CN212669562U - 一种电场取向玻璃鳞片的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电场取向玻璃鳞片的装置，该装置主要包括两块不锈钢方形薄板作为电极，所述钢板竖直插在开有横槽的木块上并使之平行，并分别用到导线连接在高压逆变器的俩输出端，所述高压逆变器可将输入电压升至2400倍，其输入端连接在可调直流电源上。该方法主要包括将玻璃鳞片和明胶溶液按照一定比例配置悬浊液并置于强电场之间，利用电场控制其取向性。本装置简单易得，安全可靠且取向性良好，可用于多种微米级材料的取向。本实用新型还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电场取向装置领域，尤其涉及一种电场取向玻璃鳞片的装置。
背景技术
二维材料作为一种新型材料，由于其载流子迁移和热量扩散都被限制在了二维平面内，所以展现出了许多有奇特的性质，广泛应用于光电、热电器件等诸多领域。想要将材料加以应用，就必须要对材料进行组装。贝壳珍珠层由于其独特的“砖-泥”结构，在力学和电学方面都展现出了优越的性能，因此，学者们常把一些二维材料组装成仿生贝壳珍珠层材料。
目前常用的组装方法有磁场组装、力场组装和电场组装等。然而，磁场组装的工艺复杂，能耗高，且组装效果一般。力场组装会对材料的内部结构造成破坏。相比较而言，电场组装是指将二维材料放在强电场中间，先将材料极化，后在电场里作用下对材料进行取向的组装方法。电场组装效率高，能耗低，不会破坏材料的内部结构，是组装仿生珍珠层的首选方法。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电场取向玻璃鳞片的装置。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：
一种电场取向玻璃鳞片的装置，该装置主要包括电压源、高压逆变器、钢板、底座、容器、以及液体。所述液体注入容器内并等待取向。所述底座上设有两条平行的开槽。所述钢板设为两块，相互平行并分别安装在底座的开槽上。所述电压源的输入端与外部电源连接，输出端与高压逆变器的输入端连接。所述高压逆变器的输出端与通过导线分别与两块钢板连接，使两块钢板成为电场的两个电极。将所述容器置入两钢板之间并固定。
作为本实用新型的优选方案，所述电压源采用可调式直流电压源。
作为本实用新型的优选方案，所述底座采用木块材料制成。
作为本实用新型的优选方案，所述钢板采用不锈钢方形薄板制成。
作为本实用新型的优选方案，所述高压逆变器采用可将输入电压提升2400倍并输出的高压逆变器。
作为本实用新型的优选方案，所述钢板尺寸为100*100*1mm，间距为50mm。
进一步的，为了将钢板牢牢固定在底座上，本实用新型所述开槽内还设有用于夹紧钢板的凸条。所述凸条竖直设置在开槽两侧的内壁上，并与开槽一体设置，且开槽两侧的凸条错位设置。
进一步的，所述底座上还设有用于固定底座的吸盘。所述吸盘设置在底座底部上，与底座固定连接，实现将底座牢牢固定在桌面上。
作为本实用新型的优选方案，所述液体为玻璃鳞片-明胶溶液，配置过程为：取20mL去离子水、0.8g明胶和1g经过硅烷化处理的玻璃鳞片搅拌均匀，先在80℃温度下搅拌1小时，再在常温下搅拌1小时，搅拌速度为1000rpm后获得，其中，玻璃鳞片的平均直径为80μm，厚800nm。
本实用新型还公开了一种基于电场取向玻璃鳞片的装置的制作方法，该方法主要包括如下步骤：将35mm一次性培养皿水平放置在两钢板之间，接通电源，用一次性注射器量取7mL液体并将其注入上述培养皿中，30min后断开电源，静置晾干即可。
与现有技术相比，本实用新型还具有以下优点：
(1)本实用新型所提供的电场取向玻璃鳞片的装置及方法具有工艺简单、成本低廉的优点。
(2)本实用新型所提供的电场取向玻璃鳞片的装置及方法的取向性好，利用该装置对玻璃鳞片进行取向，能够获得放生珍珠层材料。
附图说明
图1是本实用新型所提供的电场取向玻璃鳞片的装置的结构示意图。
图2是本实用新型所提供的开槽处的局部放大示意图。
图3是本实用新型所提供的底盘底部的局部放大示意图。
图4是本实用新型所提供的电场取向玻璃鳞片的装置在输入电压为0V时的样品断面电镜图。
图5是本实用新型所提供的电场取向玻璃鳞片的装置在输入电压为4V时的样品断面电镜图。
图6是本实用新型所提供的电场取向玻璃鳞片的装置在输入电压为8V时的样品断面电镜图。
图7是本实用新型所提供的电场取向玻璃鳞片的装置在输入电压为12V时的样品断面电镜图。
上述附图中的标号说明：
1-电压源，2-高压逆变器，3、4-钢板，5-底座，6-凸条，7-吸盘，8-开槽。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例1：
