超聲波石墨烯分散設(shè)備是專門用于將石墨烯、碳納米管及其他納米材料均勻分散于液體介質(zhì)（如水、乙醇、樹脂等）中的高效處理裝置，廣泛應(yīng)用于新能源、復(fù)合材料、電子墨水、涂料和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。
超聲波石墨烯分散設(shè)備核心原理是利用超聲波空化效應(yīng)產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊波和微射流，打破納米材料間的范德華力，實(shí)現(xiàn)團(tuán)聚體的有效解聚與穩(wěn)定分散。整套設(shè)備由多個(gè)關(guān)鍵部件組成，各具不同功能與技術(shù)特點(diǎn)。
1、超聲波發(fā)生器（超聲電源）
超聲波發(fā)生器將工頻電能轉(zhuǎn)換為高頻電信號（通常20–40kHz），驅(qū)動(dòng)換能器工作。現(xiàn)代設(shè)備多采用數(shù)字式發(fā)生器，具備頻率自動(dòng)跟蹤、功率連續(xù)可調(diào)（如30%–100%）、時(shí)間設(shè)定、過載保護(hù)等功能，確保輸出穩(wěn)定，適應(yīng)不同介質(zhì)和分散需求。
2、壓電換能器
換能器是能量轉(zhuǎn)換的核心部件，通常采用高性能壓電陶瓷材料（如PZT），將電信號轉(zhuǎn)化為機(jī)械振動(dòng)。其轉(zhuǎn)換效率高、耐熱性好，可長時(shí)間穩(wěn)定工作。換能器常采用螺栓緊固式結(jié)構(gòu)，確保振動(dòng)能量高效傳遞。
3、超聲波變幅桿（探頭）
又稱“超聲探頭”，是直接接觸樣品的金屬部件，通常由鈦合金（如TC4）或不銹鋼制成，具有高強(qiáng)度、耐腐蝕、聲導(dǎo)性好等優(yōu)點(diǎn)。探頭通過共振放大換能器的振動(dòng)幅度，將高能超聲波傳入液體，產(chǎn)生強(qiáng)烈的空化作用。探頭形狀多樣（如圓柱形、錐形），可根據(jù)處理量和容器尺寸選擇。
4、樣品處理容器
用于盛放待分散的石墨烯懸浮液，材質(zhì)多為玻璃、不銹鋼或耐腐蝕塑料。容器設(shè)計(jì)需與探頭匹配，避免共振或破裂。部分設(shè)備配備專用夾具或冷卻夾套，用于控制分散過程中的溫升。
5、支架與升降裝置
提供探頭的垂直定位和升降調(diào)節(jié)功能，確保探頭可準(zhǔn)確插入液面下適當(dāng)深度（通常1–2cm），避免觸底損壞。手動(dòng)或電動(dòng)升降結(jié)構(gòu)便于操作，提高重復(fù)性。
6、冷卻系統(tǒng)（可選）
超聲分散過程會產(chǎn)生大量熱量，可能導(dǎo)致石墨烯氧化或溶劑揮發(fā)。因此，超聲波石墨烯分散設(shè)備常配備循環(huán)冷卻水系統(tǒng)或冰浴裝置，通過夾套或外部冷卻維持樣品溫度在安全范圍（如<40℃），保障分散質(zhì)量。
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