Rdzeń roboczy ultradźwiękowej grafenowej atomizacji sprzętu natryskowego opiera się na efekcie kawitacji fal ultradźwiękowych i zasadzie wibracji o wysokiej częstotliwości. Sprzęt składa się głównie z ultradźwiękowego generatora, przetwornika, atomizowania dyszy i systemu kontroli natryskiwania.
Po uruchomieniu sprzętu generator ultradźwiękowy generuje sygnał elektryczny o wysokiej częstotliwości, który jest przesyłany do przetwornika. Przetwornik zwykle wykorzystuje piezoelektryczny materiał ceramiczny, który ma charakterystykę, że po otrzymaniu sygnału elektrycznego o wysokiej częstotliwości może szybko przekształcić energię elektryczną w energię mechaniczną, generując gwałtowne wibracje do dziesiątek tysięcy razy na sekundę lub nawet wyższe częstotliwości (20 kHz - 120 kHz). To wibracje o wysokiej częstotliwości są przesyłane do dyszy atomizującej. Gdy roztwór grafenowy przepływa przez dyszy, pod potężnym efektem fal ultradźwiękowych w roztworze generowane są niezliczone małe pęcherzyki kawitacyjne. Te pęcherzyki są generowane natychmiast i pękają szybko, generując silną siłę udarową, rozpylając roztwór grafenu w wyjątkowo drobne i jednolite krople o średnicy zaledwie kilku mikronów (regulowane między 10 - 45 μm).
W przeciwieństwie do tradycyjnego opryskiwania ciśnieniowego, który polega na wysokim - gazie ciśnieniowym w celu wydmuchania cieczy w kropelki, proces tworzenia kropel rozpylania atomizacji ultradźwiękowej jest bardziej delikatny i kontrolowany. Te kropki roztworu grafenu o wielkości mikronów są rozpylane na powierzchnię materiału podłoża w sposób stabilny i jednolity pod kierunkiem precyzyjnie dostosowanego przepływu powietrza o wysokiej prędkości. Po dotarciu do powierzchni podłoża kropelki są równomiernie osadzane i rozpowszechniane, a gdy rozpuszczalnik odparowuje, stopniowo powstaje warstwa powłoki grafenowej o jednolitej grubości, gęstości i jodzyjnej adhezji. Dzięki precyzyjnej kontroli kluczowych parametrów, takich jak częstotliwość ultradźwiękowa, moc, szybkość przepływu roztworu i czas opryskiwania, grubość powłoki można dokładnie kontrolować na poziomie nanometru, a zakres błędów można stabilnie kontrolować przy ± 3 nanometrach, co zapewnia niezawodną ochronę scenariuszy aplikacji z wyjątkowo wysokimi wymaganiami dotyczącymi dokładności powlekania.
Pola aplikacji: umożliwianie innowacji i rozwoju w wielu branżach
Pole informacyjne elektroniczne
W produkcji elastycznych urządzeń elektronicznych odgrywa kluczowa rolę. Poprzez równomiernie rozpylając roztwór grafenu na elastycznym podłożu polimerowym, można przygotować przezroczystą folię przewodzącą o wysokiej przewodności i dobrej elastyczności. Film ten jest szeroko stosowany w produktach, takich jak elastyczne wyświetlacze i urządzenia elektroniczne do noszenia, umożliwiając osiągnięcie cienkości, elastyczności i wysokiej wydajności produktów elektronicznych. Na przykład w elastycznych wyświetlaczach OLED ultradźwięowo spryskane grafenowe folie przewodzące grafen są stosowane jako elektrody. W porównaniu z tradycyjnymi metalowymi elektrodami, może nie tylko poprawić transmitancję światła ekranu i wyświetlić wyświetlacz, ale także zwiększyć elastyczność ekranu i zmniejszyć ryzyko uszkodzenia spowodowanego zginaniem. W zintegrowanym produkcji obwodów powłoki grafenowe mogą być stosowane w celu poprawy wydajności rozpraszania układów. Poprzez równomiernie rozpylając grafen na powierzchni układu i wykorzystując jego doskonałą przewodność cieplną, ciepło wytwarzane przez układ można szybko rozproszyć, skutecznie zmniejszając temperaturę wiórów i poprawiając stabilność pracy i żywotność układu.
