Hielscher Ultralydsteknologi

Ultrasonic Spredning af Graphene

  • For at inkorporere grafen i kompositter, skal grafen dispergeres / eksfolieres som enkelt nano-ark ensartet i formuleringen. Jo højere grad deagglomerering er, desto bedre udnyttes de ekstraordinære materialegenskaber.
  • Ultralyddispersion muliggør en bedre partikelfordelings- og dispersionsstabilitet – selv når der formuleres ved høje koncentrationer og viskositeter.
  • Ultralydbehandling af grafen giver fremragende spredningskvaliteter og udmærker de traditionelle blandingsmetoder langt.

Ultrasonic Spredning af Graphene

For at udstille kompositter de fremragende materialeegenskaber af grafen, såsom styrke, skal grafen dispergeres i en matrix eller påføres som en tyndfilmcoating på et substrat. Agglomerering, sedimentation og dispersionen i henholdsvis en matrix (eller partikelfordeling på henholdsvis substratet) er vigtige faktorer, som påvirker det resulterende materiales egenskaber.
På grund af sin hydrofobe natur er fremstillingen af ​​en stabil og stærkt koncentreret grafendispersion uden overfladeaktive stoffer eller dispergeringsmidler en udfordrende opgave. For at overvinde van der Waals kræfter, stærke forskydningskræfter genereret af Ultrasonic kavitation er den mest sofistikerede metode til fremstilling af stabile dispersioner.
Grafen med høj elektrisk ledningsevne (712 S · m-1) kan god dispersion og høj koncentration let fremstilles ved anvendelse af en ultralyddisperger, såsom UIP2000hdT eller UIP4000. Sonikering gør det muligt at fremstille en stabil grafendispersion ved lav processtemperatur på ca. 65 ° C.

Ultrasonisk eksfolierede grafenoxid nanosheets (Oh et al., 2010)

SEM billede af ultralyd dispergerede grafen nanosheets

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Da procesparametrene for sonikering kan styres præcist, eliminerer ultralyddispersionsteknologi skader på de kemiske og krystalstrukturer af grafen – hvilket resulterer i uberørte mangelfrie grafenflager.
Hielscher's kraftige ultralydsystemer er i stand til at behandle grafen og grafit i store mængder, fx til væskefase-afskallning og grafendispersion. Den nøjagtige kontrol over procesparametrene muliggør sømløs opjustering af ultralydsprocesser fra bench-top til fuld kommerciel produktion.
Ultralyd exfolieret få-lag grafen med ca. 3-4 lag og en ca. størrelse på 1 μm kan (re-) dispergeres i koncentrationer på mindst 63 mg / ml.

Fordele:

  • høj kvalitet grafen
  • Graphene eksfoliering med ultralyd disperser UP400St

  • højt udbytte
  • ensartet dispersion
  • høj koncentration
  • høje viskositeter
  • hurtig proces
  • lavpris
  • Høj gennemstrømning
  • meget effektiv
  • miljøvenligt
High-power ultralyd dispergeringssystem (7x UIP1000hdT) til at behandle grafen på industriel skala. (Klik for større billede!)

7kW ultralydreaktor til grafen dispersioner

Ultralyds dispergeringsmidler Systems

Hielscher Ultrasonics tilbyder ultralydssystemer med høj effekt til eksfoliering og spredning af bulklagret grafen og grafit i mono-, bi- og fålagsgrafen. Pålidelige ultralydsprosessorer og sofistikerede reaktorer leverer de nødvendige effekt-, procesbetingelser samt præcis styring, så ultralydsprocesresultaterne kan justeres præcist til de ønskede procesmål.
Et af de vigtigste procesparametre er ultralydamplituden (vibrationsforskydningen ved ultralydhornet). Hielscher s industrielle ultralydssystemer er bygget til at levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200 μm kan let løbende køre i 24/7 drift. Til endnu højere amplituder tilbyder Hielscher tilpassede ultralydsprober. Alle vores ultralydsprocessorer kan justeres præcist til de nødvendige procesforhold og overvåges nemt via den indbyggede software. Dette sikrer højeste pålidelighed, ensartet kvalitet og reproducerbare resultater. Robustheden af ​​Hielscher's ultralyd udstyr giver mulighed for døgnet rundt drift i tunge og krævende omgivelser. Dette gør sonication den foretrukne produktionsteknologi til storskala fremstilling af mono- og få-lagede grafen nanoskiver.
Tilbyder et bredt produktsortiment ultralyd og tilbehør (såsom sonotroder og reaktorer med forskellige størrelser og geometrier), de mest passende reaktionsbetingelser og faktorer (f.eks. Reagenser, ultralydsenergiindgang per volumen, tryk, temperatur, strømningshastighed osv.) Kan være valgt for at opnå den højeste kvalitet. Da vores ultralydreaktorer kan blive trykket op til flere hundrede barg, er sonikering af højviskøse pastaer med 250.000 centipoise ikke noget problem for Hielschers ultralydsystemer.
På grund af disse faktorer udmærker ultralydsdelaminering / udsølning og dispergering de konventionelle formalings- og fræsningsteknikker.

