本申請涉及碳納米管漿料生產(chǎn)過程中的一種輔助檢驗(yàn)裝置，特別是一種碳納米管導(dǎo)電漿料分散均勻性在線測試裝置。
背景技術(shù)：
碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。
碳納米管具有良好的力學(xué)性能，CNTs抗拉強(qiáng)度達(dá)到50～200GPa,是鋼的100倍,密度卻只有鋼的1/6，至少比常規(guī)石墨纖維高一個(gè)數(shù)量級；它的彈性模量可達(dá)1TPa，與金剛石的彈性模量相當(dāng)，約為鋼的5倍。對于具有理想結(jié)構(gòu)的單層壁的碳納米管，其抗拉強(qiáng)度約800GPa。碳納米管的結(jié)構(gòu)雖然與高分子材料的結(jié)構(gòu)相似，但其結(jié)構(gòu)卻比高分子材料穩(wěn)定得多。碳納米管是目前可制備出的具有最高比強(qiáng)度的材料。若將以其他工程材料為基體與碳納米管制成復(fù)合材料, 可使復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的強(qiáng)度、彈性、抗疲勞性及各向同性，給復(fù)合材料的性能帶來極大的改善。
碳納米管的硬度與金剛石相當(dāng)，卻擁有良好的柔韌性，可以拉伸。2000年10月，美國賓州州立大學(xué)的研究人員稱，碳納米管的強(qiáng)度比同體積鋼的強(qiáng)度高100倍，重量卻只有后者的1/6到1/7。碳納米管因而被稱“超級纖維”。莫斯科大學(xué)的研究人員曾將碳納米管置于1011 MPa的水壓下（相當(dāng)于水下10000米深的壓強(qiáng)），由于巨大的壓力，碳納米管被壓扁。撤去壓力后，碳納米管像彈簧一樣立即恢復(fù)了形狀，表現(xiàn)出良好的韌性。這啟示人們可以利用碳納米管制造輕薄的彈簧，用在汽車、火車上作為減震裝置，能夠大大減輕重量。
碳納米管具有良好的導(dǎo)電性能，由于碳納米管的結(jié)構(gòu)與石墨的片層結(jié)構(gòu)相同，所以具有很好的電學(xué)性能，電導(dǎo)率通常可達(dá)銅的1萬倍。
碳納米管具有良好的傳熱性能，碳納米管可以合成高各向異性的熱傳導(dǎo)材料。另外，碳納米管有著較高的熱導(dǎo)率，只要在復(fù)合材料中摻雜微量的碳納米管，該復(fù)合材料的熱導(dǎo)率將會可能得到很大的改善。
由于碳納米管具有上述諸多的優(yōu)異特性，故近些年碳納米管及納米材料的研究也越來越深入，碳納米管廣闊的應(yīng)用前景也不斷地展現(xiàn)出來。
2016年5月4日公開的申請?zhí)枮?01510950204.6的中國發(fā)明專利申請，其發(fā)明創(chuàng)造的名稱為“一種鋰電池用碳納米管漿料及其制備方法”，碳納米管漿料中的成分為碳納米管、碳黑、表面活性劑、增稠劑、溶劑。其配比為，碳納米管：碳黑：表面活性劑：增稠劑：溶劑=（3~10wt%）:（0~8wt%）:（0.1~1.3wt%）:（0~1wt%）:（80~96wt%），采用該配比按照混合攪拌工藝制備均勻分散均勻的碳納米管漿料。在表面活性、增稠劑的作用下，采用高速機(jī)械攪拌和超聲攪拌相結(jié)合的方式，使導(dǎo)電劑分散程度大大提高。對難以分散的碳納米管導(dǎo)電劑進(jìn)行漿料的預(yù)制備，使其達(dá)到較好的分散效果，降低了下一步用在電池漿料中的攪拌要求，可達(dá)到較好的混合效果。
2014年6月25日公開的申請?zhí)枮?01410114650.9的中國發(fā)明專利申請，其發(fā)明創(chuàng)造的名稱為“碳納米管導(dǎo)電漿料及其制備方法和用途”，碳納米管導(dǎo)電漿料由導(dǎo)電功能體、分散劑、溶劑按導(dǎo)電功能體：分散劑：溶劑=2～10：0.2～5：85～97.8的質(zhì)量比配制而成。導(dǎo)電功能體為球狀碳納米管基團(tuán)、球狀碳納米管團(tuán)聚體或其與碳黑、乙炔黑、碳纖維、導(dǎo)電石墨、石墨烯中的一種或幾種的組合。制備方法是將所述導(dǎo)電功能體和分散劑按所述比例加入溶劑中攪拌，得到預(yù)混料，將預(yù)混料在研磨機(jī)中研磨，形成包含有多個(gè)粒徑為0.1～3微米的球形碳納米管基團(tuán)的導(dǎo)電漿料。該碳納米管導(dǎo)電漿料可作為鋰電池正負(fù)極材料的導(dǎo)電劑。
