超音波グラフェン分散設備は高周波キャビテーション効果を利用して、効率的にグラファイト層を分離し、解凝集し、溶媒中に安定的に分散し、高品質グラフェン溶液を製造する重要な装備である。しかし、実際の動作では、パラメータの設定が不適切で、媒体特性や設備のメンテナンスがおろそかで、効率が低下したり、設備が破損したりすることがよくあります。超音波グラフェン分散装置の問題点を科学的に識別し、的確な措置をとることは、分散効果と使用寿命を保障する核心である。

一、分散効果が悪く、凝集が深刻である
原因:超音波電力不足、処理時間が短すぎ、溶媒の選択が適切でない、或いは黒鉛原料の粒径が大きすぎる。
解決方法:
最適化プロセスパラメータ:電力は設備定格値の60%-80%に設定することを提案し、高すぎて局所的な過熱炭化を避ける、
処理時間(通常30~120分)を延長し、間欠的な動作モード(例えば5秒オン/2秒停止)を採用して温度上昇の速さを防止する、
NMP、DMF又は界面活性剤含有水溶液等の高表面張力整合溶媒、
黒鉛原料をミクロン級まで予備研磨し、リフトオフ効率を向上させる。
二、サンプル温度の急激な上昇
原因:連続超音波発熱集中、冷却不足。高温はグラフェン構造を破壊するだけでなく、溶媒の揮発や燃焼を引き起こす可能性もある。
解決方法:
氷浴または外接循環冷却システムを使用して、システム温度を40℃以下に制御しなければならない。
パルスモードを用いて平均電力を低減する、
容器内の液面の高さは中程度(トランスデューサを覆っているが満杯ではない)であり、有効な放熱を確保する。
三、超音波プローブ(振幅変更レバー)の摩耗又は破断
原因:プローブが容器の底/壁に接触し、乾焼、腐食性溶剤の浸食または長時間の高負荷運転。
解決方法:
プローブは液面の中心に懸架し、容器の底から≧1 cm離れて、空荷で硬い物を起動したり触ったりすることを厳禁する。
強酸強アルカリ系を処理する場合、チタン合金プローブを選択し、単回作業時間を短縮する。
定期的にプローブ端面が凹んでいるかどうか、ひび割れているかどうかを検査し、直ちに摩耗部品を交換する。
四、設備警報或いは自動停止
原因:過熱保護トリガ、負荷異常(例えば液体過少)、電源変動または回路故障。
解決方法:
液体量が最小容積要求(通常≧50 mL)に適合することを確保する、
設備が冷却されてから30分後に再起動する、
給電電圧の安定性をチェックし、必要に応じてレギュレータを取り付けます。