CN112077673A - 核壳结构的氧化物-石墨烯的加工装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种核壳结构的“氧化物‑石墨烯”的加工装置及方法，加工装置包括控制罩、冲洗机构、配料机构、气体控制系统和上夹具，控制罩内设置有应力加载机构，应力加载机构与上夹具相连，上夹具的下方设置有运动台，运动台包括支撑机构，支撑机构的上端设置有可沿X轴方向或Y轴方向往复运动的移动平台，移动平台的上端设置有环形的收集槽，收集槽与收集装置相连，收集槽内设置有旋转平台，旋转平台的上端设置有与上夹具配合的模块式夹具，气体控制系统和控制罩相连。本发明往复摩擦的基础上同时进行旋转式摩擦，可以根据不同原料以及要求进行压力的突变，使得到的产品满足颗粒大小以及核壳结构的层数，保证产品的多样性以及工作效率。

Description

核壳结构的氧化物-石墨烯的加工装置及方法
技术领域
本发明涉及核壳结构的“氧化物-石墨烯”的制备技术领域，特别是指一种核壳结构的“氧化物-石墨烯”的加工装置及方法。
背景技术
“核壳”结构的洋葱碳，“核”硬质相，可为过渡金属粒子、过渡金属氧化物和纳米金刚石颗粒等，可提高抗压强度，降低摩擦界面直接接触面积，形成滚珠轴承作用；“壳”为润滑相，由球形的石墨层嵌套而成，具有低剪切强度的“壳”，可降低摩擦系数。目前，科研工作者发现“核壳”结构的洋葱碳可使摩擦系数降低至0.01以下，达到超滑状态，可见“核壳”结构对摩擦学改善能力十分巨大。
目前“核壳”结构仅仅停留在科研步骤，因为其未形成大批量和低成本的制备。“核壳”结构的制备大部分停留在金刚石为核的阶段，且没有开发出具有普适性的制备方法，因此，本申请设计一种通过简单方法制备“氧化物-石墨烯”核壳结构的装置有利于“核壳”结构的开发和实际应用。
发明内容
本发明提出一种核壳结构的“氧化物-石墨烯”的加工装置及方法，往复摩擦的基础上同时进行旋转式摩擦，可以根据不同原料以及要求进行压力的突变，使得到的产品满足颗粒大小以及核壳结构的层数，保证产品的多样性以及工作效率。
本发明的技术方案是这样实现的：核壳结构的“氧化物-石墨烯”的加工装置，包括控制罩、冲洗机构、配料机构、气体控制系统和上夹具，控制罩内设置有应力加载机构，应力加载机构与上夹具相连，上夹具的下方设置有运动台，运动台包括支撑机构，支撑机构的上端设置有可沿X轴方向或Y轴方向往复运动的移动平台，移动平台的上端设置有环形的收集槽，收集槽与收集装置相连，收集槽内设置有旋转平台，旋转平台的上端设置有与上夹具配合的模块式夹具，气体控制系统和控制罩相连，冲洗机构和配料机构的出料口均位于模块式夹具的上侧。
进一步地，应力加载机构包括位置固定的套筒，套筒内滑动设置有同轴线的压电陶瓷传感器，压电陶瓷传感器的上端设置有同轴线的加载杆，下端设置有同轴线的受力杆，受力杆的下端穿过套筒，且与上夹具相连，加载杆的上端与蜗杆相连，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮与驱动电机相连。
进一步地，支撑机构包括下支撑台和与下支撑台同轴线的上支撑台，下支撑台上设置有Y轴滑道，Y轴滑道内滑动设置有Y轴滑块，Y轴滑块与上支撑台相连，上支撑台的上端设置有X轴滑道，X轴滑道内滑动设置有X轴滑块，X轴滑块与移动平台相连，旋转平台的下端与旋转电机相连。
进一步地，配料装置包括配料罐，配料罐内设置有磁力搅拌器，配料罐的出料口设置有可拆卸的送料管，送料管的出料口位于模块式夹具的上侧，冲洗机构包括冲洗罐，冲洗罐的出料口设置有冲洗管，冲洗管的出液口位于模块式夹具的上侧。
进一步地，模块式夹具可拆卸的设置于旋转平台上，模块式夹具包括普通夹具、加热模块夹具和制冷模块夹具。
