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三维泡沫石墨烯光热电效应打造紫外-微波超宽谱光电探测器
发布时间：2020-09-03     作者：harry   分享到：

从异界世代到令天，原木时不时被平常造房子中介、房屋面积、高层和家私等组成设计。与钢铁集团、沥青商混土和另一房子素材的生产制作生产制作方式相较，原木生产制作不仅能增多了生物质能所耗，并且因此其绿色的低能耗特征而对碳痕迹生产了积极性的突出贡献。或许包括他们特征，但因此其高火灾事故发生分险，原木在意式房子服务业仍有着挑战赛。跟随意式世界 对扑火软件的调整，迅速**的扑火专业能力收获了大大大上升，失火温湿度的增加和组成设计素材的推迟周期称为进某个步骤调理意式房子消防系统健康状况的某个有期望的方向上。或许多半数原本的实验主要是聚焦在大幅度降低原木在自燃方式中的放热的率（HRR），但很小有**的手段来好处推迟原木失火的了解。

隔热、无卤安全防火性好材料涂料剂根据化学上体现或算作物理防御障壁，在自燃，热解或火炎延伸时间骚扰熔化的时候。在木板材中移除隔热、无卤安全防火性好材料涂料剂能够 提供涂料的耐火性，而没光荣牺牲木制涂料的内心特色。无论怎样卤素灯泡灯泡和磷有机肥料隔热、无卤安全防火性好材料涂料剂能够 **变低HRR并提供木板材的耐火性，只不过有毒性卤素灯泡灯泡软件促使的坏境分险还是会普遍存在故障 。相同，有机隔热、无卤安全防火性好材料涂料剂更绿，更是和可坚持软件。基本上数有机隔热、无卤安全防火性好材料涂料剂均极具出众的阻气基本功能，包涵轻黏土，轻黏土微米纸，二腐蚀硅，二腐蚀钛，磷酸氢钙和镁铝氢腐蚀物。植物的根根据使表面上绝缘带并延期木板材的热转换来变低木板材的HRR。只不过，因为其各向女同性的热膨胀个人行为在火周围引发集中授课的热通量，以往的有机隔热、无卤安全防火性好材料涂料剂平常在可以改善打火，效能领域视觉效果现有。非常完美地，应用于安全防火木板材的有机隔热、无卤安全防火性好材料涂料剂应在金属涂层的平行面内极具较高的传热性，而在垂直面于该平行面的方往上极具较低的传热性，而变低木板材的顶值温度表，而提供打火，效能。


【成果简介】


美国马里兰大学胡良兵教授提出了一种简单而可扩展的方法，通过将致密化处理与厚度为30 µm的纳米层状六方氮化硼（h-BN）涂层相结合来形成木材，从而形成所谓的BN致密化木材，从而提高了木材的耐火性。致密化已被证明可**地增强木材的阻燃性能，因为它在暴露于火焰时会自动形成木炭层，从而起到**的隔热和隔氧作用。此外，与其他无机阻燃纳米材料不同，已知2D h-BN片材可形成具有各向异性热性能的层状结构，并显示出良好的尺寸稳定性，理想的耐腐蚀性和抗氧化性能，在防火方面具有吸引力不仅可以降低HRR，还可以增强点火性能。如文献报道，h-BN在平面内和贯通平面方向上的热导率分别为390和2 W/m/K。得益于h-BN的各向异性导热性，BN致密化的木材可以**地将传入的热量沿着木材表面传递，并承受垂直方向的热传导。同时，纳米层状h-BN涂层可作为氧气和挥发物的物理屏障，从而减缓放热反应。结果，大大降低了BN致密木材的燃烧速度。此外，涂覆方法简单且可扩展，可以为长度大于25厘米，宽度大于15厘米的BN致密木材创建三明治结构。与文献中报道的其他阻燃木质材料相比，BN致密化木材显示出很长的点火延迟时间和更高的拉伸强度之一。阻燃的BN致密木材满足大规模生产，高机械性能和良好的防火安全性的要求。该成果以“Fire-Resistant Structural Material Enabled by an Anisotropic Thermally Conductive Hexagonal Boron Nitride Coating”为题发表在国际**期刊Adv. Funct. Mater.上。


