Français
|
| Fréquence : | |
|---|---|
| Puissance : | |
| Matériel : | |
| Générateur : | |
| Quantité : | |
RPS-SONO20
Rps-sonic
RPS-SONO20
Dispersion ultrasonique 20 kHz de nanoplaquettes de graphène
Le graphène possède des propriétés mécaniques exceptionnelles en raison de sa structure unique et est considéré comme un renfort idéal pour les composites à matrice métallique. Cependant, il se présente toujours sous forme d'agglomérat en raison de sa grande surface spécifique et doit donc d'abord être dispersé avant d'être combiné avec une matrice, et le traitement par ultrasons est considéré comme le moyen le plus efficace. Dans ce travail, les effets des paramètres du traitement par ultrasons de la pointe, tels que la durée des ultrasons, la puissance des ultrasons, le type de solvant et sa température, sur la dispersion et la structure des nanoplaquettes de graphène (PNB) ont été étudiés. Les résultats montrent que l’augmentation du temps ou de la puissance des ultrasons peut améliorer les effets de dispersion et d’exfoliation des PNB, mais également augmenter simultanément le degré de fragmentation et le degré de désordre de la distribution des atomes de carbone. Les solvants à basse température, à faible viscosité ou à tension superficielle élevée ont des effets similaires à ceux de l'augmentation de la durée ou de la puissance des ultrasons. Cependant, pour l’eau du robinet, un solvant à haute tension superficielle, elle présente un degré de fragmentation relativement faible et de bons effets de dispersion et d’exfoliation en raison du caractère hydrophile des PNB. Cependant, l'alcool éthylique est un solvant plus approprié car il présente d'excellentes caractéristiques de volatilité et de réaction inerte avec les PNB et les alliages de matrice, en plus d'un bon effet de dispersion. Les PNB peuvent atteindre l’état attendu lorsqu’ils sont traités par ultrasons pendant 4 h sous une puissance de 960 W dans un solvant EA à 35 °C.
Principe de dispersion ultrasonique du graphène
Il existe deux types d'équipements à ultrasons : le sonicateur à pointe et le bain. La puissance du sonicateur à pointe est toujours supérieure à celle du sonicateur à bain, et ainsi, le sonicateur à pointe est beaucoup plus efficace pour la dispersion que le sonicateur à bain dans les mêmes conditions. Cependant, la plupart des recherches mettent l'accent sur la microstructure et les propriétés mécaniques des composites renforcés de graphène obtenus. Quant à la fabrication des composites, notamment pour la dispersion de graphène, seul un ensemble de paramètres a été fourni, et les effets détaillés de paramètres tels que la poudre ultrasonique et le temps, la viscosité, la tension superficielle et la température des solvants sur la dispersion de graphène, ne sont toujours pas clairs. Par conséquent, les paramètres utilisés dans leur enquête pourraient ne pas être optimaux et les propriétés mécaniques des composites ne sont pas satisfaisantes en raison de la distribution inhomogène du graphène qui en résulte. Des enquêtes antérieures ont indiqué que le traitement par ultrasons pouvait disperser les agglomérats de PNB, mais simultanément les conduire à leur fragmentation. La fragmentation réduit non seulement le rapport d'aspect du graphène et diminue son efficacité de transfert de charge, et donc altère son rôle de renforcement, mais augmente également les atomes de carbone avec des liaisons pendantes à la limite des PNB ; ces atomes de C ont toujours une activité chimique élevée et peuvent facilement réagir avec des éléments d'alliage de matrice pour former des carbures cassants à l'interface graphène/matrice, ce qui nuit également au rôle de renforcement des PNB. En outre, certaines études ont suggéré que des lacunes pourraient se former lors du traitement par ultrasons et que l'intégrité de la structure du graphène serait alors détruite, ce qui diminuerait également son rôle de renforcement. Cheng et coll. ont découvert que la dispersion ultrasonique des nanotubes de carbone dépendait des propriétés physiques du solvant telles que la pression de vapeur, la viscosité et la tension superficielle. De plus, l'augmentation de la température du solvant est un phénomène courant lors du traitement par ultrasons, et la pression de vapeur d'un solvant est étroitement liée à sa température, c'est-à-dire que la température du solvant peut également affecter la dispersion du graphène. Malheureusement, aucune enquête n’a été menée sur ces aspects.
Objectif de la dispersion du graphène
Il existe de nombreux matériaux graphites dans la nature et le graphite d'une épaisseur de 1 mm contient environ 3 millions de couches de graphène. Le graphite monocouche est appelé graphène, qui n'existe pas à l'état libre, et il existe sous forme de feuilles de graphite laminées avec plusieurs couches de graphène. Étant donné que la force intercouche de la feuille de graphite est faible, elle peut être exfoliée couche par couche par une force externe, obtenant ainsi un graphène monocouche d'une épaisseur d'un seul atome de carbone.
Paramètre
Modèle |
SONO20-1000 |
SONO20-2000 |
SONO15-3000 |
SONO20-3000 |
Fréquence |
20 ± 0,5 kHz |
20 ± 0,5 kHz |
15 ± 0,5 kHz |
20 ± 0,5 kHz |
Pouvoir |
1000 W |
2000 W |
3000 W |
3000 W |
Tension |
220/110V |
220/110V |
220/110V |
220/110V |
Température |
300 ℃ |
300 ℃ |
300 ℃ |
300 ℃ |
Pression |
35 MPa |
35 MPa |
35 MPa |
35 MPa |
Intensité du son |
20 W/cm⊃2 ; |
40 W/cm⊃2 ; |
60 W/cm⊃2 ; |
60 W/cm⊃2 ; |
Capacité maximale |
10 L/Min |
15 L/Min |
20 L/Min |
20 L/Min |
Matériau de la tête de pointe |
Alliage de titane |
Alliage de titane |
Alliage de titane |
Alliage de titane |