进一步地，收集槽靠近旋转平台的一侧为倾斜向上的斜坡，收集槽的槽底通过可拆卸的收集管与收集装置相连，收集装置包括收集罐和设置于收集罐内的烘干器。
核壳结构的“氧化物-石墨烯”的加工方法，采用所述的加工装置，包括以下步骤：
(1)打开控制罩，在上夹具上装夹上单晶颗粒，选择所需的模块式夹具安装在旋转平台上，在模块式夹具上装夹单晶片，更换送料管和收集管，关闭控制罩；
(2)向配料罐内按照所需比例加入纳米氧化物粉末、石墨烯和乙醇溶液，向冲洗罐内加入乙醇溶液，确定移动平台的运动方向；
(3)配料罐先快速搅拌，然后保持慢速搅拌，在快速搅拌结束后，打开配料罐的控制阀，使反应溶液通过送料管送至单晶片，使模块式夹具达到所需温度，启动移动平台，使其低频率运动，从而使反应溶液均匀铺在单晶片上，关闭配料罐的控制阀；
(4)启动应力加载机构，使单晶颗粒与单晶片接触，控制载荷至设定值，然后移动平台按照确定的方向做往复运动，往复运动一段时间后，增大载荷，同时启动旋转平台，移动平台和旋转平台运动至设定时间，最后应力加载机构卸载；
(5)打开冲洗罐控制阀，将步骤(4)中磨好的粉末冲入收集槽内，然后通过收集管进入收集罐内。
进一步地，纳米氧化物粉末为平均粒径20～30nm的CuO粉末或平均粒径 15～30nm的Al2O3粉末，步骤(4)中，启动应力加载机构，使单晶颗粒与单晶片接触，控制载荷至5N，往复行程20mm，频率2Hz，线速度为1.3-2cm，工作时间3-10min，在移动平台工作2min后，启动旋转平台，旋转平台转速为 250-300r/min，加大载荷至10-15N，移动平台和旋转平台运动至工作时间结束。
进一步地，纳米氧化物粉末为平均粒径30～50nm的Fe2O3粉末或平均粒径 40～50nm的ZrO2粉末，步骤(4)中，启动应力加载机构，使单晶颗粒与单晶片接触，控制载荷至10N，往复行程20mm，频率2Hz，线速度为1.3-2cm，工作时间3min，在移动平台工作3min后，移动平台进行加速，线速度变为 2.3-3.5cm，工作时间3-12min，且在移动平台工作0-3min后，启动旋转平台，旋转平台转速为100-280r/min，加大载荷至20-25N，移动平台和旋转平台运动至设定时间。
进一步地，步骤(2)中，通过气体控制系统向控制罩内通入干燥氮气，使控制罩内的工作环境湿度低于0.5％，步骤(3)中，打开配料罐的控制阀，控制流速为0.001m/s。
本发明的有益效果：
本发明的加工装置采用摩擦法制备“氧化物-石墨烯”核壳结构，与现有技术相比，具有以下优势：本发明可以在往复摩擦的基础上同时进行旋转式摩擦，装置还能连续性工作8到12小时，保证其工作效率，并且可以根据不同原料以及要求进行压力的突变，使得到的产品满足颗粒大小以及核壳结构的层数，并且可以随时改变工作舱体的环境，满足湿度以及气氛环境的要求，以满足装置可以制造多种类型的核壳结构产品，保证产品的多样性以及产品质量，使得制备方法简单化，实现高效、自动化的制备，并可控制备产出产品颗粒的大小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的加工装置结构示意图；
图2为套筒的内部结构示意图；
图3为移动平台的结构示意图；
图4为移动平台的俯视图；
图5为支撑机构的俯视图；
图6为图5的A-A剖视图。
