تشتت الجرافين بالموجات فوق الصوتية

لدمج الجرافين في المركبات ، من الضروري تشتيت أو تقشير الجرافين في صفائح نانوية مفردة بشكل موحد في جميع أنحاء التركيبة. كلما تم إزالة تكتل الجرافين بشكل أكثر شمولا ، كان من الأفضل استخدام خصائصه المادية غير العادية. يوفر التشتت بالموجات فوق الصوتية توزيعا فائقا للجسيمات واستقرارا للتشتت ، حتى عند التركيزات العالية واللزوجة. توفر هذه الطريقة جودة تشتت متميزة ، تتجاوز بكثير تقنيات الخلط التقليدية.

تشتت الجرافين بالموجات فوق الصوتية

لإضفاء الخصائص البارزة للجرافين على المركبات ، مثل قوتها ، يجب تشتيت الجرافين بشكل موحد في مصفوفة أو تطبيقه كطلاء رقيق على الركيزة. تشمل العوامل الرئيسية التي تؤثر على خصائص المواد الناتجة التكتل والترسيب والتشتت داخل المصفوفة أو توزيع الجسيمات على الركيزة.
نظرا لطبيعة الجرافين الكارهة للماء ، فإن إنشاء تشتت مستقر وعالي التركيز بدون مواد خافضة للتوتر السطحي أو مشتتات يمثل تحديا. يتطلب التغلب على قوى فان دير فال قوى قص قوية ، والتي يمكن توليدها بشكل فعال عن طريق التجويف بالموجات فوق الصوتية. هذه الطريقة هي الأكثر تطورا لإعداد التشتت المستقر.

MultiSonoReactor MSR-5 مجهزة بصوتونات 5x 4kW لمعالجة عالية الإنتاجية من الجرافين

صوتيات صناعية لتشتت الجرافين عالي الإنتاجية.

باستخدام موزع بالموجات فوق الصوتية ، مثل جهاز صوتي 2kW UIP2000hdT ، أو جهاز صوتي 4kW UIP4000hdT ، أو جهاز صوتي 6kW UIP6000hdT ، أو جهاز صوتي 16kW UIP16000hdT ، من الممكن تحضير الجرافين بسهولة مع الموصلية الكهربائية العالية (712 S·m-1) ، والتشتت الجيد ، والتركيز العالي. يسمح Sonication أيضا بإعداد تشتت مستقر للجرافين عند درجة حرارة عملية منخفضة تبلغ حوالي 65 درجة مئوية.

يمكن العثور على مزيد من المعلومات والتفاصيل الفنية حول صوتيات Hielscher الصناعية من نوع المسبار لتقشير الجرافين والتشتت هنا:

جميع صوتيات Hielscher تسمح بالتحكم الدقيق في جميع معلمات العملية الهامة ، وتكنولوجيا التشتت بالموجات فوق الصوتية تتجنب الأضرار الناجمة عن الهياكل الكيميائية والبلورية للجرافين – ينتج عنه رقائق جرافين نقية وخالية من العيوب.
Hielscher الموجات فوق الصوتية قوية قادرة على معالجة الجرافين والجرافيت بكميات كبيرة، على سبيل المثال لتقشير المرحلة السائلة وتشتت الجرافين. يسمح التحكم الدقيق في معلمات العملية بالتوسع السلس للعمليات بالموجات فوق الصوتية من أعلى مقاعد البدلاء إلى الإنتاج التجاري الكامل.
يمكن (إعادة) تشتيت الجرافين قليل الطبقات المقشر بالموجات فوق الصوتية مع حوالي 3-4 طبقات وحجم تقريبي يبلغ 1 ميكرومتر بتركيزات لا تقل عن 63 مجم? مل.

يمكن تصنيع الصفائح النانوية الجرافين بنجاح وتفريقها عن طريق المعالجة بالموجات فوق الصوتية.

صور SEM للصفائح الدموية النانوية الجرافين في (ب) X3000 و (ج) X8000(دراسة وصور: ©علي زاده وآخرون ، 2018)

مزايا:

جرافين عالي الجودة
إنتاجية عالية? غلة عالية
تشتت موحد
تركيز عال
لزوجة عالية
عملية سريعة
تكلفة منخفضة
كفاءة عالية
صديقة للبيئة

نظام تشتيت بالموجات فوق الصوتية عالي الطاقة (7x UIP1000hdT) لمعالجة الجرافين على نطاق صناعي. (اضغط للتكبير!)

مفاعل بالموجات فوق الصوتية 7kW لتشتت الجرافين

المجانسات بالموجات فوق الصوتية والمشتت للجرافين

Hielscher Ultrasonics يوفر أنظمة الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة لتقشير وتشتيت طبقات الجرافين السائبة والجرافيت في أحادية، ثنائية، وعدد قليل من الطبقات الجرافين. توفر معالجاتها بالموجات فوق الصوتية الموثوقة والمفاعلات المتقدمة الطاقة اللازمة والتحكم الدقيق لتحقيق أهداف عملية محددة.

