그래 핀의 초음파 분산
- 복합 재료에 그라 핀을 포함시키기 위해서는 그라 핀을 단일 나노 시트로 균일하게 분산 / 박리해야합니다. 응집의 등급이 높을수록 뛰어난 재료 특성이 더 잘 활용됩니다.
- 초음파 분산은 뛰어난 입자 분포 및 분산 안정성을 가능하게합니다. – 심지어 고농도와 점도에서 배합 할 때도 그렇습니다.
- 그래 핀의 초음파 처리는 탁월한 분산 특성을 제공하며 기존의 혼합 방법에 비해 탁월합니다.
그래 핀의 초음파 분산
복합 재료를 빌려주기 위해 강도와 같은 그래 핀의 뛰어난 소재 특성, 그래 핀은 매트릭스에 분산되거나 기판에 박막 코팅으로 적용되어야합니다. 응집, 침강 및 매트릭스로의 분산 (또는 각각 기판상의 입자 분포)은 최종 물질의 성질에 영향을 미치는 중요한 요인이다.
그것의 소수성 때문에, 계면 활성제 또는 분산제없이 안정하고 고농도로 그라 핀 분산액을 제조하는 것은 어려운 일이다. 반 데르 발스 힘을 극복하기 위해, 초음파 캐비테이션 안정한 분산을 준비하는 가장 정교한 방법입니다.
높은 전기 전도도를 갖는 그래 핀 (712 S · m-1)의 경우, 초음파 분산기를 사용하여 분산도 및 고농도를 용이하게 제조 할 수있다. UIP2000hdT 또는 UIP4000. Sonication은 약 공정 온도에서 안정적인 그래 핀 분산액을 제조 할 수있게합니다. 65 ℃.
초미 분산 된 그라 펜 나노 시트의 SEM 이미지
Hielscher의 강력한 초음파 시스템은 그라 핀 및 흑연을 대량으로 처리 할 수 있습니다 (예 : 액상 박리 및 그래 핀 분산). 공정 파라미터에 대한 정확한 제어는 벤치 탑에서 상업 생산에 이르기까지 초음파 공정의 완벽한 확장을 가능하게합니다.
대략적으로 초음파로 박리 된 수 층 그라 핀. 3-4 층 및 약. 1μm의 크기는 63mg / mL 이상의 농도에서 (재) 분산 될 수 있습니다.
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- 고품질 그라 핀
- 고수익
- 균일 한 분산
- 고농축
- 고점도
- 신속한 처리
- 저렴한 비용
- 높은 처리량
- 고효율
- 환경 친화적
그라 핀 분산 용 7kW 초음파 반응기
초음파 분산 시스템
Hielscher Ultrasonics는 벌크 적층 그라 핀과 흑연이 단일, 이중 및 수 층 그라 핀으로 박리 및 분산되도록 고출력 초음파 시스템을 제공합니다. 신뢰할 수있는 초음파 프로세서와 정교한 반응기는 초음파 처리 결과가 원하는 프로세스 목표에 정확히 맞출 수 있도록 필요한 전력, 공정 조건 및 정밀 제어를 제공합니다.
가장 중요한 공정 변수 중 하나는 초음파 진폭 (초음파 혼에서의 진동 변위)입니다. 히엘 셔의 산업용 초음파 시스템 매우 높은 진폭을 전달하도록 제작되었습니다. 200μm까지의 진폭은 연중 무휴로 연속적으로 쉽게 작동 할 수 있습니다. Hielscher는 더 높은 진폭을 위해 맞춤형 초음파 탐침을 제공합니다. 모든 초음파 프로세서는 필요한 공정 조건에 맞게 정확하게 조정할 수 있으며 내장 된 소프트웨어를 통해 쉽게 모니터링 할 수 있습니다. 이는 최고의 신뢰성, 일관된 품질 및 재현성있는 결과를 보장합니다. Hielscher의 초음파 장비의 견고성은 까다로운 환경과 까다로운 환경에서 연중 무휴로 작동 할 수 있습니다. 따라서 단일 층 및 소수 층의 그래 핀 나노 시트를 대량으로 제조 할 때 초음파 처리가 바람직한 생산 기술이됩니다.
