Karbon nanotiub (CNTs) telah dicadangkan untuk mengurangkan kehausan keresahan dalam penyambung yang digunakan dalam persekitaran getaran tinggi seperti kenderaan. Ia juga boleh digunakan untuk membuat sentuhan dengan rintangan sentuhan yang lebih rendah dan rintangan kakisan yang lebih tinggi berbanding dengan penyaduran perak (Ag), dan ia telah digunakan untuk mengurangkan berat dalam beberapa kabel terlindung sebanyak 25% atau lebih untuk digunakan dalam aplikasi sensitif berat seperti satelit, pesawat, dan peralatan yang dipakai askar.
Pengurangan pemakaian
Kehausan yang membimbangkan boleh menjadi satu cabaran dalam mana-mana aplikasi tertakluk kepada getaran, termasuk kenderaan dan sistem perindustrian. Ia menghanguskan bahan sentuhan dan boleh memerangkap serpihan dalam kenalan, meningkatkan rintangan sentuhan.
Pelinciran permukaan sentuhan boleh mengurangkan kehausan yang membimbangkan. Ia biasanya bukan pilihan dalam penyambung elektrik kerana pelincir cecair yang tersedia mempunyai kerintangan yang agak tinggi dan meningkatkan keseluruhan rintangan sentuhan elektrik (ECR). Pilihan lain termasuk gris dan pelincir pepejal seperti grafit, yang kedua-duanya mengalami kelemahan sendiri dan mungkin mengurangkan haus tetapi meningkatkan ECR.
Pelincir seperti karbon hitam dan CNT berdasarkan nanopartikel karbon (CNPs) telah disiasat sebagai alat yang mungkin untuk mengurangkan kehausan yang mengganggu tanpa peningkatan ECR yang disertakan. CNT mempunyai faedah tambahan untuk menyediakan perlindungan pengoksidaan yang unggul. Dalam satu kes, satu siri salutan CNT dengan ketebalan yang berbeza telah diuji untuk keberkesanannya dalam mengurangkan kehausan yang mengganggu.
Seperti yang dijangkakan, salutan yang lebih tebal menunjukkan prestasi haus yang lebih baik. Hasilnya mengejut, salutan yang lebih tebal juga menambah baik ECR berbanding dengan tembaga kosong. Di bawah kitaran fretting yang dilanjutkan (sehingga 500,000 kitaran), salutan CNT telah dialihkan, sedikit sebanyak mengurangkan perlindungan haus, tetapi kemudian menstabilkan dan menunjukkan pengurangan ECR berbanding dengan sesentuh tidak bersalut. Sesentuh bersalut CNT juga boleh menahan beban yang lebih tinggi semasa resah tanpa mengalami kehausan yang berlebihan.
rintangan kakisan
Dalam siri ujian lain, filem komposit CNT perak (Ag) menghasilkan ECR yang lebih rendah berbanding dengan penyaduran Ag tulen selepas ujian kakisan gas hidrogen sulfida (H2S). Cacatan atau pensulfidaan Ag adalah punca biasa kakisan dan prestasi berkurangan dalam sesentuh penyambung bersalut Ag. Filem Ag/CNT disalut pada sesentuh menggunakan proses penyaduran bukan sianida. Ia mungkin memberikan alternatif masa hadapan kepada amalan semasa di mana Ag disalut pada sesentuh elektrik menggunakan sistem penyaduran sianida.
Filem Ag tulen mempunyai ECR terendah sebelum terdedah kepada H2S. Prestasi penyaduran Ag tulen yang lebih baik amat ketara pada daya pemuatan sentuhan yang lebih rendah. Sebelum pendedahan kepada H2S, filem komposit Ag/CNT mempunyai ECR yang lebih tinggi sedikit berbanding dengan Ag tulen. Walau bagaimanapun, selepas pendedahan kepada H2S, komposit Ag/CNT menunjukkan ECR yang jauh lebih rendah berbanding penyaduran Ag tulen (Rajah 1).
Perisai ringan
Kabel terlindung berat yang lebih ringan menggunakan perisai CNT boleh menghasilkan penjimatan berat yang besar dalam platform seperti satelit di mana setiap paun berat berharga sehingga $50,000 untuk dimasukkan ke orbit. Kenderaan udara tanpa pemandu (UAV) seperti dron boleh mengalami pengurangan berat sebanyak 300 paun atau lebih menggunakan kabel berperisai berasaskan CNT. Di samping itu, pengurangan berat boleh memanjangkan keupayaan operasi pesawat berawak, kenderaan darat dan juga askar yang membawa peralatan berat rendah.
Perisai berasaskan CNT mempunyai kerintangan yang agak tinggi yang menghasilkan prestasi perisai yang lebih rendah di bawah kira-kira 100 MHz. Mereka juga tidak dapat memberikan perlindungan terhadap kilat. Akibatnya, perisai berasaskan CNT sedang dibangunkan untuk digunakan dalam kabel jalinan dua yang biasa ditemui dalam sistem aeroangkasa. Jalinan logam konvensional yang menyediakan perisai frekuensi rendah dan perlindungan pencahayaan digabungkan dengan perisai pita CNT yang menyediakan perisai frekuensi tinggi. Kerajang CNT mempunyai berat yang jauh lebih rendah daripada jalinan logam yang digantikannya, dan sistem gabungan beratnya kira-kira 25% kurang daripada sistem perisai konvensional menggunakan dua perisai jalinan logam (Rajah 2).
Kabel CNT/logam terlindung hibrid sedang dibangunkan untuk aplikasi MIL-STD-1553B dan IEEE 1394. Menambah baik proses pembuatan untuk menghasilkan kabel terlindung CNT masih menjadi halangan untuk diatasi. Proses semasa tidak sesuai untuk pembuatan volum tinggi dan mengalami hasil yang terhad.
Ringkasan
CNT dijangka meningkatkan prestasi interkoneksi dalam beberapa cara. Penyaduran CNT pada sesentuh telah ditunjukkan untuk meningkatkan rintangan sentuhan terhadap kehausan dan mengurangkan kesan kakisan sulfidasi pada sesentuh Ag. Kabel CNT/logam terlindung hibrid sedang dibangunkan untuk mengurangkan berat kabel terlindung dalam aeroangkasa dan aplikasi lain.
Rujukan
Karbon nanotiub dalam saling bersambung, Wikipedia
Karbon Nanotiub Teknologi Janjikan Revolusi dalam Pengkabelan, Ketersambungan TE
Kemajuan Terkini dalam Salutan Nano Logam/Alloy untuk Tiub Nano Karbon Berdasarkan Penyaduran Tanpa Elektro, Sempadan dalam Kimia
Ciri sentuhan elektrik unggul bagi filem komposit Ag/CNT yang terbentuk dalam mandian penyaduran bebas sianida dan diuji terhadap kakisan oleh gas H2S, Surat Bahan
Pengurangan Haus melalui Salutan CNT dalam Kenalan Elektrik Terkena Keresahan, Surat Tribologi