واحدة من أهم معلمات العملية هي السعة فوق الصوتية ، وهي الإزاحة الاهتزازية في القرن بالموجات فوق الصوتية. تم تصميم الموجات فوق الصوتية الصناعية Hielscher لتقديم سعات عالية جدا، مع التشغيل المستمر في تصل إلى 200μm. للحصول على سعات أعلى ، تتوفر تحقيقات بالموجات فوق الصوتية المخصصة. معلمات العملية لجميع صوتيات Hielscher يمكن تعديلها بدقة لظروف العملية المطلوبة ومراقبتها عبر برنامج مدمج ، مما يضمن موثوقية عالية وجودة متسقة ونتائج قابلة للتكرار. تم تصميم تصميم قوي من صوتيات Hielscher لعملية 24/7 في البيئات الصعبة، مما يجعل صوتنة التكنولوجيا المفضلة لإنتاج على نطاق واسع من نانو الجرافين أحادية وعدد قليل من الطبقات.

Hielscher يقدم مجموعة واسعة من الموجات فوق الصوتية والاكسسوارات، بما في ذلك sonotrodes والمفاعلات من مختلف الأحجام والهندسة. وهذا يسمح باختيار ظروف وعوامل التفاعل المثلى ، مثل الكواشف ، ومدخلات الطاقة بالموجات فوق الصوتية لكل حجم ، والضغط ، ودرجة الحرارة ، ومعدل التدفق ، لتحقيق أعلى جودة. يمكن ضغط مفاعلاتها فوق الصوتية حتى عدة مئات من البارج ، مما يجعل صوتنة المعاجين عالية اللزوجة (حتى 250000 سنتيمتر) ممكنة.

هذه القدرات تجعل التفريغ بالموجات فوق الصوتية والتقشير والتشتت متفوقة على تقنيات الطحن والطحن التقليدية.

يتم تصنيع أفضل الصوتيات بواسطة Hielscher Ultrasonics. إنهم يتفوقون بالقوة والتكنولوجيا الحديثة والموثوقية.

صوتيات Hielscher هي الخالطات بالموجات فوق الصوتية الأكثر تطورا في السوق. الاستفادة من العديد من الفوائد التي تأتي مع صوتيات Hielscher!

أعطى تقشير الجرافيت باستخدام جهاز صوتي من نوع المسبار UP100H صفائح نانوية من الجرافين البكر

تصور الرسم التوليف بالموجات فوق الصوتية من الصفائح الدموية النانوية الجرافين باستخدام صوتنة UP100H(دراسة وجرافيك: غانم ورحيم، 2018)

Hielscher Sonicators للجرافين:

الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة
قوى القص العالية
ضغوط عالية قابلة للتطبيق
تحكم دقيق
قابلية تطوير سلسة (خطية)
دفعة وتدفق من خلال
نتائج قابلة للتكرار
موثوقيه
متانه
كفاءة عالية في استخدام الطاقة

اطلب المزيد من المعلومات

يرجى استخدام النموذج أدناه لطلب معلومات إضافية حول الصوتيات من نوع المسبار لتقشير الجرافين وتشتيته وملاحظات التطبيق والأسعار. سنكون سعداء لمناقشة العملية المتعلقة بالجرافين معك وأن نقدم لك الموجات فوق الصوتية التي تلبي متطلباتك!

اسم

شركة

عنوان البريد الإلكتروني (مطلوب)

رقم الهاتف

عنوان

المدينة ، الولاية ، الرمز البريدي

بلد

اهتمام

يرجى ملاحظة سياسة الخصوصية.

أوافق على سياسة الخصوصية

حقائق تستحق المعرفة

ما هو الجرافين؟

الجرافين عبارة عن طبقة من الكربون بسمك ذرة واحدة ، والتي يمكن وصفها بأنها بنية أحادية الطبقة أو ثنائية الأبعاد من الجرافين (طبقة واحدة من الجرافين = SLG). يحتوي الجرافين على مساحة سطح محددة كبيرة بشكل غير عادي وخصائص ميكانيكية فائقة (معامل يونغ 1 تيلوب باسكال وقوة جوهرية تبلغ 130 جيجا باسكال) ، ويوفر موصلية إلكترونية وحرارية رائعة ، وتنقل حامل الشحنة ، والشفافية ، وغير منفذ للغازات. نظرا لهذه الخصائص المادية ، يتم استخدام الجرافين كمادة مضافة معززة لإعطاء المركبات قوتها وموصليتها وما إلى ذلك. من أجل الجمع بين خصائص الجرافين والمواد الأخرى ، يجب تشتيت الجرافين في المركب أو تطبيقه كطلاء رقيق على الركيزة.
تشمل المذيبات الشائعة ، والتي غالبا ما تستخدم كمرحلة سائلة لتفريق صفائح الجرافين النانوية ، ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) ، N ، N-dimethylformamide (DMF) ، N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) ، رباعي ميثيل يوريا (TMU ، رباعي هيدروفوران (THF) ، كربونات البروبيلين (PC) ، الإيثانول ، والفورماميد.

