Ultrasonik grafen atomizasyon püskürtme ekipmanının çalışma çekirdeği, ultrasonik dalgaların kavitasyon etkisine ve yüksek frekans titreşimi prensibine dayanmaktadır. Ekipman esas olarak ultrasonik jeneratör, dönüştürücü, atomize edici nozul ve püskürtme kontrol sisteminden oluşur.
Ekipman başlatıldığında, ultrasonik jeneratör, dönüştürücüye iletilen yüksek - frekanslı bir elektrik sinyali üretir. Dönüştürücü genellikle yüksek - frekanslı elektrik sinyalini aldıktan sonra, elektrik enerjisini hızlı bir şekilde mekanik enerjiye dönüştürebileceği ve saniyede on binlerce veya daha yüksek frekanslara kadar şiddetli titreşimler üretebileceği özelliğine sahip piezoelektrik seramik malzeme kullanır (20kHz - 120khz). Bu yüksek - frekans titreşimi atomizasyon nozuluna iletilir. Grafen çözeltisi nozuldan aktığında, ultrasonik dalgaların güçlü etkisi altında, çözeltinin içinde sayısız küçük kavitasyon kabarcıkları üretilir. Bu kabarcıklar anında üretilir ve hızlı bir şekilde patlar, güçlü bir darbe kuvveti üretir, grafen çözeltisini sadece birkaç mikron çapında (10 - 45μm arasında ayarlanabilir) son derece ince ve düzgün damlacıklara atomize eder.
Damlacıklara sıvı üflemek için yüksek - basınçlı gaza dayanan geleneksel basınç püskürtmesinin aksine, ultrasonik atomizasyon püskürtmesinin damlacık oluşum süreci daha hassas ve kontrol edilebilir. Bu mikron - büyüklüğünde grafen çözelti damlacıkları, tam olarak ayarlanmış yüksek - hızlı hava akışı kılavuzunda substrat malzemesinin yüzeyine stabil ve eşit bir şekilde püskürtülür. Substratın yüzeyine ulaştıktan sonra, damlacıklar eşit olarak birikir ve yayılır ve çözücü buharlaştıkça, düzgün kalınlığa sahip bir grafen kaplama tabakası, yavaş yavaş oluşur. Ultrasonik frekans, güç, çözelti akış hızı ve püskürtme süresi gibi anahtar parametrelerin kesin kontrolü sayesinde, kaplama kalınlığı nanometre seviyesinde tam olarak kontrol edilebilir ve hata aralığı, son derece yüksek kaplama doğruluğu gereksinimlerine sahip uygulama senaryoları için güvenilir koruma sağlayan ± 3 nanometrede stabil bir şekilde kontrol edilebilir.
Uygulama Alanları: Birden fazla sektörde yenilik ve kalkınma sağlamak
Elektronik bilgi alanı
Esnek elektronik cihazların üretiminde, ultrasonik grafen atomizasyon püskürtme ekipmanı kilit bir rol oynar. Grafen çözeltisini esnek bir polimer substrat üzerine eşit olarak püskürterek, yüksek iletkenlik ve iyi esnekliğe sahip şeffaf bir iletken film hazırlanabilir. Bu film, esnek ekranlar ve giyilebilir elektronik cihazlar gibi ürünlerde yaygın olarak kullanılmaktadır, bu da elektronik ürünlerin incelik, esnekliği ve yüksek performansını elde etmeyi mümkün kılar. Örneğin, esnek OLED ekranlarında, ultrasonik olarak püskürtülen grafen iletken filmler elektrot olarak kullanılır. Geleneksel metal elektrotlarla karşılaştırıldığında, sadece ekranın ışık geçirgenliğini iyileştirmek ve ekranı daha net hale getirmekle kalmaz, aynı zamanda ekranın esnekliğini arttırabilir ve bükülmenin neden olduğu hasar riskini azaltabilir. Entegre devre üretiminde, grafen kaplamalar yongaların ısı yayılma performansını artırmak için kullanılabilir. Çip yüzeyine grafeni eşit olarak püskürterek ve mükemmel termal iletkenliğini kullanarak, çip tarafından üretilen ısı hızla dağılabilir, çip sıcaklığını etkili bir şekilde azaltabilir ve çipin çalışma stabilitesini ve ömrünü iyileştirebilir.
