰性氣流中冷卻形成納米管。  

            優(yōu)勢:適合制備高質(zhì)量SWNT,純度優(yōu)于電弧法。

            缺點(diǎn):設(shè)備昂貴、能耗高,難以大規(guī)模應(yīng)用。  

            ③固相熱解法

            原理:含碳前驅(qū)體(如聚合物、金屬有機(jī)框架材料)在高溫下分解,通過模板限域生長碳納米管。 

            優(yōu)勢:結(jié)構(gòu)可控,多用于特殊功能材料研究。 

            缺點(diǎn):產(chǎn)量低

            ④化學(xué)氣相沉積法(CVD)

            原理:在高溫反應(yīng)器中,含碳?xì)怏w(如甲烷、乙烯)在金屬催化劑(Fe、Co、Ni)表面分解,碳原子沉積生長為納米管。  

            產(chǎn)物:可控制單壁(SWNT)或多壁(MWNT),純度高、定向性好。  

            優(yōu)勢:適合工業(yè)化生產(chǎn),成本較低,易調(diào)控管徑和結(jié)構(gòu)。  

            挑戰(zhàn):催化劑殘留需去除,單壁管手性控制難度大。 

            中杭嘉悅在評估材料工藝、迭代數(shù)代產(chǎn)品后,根據(jù)市場客戶反饋情況,最終選擇聚焦于化學(xué)氣相沉積法(CVD)技術(shù)路線,采用優(yōu)化工藝,通過精準(zhǔn)溫場控制,大幅提升單壁碳納米管的生長可靠性,在產(chǎn)能和品控上均表現(xiàn)突出。我們的技術(shù)突破,使實(shí)驗(yàn)室成果成功轉(zhuǎn)化為大規(guī)模生產(chǎn)的核心驅(qū)動(dòng)力,正迎來量產(chǎn)放大的關(guān)鍵階段。

            高效生產(chǎn)|智能自動(dòng),降本提效

            中杭嘉悅構(gòu)建的高效生產(chǎn)線全面實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化與智能化,極大提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品一致性

            效率提升:全自動(dòng)生產(chǎn)流程大幅縮短周期,減少人工干預(yù)

            成本控制:工藝優(yōu)化與設(shè)備智能化有效降低能耗,顯著改善成本結(jié)構(gòu)

            溫場穩(wěn)定:采用浮動(dòng)床法,溫場更具有可控性,提升出料品質(zhì)

            量產(chǎn)成果:單管配置8小時(shí)可實(shí)現(xiàn)300g產(chǎn)量,雙管配置達(dá)600g,已成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)端量產(chǎn)應(yīng)用

            生產(chǎn)產(chǎn)品系列-單壁碳納米管生長裝備

            本設(shè)備是用于制備單壁碳納米管的專用設(shè)備。設(shè)備由箱體、收料倉、加熱系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、混氣系統(tǒng)等組成。

            a采用獨(dú)創(chuàng)的混氣設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)條件的優(yōu)化,帶來了更細(xì)致的工藝控制能力,提高生產(chǎn)效率,提高產(chǎn)品性能。

            b高效的保溫與支撐設(shè)計(jì),提高反應(yīng)穩(wěn)定性和安全性。

            c進(jìn)氣配置預(yù)熱系統(tǒng),能夠確保氣體在進(jìn)入反應(yīng)爐之前達(dá)到適當(dāng)?shù)臏囟确秶?,確保反應(yīng)條件的一致性。

            d大口徑爐管,使得實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)能的大幅提高

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            實(shí)驗(yàn)型產(chǎn)品系列-單壁碳納米管生長裝備

            本設(shè)備是用于在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下制備和研究單壁碳納米管(SWCNTs)的專用設(shè)備。設(shè)備由箱體、收料倉、加熱系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)等組成。

            a該產(chǎn)品為實(shí)驗(yàn)型產(chǎn)品,體積更小,占地面積更小。

            b便于存儲和運(yùn)輸,降低實(shí)驗(yàn)室空間需求,提高實(shí)驗(yàn)靈活性。

            c經(jīng)濟(jì)性與可擴(kuò)展性,設(shè)備易于升級和擴(kuò)展,可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行定制和優(yōu)化

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            共創(chuàng)未來 攜手前行

            中杭嘉悅將持續(xù)優(yōu)化迭代產(chǎn)品,目前主要聚焦提升產(chǎn)能效率,進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品,保障出料產(chǎn)品質(zhì)量

            碳納米管從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)化充滿挑戰(zhàn),但中杭嘉悅憑借持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和工藝優(yōu)化,正積極推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

            未來,我們將聚焦自動(dòng)化與智能化生產(chǎn)線升級,進(jìn)一步提升效率和產(chǎn)品一致性,不斷加大產(chǎn)能,全力實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。攜手全球合作伙伴,我們將共同開創(chuàng)碳納米管產(chǎn)業(yè)化新紀(jì)元,為科技進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)升級注入全新動(dòng)能!

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