Pole magazynowania energii i konwersji
W dziedzinie baterii litowych ultradźwiękowe rozpylanie roztworu grafenu na powierzchni materiałów elektrod może zbudować wydajną sieć przewodzącą. Pomaga to znacznie poprawić przewodność i szybkość transferu elektronów elektrody, poprawiając w ten sposób wydajność ładowania i rozładowywania oraz żywotność cyklu akumulatora litowego. Dane eksperymentalne pokazują, że wydajność ładowania i rozładowywania elektrod akumulatorów litowych traktowanych grafenem rozpylania ultradźwiękowego można zwiększyć o 20%- 30%, a żywotność cyklu akumulatora można rozszerzyć o 30%- 50%, co zapewnia ważne techniczne wsparcie dla promowania rozwoju technologii akumulatora litowego i zaspokojenia potrzeb elektrycznych, energii elektrycznej, itp. W przypadku wysokości - wydajności. W dziedzinie ogniw słonecznych zastosowanie powłoki grafenowej na powierzchnię ogniw fotowoltaicznych może poprawić wydajność absorpcji światła baterii i wydajność przenoszenia ładunku, poprawiając w ten sposób wydajność konwersji fotoelektrycznej ogniw słonecznych. Jednocześnie wysoka stabilność i odporność na korozję grafenu może również zwiększyć żywotność ogniw słonecznych w środowiskach zewnętrznych, zmniejszyć koszty konserwacji i promować efektywne wykorzystanie i powszechną popularyzację energii słonecznej.
Pole ochrony materiału i ulepszenia
Jeśli chodzi o ochronę materiału metalu, po zmieszaniu grafenu z powłokami odpornymi na korozję, rozpylanie atomizacji ultradźwiękowej na powierzchni metalowej może tworzyć gęstą powłokę ochronną. Ta powłoka może nie tylko skutecznie izolować metal od kontaktu z zewnętrzną pożywką korozyjną, ale także wykorzystywać doskonałe właściwości grafenu w celu zwiększenia wytrzymałości mechanicznej i odporności na zużycie powłoki oraz znacznie poprawić odporność na korozję materiałów metali w trudnych środowiskach. Na przykład w inżynierii morskiej zastosowanie tej powłoki grafenowej do metalowych części konstrukcyjnych, takich jak statki i platformy wiertnicze na morzu, może znacznie wydłużyć żywotność usług i zmniejszyć koszty konserwacji i wymiany. W przygotowaniu materiałów kompozytowych ultradźwiękowy grafen można równomiernie rozproszyć w materiale matrycy, odgrywać rolę fazy zbrojenia i skutecznie poprawić właściwości mechaniczne materiałów kompozytowych. Na przykład dodanie ultradźwiękowo spryskanego grafenu do materiałów kompozytowych z włókna węglowego stosowane w polu lotniczym może poprawić wytrzymałość i sztywność materiału, jednocześnie zmniejszając masę materiału, zapewniając gwarancję materiału dla lekkiego projektu i wysokiej jakości lotów lotniczych pojazdów lotniczych.
Pole biomedyczne
W polu biomedycznym sprzęt rozpylania ultradźwiękowej grafenu wykazał również duży potencjał zastosowania. Na przykład w przygotowaniu nośników leków roztwór grafenu zawierający leki jest rozpylany na powierzchni nanocząstek poprzez atomizację ultradźwiękową w celu przygotowania nośników leków o określonych funkcjach. Ten nosiciel może osiągnąć precyzyjne dostarczanie i trwałe uwalnianie leków, poprawić działanie terapeutyczne leków i zmniejszyć skutki uboczne leków na normalne tkanki. Jeśli chodzi o bioczujniki, poprzez rozpylanie powlekania grafenu na powierzchni czujnika, wrażliwość i selektywność czujnika można poprawić, a można osiągnąć szybkie i dokładne wykrywanie cząsteczek biologicznych, zapewniając potężne narzędzie do diagnozy choroby i badań biomedycznych.