Arbejdskernen i ultralydsgrafenforstøvningsudstyr er baseret på kavitationseffekten af ultralydsbølger og princippet om høj - frekvensvibration. Udstyret er hovedsageligt sammensat af ultralydsgenerator, transducer, forstærkende dyse og sprøjtningskontrolsystem.
Når udstyret startes, genererer den ultralydsgenerator et højt - frekvenselektrisk signal, der overføres til transduceren. Transduceren bruger normalt piezoelektrisk keramisk materiale, som har den egenskab, der efter at have modtaget det høje - frekvenselektriske signal, kan det hurtigt konvertere elektrisk energi til mekanisk energi, hvilket genererer voldelige vibrationer på op til titusinder af gange pr. Sekund eller endnu højere frekvenser (20 kHz - 120 kHz). Denne høje - frekvensvibration overføres til forstøvningsdysen. Når grafenopløsningen strømmer gennem dysen, under den kraftige virkning af ultralydsbølger, genereres utallige små kavitationsbobler inde i opløsningen. Disse bobler genereres øjeblikkeligt og brast hurtigt, hvilket genererer en stærk påvirkningskraft, hvilket forstærker grafenopløsningen til ekstremt fine og ensartede dråber med en diameter på kun et par mikron (justerbar mellem 10 - 45μm).
I modsætning til traditionel tryksprøjtning, der er afhængig af høj - trykgas for at sprænge væske i dråber, er dråbedannelse af ultralyds atomiseringssprøjtning mere delikat og kontrollerbar. Disse mikron - størrelse grafenopløsningsdråber sprøjtes på overfladen af substratmaterialet på en stabil og ensartet måde under vejledning af en nøjagtigt justeret høj - hastighed luftstrøm. Efter at have nået overfladen af underlaget, afsættes dråberne jævnt og spredes, og når opløsningsmidlet fordamper, dannes et lag grafenbelægning med ensartet tykkelse, densitet og fast adhæsion gradvist. Gennem den nøjagtige kontrol af nøgleparametre, såsom ultralydsfrekvens, effekt, opløsningsstrømningshastighed og sprøjtningstid, kan belægningstykkelsen kontrolleres nøjagtigt på nanometerniveau, og fejlområdet kan kontrolleres stabilt ved ± 3 nanometre, hvilket giver pålidelig beskyttelse af applikationsscenarier med ekstremt høje belægningsnøjagtighedskrav.
Applikationsfelter: Aktivering af innovation og udvikling i flere brancher
Elektronisk informationsfelt
Ved fremstilling af fleksible elektroniske enheder spiller ultralydsgrafenforstøvningssprøjtningsudstyr en nøglerolle. Ved at sprøjte grafenopløsningen jævnt på et fleksibelt polymersubstrat, kan en gennemsigtig ledende film med høj ledningsevne og god fleksibilitet fremstilles. Denne film er vidt brugt i produkter såsom fleksible skærme og bærbare elektroniske enheder, hvilket gør det muligt at opnå tyndhed, fleksibilitet og høj ydeevne af elektroniske produkter. I fleksible OLED -skærme bruges for eksempel ultralydssprøjtede grafen ledende film som elektroder. Sammenlignet med traditionelle metalelektroder kan det ikke kun forbedre den lette transmission af skærmen og gøre displayet klarere, men også forbedre skærmen på skærmen og reducere risikoen for skader forårsaget af bøjning. I integreret kredsløbsproduktion kan grafenbelægninger bruges til at forbedre chipsens varmeafledning. Ved at sprøjte grafen på overfladen af chippen og bruge dens fremragende termiske ledningsevne, kan varmen, der genereres af chippen, hurtigt spredes, hvilket effektivt reducerer chiptemperaturen og forbedrer chipens driftsstabilitet og levetid.
Energilagrings- og konverteringsfelt
Inden for lithiumbatterier kan ultralydsprøjtning af grafenopløsning på overfladen af elektrodematerialer opbygge et effektivt ledende netværk. Dette hjælper med at forbedre ledningsevnen og elektronoverførselshastigheden for elektroden markant og derved forbedre opladnings- og udledningen af effektiviteten og cykluslivet på lithiumbatteriet. Eksperimentelle data viser, at opladnings- og udladningseffektiviteten af lithiumbatterielektroder behandlet med ultralydssprøjtning af grafen kan øges med 20%- 30%, og batteriets cyklus levetid kan udvides med 30%- 50%, hvilket giver vigtig teknisk support til fremme af udviklingen af lithiumbatteriteknologi og imødekommer behovene til elektriske køretøjer, energilagringseffektstationer osv. For højt - Inden for solceller kan påføring af grafenbelægning på overfladen af fotovoltaiske celler forbedre batteriets lysabsorptionseffektivitet og ladningsoverførselseffektivitet og derved forbedre den fotoelektriske konverteringseffektivitet af solceller. På samme tid kan grafenens høje stabilitet og korrosionsbestandighed også forbedre solcellernes levetid i udendørs miljøer, reducere vedligeholdelsesomkostninger og fremme effektiv anvendelse og udbredt popularisering af solenergi.
Materialebeskyttelse og forbedringsfelt
Med hensyn til beskyttelse af metalmateriale, efter blanding af grafen med korrosion Denne belægning kan ikke kun effektivt isolere metallet fra kontakten med det eksterne ætsende medium, men også anvende de fremragende egenskaber ved grafen til at forbedre belægningen mekanisk styrke og slidstyrke og forbedrer metalmaterialers korrosionsmodstand markant i barske miljøer. I marineteknik kan brugen af denne grafenbelægning til metalstrukturelle dele såsom skibe og offshore -boreplatforme i høj grad udvide deres levetid og reducere vedligeholdelses- og udskiftningsomkostninger. Ved fremstilling af sammensatte materialer kan ultralydsprøjtning af grafen spredes jævnt i matrixmaterialet, spille rollen som forstærkningsfase og effektivt forbedre de mekaniske egenskaber ved sammensatte materialer. For eksempel kan tilsætning af ultralydssprøjtet grafen til carbonfiberkompositmaterialer, der bruges i rumfartsfeltet, forbedre styrken og stivheden af materialet, samtidig med at materialets vægt giver materialegaranti til det lette design og høj - ydelsesflyvning af luftfartsbiler.
Biomedicinsk felt
I det biomedicinske felt har ultralydsgrafenforstøvningsudstyr også vist et stort anvendelsespotentiale. For eksempel sprøjtes en grafenopløsning, der indeholder medikamenter, i fremstillingen af lægemiddelbærere på overfladen af nanopartikler gennem ultralyds atomisering for at fremstille lægemiddelbærere med specifikke funktioner. Denne transportør kan opnå præcis levering og vedvarende frigivelse af medikamenter, forbedre den terapeutiske virkning af medikamenter og reducere bivirkningerne af medikamenter på normalt væv. Med hensyn til biosensorer, ved at sprøjte grafenbelægning på sensoroverfladen, kan følsomheden og selektiviteten af sensoren forbedres, og hurtig og nøjagtig detektion af biologiske molekyler kan opnås, hvilket giver et kraftfuldt værktøj til sygdomsdiagnose og biomedicinsk forskning.