控制罩1，冲洗机构2，配料机构3，上夹具4，套筒5，压电陶瓷传感器6，加载杆7，受力杆8，蜗杆9，蜗轮10，移动平台12，收集槽13，收集管14，收集罐15，旋转平台16，模块式夹具17，下支撑台18，上支撑台19，Y轴滑道20，Y轴滑块21，X轴滑道22，X轴滑块23，旋转电机24，配料罐25，送料管26，冲洗罐27，冲洗管28，气体控制阀29，总控制台30。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1和2所示，核壳结构的“氧化物-石墨烯”的加工装置，包括控制罩 1、冲洗机构2、配料机构3、气体控制系统和上夹具4，控制罩1内设置有应力加载机构，应力加载机构包括位置固定的套筒5，套筒5内滑动设置有同轴线的压电陶瓷传感器6，压电陶瓷传感器6的上端连接有同轴线的加载杆7，下端连接有同轴线的受力杆8，受力杆8的下端穿过套筒5，且与上夹具4可拆卸相连，如螺纹固定相连，或者螺栓固定相连，加载杆7的上端与蜗杆9转动相连，蜗杆9与蜗轮10啮合，蜗轮10与驱动电机的输出端相连。驱动电机通过支架固定于控制罩1内，驱动电机在支架上的高度可调。
如图1、3和4所示，应力加载机构与上夹具4相连，上夹具4下方的控制罩1内设置有运动台，运动台包括支撑机构，支撑机构的上端设置有可沿X轴方向或Y轴方向往复运动的移动平台12，可根据需要调整移动平台12的运动频率，移动平台12的上端设置有环形的收集槽13，收集槽13的槽底通过可拆卸的收集管14与收集装置相连，收集装置包括收集罐15和安装在收集罐15内的烘干器，通过烘干器使得产品根据需要形成干燥状态或溶液状态。
收集槽13内设置有旋转平台16，收集槽13靠近旋转平台16的一侧为倾斜向上的斜坡，保证磨制出的产品可以顺利被冲入收集槽13内。旋转平台16的上端设置有与上夹具4配合的模块式夹具17，模块式夹具17可拆卸的设置于旋转平台16上，如通过螺栓可拆卸相连，模块式夹具17包括普通夹具、加热模块夹具和制冷模块夹具，普通夹具不能加热和制冷，加热模块夹具实在普通夹具的基础上，增加了加热器，制冷模块夹具是在普通夹具的基础上，增加了制冷器。通过加热模块夹具对样品进行加热，通过制冷模块夹具对样品进行制冷，来达到所需产品粒径、大小、均匀度的把握。
如图5和6所示，支撑机构包括下支撑台18和与下支撑台18同轴线的上支撑台19，下支撑台18上设置有Y轴滑道20，Y轴滑道20内滑动设置有Y轴滑块21，Y轴滑块21与上支撑台19相连，上支撑台19的上端设置有X轴滑道 22，X轴滑道22内滑动设置有X轴滑块23，X轴滑块23与移动平台12相连，旋转平台16的下端与旋转电机24相连。Y轴滑块21或X轴滑块23均与对应的直线驱动机构相连，直线驱动机构可以电机驱动的滚珠丝杆，通过调整电机的正反转以及旋转速率，提供移动平台12的运动频率，也可以为滑块上安装有电机驱动的齿轮，滑槽内安装有于齿轮配合的齿条，也可为其他的驱动机构。旋转平台16安装在移动平台12上，可根据需要随时转换模块化夹具的运动方式，也可旋转平台16和移动平台12同时运动，以达到工作需要。
如图1所示，冲洗机构2和配料机构3的出料口均位于模块式夹具17的上侧，配料装置包括配料罐25，配料罐25内安装有磁力搅拌器，采用磁疗搅拌使配料均匀混合，配料罐25的出料口安装有可拆卸的送料管26，送料管26的出料口位于模块式夹具17的上侧，通过送料管26送到模块式夹具17上，冲洗机构2包括冲洗罐27，冲洗罐27的出料口设置有冲洗管28，冲洗管28的出液口位于模块式夹具17的上侧，当工作结束时，冲洗罐27将其中的冲洗液通过冲洗管28达到模块使夹具的上侧，将得到的产品冲入收集槽13内，并通过收集槽13连接的收集管14，进入到收集装置。
送料管26和收集管14均为一次性软管，保证每次使用后要及时更换。冲洗罐27和配料罐25的出料口均安装有控制阀。气体控制系统和控制罩1相连，用于控制实验环境。
