一种石墨烯复合材料制备装置、方法及复合材料制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种石墨烯复合材料制备装置、方法及复合材料，包括桶体、定石墨棒、动石墨棒、驱动机构、支撑机构、调整机构和循环机构；桶体和驱动机构均通过支撑机构固定；循环机构将桶体的顶部和底部相连通；调整机构设置在桶体和支撑机构之间；定石墨棒的上端固定在桶体的顶部，下端向内形成一锥形凹面；动石墨棒的上端固定在驱动机构上，下端上设有与锥形凹面向匹配的锥形凸面；定石墨棒和动石墨棒同轴设置且间隔预设距离；动石墨棒在驱动机构的驱动下呈圆周转动；定石墨棒和动石墨棒同轴设置；桶体顶部开设有进料口，动石墨棒上开设有与进料口同轴设置的进料口；动石墨棒的上端开设有与进料口相对应的盲孔；定石墨棒和动石墨棒连接有电源线。

A preparation device, method and composite material of graphene composite

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯复合材料制备装置、方法及复合材料
本专利技术涉及石墨烯材料
，特别是涉及一种石墨烯复合材料制备装置、方法及复合材料。
技术介绍
传统的石墨烯复合金属、非金属材料生产，采用机械剥离法、膨胀石墨插层法生产出石墨烯，再将石墨烯粉末以勾兑的方法加入溶化的金属溶液、非金属溶液中。石墨烯粉末在加入高温溶化的金属溶液、高温非金属溶液过程中，会因石墨烯片层之间的团聚，导制石墨烯在高温金属溶液、高温非金属溶液内分散不均匀，影响石墨烯的复合金属、非金属材料质量，生产工艺繁索，严重污染环境，无法推广应用。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种石墨烯复合材料制备装置、方法及复合材料，整体结构简单，不需要先制造出石墨烯，不需要高温溶化金属溶液、高温溶化非金属溶液，在常温下即可生产石墨烯复合金属、非金属材料，整体结构简单，生产工艺较少，适合自动化操作，且整个生产制造流程无污染、无废气、无废水、无废料排放，石墨烯掺杂均匀。本专利技术提供一种石墨烯复合材料制备装置，包括桶体、定石墨棒、动石墨棒、驱动机构、支撑机构、调整机构和循环机构；所述桶体和所述驱动机构均通过所述支撑机构固定；所述循环机构将所述桶体的顶部和底部相连通；所述调整机构设置在所述桶体和所述支撑机构之间；所述定石墨棒的上端固定在所述桶体的顶部，下端向内形成一锥形凹面；所述动石墨棒的上端固定在所述驱动机构上，下端上设有与所述锥形凹面向匹配的锥形凸面；所述定石墨棒和所述动石墨棒同轴设置且间隔预设距离；所述动石墨棒在所述驱动机构的驱动下呈圆周转动；所述定石墨棒和所述动石墨棒同轴设置；所述桶体顶部开设有进料口，所述动石墨棒上开设有与所述进料口同轴设置的进料口；所述动石墨棒的上端开设有与所述进料口相对应的盲孔；所述定石墨棒的上端和所述动石墨棒的下端分别连接有电源线，所述电源线连接外部电源。于本专利技术的一实施例中，所述驱动机构包括电机、圆盘、滑套、滑环、碳刷组件和轴承组件；所述电机固定在所述支撑组件上，所述电机的输出轴上套设有滑套，所述电机的输出轴上设有外花键，所述滑套套设在所述输出轴的部分设有内花键，所述外花键和所述内花键相啮合；所述圆盘、所述滑环和所述轴承组件由上向下依次套设在所述滑套上；所述碳刷组件套设在所述滑环上；所述碳刷组件和所述滑环相抵接；所述滑环和所述动石墨棒之间通过电源线连接，所述碳刷组件通过电源线连接外部电源。于本专利技术的一实施例中，所述轴承组件包括轴承室、轴承、内卡簧和外卡簧，所述轴承、所述内卡簧和所述外卡簧均在所述轴承室内；所述轴承的两侧分别和所述轴承室和所述滑套相抵接；所述内卡簧卡设在所述轴承下侧与所述轴承室之间；所述外卡簧卡设在所述轴承的下侧与所述滑套之间；所述碳刷组件包括碳刷支架、碳刷和弹簧；所述碳刷支架固定在所述轴承室上；所述碳刷支架上开设有开口朝向所述滑环的容纳腔，所述碳刷的一端设置在所述容纳腔中，另一端和所述滑环相抵接；所述弹簧的两端分别和所述碳刷和所述碳刷支架相抵接。于本专利技术的一实施例中，所述支撑机构包括三个支柱、三个支撑臂、三个底腿、电机固定支架和电机护罩；三个所述支柱沿圆周均匀垂直固定在所述桶体内，所述支撑臂和所述底腿的位置和所述支柱相对应；所述底腿固定在所述桶体底部；所述支撑臂的一端固定在所述轴承室上，另一端固定在对应的所述支柱上；所述电机固定支架固定在三个所述支柱上且水平设置，所述电机固定在所述电机固定支架的下部，所述电机固定支架的中心处开设有通孔，所述电机的输出端穿过所述通孔，所述电机的输出端和所述通孔之间设有密封圈。于本专利技术的一实施例中，所述桶体包括上端盖、聚料桶和集料桶；所述上端盖覆设在所述聚料桶的上部，所述聚料桶的下部插设在所述集料桶的上部；所述聚料桶上下贯通且直径小于所述集料桶。于本专利技术的一实施例中，所述制备装置包括三个所述调整机构；所述调整机构的位置和所述支撑臂位置相对应；所述调整机构包括调节螺杆和拉簧；所述调节螺杆穿设于所述上端盖，所述拉簧的上端固定在所述调节螺杆上，下端固定在所述支撑臂上。