上述專利申請，第一種高速機(jī)械攪拌和超聲攪拌相結(jié)合的方式，主要適合小批量生產(chǎn)或者粘度低的水性分散劑使用，大批量生產(chǎn)基本均采用第二種砂磨機(jī)進(jìn)行分散。
當(dāng)用砂磨機(jī)研磨時(shí)，目前，還沒有有效的方法，能夠準(zhǔn)確有效的判斷出碳納米管漿料的分散效果， 更無法準(zhǔn)確給出碳納米管漿料分散攪拌的時(shí)間結(jié)點(diǎn)等。因此在碳納米管漿料制漿過程中，急需一種對碳納米管漿料分散效果的檢測方法， 能實(shí)時(shí)檢測漿料分散的效果，并能準(zhǔn)確給出漿料漿料分散的結(jié)點(diǎn)時(shí)間。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本申請要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種碳納米管導(dǎo)電漿料分散均勻性在線測試裝置，該碳納米管導(dǎo)電漿料分散均勻性在線測試裝置能夠準(zhǔn)確有效的判斷出碳納米管漿料的分散效果，能夠給出碳納米管漿料分散攪拌的時(shí)間結(jié)點(diǎn)，能自動控制攪拌軸的攪拌時(shí)間，避免過度攪拌。
為解決上述技術(shù)問題，本申請采用的技術(shù)方案是：
一種碳納米管導(dǎo)電漿料分散均勻性在線測試裝置，包括陶瓷研磨機(jī)、碳納米管導(dǎo)電漿料、氧化鋯珠、電極組、計(jì)時(shí)器和電阻儀。
陶瓷研磨機(jī)的中心設(shè)置有攪拌軸，攪拌軸頂部與攪拌電機(jī)相連接，攪拌軸能在攪拌電機(jī)的帶動下轉(zhuǎn)動。
陶瓷研磨機(jī)內(nèi)裝填有碳納米管導(dǎo)電漿料和氧化鋯珠。
在陶瓷研磨機(jī)的內(nèi)壁面上設(shè)置有一對電極組，該電極組包括電極a和電極b；電極a設(shè)置在陶瓷研磨機(jī)的內(nèi)壁面頂部且位于碳納米管導(dǎo)電漿料的液位面下方；電極b設(shè)置在陶瓷研磨機(jī)的內(nèi)壁面底部；電極a和電極b分別通過導(dǎo)線引出后，與電阻儀相連接；電阻儀中內(nèi)置有計(jì)時(shí)器，電阻儀與攪拌電機(jī)相連接。
所述氧化鋯珠的直徑為2-4mm。
所述攪拌軸的高度能夠升降。
所述陶瓷研磨機(jī)中設(shè)置有液位傳感器。
所述攪拌軸上設(shè)置有能將陶瓷研磨機(jī)底部漿料提升的螺旋漿葉。
本申請采用上述結(jié)構(gòu)后，具有如下有益效果：
1.上述陶瓷砂磨機(jī)具有硬度高、耐磨性好、壽命長等特點(diǎn)，因而不會出現(xiàn)導(dǎo)電、導(dǎo)磁、金屬離子混入漿料等現(xiàn)象，適用于大批量的制漿工作，提高了生產(chǎn)效率。
2.上述氧化鋯珠的設(shè)置，且直徑在2-4mm，能使?jié){料快速、可靠分離。砂磨機(jī)啟動時(shí)，氧化鋯珠與漿料做高速離心運(yùn)動，漿料在離心力、攪拌軸和氧化鋯珠撞擊作用下快速分散，同時(shí)氧化鋯珠對漿料的撞擊還可以分散漿料的團(tuán)聚成分，使?jié){料很快達(dá)到分散。另外，上述螺旋漿葉的設(shè)置，能進(jìn)一步加快分散效果。
3.上述電極組和電阻儀的設(shè)置，在利用陶瓷砂磨機(jī)不導(dǎo)電，而碳納米管粉末導(dǎo)電的特性前提下，充分利用碳納米管導(dǎo)電漿料中的有機(jī)分散溶劑不導(dǎo)電的特性，當(dāng)碳納米管粉末未與不導(dǎo)電的有機(jī)分散溶劑混合均勻，隨著研磨的時(shí)間推移，電阻儀所測得的電阻值將由大變小， 當(dāng)電阻值在一段設(shè)定時(shí)間內(nèi)基本保持不變時(shí)，漿料的分散效果最佳，也即為漿料分散的最終結(jié)點(diǎn)。上述電極a和電極b設(shè)置在不同深度處，因此能對陶瓷砂磨機(jī)從上至下的漿料進(jìn)行測試，測試可靠度高。另外，上述計(jì)時(shí)器的設(shè)置，能自動判斷出分散的最終節(jié)點(diǎn)，當(dāng)檢測出最終節(jié)點(diǎn)后的一個(gè)設(shè)定時(shí)間內(nèi)，能自動控制攪拌軸停止攪拌。
4.上述液位傳感器的設(shè)置，能對碳納米管導(dǎo)電漿料的液位進(jìn)行自動檢測，當(dāng)超過設(shè)定液位時(shí)，能自動報(bào)警。另外，還能根據(jù)設(shè)定液位，自動調(diào)整攪拌軸的升降高度。