هل يمكن تشتيت الجرافين في الماء؟

نعم ، يمكن تشتيت الجرافين في الماء باستخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي أو البوليمرات أو عوامل التثبيت الأخرى لمنع التجميع والحفاظ على استقرار التشتت. تلعب معدات التشتيت الموثوقة مثل الصوتيات من نوع المسبار أيضا دورا مهما في تشتت الجرافين باستخدام الطاقة فوق الصوتية لتفتيت التكتلات وتقليل حجم جزيئات الجرافين ، مما يعزز تشتتا أكثر اتساقا واستقرارا في الوسط السائل.

هل يمكن أن يذوب أكسيد الجرافين في الماء؟

نعم، يمكن أن يذوب أكسيد الجرافين في الماء بسبب مجموعاته الوظيفية المحتوية على الأكسجين، والتي تعزز مجارفته للماء وتسمح له بتكوين تشتت مائي مستقر.

ما هو أفضل مذيب لتفريق الجرافين؟

أفضل مذيب لتفريق الجرافين هو N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) نظرا لقطبية عالية وقدرته على تثبيت صفائح الجرافين ، مما يؤدي إلى تشتت موحد ومستقر.

لماذا الجرافين غير قابل للذوبان في الماء؟

الجرافين غير قابل للذوبان في الماء لأنه يفتقر إلى المجموعات الوظيفية التي يمكن أن تتفاعل مع جزيئات الماء ، مما يجعله كارها للماء وعرضة للتجميع بسبب قوى فان دير فال القوية بين صفائح الجرافين.

لماذا يستخدم الجرافين في المركبات؟

الجرافين بسمك ذرة واحدة هو الأنحف ، بوزن حوالي 0.77 مجم لكل 1 م² الأخف وزنا ، وبصلابة شد تبلغ 150،000،000 رطل لكل بوصة مربعة (100-300 مرة أقوى من الفولاذ) وقوة شد تبلغ 130،000،000،000 باسكال أقوى مادة معروفة.
علاوة على ذلك ، يعتبر الجرافين أفضل موصل حراري (في درجة حرارة الغرفة مع (4.84±0.44) × 10³ إلى (5.30±0.48) × 10³ W·m^-11· K^-1) وأفضل موصل كهربائي (حركة الإلكترون أعلى من 15000 سم²· V^-1·s^-1).
الخصائص المهمة الأخرى للجرافين هي خصائصه البصرية مع امتصاص الضوء عند πα≈2.3٪ من الضوء الأبيض ، ومظهره الشفاف.
من خلال دمج الجرافين في المصفوفات ، يمكن نقل خصائص المواد البارزة هذه إلى المركب الناتج ، والذي يوفر وظائف فريدة. توفر هذه المركبات المقواة بالجرافين إمكانيات جديدة لتطوير المواد والتطبيقات الصناعية. نظرا لخصائصها ، تنتشر مركبات الجرافين والجرافين بالفعل على نطاق واسع في تصنيع البطاريات عالية الأداء والمكثفات الفائقة والأحبار الموصلة والطلاء والأنظمة الكهروضوئية والأجهزة الإلكترونية
تقدم صوتيات Hielscher قوى القص العالية المطلوبة للتغلب على قوى فان دير فال من أجل توزيع صفائح الجرافين النانوية بشكل موحد في المصفوفات المركبة. تستخدم المشتتات بالموجات فوق الصوتية مثل UIP2000hdT أو UIP16000 لإنتاج مركبات نانوية معززة بالجرافين وأكسيد الجرافين.

الأدب? المراجع

FactSheet: Ultrasonic Graphene Exfoliation and Dispersion – Hielscher Ultrasonics – english version
FactSheet: Exfoliación y Dispersión de Grafeno por Ultrasonidos – Hielscher Ultrasonics – spanish version
Ivanov R., Hussainova I., Aghayan M., Petrov M. (2014): Graphene Coated Alumina Nanofibres as Zirconia Reinforcement. 9th International DAAAM Baltic Conference of industrial Engineering 24-26 April 2014, Tallinn, Estonia.
Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS₄ with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.
Štengl V., Henych J., Slušná M., Ecorchard P. (2014): Ultrasound exfoliation of inorganic analogues of graphene. Nanoscale Research Letters 9(1), 2014.

الموجات فوق الصوتية عالية الأداء! تغطي مجموعة منتجات Hielscher الطيف الكامل من الموجات فوق الصوتية للمختبر المدمجة على وحدات مقاعد البدلاء إلى أنظمة الموجات فوق الصوتية الصناعية الكاملة.

Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع الخالط بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء من المختبر ل الحجم الصناعي.

تشتت الجرافين بالموجات فوق الصوتية