于本专利技术的一实施例中，所述循环机构包括循环管、循环泵和放料阀；所述桶体底部开设有出料口，所述循环管的两端分别连接在所述进料口和所述出料口之间，所述放料阀设置在所述循环管上，所述循环泵设置在所述出料口和所述放料阀之间，且和所述循环管相连通。本专利技术还提供了一种石墨烯复合材料制备方法，其特征在于，采用上述的石墨烯复合材料制备装置，包括步骤：S1、注入混合溶液；S2、启动所述循环机构；S3、通过所述调整机构调整所述动石墨棒与所述定石墨棒之间的距离；S4、启动驱动机构，带动所述动石墨棒转动；S5、接通外部电源，所述电源线分别对所述动石墨棒和所述定石墨棒供电，使所述动石墨棒和所述定石墨棒之间形成电场；S6、所述电场对混合溶液和石墨进行电弧击破成混合液；S7、判断所述混合液中的石墨烯含量是否达到预设参数；若否，则返回步骤S2；若是，则进入下一步；S8、关闭所述制备装置，将所述混合液从所述桶体中放出；S9、将所述混合液沉淀、离心、分离出石墨烯复合材料。于本专利技术的一实施例中，所述步骤S1注入的混合溶液为微粒溶液时，所述步骤S6包括步骤：S61、所述电场引燃电弧对微粒放电进行击碎；S62、所述动石墨棒和所述定石墨棒对所述微粒产生瞬时高温，被击破成石墨片层；S63、被击碎后的所述微粒和所述石墨片层在高温熔融状态下粘结成一体，形成混合液。本专利技术还提供了一种石墨烯复合材料，采用上述的石墨烯复合材料制备装置，通过上述的石墨烯复合材料制备方法制备而成。如上所述，本专利技术的一种石墨烯复合材料制备装置、方法及复合材料，具有以下有益效果：整体结构简单，不需要先制造出石墨烯，不需要高温溶化金属溶液、高温溶化非金属溶液，在常温下即可生产石墨烯复合金属、非金属材料，整体结构简单，生产工艺较少，适合自动化操作，且整个生产制造流程无污染、无废气、无废水、无废料排放，石墨烯掺杂均匀。附图说明图1显示为本专利技术中石墨烯复合材料制备装置的内部结构示意图。图2显示为本专利技术中石墨烯复合材料制备装置的工作时的结构示意图。图3显示为本专利技术中石墨烯复合材料制备装置的外部结构示意图。图4显示为图3的俯视图。图5显示为本专利技术中石墨烯复合材料制备方法的方框流程示意图。元件标号说明：1、进料口，2、通孔，3、定石墨棒，4、夹缝，5、调节螺杆，6、动石墨棒，7、上端盖，8、拉簧，9、滑套，10、支柱，11、圆盘，12、电源线，13、滑环，14、碳刷，15、碳刷支架，16、内花键，17、支撑臂，18、轴承室，19、轴承，20、内卡簧，21、外卡簧，22、外花键，23、电机固定支架，24、密封圈，25、电机，26、电机护罩，27、集料桶，28、混合液，29、底腿，30、循环泵，31、放料阀，32、盲孔，33、聚料桶，34、加料口。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯复合材料制备装置，其特征在于，包括桶体、定石墨棒（3）、动石墨棒（6）、驱动机构、支撑机构、调整机构和循环机构；/n所述桶体和所述驱动机构均通过所述支撑机构固定；所述循环机构将所述桶体的顶部和底部相连通；所述调整机构设置在所述桶体和所述支撑机构之间；/n所述定石墨棒（3）的上端固定在所述桶体的顶部，下端向内形成一锥形凹面；所述动石墨棒（6）的上端固定在所述驱动机构上，下端上设有与所述锥形凹面向匹配的锥形凸面；所述定石墨棒（3）和所述动石墨棒（6）同轴设置且间隔预设距离；/n所述动石墨棒（6）在所述驱动机构的驱动下呈圆周转动；所述定石墨棒（3）和所述动石墨棒（6）同轴设置；/n所述桶体顶部开设有进料口（1），所述动石墨棒（6）上开设有与所述进料口（1）同轴设置的进料口（1）；所述动石墨棒（6）的上端开设有与所述进料口（1）相对应的盲孔（32）；/n所述定石墨棒（3）的上端和所述动石墨棒（6）的下端分别连接有电源线（12），所述电源线（12）连接外部电源。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯复合材料制备装置，其特征在于，包括桶体、定石墨棒（3）、动石墨棒（6）、驱动机构、支撑机构、调整机构和循环机构；
所述桶体和所述驱动机构均通过所述支撑机构固定；所述循环机构将所述桶体的顶部和底部相连通；所述调整机构设置在所述桶体和所述支撑机构之间；
所述定石墨棒（3）的上端固定在所述桶体的顶部，下端向内形成一锥形凹面；所述动石墨棒（6）的上端固定在所述驱动机构上，下端上设有与所述锥形凹面向匹配的锥形凸面；所述定石墨棒（3）和所述动石墨棒（6）同轴设置且间隔预设距离；
所述动石墨棒（6）在所述驱动机构的驱动下呈圆周转动；所述定石墨棒（3）和所述动石墨棒（6）同轴设置；
所述桶体顶部开设有进料口（1），所述动石墨棒（6）上开设有与所述进料口（1）同轴设置的进料口（1）；所述动石墨棒（6）的上端开设有与所述进料口（1）相对应的盲孔（32）；
所述定石墨棒（3）的上端和所述动石墨棒（6）的下端分别连接有电源线（12），所述电源线（12）连接外部电源。


