CN205981954U - 制备碳纳米管浆料用氧化锆珠硬度测试仪 - Google Patents

Abstract

本申请公开了制备碳纳米管浆料用氧化锆珠硬度测试仪，包括底座、升降杆、硬度测试针、砂轮盘和硬度显示仪表；底座的中心设置有三个位于同一直线的固定块，每个固定块中心设一个弧形凹槽，每个弧形凹槽内壁面均粘接有弧形吸盘；底座的一侧设置滑轨，该滑轨与三个弧形凹槽所在直线相平行；升降杆滑动连接在滑轨上；升降杆的顶端左侧固定设置有第一水平横杆，升降杆的顶端右侧固定设置有第二水平横杆；硬度测试针通过悬挂杆固定设置在第一水平横杆的底部；砂轮盘通过转轴与第二水平横杆底部相连接，砂轮盘能在转轴的带动下转动。本申请能对氧化锆珠的表面及内部硬度进行测试，防止硬度不合格的氧化锆珠流入产线。

Description

制备碳纳米管浆料用氧化锆珠硬度测试仪

技术领域

本申请涉及碳纳米管浆料生产过程中的一种辅助检验装置，特别是一种制备碳纳米管浆料用氧化锆珠硬度测试仪。

背景技术

碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。

碳纳米管具有良好的力学性能，CNTs抗拉强度达到50～200GPa,是钢的100倍,密度却只有钢的1/6，至少比常规石墨纤维高一个数量级；它的弹性模量可达1TPa，与金刚石的弹性模量相当，约为钢的5倍。对于具有理想结构的单层壁的碳纳米管，其抗拉强度约800GPa。碳纳米管的结构虽然与高分子材料的结构相似，但其结构却比高分子材料稳定得多。碳纳米管是目前可制备出的具有最高比强度的材料。若将以其他工程材料为基体与碳纳米管制成复合材料, 可使复合材料表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性，给复合材料的性能带来极大的改善。

碳纳米管的硬度与金刚石相当，却拥有良好的柔韧性，可以拉伸。2000年10月，美国宾州州立大学的研究人员称，碳纳米管的强度比同体积钢的强度高100倍，重量却只有后者的1/6到1/7。碳纳米管因而被称“超级纤维”。莫斯科大学的研究人员曾将碳纳米管置于1011 MPa的水压下（相当于水下10000米深的压强），由于巨大的压力，碳纳米管被压扁。撤去压力后，碳纳米管像弹簧一样立即恢复了形状，表现出良好的韧性。这启示人们可以利用碳纳米管制造轻薄的弹簧，用在汽车、火车上作为减震装置，能够大大减轻重量。

碳纳米管具有良好的导电性能，由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同，所以具有很好的电学性能，电导率通常可达铜的1万倍。

碳纳米管具有良好的传热性能，碳纳米管可以合成高各向异性的热传导材料。另外，碳纳米管有着较高的热导率，只要在复合材料中掺杂微量的碳纳米管，该复合材料的热导率将会可能得到很大的改善。

由于碳纳米管具有上述诸多的优异特性，故近些年碳纳米管及纳米材料的研究也越来越深入，碳纳米管广阔的应用前景也不断地展现出来。

2016年5月4日公开的申请号为201510950204.6的中国发明专利申请，其发明创造的名称为“一种锂电池用碳纳米管浆料及其制备方法”，碳纳米管浆料中的成分为碳纳米管、碳黑、表面活性剂、增稠剂、溶剂。其配比为，碳纳米管：碳黑：表面活性剂：增稠剂：溶剂=（3~10wt%）:（0~8wt%）:（0.1~1.3wt%）:（0~1wt%）:（80~96wt%），采用该配比按照混合搅拌工艺制备均匀分散均匀的碳纳米管浆料。在表面活性、增稠剂的作用下，采用高速机械搅拌和超声搅拌相结合的方式，使导电剂分散程度大大提高。对难以分散的碳纳米管导电剂进行浆料的预制备，使其达到较好的分散效果，降低了下一步用在电池浆料中的搅拌要求，可达到较好的混合效果。

