Ultrazvukový Rozptyl grafenu
- Ak chcete začleniť Graphene do kompozitných materiálov, musí byť grafén rozptýlený/exfoliovaný ako jeden nano-listy jednotne do formulácie. Čím vyššia je stupeň deagglomeration, tým lepšie sa využívajú mimoriadne materiálne vlastnosti.
- Ultrazvukový rozptyl umožňuje vynikajúcu distribúciu častíc a rozptyl stability – aj pri formulovaní vysokých koncentrácií a viskozít.
- Ultrazvukový spracovanie Graphene dáva vynikajúce disperzné vlastnosti a vyniká konvenčné miešanie metódy zďaleka.
Ultrazvukový Rozptyl grafenu
S cieľom požičať kompozitov vynikajúce materiálne charakteristiky grafénu, ako je pevnosť, Graphene musí byť rozptýlené do matice alebo aplikovaný ako tenký-film povlak na substrát. Agglomeration, sedimentácia a rozptyl do matice (alebo distribúcia častíc na substráte, príslušne) sú dôležitými faktormi, ktoré ovplyvňujú vlastnosti výsledného materiálu.
Vďaka svojej hydrofóbnej povahe je príprava stabilného a vysoko koncentrovaného grafénového rozptylu bez povrchovo aktívnych látok alebo dispergantov náročná úloha. Ak chcete prekonať Van der Waals sily, silné šmykové sily generované ultrazvukové kavitácie sú najsofistikovanejšie metódou na prípravu stabilných disperzií.
Graphene s vysokou elektrickou vodivosťou (712 S · m-1.), dobrý rozptyl a vysokú koncentráciu možno ľahko pripraviť pomocou ultrazvukového disperzátora, ako je UIP2000hdT alebo UIP4000. Ultrazvukom umožňuje pripraviť stabilné Graphene rozptyl pri nízkej teplote procesu cca 65 ° c.
SEM obraz rozpúšťadle rozptýlené Graphene nanolistov
Hielscher výkonné ultrazvukové systémy sú schopné spracovať Graphene a grafitu vo veľkých objemoch, napríklad pre tekuté-fáza exfoliácia a Graphene disperzie. Presná kontrola nad parametrami procesu umožňuje bezproblémovú škálovania ultrazvukových procesov z lavicového vrcholu až po Full-komerčnú produkciu.
Rozpúšťadle exfoliované málo-vrstva Graphene s cca 3-4 vrstiev a cca veľkosť 1 μm môže byť (re-) rozptýlené v koncentráciách najmenej 63 mg/mL.
-
- vysokokvalitný grafén
- Vysoký výnos
- rovnomerná disperzia
- vysoká koncentrácia
- vysoká viskozít
- rýchly proces
- nízke náklady
- Vysoká priepustnosť
- vysoko efektívny
- Šetrné k životnému prostrediu
7kW Ultrazvukový reaktor pre Graphene disperzie
Ultrazvukové Disperzačné systémy
Hielscher Ultrasonics ponúka high-výkon ultrazvukové systémy pre exfoliácia a rozptyl hromadne-vrstvené Graphene a grafit do mono-, bi-a málo vrstvené Graphene. Spoľahlivé ultrazvukové procesory a sofistikované reaktorov dodať požadovaný výkon, procesné podmienky, rovnako ako presné ovládanie, takže Ultrazvukový proces výsledky môžu byť naladení presne na požadované ciele procesu.
Jedným z najdôležitejších parametrov procesu je Ultrazvukový amplitúda (vibračný posun v ultrazvukovom rohu). Hielscher je priemyselné ultrazvukové systémy sú postavené dodať veľmi vysoké amplitúdy. Amplitúdy až do 200 μm sa dajú ľahko plynule spustiť v 24/7 prevádzke. Pre ešte vyššie amplitúdy, Hielscher ponúka vlastné ultrazvukové sondy. Všetky naše ultrazvukové procesory môžu byť presne upravené podľa požadovaných procesných podmienok a ľahko monitorované prostredníctvom vstavaného softvéru. To zaisťuje najvyššiu spoľahlivosť, konzistentnú kvalitu a reprodukovateľné výsledky. Robustnosť ultrazvukového zariadenia Hielscher umožňuje 24/7 prevádzku pri ťažkých a náročných prostrediach. Vďaka tomu je ultrazvukom preferovanou výrobnou technológiou pre veľkoobjemovú prípravu mono-a málo vrstvené Graphene nanolistov.
