一種石墨烯漿料用的配置系統的製作方法

2023-11-01 23:23:00

本實用新型屬於漿料配置領域，具體為一種石墨烯漿料用的配置系統。

背景技術：

石墨烯是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。石墨烯既是最薄的材料，也是最強韌的材料，斷裂強度比最好的鋼材還要高200倍；同時它又有很好的彈性，拉伸幅度能達到自身尺寸的20％。石墨烯由於其本身所具有的特性，在新能源、新材料、能源化工、電子信息、航空航天和國防軍工等眾多領域實現廣泛應用。

由於石墨烯是片層狀結構，為了使得石墨烯在具體應用過程中能夠保存其較好的特性，在製備石墨烯的過程中需要保持好石墨烯的片狀結構。而石墨烯的合成方法主要有兩種：機械方法和化學方法。機械方法包括微機械分離法、取向附生法和加熱SiC的方法；化學方法是化學還原法與化學解離法。其中應用最普遍的是微機械分離法，其直接將石墨烯薄片從較大的晶體上剪裁下來，並且所得片狀石墨烯可以在外界環境下穩定存在。典型製備方法是用另外一種材料膨化或者引入缺陷的熱解石墨進行摩擦，體相石墨的表面會產生絮片狀的晶體，在這些絮片狀的晶體中含有單層的石墨烯。但缺點是此法是利用摩擦石墨表面獲得的薄片來篩選出單層的石墨烯薄片，其尺寸不易控制，無法可靠地製造長度足供應用的石墨薄片樣本。現有技術中應用最好的是機械研磨的方式進行，如中國專利CN一種溼法研磨機，包括電機、筒體、旋轉軸和攪拌槳片，攪拌槳片固定在旋轉軸上，旋轉軸穿設在筒體中，筒體的兩端分別設有前連接板和後連接板，筒體上開設有進料口和出料口，旋轉軸的一端通過第一連接件與電機連接，旋轉軸的另一端連接有第二連接件。旋轉軸的兩端分別穿設在前軸承和後軸承內，旋轉軸的兩端都有支撐，使旋轉軸旋轉時比較穩定，安全係數高。第一唇形密封圈、第二唇形密封圈和第一油浸石棉盤根對旋轉軸的一端進行密封處理，第三唇形密封圈和第二油浸石棉盤根對旋轉軸的另一端進行密封處理，沿長溼法研磨機的使用壽命。又如中國專利CN201366369公開了一種納米分散研磨機，在箱體上橫向轉動架設有主軸，在箱體側壁設有固定座，在固定座內設有機械密封固定座，在機械密封固定座上設有上、下方機械密封，在固定座側壁設有研磨腔法蘭，在研磨 腔法蘭內設有隔絕環，在研磨腔法蘭上通過研磨腔內套固定有腔體蓋板，在研磨腔體內具有研磨微珠，在主軸一端部通過軸端蓋板套固定有研磨分級輪，在研磨腔內套下端側壁上固定有進料管道，在研磨腔內套上端側壁上固定有研磨微珠加料管，在研磨微珠加料管的進口端扣蓋有加料口蓋體，在腔體蓋板上設有排汙口，在排汙口上扣蓋有排汙口蓋體，在進料管道上設有浮球閥，在主軸內開設有出料孔，在研磨分級輪中心處設有與出料孔連通的細料出口。但上述方法均只提到如何有效分散細化研磨物的方法，但具體應用到石墨烯漿料時則存在較大的問題，如何較好的保存石墨烯的片層結構。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種石墨烯漿料用的配置系統，其能實現對石墨烯漿料的高效分散以及有效保證了石墨烯完整的片層狀結構。

為實現上述技術目的，本實用新型採取的具體的技術方案為，一種石墨烯漿料用的配置系統，包括石墨烯研磨裝置、配料裝置以及配料混合裝置；所述石墨烯研磨裝置用於研磨分散石墨烯，包括一號研磨罐與一號研磨體，所述一號研磨體為錐形結構，錐形結構的表面設有若干個沿母線方向布置的一號刀片，每個一號刀片與錐形結構表面之間的夾角從上到下依次減小，並且在錐形結構的上端時一號刀片與錐形結構的表面垂直，在錐形結構的下端時一號刀片與錐形結構表面的切線方向平行；所述一號研磨體安裝於研磨罐中，並能在動力機構的帶動下在研磨罐中繞軸線旋轉；所述配料裝置一端連接石墨烯研磨裝置另一端連接於配料混合裝置，用於稱量石墨烯固體粉末、以及配置漿料；所述配料混合裝置包括二號研磨罐、二號研磨體以及超聲波發生裝置，所述二號研磨體為錐形結構，錐形結構的表面沿母線方向均勻開設有若干個切削槽；所述切削槽的槽口寬度從二號研磨體上端到下端逐漸減小；所述二號研磨體安裝於二號研磨罐中，並能在動力機構的帶動下在研磨罐中繞軸線旋轉。

作為本實用新型改進的技術方案，所述配料混合裝置還包括密封蓋；所述密封蓋用於密封二號研磨罐，包括蓋體以及固定於蓋體下表面的襯板；所述蓋體上表面設有進液口以及用於二號研磨體連接外部動力機構的安裝通孔；所述襯板上布置有若干個均勻分布的出液孔，並且襯板的外徑與研磨罐的內徑相匹配。