2014年6月25日公开的申请号为201410114650.9的中国发明专利申请，其发明创造的名称为“碳纳米管导电浆料及其制备方法和用途”，碳纳米管导电浆料由导电功能体、分散剂、溶剂按导电功能体：分散剂：溶剂=2～10：0.2～5：85～97.8的质量比配制而成。导电功能体为球状碳纳米管基团、球状碳纳米管团聚体或其与碳黑、乙炔黑、碳纤维、导电石墨、石墨烯中的一种或几种的组合。制备方法是将所述导电功能体和分散剂按所述比例加入溶剂中搅拌，得到预混料，将预混料在研磨机中研磨，形成包含有多个粒径为0.1～3微米的球形碳纳米管基团的导电浆料。该碳纳米管导电浆料可作为锂电池正负极材料的导电剂。

上述专利申请，第一种高速机械搅拌和超声搅拌相结合的方式，主要适合小批量生产或者粘度低的水性分散剂使用，大批量生产基本均采用第二种砂磨机进行分散。

而氧化锆珠是以微米级及亚纳米级氧化锆与氧化钇为原料制成的，用来对要求“零污染”及高粘度、高硬度物料的超细研磨及分散的一种研磨珠，正好适合性能要求较高的碳纳米管浆料的制备。

氧化锆珠，耐磨损，使用寿命长，因此成本也很高。然而，有些生产厂家，为追求高额利润，采用了价格低廉的劣质氧化锆珠，或者因成型关健技术参数没控制好，使得硬度值不达标，从而使氧化锆珠的磨损速度快，使用寿命大大缩短，生产线将频繁更换氧化告知，导致成本增加，对于大量使用氧化锆珠的砂磨连续生产线，快速磨损的氧化锆珠将进入后道工序，导致生产的停产等。然而，氧化锆珠的圆球形状，尤其是直径小的氧化锆珠，内部硬度又难以测试，因此，也使镀铬氧化锆珠大量存在。

发明内容

本申请要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种制备碳纳米管浆料用氧化锆珠硬度测试仪，该制备碳纳米管浆料用氧化锆珠硬度测试仪能对氧化锆珠的表面及内部硬度进行测试，防止硬度不合格的氧化锆珠流入产线。

为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：

一种制备碳纳米管浆料用氧化锆珠硬度测试仪，包括底座、升降杆、硬度测试针、砂轮盘和硬度显示仪表。

底座的中心设置有三个位于同一直线的固定块，每个固定块中心设置一个弧形凹槽，每个弧形凹槽内壁面均粘接有弧形吸盘；底座的一侧设置有滑轨，该滑轨与三个弧形凹槽所在直线相平行。

升降杆滑动连接在滑轨上，升降杆高度能够升降，且升降杆能够左右旋转。

升降杆的顶端左侧固定设置有第一水平横杆，升降杆的顶端右侧固定设置有第二水平横杆。

硬度测试针通过悬挂杆固定设置在第一水平横杆的底部。

砂轮盘通过转轴与第二水平横杆底部相连接，砂轮盘能在转轴的带动下转动。

硬度显示仪表设置在底座上，且与硬度测试针相连接。

每个弧形凹槽的深度均为氧化锆珠直径的一半。

所述升降杆上设置有位移传感器。

所述升降杆的升降及旋转由设置在滑轨下方的电机所驱动。

所述第一水平横杆和第二水平横杆对称布置在升降杆的两侧。

本申请采用上述结构后，具有如下有益效果：

1.上述弧形凹槽以及弧形凹槽内的弧形吸盘的设置，能将氧化锆珠的底部进行吸附固定。

2.上述三个固定块的设置，在升降杆旋转前，通过升降杆在滑轨上的滑移，能一次连续进行三个氧化锆珠的表面深度研磨或内部硬度测试，也即能一次测试三个平行样，避免测试误差，使测试准确度更高。

3.上述升降杆旋转，能使砂轮盘位于弧形凹槽的正上方，转轴转动，带动砂轮盘转动，同时升降杆高度下降，将能对氧化锆珠表面进行研磨。上述位移传感器的设置，通过对升降杆升降位移的控制，进而对氧化锆珠的研磨深度进行控制，氧化锆珠的研磨深度一般不超过氧化锆珠直径的一半。