【图文导读】

图1.示意图展示了BN致密木材的工作原理，展示了更高的耐火性和机械性能


a）BN低密度木料的导热性性和遮阳性举手图

b）在实验性室中加工的可伸收的BN低密度木头

c）将BN低密度木的拉申程度和打火迟缓准确时间与其他地儿新闻稿的耐火木的最终完成会比较



图2.致密木材和BN致密木材的形态和微观结构


a）低密度胶合板和BN低密度胶合板的像片

b）紧密材质的SEM图面出现出位置减小的设备构造和截然塌陷的木料肿瘤细胞壁

c）立式于发展位置切BN非均质原木，以呈现h-BN仅所覆盖非均质原木外壁，同样实现里面的非均质原木节构

d）SEM数字图像凸显BN高密度木才的高密度木才型式

e）BN非均质木才的横横截面SEM图片表明h-BN层的板材厚度为30 µm

f）载面SEM图相现示了h-BN表层的层状格局

g）BN低密度化木的SEM仰视图凸显了h-BN片在低密度化木表明的地理分布

h）在BN低密度木才漆层上h-BN片的TEM图形和SAED圆形图案



图3.致密木材和BN致密木材的可燃性测试


a）紧密木料在丙烷焰火下引燃30 s的表现

b）示图图彰显了进行燃烧后低密度木料的特征不同

c,d）燃烧物后非均质木才的SEM彩色图像

e）BN非均质胶合板在丙烷火柱下熔化30 s的行为举动

f）图示图展现了烧燃后BN高密度原木木材的形态特征变

g,h）一氧化碳燃烧后BN低密度实木板材的SEM图相





图4.致密木和BN致密木的阻燃性


a,b）确定临界热通量（qcrit）和TRP

c）在外接热通量为50 kW/m2时，此任务的计算方法的点火，廷迟准确时间与同一计划书的耐火木然而的十分

d）家具木材图纸的Tig平衡值，表明95％的置信区间车

图5.演示BN致密木材的高度各向异性热性能

a）高密度材质的制热展示图

b,c）入射热垂直面于木板材生长的中心点的非均质木板材的红外热像图

d）BN低密度实木板材的传热系数提醒图

e,f）垂线于木生長领域的入射热的BN高密度木的红外热像图

g）使用在制热测试测试的BN低密度原木的图像

h）沿X轴各用出现紧密木板材和BN紧密木板材的俯览高温折线

i）低密度木头和BN低密度木头沿Z轴的横断面室内温度斜率


【总结】


在这个工作中，作者通过一种简单而**的涂覆方法展示了一种超强且耐火的BN致密木材。h-BN涂层是均匀的，并且水平堆叠在7毫米厚的致密木材的表面上，从而为**氧气扩散和暴露于热时释放的可燃挥发物提供了**的保护屏障。得益于h-BN的各向异性热导率，BN致密化木材在平面内方向上显示出出色的热扩散率，并且在平面内方向上显示出**的热阻挡。与未涂布的致密木相比，BN致密木的着火温度（Tig）提高了41oC，着火延迟时间（tig）增长了两倍，更大HRR降低了25％，表明总体上有所改善的耐火性。同时，BN致密化木材还显示出**的机械性能，高达471.5 MPa的高抗拉强度和362 Mpa·cm3/g的特殊抗拉强度，表明了这些传统结构材料的超强轻质替代品。这项工作表明，各向异性导热h-BN阻燃涂料不仅增强了木材的耐火性，而且还保持了致密化赋予材料的高强度，代表了开发可满足要求的高性能结构材料的有希望的方向。

文献链接：

Fire-Resistant Structural Material Enabled by an Anisotropic Thermally Conductive Hexagonal Boron Nitride Coating. Adv. Funct. Mater., 2019, DOI: 10.1002/adfm.201909196.