Ultrazvučno Disperzija grafena
- Da se uključi u grafena kompozita je grafen treba dispergirati / piling kao pojedinačni listovi nano-jednolično u formulaciji. Što je veći stupanj raspršivanje, bolje izvanredne osobine materijala eksploatiraju.
- Ultrazvučni disperzija omogućuje za vrhunskog distribuciju čestica i stabilnosti disperzija – i kada se formulira sa visokim koncentracijama i viskoznosti.
- Ultrazvučna obrada grafena daje izvrsne disperzije kvaliteta i bolja od konvencionalne metode miješanja daleko.
Ultrazvučno Disperzija grafena
Kako bi se posuditi kompozita materijala izvrsne karakteristike, kao što su snaga grafena, grafen treba raspršiti u matrici ili primijeniti u obliku tankog filma premaza na podlogu. Aglomeracija, taloženje, a disperzija u matriks (ili raspodjelom čestica na supstrat, redom) su važni faktori koji utječu Dobiveni materijal svojstva.
Zbog hidrofobne prirode, priprava stabilnog i visoko koncentriranom grafena disperzije bez tenzida ili disperzanata je težak zadatak. Za prevladavanje van der Waalsove sile, jake sile smicanja generira ultrazvučna kavitacija su najviše sofisticirane postupak za pripravu stabilne disperzije.
Grafen s visokim električne provodljivosti (712 S · m-1), Dobro raširenost i visoka koncentracija može se lako pripraviti pomoću ultrazvučne raspršivač, kao što je UIP2000hdT ili UIP4000, Sonication omogućuje dobivanje stabilnog grafena disperziju na niskoj temperaturi procesa od cca. 65 ° C.
SEM slika ultrazvučno dispergiranih grafen nanosheets
Hielscher moćne ultrazvučni sustavi su sposobni za obradu grafena i grafita u velikim količinama, npr za piling tekućoj fazi i grafena disperzije. Točna kontrola nad procesnih parametara omogućilo bešavne scale-up ultrazvučnog procesa iz klupa-top u punom komercijalne proizvodnje.
Ultrazvučno piling nekoliko sloja grafena sa cca. 3-4 slojeva i cca. Veličina 1 uM može (ponovno) raspršen u koncentraciji od najmanje 63 mg / ml.
-
- visoka kvaliteta grafen
- Visok prinos
- Ravnomjerno
- visoka koncentracija
- visoke viskoznosti
- brz proces
- niska cijena
- Visoka propusnost
- vrlo učinkovit
- ekološki prihvatljivo
7kW ultrazvučni reaktor za grafen disperzije
Ultrazvučni disperzne sustave
Hielscher Ultrasonics nudi velike snage ultrazvučnih sustava za piling i disperzije bulk-slojevite grafena i grafita u jednostruki, dvostruki i malo-slojevite grafena. Pouzdani ultrazvučni procesori i sofisticirane reaktori dostaviti potrebnu snagu, procesne uvjete kao i preciznu kontrolu, tako da ultrazvučni rezultati procesa može biti podešen točno do željenih ciljeva procesa.
Jedan od najvažnijih parametara procesa je ultrazvučni amplituda (vibracijska pomak na ultrazvučni rog). Hielscher je industrijski ultrazvučni sustavi su izrađeni tako da daju vrlo visoku amplitudu. Amplitude do 200μm lako se mogu kontinuirano odvijati u 24/7-dnevnom pogonu. Za još veće amplitude, Hielscher nudi prilagođene ultrazvučne sonde. Svi naši ultrazvučni procesori mogu se točno prilagoditi potrebnim uvjetima procesa i lako nadgledati pomoću ugrađenog softvera. To osigurava najvišu pouzdanost, dosljednu kvalitetu i reproducibilne rezultate. Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućava rad 24 sata dnevno i 7 dana u teškim uvjetima iu zahtjevnim okruženjima. Ovo čini sonication preferiranom tehnologijom proizvodnje za veliku pripremu jednoslojnih nanosheeta s nekoliko slojeva.
