Le noyau de travail de l'équipement de pulvérisation d'atomisation du graphène ultrasonique est basé sur l'effet de cavitation des ondes ultrasoniques et le principe de la vibration élevée de fréquence. L'équipement est principalement composé de générateur à ultrasons, de transducteur, de buse d'atomisation et de système de contrôle de la pulvérisation.
Lorsque l'équipement est démarré, le générateur à ultrasons génère un signal électrique à haute fréquence, qui est transmis au transducteur. Le transducteur utilise généralement un matériau en céramique piézoélectrique, qui a la caractéristique qu'après avoir reçu le signal électrique à haute fréquence, il peut rapidement convertir l'énergie électrique en énergie mécanique, générant des vibrations violentes jusqu'à des dizaines de milliers de fois par seconde ou même des fréquences plus élevées (20 kHz - 120 kHz). Cette vibration de fréquence élevée est transmise à la buse d'atomisation. Lorsque la solution de graphène traverse la buse, sous l'effet puissant des ondes à ultrasons, d'innombrables petites bulles de cavitation sont générées à l'intérieur de la solution. Ces bulles sont générées instantanément et éclatent rapidement, générant une forte force d'impact, atomisant la solution de graphène en gouttelettes extrêmement fines et uniformes avec un diamètre de seulement quelques microns (réglable entre 10 - 45 μm).
Contrairement à la pulvérisation de pression traditionnelle, qui s'appuie sur un gaz de pression élevé pour souffler le liquide dans des gouttelettes, le processus de formation de gouttelettes de pulvérisation d'atomisation à ultrasons est plus délicat et contrôlable. Ces gouttelettes de solution de graphène Micron - de taille sont pulvérisées sur la surface du substrat de manière stable et uniforme sous la direction d'un flux d'air à haute vitesse ajusté avec précision. Après avoir atteint la surface du substrat, les gouttelettes sont uniformément déposées et réparties, et à mesure que le solvant s'évapore, une couche de revêtement de graphène avec une épaisseur uniforme, de la densité et une adhésion ferme se forme progressivement. Grâce au contrôle précis des paramètres clés tels que la fréquence ultrasonique, la puissance, le débit de solution et le temps de pulvérisation, l'épaisseur du revêtement peut être contrôlée avec précision au niveau nanométrique, et la plage d'erreur peut être contrôlée de manière stable à ± 3 nanomètres, ce qui offre une protection fiable pour les scénarios d'application avec des exigences de précision extrêmement élevées.
Fields d'application: activer l'innovation et le développement dans plusieurs industries
Champ d'information électronique
Dans la fabrication de dispositifs électroniques flexibles, l'équipement de pulvérisation d'atomisation du graphène ultrasonique joue un rôle clé. En pulvérisant uniformément la solution de graphène sur un substrat de polymère flexible, un film conducteur transparent à haute conductivité et une bonne flexibilité peut être préparé. Ce film est largement utilisé dans des produits tels que des écrans flexibles et des appareils électroniques portables, ce qui permet d'obtenir la minceur, la flexibilité et les performances élevées des produits électroniques. Par exemple, dans des écrans OLED flexibles, les films conducteurs en graphène pulvérisés par ultrasons sont utilisés comme électrodes. Par rapport aux électrodes métalliques traditionnelles, elle peut non seulement améliorer la transmittance de la lumière de l'écran et rendre l'affichage plus clair, mais aussi améliorer la flexibilité de l'écran et réduire le risque de dommages causés par la flexion. Dans la fabrication de circuits intégrés, les revêtements de graphène peuvent être utilisés pour améliorer les performances de dissipation thermique des puces. En pulvérisant uniformément le graphène à la surface de la puce et en utilisant son excellente conductivité thermique, la chaleur générée par la puce peut être rapidement dissipée, réduisant efficacement la température de la puce et améliorant la stabilité de fonctionnement et la durée de vie de la puce.
Champ de stockage et de conversion d'énergie
Dans le domaine des batteries au lithium, la pulvérisation à ultrasons d'une solution de graphène à la surface des matériaux d'électrode peut construire un réseau conducteur efficace. Cela permet d'améliorer considérablement le taux de conductivité et de transfert d'électrons de l'électrode, améliorant ainsi l'efficacité de charge et de décharge et la durée de vie du cycle de la batterie au lithium. Les données expérimentales montrent que l'efficacité de charge et de décharge des électrodes de batterie au lithium traitées avec du graphène de pulvérisation à ultrasons peut être augmentée de 20% - 30%, et la durée de vie du cycle de la batterie peut être prolongée de 30% - 50%, ce qui fournit une prise en charge technique importante pour la promotion du développement de la technologie de batterie de lithium et répondant aux besoins des véhicules électriques, des stations de stockage énergétique, etc. pour les hauts bacs de performance. Dans le domaine des cellules solaires, l'application d'un revêtement de graphène à la surface des cellules photovoltaïques peut améliorer l'efficacité d'absorption de la lumière et l'efficacité de transfert de charge de la batterie, améliorant ainsi l'efficacité de conversion photoélectrique des cellules solaires. Dans le même temps, la stabilité élevée et la résistance à la corrosion du graphène peuvent également améliorer la durée de vie des cellules solaires dans des environnements extérieurs, réduire les coûts de maintenance et favoriser l'utilisation efficace et la popularisation généralisée de l'énergie solaire.
Champ de protection des matériaux et d'amélioration
En termes de protection des matériaux métalliques, après le mélange de graphène avec des revêtements de corrosion - résistants, la pulvérisation d'atomisation à ultrasons sur la surface métallique peut former un revêtement protecteur dense. Ce revêtement peut non seulement isoler efficacement le métal du contact avec le milieu corrosif externe, mais également utiliser les excellentes propriétés du graphène pour améliorer la résistance mécanique et la résistance à l'usure du revêtement, et améliorer considérablement la résistance à la corrosion des matériaux métalliques dans des environnements difficiles. Par exemple, en génie maritime, l'utilisation de ce revêtement de graphène pour les pièces structurelles métalliques telles que les navires et les plates-formes de forage offshore peut considérablement prolonger leur durée de vie et réduire les coûts de maintenance et de remplacement. Dans la préparation de matériaux composites, le graphène pulvérisé à ultrasons peut être uniformément dispersé dans le matériau matriciel, jouer le rôle de la phase de renforcement et améliorer efficacement les propriétés mécaniques des matériaux composites. Par exemple, l'ajout de matériaux composites en fibre de carbone utilisés dans le champ aérospatial peut améliorer la résistance et la rigidité du matériau, tout en réduisant le poids du matériau, offrant une garantie de conception légère et un vol de performance élevé des véhicules aérospatiaux.
Champ biomédical
Dans le domaine biomédical, l'équipement de pulvérisation d'atomisation du graphène ultrasonique a également montré un grand potentiel d'application. Par exemple, dans la préparation des porteurs de médicaments, une solution de graphène contenant des médicaments est pulvérisée à la surface des nanoparticules par atomisation à ultrasons pour préparer des porteurs de médicaments avec des fonctions spécifiques. Ce porteur peut obtenir un accouchement précis et une libération prolongée de médicaments, améliorer l'effet thérapeutique des médicaments et réduire les effets secondaires des médicaments sur les tissus normaux. En termes de biocapteurs, en pulvérisant le revêtement de graphène sur la surface du capteur, la sensibilité et la sélectivité du capteur peuvent être améliorées, et une détection rapide et précise des molécules biologiques peut être obtenue, fournissant un outil puissant pour le diagnostic de la maladie et la recherche biomédicale.