作為本實用新型改進的技術方案，所述一號研磨罐體的內壁在沿罐體的軸向 方向設有若干個二號刀片。

作為本實用新型改進的技術方案，所述二號刀片從研磨罐內壁到刀刃的寬度小於0.1mm。

作為本實用新型改進的技術方案，所述二號刀片以垂直於研磨罐內壁的方向設置。

作為本實用新型改進的技術方案，所述二號研磨罐在底端開設有出料口。

本實用新型的有益效果

通過在一號研磨體的表面設置一號刀片，使得一號研磨體在旋轉的過程中一號刀片可360°對石墨烯漿料進行切削，並對切削後沉於研磨罐下端的石墨烯漿料利於一號刀片的刀刃平行於研磨體表面的特點進行同時的切削與研磨；

通過線對石墨系進行分散處理，在將石墨烯與漿料進行混合，有效保持了石墨烯在漿料中的形狀；

綜上所述，本實用新型的技術方案，能夠實現對石墨烯漿料的高效分散以及有效保證了石墨烯完整的片層狀結構。

附圖說明

圖1本實用新型的一種石墨烯漿料用的配置系統中一號研磨體的結構示意圖；

圖2本實用新型的一種石墨烯漿料用的配置系統中一號研磨罐的結構示意圖；

圖3本實用新型的一種石墨烯漿料用的配置系統中二號研磨體的結構示意圖；

圖4本實用新型的一種石墨烯漿料用的配置系統中密封蓋的主視圖；

圖5本實用新型的一種石墨烯漿料用的配置系統中密封蓋襯板的結構示意圖；

圖中：11、一號研磨體；12、一號刀片；13、一號研磨罐；14、二號刀片；21、二號研磨體；22、切削槽；23、密封蓋；24、進液口；25、襯板；26、安裝通孔；27、出液孔。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的和技術方案更加清楚，下面將結合本實用新型 實施例的附圖，對本實用新型實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於所描述的本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

本技術領域技術人員可以理解，除非另外定義，這裡使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本實用新型所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，並且除非像這裡一樣定義，不會用理想化或過於正式的含義來解釋。

本實用新型中所述的「內、外」的含義指的是相對於設備本身而言，指向設備內部的方向為內，反之為外，而非對本實用新型的裝置機構的特定限定。

一種石墨烯漿料用的配置系統，包括石墨烯研磨裝置、配料裝置以及配料混合裝置；所述石墨烯研磨裝置用於研磨分散石墨烯，包括一號研磨罐13與一號研磨體11，所述一號研磨體11為錐形結構，錐形結構的表面設有若干個沿母線方向布置的一號刀片12，每個一號刀片12與錐形結構表面之間的夾角從上到下依次減小，並且在錐形結構的上端時一號刀片12與錐形結構的表面垂直(一號刀片12與錐形結構表面的夾角為90°)，在錐形結構的下端時一號刀片12與錐形結構表面的切線方向平行(一號刀片12與錐形結構表面的夾角為0°)；所述一號研磨體11安裝於一號研磨罐13中，並能在動力機構的帶動下在一號研磨罐13中繞軸線旋轉；所述配料裝置一端連接石墨烯研磨裝置另一端連接於配料混合裝置，用於稱量石墨烯固體粉末、以及配置漿料；所述配料混合裝置包括二號研磨罐、二號研磨體21以及超聲波發生裝置，所述二號研磨體21為錐形結構，錐形結構的表面沿母線方向均勻開設有若干個切削槽22；所述切削槽22的槽口寬度從二號研磨體21上端到下端逐漸減小；所述二號研磨體21安裝於二號研磨罐中，並能在動力機構的帶動下在研磨罐中繞軸線旋轉。

作為本實用新型改進的技術方案，所述配料混合裝置還包括密封蓋23；所述密封蓋23用於密封二號研磨罐，包括蓋體以及固定於蓋體下表面的襯板25；所述蓋體上表面設有進液口24以及用於二號研磨體21連接外部動力機構的安裝 通孔26；所述襯板25上布置有若干個均勻分布的出液孔27，並且襯板25的外徑與研磨罐的內徑相匹配。

作為本實用新型改進的技術方案，所述一號研磨罐13體的內壁在沿一號研磨罐13內部的軸向方向設有若干個二號刀片14。

作為本實用新型改進的技術方案，所述二號刀片14的寬度小於0.1mm。

作為本實用新型改進的技術方案，所述二號刀片14以垂直於研磨罐內壁的方向設置。

作為本實用新型改進的技術方案，所述二號研磨罐在底端開設有出料口。

進一步的為了保證石墨烯在有利於導向的方向被切削，所述一號研磨體11與一號研磨罐13均能導電，一號研磨體11與一號研磨罐13分別連接於兩個電極，所述兩個電極連接電源裝置；一號研磨體11與一號研磨罐13在通電後能夠產生電場強度小於1V/nm的電場。

進一步的，為了保證石墨烯能夠均勻的分散於漿料中，所述二號研磨體21與二號研磨罐均能導電，二號研磨體21與二號研磨罐分別連接於電源裝置的正極與負極，在研磨過程中開啟電源裝置，利用石墨烯與漿料的電溼潤作用改善漿料對石墨烯的粘附效果，然後在二號研磨體21與二號研磨罐進行高速的相對旋轉時石墨烯漿料產生的湍動，在湍動效應、聲空效應、熱運動以及刀片的共同作用下，實現對石墨烯漿料的高效分散，並保證分散的石墨系漿料中石墨烯的形狀。

以上僅為本實用新型的實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些均屬於本實用新型的保護範圍。