Den arbetande kärnan i ultraljudsgrafenatomiseringssprutningsutrustning är baserad på kavitationseffekten av ultraljudsvågor och principen för hög - frekvensvibration. Utrustningen består huvudsakligen av ultraljudsgenerator, givare, atomiserande munstycke och sprutningskontrollsystem.
När utrustningen startas genererar ultraljudsgeneratorn en hög - frekvenselektrisk signal, som överförs till givaren. Givaren använder vanligtvis piezoelektriskt keramiskt material, som har den egenskapen att efter att ha fått den höga - frekvensen elektrisk signal kan den snabbt omvandla elektrisk energi till mekanisk energi och generera våldsamma vibrationer på upp till tiotusentals gånger per sekund eller till och med högre frekvenser (20 kHz - 120 kHz). Denna höga - frekvensvibration överförs till atomiserande munstycket. När grafenlösningen rinner genom munstycket, under den kraftfulla effekten av ultraljudsvågor, genereras otaliga små kavitationsbubblor inuti lösningen. Dessa bubblor genereras omedelbart och brast snabbt, vilket genererar en stark slagkraft, vilket finfördelar grafenlösningen till extremt fina och enhetliga droppar med en diameter på endast några mikron (justerbar mellan 10 - 45μm).
Till skillnad från traditionell trycksprutning, som förlitar sig på hög - tryckgas för att blåsa vätska i droppar, är droppbildningsprocessen för ultraljudssprutning mer känslig och kontrollerbar. Dessa droppar av mikron -storlek grafenlösning sprayas på ytan på substratmaterialet på ett stabilt och enhetligt sätt under ledning av ett exakt justerat hastighetsflödesflöde. Efter att ha nått ytan på underlaget deponeras och sprids dropparna jämnt, och när lösningsmedlet förångas bildas ett skikt av grafenbeläggning med enhetlig tjocklek, densitet och fast vidhäftning gradvis. Genom den exakta kontrollen av nyckelparametrar såsom ultraljudsfrekvens, effekt, lösningsflödeshastighet och sprayningstid kan beläggningstjockleken exakt kontrolleras på nanometernivå, och felområdet kan stabilt kontrolleras vid ± 3 nanometrar, vilket ger tillförlitligt skydd för applikationsscenarier med extremt höga beläggnings noggrannhetskrav.
Applikationsfält: Aktivera innovation och utveckling i flera branscher
Elektronisk informationsfält
Vid tillverkningen av flexibla elektroniska enheter spelar ultraljudsgrafenförstärkningsutrustning en nyckelroll. Genom att spruta grafenlösningen jämnt på ett flexibelt polymersubstrat kan en transparent ledande film med hög konduktivitet och god flexibilitet framställas. Den här filmen används ofta i produkter som flexibla skärmar och bärbara elektroniska enheter, vilket gör det möjligt att uppnå tunnhet, flexibilitet och hög prestanda för elektroniska produkter. Till exempel, i flexibla OLED -skärmar, används ultraljudssprutade grafenledande filmer som elektroder. Jämfört med traditionella metallelektroder kan det inte bara förbättra skärmens ljusöverföring och göra skärmen tydligare, utan också förbättra skärmens flexibilitet och minska risken för skador orsakade av böjning. Vid integrerad kretstillverkning kan grafenbeläggningar användas för att förbättra värmespridningens prestanda för chips. Genom att jämnt spruta grafen på ytan av chipet och använda dess utmärkta värmeledningsförmåga kan värmen som genereras av chipet snabbt spridas, vilket effektivt minskar chiptemperaturen och förbättrar chipets driftsstabilitet och livslängd.
Energilagring och omvandlingsfält
Inom området litiumbatterier kan ultraljudssprutning av grafenlösning på ytan av elektrodmaterial bygga ett effektivt ledande nätverk. Detta hjälper till att förbättra elektrodens konduktivitet och elektronöverföring och därmed förbättra laddnings- och urladdningseffektiviteten och cykellivslängden för litiumbatteriet. Experimentella data visar att laddnings- och urladdningseffektiviteten för litiumbatterielektroder behandlade med ultraljudssprutningsgrafen kan ökas med 20%- 30%, och batterycykellivslängden kan förlängas med 30%- 50%, vilket ger viktiga tekniska stöd för att främja utvecklingen av litiumbatteri och uppfylla behoven hos elektriska fordon, energilagringsmakt, etc. för hög - Inom området solceller kan applicering av grafenbeläggning på ytan av fotovoltaiska celler förbättra batteriets ljusabsorptionseffektivitet och laddningsöverföringseffektivitet, vilket förbättrar den fotoelektriska omvandlingseffektiviteten hos solceller. Samtidigt kan grafens höga stabilitet och korrosionsmotstånd också förbättra livslängden för solceller i utomhusmiljöer, minska underhållskostnaderna och främja effektiv användning och utbredd popularisering av solenergi.
Materialskydd och förbättringsfält
När det gäller skydd av metallmaterial, efter blandning av grafen med korrosion - resistenta beläggningar, kan ultraljudssprutning på metallytan bilda en tät skyddsbeläggning. Denna beläggning kan inte bara effektivt isolera metallen från kontakten med det yttre korrosiva mediet, utan också använda de utmärkta egenskaperna hos grafen för att förbättra beläggningens mekaniska styrka och slitstyrka och förbättra korrosionsbeständigheten hos metallmaterial i hårda miljöer. I marinteknik kan till exempel användningen av denna grafenbeläggning för metallstrukturella delar som fartyg och offshore -borrplattformar förlänga sin livslängd och minska underhålls- och ersättningskostnaderna. Vid framställningen av kompositmaterial kan ultraljudssprutad grafen jämnt spridas i matrismaterialet, spela rollen som förstärkande fas och förbättra de mekaniska egenskaperna hos kompositmaterial. Till exempel kan tillägg av ultraljudssprutad grafen till kolfiberkompositmaterial som används i flyg- och rymdfältet förbättra materialets styrka och styvhet, samtidigt som materialets vikt minskar materialets garanti för den lätta designen och den höga per prestandan för flygfordon.
Biomedicinskt fält
Inom det biomedicinska fältet har ultraljudsgrafenförstärkningsutrustning också visat en stor applikationspotential. Till exempel, vid framställning av läkemedelsbärare, sprayas en grafenlösning som innehåller läkemedel på ytan av nanopartiklar genom ultraljudsatomisering för att framställa läkemedelsbärare med specifika funktioner. Denna bärare kan uppnå exakt leverans och långvarig frisättning av läkemedel, förbättra den terapeutiska effekten av läkemedel och minska biverkningarna av läkemedel på normala vävnader. När det gäller biosensorer, genom att spruta grafenbeläggning på sensorytan, kan sensorns känslighet och selektivitet förbättras och snabb och exakt detektion av biologiska molekyler kan uppnås, vilket ger ett kraftfullt verktyg för sjukdomsdiagnos och biomedicinsk forskning.