다양한 초음파 처리기 및 액세서리 (다양한 크기와 기하학적 구조의 소노로드 및 반응기와 같은)를 제공하므로 가장 적합한 반응 조건 및 요인 (예 : 시약, 부피당 초음파 에너지 입력, 압력, 온도, 유속 등)은 최고의 품질을 얻기 위해 선택되었습니다. 우리의 초음파 반응기는 최대 수백 barg까지 가압 될 수 있기 때문에 고점도 페이스트를 250,000 센티 포 아즈로 초음파 처리하는 것은 Hielscher의 초음파 시스템에는 아무런 문제가되지 않습니다.
이러한 요인들로 인해 초음파 박리 / 박리 및 분산은 기존의 연삭 및 밀링 기술에 뛰어납니다.
- 고출력 초음파
- 높은 전단력
- 고압 적용
- 정밀 제어
- 완벽한 확장 성 (선형)
- 배치 및 플로우 스루
- 재현 가능한 결과
- 신뢰할 수 있음
- 견고성
- 높은 에너지 효율
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문학 / 참고 문헌
- Ivanov R., Hussainova I., Aghayan M., Petrov M. (2014) : 지르코니아 강화제로서 그라 핀 코팅 알루미나 나노 섬유. 제 9 회 DAAAM 발틱 산업 공학회의 회의 2014 년 4 월 24-26 일, 탈린, 에스토니아.
- 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) : graphene의 무기 유사체의 초음파 박리. Nanoscale Research Letters 9 (1), 2014.
알만한 가치가있는 사실
그래 핀
그라 핀은 1 원자 두께의 탄소 층으로 단일 레이어 또는 2D 구조의 그래 핀 (단일 레이어 그래 핀 = SLG)으로 설명 할 수 있습니다. Graphene은 매우 큰 비 표면적과 우수한 기계적 성질 (영율 1 TPa 및 내재 강도 130 GPa)을 가지고 있으며 뛰어난 전자 및 열전도도, 전하 캐리어 이동성, 투명성을 제공하며 가스를 통과하지 못합니다. 이러한 물질 특성으로 인해 그라 핀은 강도, 전도성 등을 부여하기 위해 보강 첨가제로 사용됩니다. 그라 핀의 특성을 다른 재료와 결합하기 위해서는 그라 핀을 화합물에 분산 시키거나 박막 코팅으로 사용해야합니다 을 기판 상에 도포한다.
일반적으로 그라 핀 나노 시트를 분산시키기 위해 액상으로 사용되는 일반적인 용매에는 Dimethyl sulfoxide (DMSO), N, N- 디메틸 포름 아미드 (DMF), N- 메틸 -2- 피 롤리 돈 (NMP), 테트라 메틸 우레아 (TMU), 테트라 히드로 푸란 (THF) , 프로필렌 카보네이트 아세톤 (PC), 에탄올 및 포름 아미드.
왜 Graphene 기반 복합 재료인가?
Graphene은 가장 얇은 원자 1 개의 두께를 가지며 무게는 대략 1입니다. 1m 당 0.77 mg2 150,000,000 psi (강철보다 100-300 배 강함)의 인장 강도와 130,000,000,000 파스칼의 인장 강도를 지닌 가장 가벼운 재질입니다. 또한, 그라 핀은 (4.84 ± 0.44) × 10삼 ~ (5.30 ± 0.48) × 10삼 W · m-11 · K-1) 및 최고의 전기 전도체 (전자 이동도가 15,000 cm2·V-1·에스-1). 그래 핀의 또 다른 중요한 특성은 백색광의 πα ~ 2.3 %에서 빛을 흡수하는 광학 특성과 그 투명한 외관입니다.
매트릭스에 그라 핀을 통합함으로써 뛰어난 소재 특성을 고유 한 기능을 제공하는 합성 소재로 전송할 수 있습니다. 이러한 그래 핀 강화 복합 재료는 재료 개발 및 산업 응용 분야에 새로운 가능성을 제공합니다. 그 특성으로 인해, 그라 핀 및 그래 핀 복합 재료는 고성능 배터리, 수퍼 커패시터, 전도성 잉크, 코팅, 광전지 시스템 및 전자 장치의 제조에 이미 널리 보급되어 있습니다
Hielscher의 강력한 초음파 프로세서는 복합 재료 매트릭스에 균일하게 그라 핀 나노 시트를 분산시키기 위해 반 데르 발스 힘을 극복하기 위해 필요한 높은 전단력을 전달합니다. 초음파 분산기 UIP2000hdT 또는 UIP16000 그라 핀 - 및 그래파이트 산화물 - 강화 된 나노 - 복합체를 제조하는데 사용된다.