加工装置还包括总控制台30，总控制台30上设置有显示屏，驱动电机、压电陶瓷传感器6、冲洗罐27和配料罐25的控制阀、配料罐25的磁力搅拌器、气体控制系统的气体控制阀29、旋转电机24以及X轴滑块23和Y轴滑块21 对应的直线驱动机构均与总控制台30相连。显示器可实时显示工作过程中旋转平台16的转速、移动平台12的运动方向、压电陶瓷传感器6受到的施加压力，冲洗罐27和配料罐25的控制阀的开关时间以及流程控制、磁力搅拌器的开关、气体控制阀29的开关、通量大小的控制，以及设备的总开关。整个装置通过总控制台30进行控制，实现完全的自动化。
加载时，通过驱动电机带动蜗轮10旋转，蜗轮10带动蜗杆9下移，蜗杆9 带动加载杆7、压电陶瓷传感器6和受力杆8下移，从而带动上夹具4中的样品下移，使上下样品完全接触，蜗轮10带动蜗杆9和加载杆7下移对压电陶瓷传感器6加载；卸载时，通过蜗轮10反向旋转，带动螺杆和加载杆7上移。该结构通过压电陶瓷传感器6便于精确实时的反馈载荷的变化，从而进行对载荷的细小调节、实现瞬时增大或减小载荷。
实施例二
“CuO-石墨烯”核壳结构颗粒粉末制备方法，包括以下步骤：
(1)首先将控制罩1打开，在上夹具4上装夹上单晶颗粒，单晶颗粒为金刚石单晶(下同)，模块式夹具17选择加热模块，并安装在旋转平台16上，在加热模块上放入单晶片，单晶片为金刚石片(下同)，并夹紧，安装新的送料管 26以及收集管14，关闭控制罩1；
(2)然后按CuO：石墨烯：乙醇溶液＝0.3：0.36:1往配料罐25中加入混合溶液，CuO粉末平均粒径大约为20～30nm，并往冲洗罐27中加入等量乙醇溶液，打开总控制台30，开启气体控制阀29，往控制罩1内通入干燥氮气，使控制罩 1内工作环境湿度低于0.5％，确定移动平台12运动方向为X轴方向；
(3)控制配料罐25进行配料磁力搅拌，先进性5min快速搅拌，实验开始后，保持慢速搅拌，同时，快速搅拌结束后，控制配料罐25的控制阀打开，流速为0.001m/s，并开启加热模块，使其开始升温，温度上升至50℃，此时开启移动平台12，并使其低频率运动，使液滴均匀铺在单晶片上，预启动结束时，配料罐25控制阀同时关闭；
(4)控制总控制台30进行加载，载荷控制在5N；设置工作参数，X轴方向往复行程为20mm，频率为2Hz，线速度为1.3cm，工作时间为3min；且在移动平台12工作2min后，启动旋转平台16并加大载荷至10N，旋转平台16工作参数为：转速为300圈/min，直到工作时间结束，工作时间结束时，总控制台30(17)发出命令进行减载；
(5)冲洗罐27的控制阀开启，将磨好的粉末冲入收集槽13内，通过收集管14引入收集罐15内，收集罐15加温开始，温度控制在25℃；若继续工作，在总控制台30面板上，设置工作总时间，每隔9.5小时，需往配料罐25续料；当设备所有工作结束停止时，加热模块停止加热，开启气体控制阀29排空氮气，并通入空气，打开控制罩1将样品取下，并卸下收集槽13进行冲洗，丢掉送料管26和收集管14，关闭控制罩1，关闭总控制台30，卸下收集罐15，取出其中得到的“CuO-石墨烯”核壳结构颗粒粉末。
实施例三
“Fe2O3-石墨烯”核壳结构颗粒粉末制备方法，包括以下步骤：
(1)首先将控制罩1打开，在上夹具4上装夹上单晶颗粒，模块式夹具17 选择普通夹具，并安装在旋转模块上，并安装在旋转平台16上，在普通夹具上放入单晶片，并夹紧，安装新的送料管26以及收集管14，关闭控制罩1；
(2)然后按Fe2O3：石墨烯：乙醇溶液＝0.25：0.5：1往配料罐25中加入混合溶液，Fe2O3粉末平均粒径大约为30～50nm，关闭配料罐25，并往冲洗罐 27中加入等量乙醇溶液，关闭冲洗罐27，打开总控制台30，开启气体控制阀 29，往控制内通入干燥氮气，使控制罩1内工作环境湿度低于0.5％，确定移动平台12运动方向为X轴方向；
