Polski
|
| Częstotliwość: | |
|---|---|
| Moc: | |
| Materiał: | |
| Generator: | |
| Ilość: | |
RPS-SONO20
Rps-sonic
RPS-SONO20
Dyspersja ultradźwiękowa 20 kHz nanopłytek grafenu
Grafen ma wyjątkowe właściwości mechaniczne dzięki swojej unikalnej strukturze i jest uważany za idealne wzmocnienie kompozytów z osnową metaliczną. Jednakże zawsze występuje w postaci aglomeratu ze względu na dużą powierzchnię właściwą, dlatego przed połączeniem z matrycą należy go najpierw zdyspergować, a za najskuteczniejszą metodę uważa się obróbkę ultradźwiękową. W pracy zbadano wpływ parametrów obróbki ultradźwiękowej końcówki, takich jak czas działania ultradźwięków, moc ultradźwięków, rodzaj rozpuszczalnika i jego temperatura, na dyspersję i strukturę nanopłytek grafenu (GNP). Wyniki pokazują, że zwiększenie czasu ultradźwiękowego lub mocy ultradźwiękowej może zwiększyć efekty dyspersji i złuszczania PNB, ale także jednocześnie zwiększyć stopień fragmentacji i stopień zaburzenia dystrybucji atomów C. Rozpuszczalniki o niskiej temperaturze, niskiej lepkości lub wysokim napięciu powierzchniowym mają podobne skutki jak te, które powodują zwiększenie czasu lub mocy ultradźwiękowej. Jednakże w przypadku wody wodociągowej, rozpuszczalnika o wysokim napięciu powierzchniowym, ma ona stosunkowo niski stopień fragmentacji oraz dobre efekty dyspersji i złuszczania ze względu na hydrofilowość PNB. Jednakże alkohol etylowy jest bardziej odpowiednim rozpuszczalnikiem, ponieważ ma doskonałą lotność i charakterystykę obojętnej reakcji z PNB i stopami osnowy, a także dobry efekt dyspersji. PNB mogą osiągnąć oczekiwany stan, gdy zostaną poddane obróbce ultradźwiękowej przez 4 godziny pod mocą 960 W w rozpuszczalniku EA w temperaturze 35 ° C.
Zasada ultradźwiękowej dyspersji grafenu
Istnieją dwa typy urządzeń ultradźwiękowych: sonikator z końcówką i wanną. Moc sonikatora końcówkowego jest zawsze większa niż sonikatora wannowego, dlatego też sonikator końcowy jest znacznie skuteczniejszy pod względem dyspersji niż sonikator wannowy w tych samych warunkach. Jednak większość badań podkreśla mikrostrukturę i właściwości mechaniczne uzyskanych kompozytów wzmocnionych grafenem. Jeśli chodzi o wytwarzanie kompozytów, zwłaszcza w przypadku dyspersji grafenu, podano jedynie zestaw parametrów, a szczegółowy wpływ parametrów, takich jak proszek ultradźwiękowy i czas, lepkość, napięcie powierzchniowe i temperatura rozpuszczalników na dyspersję grafenu, jest nadal niejasny. Dlatego zastosowane w badaniach parametry mogą nie być optymalne, a właściwości mechaniczne kompozytów niezadowalające ze względu na wynikający z tego niejednorodny rozkład grafenu. Poprzednie badania wskazywały, że obróbka ultradźwiękowa może rozproszyć aglomeraty PNB, ale jednocześnie doprowadzić je do fragmentacji. Fragmentacja nie tylko zmniejsza współczynnik kształtu grafenu i zmniejsza jego efektywność przenoszenia obciążenia, a tym samym osłabia jego rolę wzmacniającą, ale także zwiększa liczbę atomów C z wiszącymi wiązaniami na krawędzi PNB; takie atomy C zawsze mają wysoką aktywność chemiczną i mogą łatwo reagować z pierwiastkami stopowymi matrycy, tworząc kruche węgliki na granicy faz grafen/osnowa, co również osłabia wzmacniającą rolę PNB. Ponadto niektóre badania sugerują, że podczas obróbki ultradźwiękowej mogą tworzyć się puste przestrzenie, w wyniku czego integralność struktury grafenu zostanie zniszczona, a tym samym zmniejszona zostanie również rola wzmacniająca. Cheng i in. odkryli, że dyspersja ultradźwiękowa nanorurek węglowych zależała od właściwości fizycznych rozpuszczalnika, takich jak prężność pary, lepkość i napięcie powierzchniowe. Ponadto wzrost temperatury rozpuszczalnika jest powszechnym zjawiskiem podczas obróbki ultradźwiękowej, a prężność pary rozpuszczalnika ma ścisły związek z jego temperaturą, tj. temperatura rozpuszczalnika może również wpływać na dyspersję grafenu. Niestety, nie ma jednak żadnych badań dotyczących tych aspektów.
Cel dyspersji grafenu
W przyrodzie występuje wiele materiałów grafitowych, a grafit o grubości 1 mm zawiera około 3 milionów warstw grafenu. Grafit jednowarstwowy nazywany jest grafenem, który nie występuje w stanie wolnym i występuje w postaci arkuszy grafitu laminowanych wieloma warstwami grafenu. Ponieważ siła międzywarstwowa arkusza grafitu jest słaba, można go złuszczać warstwa po warstwie za pomocą siły zewnętrznej, uzyskując w ten sposób jednowarstwowy grafen o grubości tylko jednego atomu węgla.
Parametr
Model |
SONO20-1000 |
SONO20-2000 |
SONO15-3000 |
SONO20-3000 |
Częstotliwość |
20±0,5 kHz |
20±0,5 kHz |
15±0,5 kHz |
20±0,5 kHz |
Moc |
1000 W |
2000 W |
3000 W |
3000 W |
Woltaż |
220/110 V |
220/110 V |
220/110 V |
220/110 V |
Temperatura |
300 ℃ |
300 ℃ |
300 ℃ |
300 ℃ |
Ciśnienie |
35 MPa |
35 MPa |
35 MPa |
35 MPa |
Intensywność dźwięku |
20 W/cm² |
40 W/cm² |
60 W/cm² |
60 W/cm² |
Maksymalna pojemność |
10 l/min |
15 l/min |
20 l/min |
20 l/min |
Materiał główki końcówki |
Stop tytanu |
Stop tytanu |
Stop tytanu |
Stop tytanu |