4.上述硬度测试针能在升降杆的带动下，高度下降，对固定在弧形凹槽内的氧化锆珠表面或内部硬度进行测试，硬度显示仪表则能自动显示及记录硬度数据。

附图说明

图1是本申请一种制备碳纳米管浆料用氧化锆珠硬度测试仪的结构示意图。

图2显示了定位块的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本申请作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，一种制备碳纳米管浆料用氧化锆珠硬度测试仪，其中有底座1、固定块11、弧形凹槽12、弧形吸盘13、滑轨14、升降杆2、位移传感器21、硬度测试针3、第一水平横杆31、悬挂杆32、砂轮盘4、第二水平横杆41、转轴42等主要技术特征。

一种制备碳纳米管浆料用氧化锆珠硬度测试仪，包括底座、升降杆、硬度测试针、砂轮盘和硬度显示仪表。

底座的中心设置有三个位于同一直线的固定块，每个固定块中心设置一个弧形凹槽，每个弧形凹槽内壁面均粘接有弧形吸盘；底座的一侧设置有滑轨，该滑轨与三个弧形凹槽所在直线相平行。

升降杆滑动连接在滑轨上，升降杆高度能够升降，且升降杆能够左右旋转。

升降杆的顶端左侧固定设置有第一水平横杆，升降杆的顶端右侧固定设置有第二水平横杆。

硬度测试针通过悬挂杆固定设置在第一水平横杆的底部。

砂轮盘通过转轴与第二水平横杆底部相连接，砂轮盘能在转轴的带动下转动。

硬度显示仪表设置在底座上，且与硬度测试针相连接。

每个弧形凹槽的深度均为氧化锆珠直径的一半。

所述升降杆上设置有位移传感器。

所述升降杆的升降及旋转由设置在滑轨下方的电机所驱动。

所述第一水平横杆和第二水平横杆对称布置在升降杆的两侧。

本申请采用上述结构后，具有如下有益效果：

1.上述弧形凹槽以及弧形凹槽内的弧形吸盘的设置，能将氧化锆珠的底部进行吸附固定。

2.上述三个固定块的设置，在升降杆旋转前，通过升降杆在滑轨上的滑移，能一次连续进行三个氧化锆珠的表面深度研磨或内部硬度测试，也即能一次测试三个平行样，避免测试误差，使测试准确度更高。

3.上述升降杆旋转，能使砂轮盘位于弧形凹槽的正上方，转轴转动，带动砂轮盘转动，同时升降杆高度下降，将能对氧化锆珠表面进行研磨。上述位移传感器的设置，通过对升降杆升降位移的控制，进而对氧化锆珠的研磨深度进行控制，氧化锆珠的研磨深度一般不超过氧化锆珠直径的一半。

4.上述硬度测试针能在升降杆的带动下，高度下降，对固定在弧形凹槽内的氧化锆珠表面或内部硬度进行测试，硬度显示仪表则能自动显示及记录硬度数据。

以上详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本申请的保护范围。

Claims (5)

1.一种制备碳纳米管浆料用氧化锆珠硬度测试仪，其特征在于：包括底座、升降杆、硬度测试针、砂轮盘和硬度显示仪表；

底座的中心设置有三个位于同一直线的固定块，每个固定块中心设置一个弧形凹槽，每个弧形凹槽内壁面均粘接有弧形吸盘；底座的一侧设置有滑轨，该滑轨与三个弧形凹槽所在直线相平行；

升降杆滑动连接在滑轨上，升降杆高度能够升降，且升降杆能够左右旋转；

升降杆的顶端左侧固定设置有第一水平横杆，升降杆的顶端右侧固定设置有第二水平横杆；

硬度测试针通过悬挂杆固定设置在第一水平横杆的底部；

砂轮盘通过转轴与第二水平横杆底部相连接，砂轮盘能在转轴的带动下转动；

硬度显示仪表设置在底座上，且与硬度测试针相连接。

2.根据权利要求1所述的制备碳纳米管浆料用氧化锆珠硬度测试仪，其特征在于：每个弧形凹槽的深度均为氧化锆珠直径的一半。

3.根据权利要求1所述的制备碳纳米管浆料用氧化锆珠硬度测试仪，其特征在于：所述升降杆上设置有位移传感器。

4.根据权利要求1所述的制备碳纳米管浆料用氧化锆珠硬度测试仪，其特征在于：所述升降杆的升降及旋转由设置在滑轨下方的电机所驱动。

5.根据权利要求4所述的制备碳纳米管浆料用氧化锆珠硬度测试仪，其特征在于：所述第一水平横杆和第二水平横杆对称布置在升降杆的两侧。