(3)控制配料罐25进行配料磁力搅拌，开始时先进性5min快速搅拌，实验开始后，保持慢速搅拌，同时快速搅拌结束后，控制配料罐25的控制阀打开，流速为0.001m/s，此时开启移动平台12，并使其低频率运动，使液滴均匀铺在单晶片上，预启动结束时，配料罐25的控制阀同时关闭；
(4)控制总控制台30进行加载，载荷控制在10N；设置工作参数，X轴方向的往复行程为20mm，频率为2Hz，线速度为1.3cm，工作时间为3min，3min 结束后进行加速，使线速度变为2.3cm，工作时间为3min，加速工作3min后移动平台12停止移动，启动旋转平台16并加大载荷至20N，旋转平台16工作参数为：转速为100圈/min，工作时间2min，工作时间结束时，总控制台30发出命令进行减载；
(5)之后冲洗罐27控制阀开启，将磨好的粉末冲入收集槽13内，通过收集管14引入收集罐15内，收集罐15加温开始，温度控制在25℃；若继续工作，在总控制台30面板上，设置工作总时间，每隔8小时，需往配料罐25续料；当设备所有工作结束停止时，开启气体控制阀29排空氮气，并通入空气，打开控制罩1将样品取下，并卸下收集槽13进行冲洗，丢掉送料软管和收集软管，关闭控制罩1，关闭总控制台30，卸下收集罐15，取出其中得到的“Fe2O3-石墨烯”核壳结构颗粒粉末。
实施例四
“Al2O3-石墨烯”核壳结构颗粒粉末制备方法，包括以下步骤：
(1)首先将控制罩1打开，在上夹具4上装夹上单晶颗粒，模块式夹具17 选择加热模块，并安装在旋转平台16上，在加热模块上放入单晶片，并夹紧，安装新的送料管26以及收集管14；
(2)关闭控制罩1，然后按Al2O3：石墨烯：乙醇溶液0.75：0.86：1往配料罐25中加入混合溶液，Al2O3粉末平均粒径大约为15～30nm，关闭配料罐25，并往冲洗罐27中加入等量乙醇溶液，关闭冲洗罐27，关闭控制罩1，确定移动平台12运动方向为X轴方向；
(3)打开总控制台30，控制配料罐25，进行配料磁力搅拌，开始时先进性5min快速搅拌，实验开始后，保持慢速搅拌；快速搅拌结束后，控制配料罐 25控制阀打开，流速为0.001m/s，并开启加热模块，使其开始升温，温度上升至100℃，此时开启移动平台12，并使其低频率运动，使液滴均匀铺在单晶片上，预启动结束时，配料罐25控制阀同时关闭；
(4)控制总控制台30进行加载，载荷控制在5N；设置工作参数，X轴方向往复行程为20mm，频率为2Hz，线速度为2cm，工作时间为10min；且在移动平台12工作2min后，启动旋转平台16并加大载荷至15N，旋转平台16工作参数为：转速为250圈/min，直到工作时间结束，预定时间结束时，总控制台30发出命令进行减载；
(5)之后冲洗罐27控制阀开启，将磨好的粉末冲入收集槽13内，通过收集软管引入收集罐15内；若继续工作，在总控制台30面板上，设置工作总时间，每隔11小时，需往配料罐25续料；当设备所有工作结束停止时，加热模块停止加热，打开控制罩1将样品取下，并卸下收集槽13进行冲洗，丢掉送料管26和收集管14，关闭控制罩1，关闭总控制台30，卸下收集罐15，取出其中得到的“Al2O3-石墨烯”核壳结构颗粒溶液。
实施例五
“ZrO2-石墨烯”核壳结构颗粒粉末制备方法，包括以下步骤：
(1)首先将控制罩1打开，向上夹具4上装夹上单晶颗粒，模块式夹具17 选择加热模块，并安装在旋转平台16上，在加热模块上放入单晶片，并夹紧，安装新的送料管26以及收集管14，关闭控制罩1；
(2)然后按ZrO2：石墨烯：乙醇溶液＝0.8：0.96:1往配料罐25中加入混合溶液，ZrO2粉末平均粒径大约为40～50nm，关闭配料罐25，并往冲洗罐27中加入等量乙醇溶液，关闭冲洗罐27，关闭控制罩1，打开总控制台30，开启气体控制阀29，往控制内通入干燥氮气，使控制罩1内工作环境湿度低于0.5％，确定移动平台12运动方向为X轴方向；