Nudi široki spektar proizvoda u ultrasonicators i pribor, kao što su (sonotroda reaktorima s različitim veličinama i oblika), najprikladnije reakcijskim uvjetima i faktora (npr reagensa, ultrazvučni unos energije po jedinici volumena, tlaka, temperature, brzina protoka itd) mogu se izabran kako bi se osigurala najviša kvaliteta. Budući da naši ultrazvučni reaktori mogu biti pod tlakom do nekoliko stotina bara, na sonication visoko viskozne paste sa 250.000 centipoise nije problem za Hielscher je ultrazvučnih sustava.
Zbog ovih faktora, ultrazvučni delaminaciju / piling i disperzno ističe konvencionalne brušenje i glodanje tehnike.
- Ultrazvuk velike snage
- visoke smične sile
- visoki tlak primjenjivo
- preciznu kontrolu
- bešavne skalabilnosti (linearna)
- serije i protočni
- ponovljivih rezultata
- pouzdanost
- robusnost
- visoka energetska učinkovitost
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Literatura / Reference
- Ivanov R., Hussainova I., Aghayan M., Petrov M. (2014): Grafen premazom glinice Nanofibres što Zirconia Jačanje, 9. Međunarodni DAAAM Baltic konferencija industrijskog inženjerstva 24-26 travnja 2014, Tallinn, Estonija.
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020.): Piling CrPS4 s obećavajućom fotovodičošću. Mali Vol.16, Broj1. 9. siječnja 2020.
- Štengl V., Henych J.M. fer, Ecorchard P. (2014): Ultrazvuk piling anorganskih analoga grafena, Nano Research Letters 9 (1), 2014.
Činjenice koje vrijedi znati
Grafen
Grafen je sloj ugljika deblji od jednog atoma, koji se može opisati kao jednoslojni ili 2D struktura grafena (jednostruki sloj grafena = SLG). Graphene ima izvanredno veliku specifičnu površinu i vrhunska mehanička svojstva (Youngov modul od 1 TPa i intrinzična čvrstoća od 130 GPa), nudi veliku elektronsku i toplinsku vodljivost, mobilnost nosača naboja, transparentnost i nepropusna za plinove. Zbog tih svojstava materijala, grafen se koristi kao dodatak za pojačanje kako bi se kompoziti dali snaga, vodljivost itd. Da bi se kombinirao svojstva grafena s drugim materijalima, grafen se mora raspršiti u spoj ili se nanijeti kao premaz tankog filma na podlogu.
Uobičajena otapala, koja se često koriste kao tekuće faze za raspršivanje grafena nanosheets, uključuju dimetilsulfoksid (DMSO), N, N-dimetilformamid (DMF), N-metil-2-pirolidon (NMP), tetrametilurea (TMU, tetrahidrofuran (THF) propilen carbonateacetone (PC), etanol, i formamida.
Zašto Grafen-based Composites?
Grafen je s debljinom od jednog atoma najtanja, s težinom od cca. 0,77 mg po 1m2 najlakši, a koje imaju vlačnu čvrstoću od 150.000.000 psi (100-300 puta jači od čelika) i vlačne čvrstoće 130,000,000,000 Pascala najjači materijal poznat. Nadalje, grafen najbolje termički vodič (na sobnoj temperaturi sa (4.84 ± 0.44) x 103 za (5.30 ± 0.48) x 103 W · m-11 · K-1), A najbolji od električnog vodiča (HEMT veći kao 15.000 cm2· V-1· s-1). Drugo važno karakteristike grafena je njegova optička nekretnina s apsorpcije svjetla na πα≈2.3% od bijele svjetlosti, a transparentan izgled.
Ugradnjom grafena u matricama, te izvanredne svojstva materijala mogu se prenijeti na Nastala složena, koji nudi jedinstvene funkcionalnosti. Takve grafena-ojačani kompoziti nude nove mogućnosti za materijalne razvoja i industrijske primjene. Zbog svojih karakteristika, grafen i grafena-kompoziti su već široko rasprostranjena u proizvodnji visokih performansi baterije, supercapacitors, vodljive tinte, premazi, fotonaponskih sustava i elektroničkih uređaja
Hielscher moćne ultrazvučni procesori nude potrebne visoke smične sile prevladati van der Waalsove sile kako bi se distribuirati grafena nanosheets ravnomjerno u kompozitnih matrica. Ultrazvučni raspršivači kao što je su UIP2000hdT ili UIP16000 se koriste za proizvodnju graphene- i grafena oksida ojačane nano-kompozita.