Hielscher Ultralyd

  • ultralyd med høj effekt
  • høje forskydningskræfter
  • høje tryk umiddelbart
  • præcis kontrol
  • problemfri skalerbarhed (lineær)
  • batch og gennemstrømning
  • reproducerbare resultater
  • pålidelighed
  • robusthed
  • høj energieffektivitet

Kontakt os! / Spørg Os!

Bed om mere information

Brug venligst nedenstående formular, hvis du ønsker at anmode om yderligere oplysninger om ultralydshomogenisering. Vi vil være glade for at tilbyde dig en ultralyds-system opfylder dine krav.









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.




Fakta Værd at vide

Graphene

Grafen er et et-atom-tykt lag af kulstof, som kan beskrives som en enkeltlags eller 2D-struktur af grafen (enkeltlagsgrafen = SLG). Graphene har et ekstraordinært stort specifikt overfladeareal og overlegne mekaniske egenskaber (Youngs modul med 1 TPa og egen styrke på 130 GPa), giver stor elektronisk og termisk ledningsevne, ladningsbærers mobilitet, gennemsigtighed og er uigennemtrængelig for gasser. På grund af disse materielle egenskaber anvendes grafen som forstærkende additiv til at give kompositter sin styrke, konduktivitet osv. For at kombinere karakteristika for grafen med andre materialer skal grafen dispergeres i forbindelsen eller påføres som en tyndfilmcoating på et substrat.
Fælles opløsningsmidler, der ofte anvendes som flydende fase til dispergering af grafen nanosheets, omfatter dimethylsulfoxid (DMSO), N, N-dimethylformamid (DMF), N-methyl-2-pyrrolidon (NMP), tetramethylurinstof (TMU, tetrahydrofuran (THF) , propylencarbonataceton (PC), ethanol og formamid.

Hvorfor Graphene-Based Composites?

Grafen er med en tykkelse af et atom den tyndeste, med en vægt på ca. 0,77 mg pr. 1m2 den letteste og med en trækstivhed på 150.000.000 psi (100-300 gange stærkere end stål) og en trækstyrke på 130.000.000.000 Pascals det stærkeste materiale kendt. Endvidere er grafen den bedste termiske leder (ved stuetemperatur med (4,84 ± 0,44) × 103 til (5,30 ± 0,48) × 103 W · m-11 · K-1) og den bedste elektriske leder (elektronmobilitet højere end 15.000 cm2· V-1· s-1). Et andet vigtigt kendetegn ved grafen er dets optiske egenskab med en lysabsorption ved πα≈2,3% hvidt lys og dets gennemsigtige udseende.
Ved at inkorporere grafen i matricer, kan disse fremragende materialeegenskaber overføres til den resulterende komposit, som tilbyder unikke funktionaliteter. Sådanne grafenforstærkede kompositter giver nye muligheder for materialeudvikling og industrielle anvendelser. På grund af dets egenskaber er grafen og grafen-kompositter allerede bredt spredt i fremstillingen af ​​højytende batterier, superkapacitorer, ledende blæk, belægninger, solcelleanlæg og elektroniske enheder
Hielschers stærke ultralydsprocessorer leverer de krævede høje forskydningskræfter for at overvinde van der Waals kræfter for at kunne distribuere grafen nanosheets ensartet i kompositmatricer. Ultralyd dispergeringsmidler såsom UIP2000hdT eller UIP16000 bruges til fremstilling af grafen- og grafenoxidforstærkede nano-kompositter.