2.根据权利要求1所述的石墨烯复合材料制备装置，其特征在于，所述驱动机构包括电机（25）、圆盘（11）、滑套（9）、滑环（13）、碳刷（14）组件和轴承（19）组件；
所述电机（25）固定在所述支撑组件上，所述电机（25）的输出轴上套设有滑套（9），所述电机（25）的输出轴上设有外花键（22），所述滑套（9）套设在所述输出轴的部分设有内花键（16），所述外花键（22）和所述内花键（16）相啮合；
所述圆盘（11）、所述滑环（13）和所述轴承（19）组件由上向下依次套设在所述滑套（9）上；所述碳刷（14）组件套设在所述滑环（13）上；所述碳刷（14）组件和所述滑环（13）相抵接；所述滑环（13）和所述动石墨棒（6）之间通过电源线（12）连接，所述碳刷（14）组件通过电源线（12）连接外部电源。


3.根据权利要求2所述的石墨烯复合材料制备装置，其特征在于，所述轴承（19）组件包括轴承室（18）、轴承（19）、内卡簧（20）和外卡簧（21），所述轴承（19）、所述内卡簧（20）和所述外卡簧（21）均在所述轴承室（18）内；所述轴承（19）的两侧分别和所述轴承室（18）和所述滑套（9）相抵接；所述内卡簧（20）卡设在所述轴承（19）下侧与所述轴承室（18）之间；所述外卡簧（21）卡设在所述轴承（19）的下侧与所述滑套（9）之间；
所述碳刷（14）组件包括碳刷支架（15）、碳刷（14）和弹簧；所述碳刷支架（15）固定在所述轴承室（18）上；所述碳刷支架（15）上开设有开口朝向所述滑环（13）的容纳腔，所述碳刷（14）的一端设置在所述容纳腔中，另一端和所述滑环（13）相抵接；所述弹簧的两端分别和所述碳刷（14）和所述碳刷支架（15）相抵接。


4.根据权利要求3所述的石墨烯复合材料制备装置，其特征在于，所述支撑机构包括三个支柱（10）、三个支撑臂（17）、三个底腿（29）、电机固定支架（23）和电机护罩（26）；
三个所述支柱（10）沿圆周均匀垂直固定在所述桶体内，所述支撑臂（17）和所述底腿（29）的位置和所述支柱（10）相对应；所述底腿（29）固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜文达，
申请(专利权)人：上海地霸电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31