(3)控制配料罐25，进行配料磁力搅拌，开始时先进性15min快速搅拌，实验开始后，保持慢速搅拌，同时快速搅拌结束后，控制配料罐25控制阀打开，流速为0.001m/s，并开启加热模块，使其开始升温，温度上升至120℃，此时开启移动平台12(4)，并使其低频率运动，使液滴均匀铺在单晶片上，预启动结束时，配料罐25控制阀同时关闭；
(4)控制总控制台30进行加载，载荷控制在10N；设置工作参数，X轴方向的往复行程为20mm，频率为2Hz，线速度为2cm，工作时间为3min；工作 3min结束后，移动平台12进行加速，线速度变为3.5cm，工作时间为12min，在移动平台12进行加速的同时启动旋转平台16并加大载荷至25N，旋转平台 16工作参数为：转速为280圈/min，移动平台12和启动旋转平台16共同工作 12min，工作时间结束时，总控制台30发出命令进行减载；
(5)之后冲洗罐27控制阀开启，将磨好的粉末冲入收集槽13内，通过收集软管引入收集罐15内，收集罐15加温开始，温度控制在25℃；若继续工作，在总控制台30面板上，设置工作总时间，每隔8小时，需往配料罐25续料；当设备所有工作结束停止时，加热模块停止加热，开启气体控制阀29排空氮气，并通入空气，打开控制罩1将样品取下，并卸下收集槽13进行冲洗，丢掉送料管26和收集管14，关闭控制罩1，关闭总控制台30，卸下收集罐15，取出其中得到的“ZrO2-石墨烯”核壳结构颗粒粉末。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.核壳结构的“氧化物-石墨烯”的加工装置，其特征在于：包括控制罩(1)、冲洗机构(2)、配料机构(3)、气体控制系统和上夹具(4)，控制罩(1)内设置有应力加载机构，应力加载机构与上夹具(4)相连，上夹具(4)的下方设置有运动台，运动台包括支撑机构，支撑机构的上端设置有可沿X轴方向或Y轴方向往复运动的移动平台(12)，移动平台(12)的上端设置有环形的收集槽(13)，收集槽(13)与收集装置相连，收集槽(13)内设置有旋转平台(16)，旋转平台(16)的上端设置有与上夹具(4)配合的模块式夹具(17)，气体控制系统和控制罩(1)相连，冲洗机构(2)和配料机构(3)的出料口均位于模块式夹具(17)的上侧。
2.根据权利要求1所述的核壳结构的“氧化物-石墨烯”的加工装置，其特征在于：应力加载机构包括位置固定的套筒(5)，套筒(5)内滑动设置有同轴线的压电陶瓷传感器(6)，压电陶瓷传感器(6)的上端设置有同轴线的加载杆(7)，下端设置有同轴线的受力杆(8)，受力杆(8)的下端穿过套筒(5)，且与上夹具(4)相连，加载杆(7)的上端与蜗杆(9)相连，蜗杆(9)与蜗轮(10)啮合，蜗轮(10)与驱动电机相连。
3.根据权利要求1或2所述的核壳结构的“氧化物-石墨烯”的加工装置，其特征在于：支撑机构包括下支撑台(18)和与下支撑台(18)同轴线的上支撑台(19)，下支撑台(18)上设置有Y轴滑道(20)，Y轴滑道(20)内滑动设置有Y轴滑块(21)，Y轴滑块(21)与上支撑台(19)相连，上支撑台(19)的上端设置有X轴滑道(22)，X轴滑道(22)内滑动设置有X轴滑块(23)，X轴滑块(23)与移动平台(12)相连，旋转平台(16)的下端与旋转电机(24)相连。
4.根据权利要求1所述的核壳结构的“氧化物-石墨烯”的加工装置，其特征在于：配料装置包括配料罐(25)，配料罐(25)内设置有磁力搅拌器，配料罐(25)的出料口设置有可拆卸的送料管(26)，送料管(26)的出料口位于模块式夹具(17)的上侧，冲洗机构(2)包括冲洗罐(27)，冲洗罐(27)的出料口设置有冲洗管(28)，冲洗管(28)的出液口位于模块式夹具(17)的上侧。