Enerji depolama ve dönüşüm alanı
Lityum piller alanında, elektrot malzemelerinin yüzeyine grafen çözeltisinin ultrasonik püskürtülmesi etkili bir iletken ağ oluşturabilir. Bu, elektrotun iletkenlik ve elektron transfer hızını önemli ölçüde iyileştirmeye yardımcı olur, böylece lityum pilin şarj ve deşarj verimliliğini ve döngü ömrünü iyileştirir. Deneysel veriler, ultrasonik püskürtme grafen ile muamele edilen lityum pil elektrotlarının şarj ve deşarj verimliliğinin%20 -%30 oranında artırılabileceğini ve pil döngüsü ömrünün, lityum pil teknolojisinin gelişimini teşvik etmek ve elektrikli depolama gücü vb. Güneş hücreleri alanında, fotovoltaik hücrelerin yüzeyine grafen kaplamanın uygulanması, pilin ışık emme verimliliğini ve yük transfer verimliliğini artırabilir, böylece güneş hücrelerinin fotoelektrik dönüşüm verimliliğini artırabilir. Aynı zamanda, grafenin yüksek stabilitesi ve korozyon direnci, dış mekanlarda güneş hücrelerinin hizmet ömrünü artırabilir, bakım maliyetlerini azaltabilir ve güneş enerjisinin verimli kullanımını ve yaygın olarak popülerleştirilmesini teşvik edebilir.
Malzeme Koruma ve Geliştirme Alanı
Metal malzeme koruması açısından, grafeni korozyon - dirençli kaplamalarla karıştırdıktan sonra, metal yüzeyine ultrasonik atomizasyon püskürtme yoğun bir koruyucu kaplama oluşturabilir. Bu kaplama, metali sadece dış aşındırıcı ortamla temastan etkili bir şekilde izole etmekle kalmaz, aynı zamanda kaplamanın mekanik mukavemetini ve aşınma direncini arttırmak için grafenin mükemmel özelliklerini de kullanabilir ve zorlu ortamlarda metal malzemelerin korozyon direncini önemli ölçüde iyileştirir. Örneğin, deniz mühendisliğinde, bu grafen kaplamanın gemiler ve açık deniz sondaj platformları gibi metal yapısal parçalar için kullanılması, servis ömrünü büyük ölçüde genişletebilir ve bakım ve değiştirme maliyetlerini azaltabilir. Kompozit malzemelerin hazırlanmasında, ultrasonik püskürtülen grafen, matris malzemesinde eşit olarak dağılabilir, takviye aşaması rolünü oynayabilir ve kompozit malzemelerin mekanik özelliklerini etkili bir şekilde iyileştirebilir. Örneğin, havacılık alanında kullanılan karbon fiber kompozit malzemelere ultrasonik olarak püskürtülen grafen eklenmesi, malzemenin mukavemetini ve sertliğini iyileştirirken, malzemenin ağırlığını azaltarak havacılık ve uzay araçlarının hafif tasarımı ve yüksek - performans uçuşu için malzeme garantisi sağlar.
Biyomedikal alan
Biyomedikal alanda, ultrasonik grafen atomizasyon püskürtme ekipmanı da büyük uygulama potansiyeli göstermiştir. Örneğin, ilaç taşıyıcılarının hazırlanmasında, belirli fonksiyonlara sahip ilaç taşıyıcılarını hazırlamak için ultrasonik atomizasyon yoluyla nanoparçacıkların yüzeyine ilaç içeren bir grafen çözeltisi püskürtülür. Bu taşıyıcı, ilaçların hassas iletimini ve sürekli olarak salınmasını sağlayabilir, ilaçların terapötik etkisini iyileştirebilir ve ilaçların normal dokular üzerindeki yan etkilerini azaltabilir. Biyosensörler açısından, sensör yüzeyine grafen kaplama püskürtülmesiyle, sensörün duyarlılığı ve seçiciliği geliştirilebilir ve biyolojik moleküllerin hızlı ve doğru tespiti elde edilebilir, bu da hastalık tanısı ve biyomedikal araştırmalar için güçlü bir araç sağlar.