magyar
|
| Frekvencia: | |
|---|---|
| Teljesítmény: | |
| Anyag: | |
| Generátor: | |
| Mennyiség: | |
RPS-SONO20
Rps-sonic
RPS-SONO20
Grafén nanovérlemezkék 20 khz-es ultrahangos diszperziója
A grafén egyedülálló szerkezetének köszönhetően kiemelkedő mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, és a fémmátrix kompozitok ideális erősítőjeként tartják számon. Nagy fajlagos felülete miatt azonban mindig agglomerált formában van, ezért mátrixszal történő keverés előtt először diszpergálni kell, és az ultrahangos kezelést tartják a leghatékonyabb módszernek. Ebben a munkában a csúcs ultrahangos kezelés paramétereinek, így az ultrahangos idő, az ultrahang teljesítmény, az oldószer fajtája és annak hőmérséklete hatását vizsgáltam a grafén nanolemezkék (GNP) diszperziójára és szerkezetére. Az eredmények azt mutatják, hogy az ultrahangos idő vagy az ultrahang teljesítmény növelése fokozhatja a GNP-k diszperziós és hámló hatását, de egyidejűleg növeli a C-atom eloszlás fragmentációs fokát és rendezetlenségét is. Az alacsony hőmérsékletű, alacsony viszkozitású vagy nagy felületi feszültségű oldószerek hasonló hatást fejtenek ki, mint az ultrahang időtartamának vagy teljesítményének növelése. A nagy felületi feszültségű oldószernek számító csapvíz esetében azonban viszonylag alacsony a fragmentációs foka, jó diszperziós és hámlasztó hatása van a GNP-k hidrofilitása miatt. Az etil-alkohol azonban alkalmasabb oldószer, mert a jó diszperziós hatás mellett kiváló illékonysággal és inert reakciójellemzőkkel rendelkezik GNP-kkel és mátrixötvözetekkel. A GNP-k akkor érhetik el a várt állapotot, ha 4 órán keresztül ultrahanggal kezelik őket 960 W teljesítmény mellett EA oldószerben 35 °C-on.
Az ultrahangos grafén diszperzió elve
Kétféle ultrahangos berendezés létezik, hegyes és fürdőszonikátor. A hegyes szonikátor teljesítménye mindig nagyobb, mint a fürdőszonikátoré, így a hegyes szonikátor ugyanolyan körülmények között sokkal hatékonyabb a diszperzióban, mint a fürdőszonikátor. A legtöbb vizsgálat azonban hangsúlyozza az elért grafén erősítésű kompozitok mikroszerkezetét és mechanikai tulajdonságait. Ami a kompozitok előállítását, különösen a grafén diszperzióját illeti, csak egy sor paramétert adtak meg, és a paraméterek részletes hatásai, mint az ultrahangos por és idő, az oldószerek viszkozitása, felületi feszültsége és hőmérséklete a grafén diszperzióra még nem tisztázott. Emiatt előfordulhat, hogy a vizsgálatuk során alkalmazott paraméterek nem az optimálisak, és a kompozitok mechanikai tulajdonságai nem kielégítőek a grafén inhomogén eloszlása miatt. Korábbi vizsgálatok azt mutatták, hogy az ultrahangos kezelés szétszórhatja a GNP agglomerátumait, de egyidejűleg széttöredezéshez vezethet. A fragmentáció nemcsak a grafén méretarányát és terhelésátviteli hatékonyságát csökkenti, ezáltal rontja erősítő szerepét, hanem növeli a GNP-k szélén lelógó kötésekkel rendelkező C-atomokat is; Az ilyen C-atomok mindig nagy kémiai aktivitással rendelkeznek, és könnyen reagálhatnak a mátrixot ötvöző elemekkel, hogy rideg karbidokat képezzenek a grafén/mátrix határfelületén, ami szintén rontja a GNP-k erősítő szerepét. Ezen túlmenően egyes vizsgálatok azt sugallták, hogy az ultrahangos kezelés során üresedési helyek keletkezhetnek, és a grafén szerkezeti integritása megsemmisült, így az erősítő szerep is csökkent. Cheng és mtsai. azt találta, hogy a szén nanocsövek ultrahangos diszperziója az oldószer fizikai tulajdonságaitól, például a gőznyomástól, a viszkozitástól és a felületi feszültségtől függ. Továbbá az oldószer hőmérsékletének emelkedése gyakori jelenség az ultrahangos kezelés során, és az oldószer gőznyomása szorosan összefügg a hőmérsékletével, azaz az oldószer hőmérséklete is befolyásolhatja a grafén diszperzióját. Sajnos azonban ezekről a szempontokról nem folyik vizsgálat.
Grafén diszperziós cél
A természetben nagyon sok grafitanyag található, és az 1 mm vastag grafit körülbelül 3 millió grafénréteget tartalmaz. Az egyrétegű grafitot grafénnek nevezik, amely nem létezik szabad állapotban, és többrétegű grafénnel laminált grafitlapok formájában létezik. Mivel a grafitlemez rétegközi ereje gyenge, külső erő hatására rétegről rétegre lehámozható, így egyrétegű, mindössze egy szénatomos grafén keletkezik.
Paraméter
Modell |
SONO20-1000 |
SONO20-2000 |
SONO15-3000 |
SONO20-3000 |
Frekvencia |
20±0,5 KHz |
20±0,5 KHz |
15±0,5 KHz |
20±0,5 KHz |
Hatalom |
1000 W |
2000 W |
3000 W |
3000 W |
Feszültség |
220/110V |
220/110V |
220/110V |
220/110V |
Hőmérséklet |
300 ℃ |
300 ℃ |
300 ℃ |
300 ℃ |
Nyomás |
35 MPa |
35 MPa |
35 MPa |
35 MPa |
A hang intenzitása |
20 W/cm² |
40 W/cm² |
60 W/cm² |
60 W/cm² |
Max kapacitás |
10 l/perc |
15 l/perc |
20 l/perc |
20 l/perc |
Tipp fej anyaga |
Titán ötvözet |
Titán ötvözet |
Titán ötvözet |
Titán ötvözet |