5.根据权利要求1所述的核壳结构的“氧化物-石墨烯”的加工装置，其特征在于：模块式夹具(17)可拆卸的设置于旋转平台(16)上，模块式夹具(17)包括普通夹具、加热模块夹具和制冷模块夹具。
6.根据权利要求1所述的核壳结构的“氧化物-石墨烯”的加工装置，其特征在于：收集槽(13)靠近旋转平台(16)的一侧为倾斜向上的斜坡，收集槽(13)的槽底通过可拆卸的收集管(14)与收集装置相连，收集装置包括收集罐(15)和设置于收集罐(15)内的烘干器。
7.核壳结构的“氧化物-石墨烯”的加工方法，其特征在于，采用权利要求1-6之一所述的加工装置，包括以下步骤：
(1)打开控制罩(1)，在上夹具(4)上装夹上单晶颗粒，选择所需的模块式夹具(17)安装在旋转平台(16)上，在模块式夹具(17)上装夹单晶片，更换送料管(26)和收集管(14)，关闭控制罩(1)；
(2)向配料罐(25)内按照所需比例加入纳米氧化物粉末、石墨烯和乙醇溶液，向冲洗罐(27)内加入乙醇溶液，确定移动平台(12)的运动方向；
(3)配料罐(25)先快速搅拌，然后保持慢速搅拌，在快速搅拌结束后，打开配料罐(25)的控制阀，使反应溶液通过送料管(26)送至单晶片，使模块式夹具(17)达到所需温度，启动移动平台(12)，使其低频率运动，从而使反应溶液均匀铺在单晶片上，关闭配料罐(25)的控制阀；
(4)启动应力加载机构，使单晶颗粒与单晶片接触，控制载荷至设定值，然后移动平台(12)按照确定的方向做往复运动，往复运动一段时间后，增大载荷，同时启动旋转平台(16)，移动平台(12)和旋转平台(16)运动至设定时间，最后应力加载机构卸载；
(5)打开冲洗罐(27)控制阀，将步骤(4)中磨好的粉末冲入收集槽(13)内，然后通过收集管(14)进入收集罐(15)内。
8.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，纳米氧化物粉末为平均粒径20～30nm的CuO粉末或平均粒径15～30nm的Al2O3粉末，步骤(4)中，启动应力加载机构，使单晶颗粒与单晶片接触，控制载荷至5N，往复行程20mm，频率2Hz，线速度为1.3-2cm，工作时间3-10min，在移动平台(12)工作2min后，启动旋转平台(16)，旋转平台(16)转速为250-300r/min，加大载荷至10-15N，移动平台(12)和旋转平台(16)运动至工作时间结束。
9.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，纳米氧化物粉末为平均粒径30～50nm的Fe2O3粉末或平均粒径40～50nm的ZrO2粉末，步骤(4)中，启动应力加载机构，使单晶颗粒与单晶片接触，控制载荷至10N，往复行程20mm，频率2Hz，线速度为1.3-2cm，工作时间3min，在移动平台(12)工作3min后，移动平台(12)进行加速，线速度变为2.3-3.5cm，工作时间3-12min，在移动平台(12)加速0-3min后，启动旋转平台(16)，旋转平台(16)转速为100-280r/min，加大载荷至20-25N，移动平台(12)和旋转平台(16)运动至设定时间。
10.根据权利要求7-9之一所述的加工方法，其特征在于，步骤(2)中，通过气体控制系统向控制罩(1)内通入干燥氮气，使控制罩(1)内的工作环境湿度低于0.5％，步骤(3)中，打开配料罐(25)的控制阀，控制流速为0.001m/s。
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