Ponúka širokú škálu produktov ultrasonicators a príslušenstva (ako sú sonotród a reaktorov s rôznymi rozmermi a geometrie), najvhodnejšie reakcie podmienky a faktory (napr. činidlá, Ultrazvukový energie vstup na objem, tlak, teplota, prietok atď.) možno zvoliť s cieľom získať najvyššiu kvalitu. Vzhľadom k tomu, naše ultrazvukové reaktorov môže byť tlakovaná až niekoľko stoviek barG, ultrazvukom vysoko viskózne pasty s 250 000 centipoise nie je problém pre ultrazvukové systémy Hielscher je.
Vzhľadom k týmto faktorom, Ultrazvukový delkontaminácia/exfoliácia a rozptyľuje vyniká konvenčné brúsenie a frézovanie techniky.
- Vysoký výkon ultrazvuk
- vysoké šmykové sily
- vysoký tlak uplatniteľný
- presné ovládanie
- Bezproblémová škálovateľnosť (lineárna)
- dávkové a prietokové
- Reprodukovateľné výsledky
- Spoľahlivosť
- Robustnosť
- vysoká energetická účinnosť
Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!
Literatúra / Referencie
- Ivanov R., Hussainova I., Aghayan M., Petrov M. (2014): Grafén potiahnuté Alumina nanovlákien ako zirkónia výstuže. 9. Medzinárodná DAAAM Baltic konferencia priemyselného inžinierstva 24-26 Apríl 2014, Tallinn, Estónsko.
- Štengl V., Henych J., slušná M., Ecorchard P. (2014): Ultrazvuk exfoliácia anorganických analógov grafénu. Nanoscale výskumné listy 9 (1), 2014.
Fakty stojí za to vedieť
grafén
Graphene je jeden-Atom-silná vrstva uhlíka, ktoré možno opísať ako jednovrstvové alebo 2D štruktúra Graphene (jedna vrstva Graphene = SLG). Graphene má mimoriadne veľké špecifické plochy a vynikajúce mechanické vlastnosti (Young modul z 1 TPA a vnútornú pevnosť 130 GPA), ponúka veľké elektronické a tepelné vodivosť, nabíjanie dopravcu mobility, transparentnosť, a je nepriepmovateľné na plyny. Vzhľadom k týmto materiálom vlastnosti, Graphene sa používa ako posilnenie doplnkovej látky, aby kompozitov jeho silu, vodivosť, atď. Aby bolo možné kombinovať vlastnosti Graphene s inými materiálmi, grafén sa musí rozptýliť do zlúčeniny alebo sa aplikuje ako tenký povlak na podklad.
Bežné rozpúšťadlá, ktoré sa často používajú ako kvapalná fáza na rozptýliť Graphene nanolisty, zahŕňajú dimetyl sulfoxid (DMSO), N, N-dimetylformamid (DMF), N-metyl-2-pyrolidone (NMP), Tetramethylurey (TMU, Tetrahydrofuran (THF), propylén carbonateacetón (PC), etanol a formamid.
Prečo Graphene-založené kompozitov?
Graphene je s hrúbkou jedného atómu najtenšie, s hmotnosťou cca 0,77 mg na 1m2 najľahší, a s tuhosť v ťahu 150 000 000 psi (100-300 krát silnejšie ako oceľ) a pevnosť v ťahu 130 000 000 000 Pascals najsilnejší materiál známy. Okrem toho, Graphene je najlepší tepelný vodič (pri izbovej teplote (4.84 ± 0,44) × 103 (5.30 ± 0.48) × 103 Š · m-1.1 K-1.) a najlepší elektrický vodič (elektrónová mobilita vyššia ako 15 000 cm2· V-1.v meste ·-1.). Ďalšou dôležitou charakteristikou grafénu je jeho optická vlastnosť s absorpciou svetla na πα ≈ 2,3% bieleho svetla a jeho transparentný vzhľad.
Začlenením grafénu do matríc sa tieto vynikajúce materiálne charakteristiky môžu preniesť do výslednej kompozície, ktorá ponúka jedinečné funkcie. Takéto Graphene vystužené kompozity ponúkajú nové možnosti pre vývoj materiálov a priemyselných aplikácií. Vzhľadom k svojim vlastnostiam, Graphene a Graphene-kompozitov sú už široko rozšírený vo výrobe vysokovýkonných batérií, superkondenzátory, vodivé atramenty, nátery, fotovoltaické systémy a elektronické zariadenia
Hielscher výkonné ultrazvukové procesory dodať požadované vysoké šmykovej sily prekonať Van der Waals sily s cieľom distribuovať Graphene nanolisty jednotne do kompozitných matríc. Ultrazvukové Rozmetadlá ako UIP2000hdT alebo UIP16000 sa používajú na výrobu nano-kompozitov vystužených grafénom a grafénom.