附圖說明
圖1是本申請一種碳納米管導(dǎo)電漿料分散均勻性在線測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體較佳實(shí)施方式對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
如圖1所示，一種碳納米管導(dǎo)電漿料分散均勻性在線測試裝置，其中有陶瓷砂磨機(jī)1、攪拌軸11、攪拌電機(jī)12、碳納米管導(dǎo)電漿料2、氧化鋯珠3、電極a 41、電極b 42、導(dǎo)線6、計(jì)時(shí)器7、電阻儀8等主要技術(shù)特征。
一種碳納米管導(dǎo)電漿料分散均勻性在線測試裝置，包括陶瓷研磨機(jī)、碳納米管導(dǎo)電漿料、氧化鋯珠、電極組、計(jì)時(shí)器和電阻儀。
陶瓷研磨機(jī)的中心設(shè)置有攪拌軸，攪拌軸頂部與攪拌電機(jī)相連接，攪拌軸能在攪拌電機(jī)的帶動下轉(zhuǎn)動。
陶瓷研磨機(jī)內(nèi)裝填有碳納米管導(dǎo)電漿料和氧化鋯珠。
在陶瓷研磨機(jī)的內(nèi)壁面上設(shè)置有一對電極組，該電極組包括電極a和電極b；電極a設(shè)置在陶瓷研磨機(jī)的內(nèi)壁面頂部且位于碳納米管導(dǎo)電漿料的液位面下方；電極b設(shè)置在陶瓷研磨機(jī)的內(nèi)壁面底部；電極a和電極b分別通過導(dǎo)線引出后，與電阻儀相連接；電阻儀中內(nèi)置有計(jì)時(shí)器，電阻儀與攪拌電機(jī)相連接。
所述氧化鋯珠的直徑為2-4mm。
所述攪拌軸的高度能夠升降。
所述陶瓷研磨機(jī)中設(shè)置有液位傳感器。
所述攪拌軸上設(shè)置有能將陶瓷研磨機(jī)底部漿料提升的螺旋漿葉。
本申請采用上述結(jié)構(gòu)后，具有如下有益效果：
1.上述陶瓷砂磨機(jī)具有硬度高、耐磨性好、壽命長等特點(diǎn)，因而不會出現(xiàn)導(dǎo)電、導(dǎo)磁、金屬離子混入漿料等現(xiàn)象，適用于大批量的制漿工作，提高了生產(chǎn)效率。
2.上述氧化鋯珠的設(shè)置，且直徑在2-4mm，能使?jié){料快速、可靠分離。砂磨機(jī)啟動時(shí)，氧化鋯珠與漿料做高速離心運(yùn)動，漿料在離心力、攪拌軸和氧化鋯珠撞擊作用下快速分散，同時(shí)氧化鋯珠對漿料的撞擊還可以分散漿料的團(tuán)聚成分，使?jié){料很快達(dá)到分散。另外，上述螺旋漿葉的設(shè)置，能進(jìn)一步加快分散效果。
3.上述電極組和電阻儀的設(shè)置，在利用陶瓷砂磨機(jī)不導(dǎo)電，而碳納米管粉末導(dǎo)電的特性前提下，充分利用碳納米管導(dǎo)電漿料中的有機(jī)分散溶劑不導(dǎo)電的特性，當(dāng)碳納米管粉末未與不導(dǎo)電的有機(jī)分散溶劑混合均勻，隨著研磨的時(shí)間推移，電阻儀所測得的電阻值將由大變小， 當(dāng)電阻值在一段設(shè)定時(shí)間內(nèi)基本保持不變時(shí)，漿料的分散效果最佳，也即為漿料分散的最終結(jié)點(diǎn)。上述電極a和電極b設(shè)置在不同深度處，因此能對陶瓷砂磨機(jī)從上至下的漿料進(jìn)行測試，測試可靠度高。另外，上述計(jì)時(shí)器的設(shè)置，能自動判斷出分散的最終節(jié)點(diǎn)，當(dāng)檢測出最終節(jié)點(diǎn)后的一個(gè)設(shè)定時(shí)間內(nèi)，能自動控制攪拌軸停止攪拌。
4.上述液位傳感器的設(shè)置，能對碳納米管導(dǎo)電漿料的液位進(jìn)行自動檢測，當(dāng)超過設(shè)定液位時(shí)，能自動報(bào)警。另外，還能根據(jù)設(shè)定液位，自動調(diào)整攪拌軸的升降高度。
以上詳細(xì)描述了本申請的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本申請并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本申請的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本申請的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本申請的保護(hù)范圍。