如图1至图7所示，本实施例公开了一种电场取向玻璃鳞片的装置，该装置主要包括电压源1、高压逆变器2、钢板(3、4)、底座5、容器、以及液体。所述液体注入容器内并等待取向。所述底座5上设有两条平行的开槽8。所述钢板(3、4)设为两块，相互平行并分别安装在底座5的开槽8上。所述电压源1的输入端与外部电源连接，输出端与高压逆变器2的输入端连接。所述高压逆变器2的输出端与通过导线分别与两块钢板(3、4)连接，使两块钢板(3、4)成为电场的两个电极。将所述容器置入两钢板(3、4)之间并固定。
作为本实用新型的优选方案，所述电压源1采用可调式直流电压源1。
作为本实用新型的优选方案，所述底座5采用木块材料制成。
作为本实用新型的优选方案，所述钢板(3、4)采用不锈钢方形薄板制成。
作为本实用新型的优选方案，所述高压逆变器2采用可将输入电压提升2400倍并输出的高压逆变器2。
作为本实用新型的优选方案，所述钢板(3、4)尺寸为100*100*1mm，间距为50mm。
进一步的，为了将钢板(3、4)牢牢固定在底座5上，本实用新型所述开槽8内还设有用于夹紧钢板(3、4)的凸条6。所述凸条6竖直设置在开槽8两侧的内壁上，并与开槽8一体设置，且开槽8两侧的凸条6错位设置。
进一步的，所述底座5上还设有用于固定底座5的吸盘7。所述吸盘7设置在底座5底部上，与底座5固定连接，实现将底座5牢牢固定在桌面上。
作为本实用新型的优选方案，所述液体为玻璃鳞片-明胶溶液，配置过程为：取20mL去离子水、0.8g明胶和1g经过硅烷化处理的玻璃鳞片搅拌均匀，先在80℃温度下搅拌1小时，再在常温下搅拌1小时，搅拌速度为1000rpm后获得，其中，玻璃鳞片的平均直径为80μm，厚800nm。
本实用新型还公开了一种基于电场取向玻璃鳞片的装置的制作方法，该方法主要包括如下步骤：将35mm一次性培养皿水平放置在两钢板(3、4)之间，接通电源，用一次性注射器量取7mL液体并将其注入上述培养皿中，30min后断开电源，静置晾干即可。
实施例2：
本实施例公开了一种电场取向玻璃鳞片的方法，包括两块不锈钢板(3、4)作为电场的两电极，其特征在于，所述两钢板(3、4)竖直插在开有竖槽的木质底座5上，并保证两钢板(3、4)的平行，所述两钢板(3、4)用导线连接高压逆变器2的输出端上，所述高压逆变器2的输入端连接在可控的直流电压源1上。接通电源，将配好的玻璃鳞片悬浮液倒在一次性培养皿中，保持30min后关闭电源，静置晾干即可。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述高压逆变器2可将输入电压升高2400倍再输出，
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述钢板(3、4)的尺寸为100*100*1mm。
所述玻璃鳞片悬浮液的制备方法如下：称取去离子水20mL，明胶0.8g和玻璃鳞片1g，置于烧杯中，先在80℃温度下搅拌1小时，再在常温下搅拌1小时，搅拌速度为1000rpm。
实施例3：
本实施例将两块钢板(3、4)插在木质底座5上，用导线将高压逆变器2的输出端分别连接在两块钢板(3、4)上，用导线将高压逆变器2的输入端分别连接在可调直流电源的正负极上。
配置悬浮液，取硅烷化处理后的玻璃鳞片1g，去离子水20mL，明胶0.8g倒入烧杯中，充分搅拌后即可制得悬浮液。
将35mm一次性培养皿放在两钢板(3、4)之间，接通电源。用一次性注射器量取7mL悬浮液滴入一次性培养皿中。半小时后关闭电源，晾干即刻值得放生珍珠层样品。
所述搅拌均匀为：先在80℃下搅拌1h，接着在常温下搅拌1h，搅拌速度均为1000rpm。
所述两钢板(3、4)间距为50mm
所述高压逆变器2可将输入电压提升2400倍并输出。
所述可调电源，大小分别为0V、4V、8V、12V。即高压逆变器2的输出电压分别为0v、9600V、19200V和28800V。
从图上可以看出，当输入电压为4V、8V和12V时玻璃鳞片的取向性比输入0V电压时要更好，说明了利用本装置进行电场取向的可行性。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电场取向玻璃鳞片的装置，其特征在于，包括电压源、高压逆变器、钢板、底座、容器、以及液体；所述液体注入容器内并等待取向；所述底座上设有两条平行的开槽；所述钢板设为两块，相互平行并分别安装在底座的开槽上；所述电压源的输入端与外部电源连接，输出端与高压逆变器的输入端连接；所述高压逆变器的输出端与通过导线分别与两块钢板连接，使两块钢板成为电场的两个电极；将所述容器置入两钢板之间并固定。
2.根据权利要求1所述的电场取向玻璃鳞片的装置，其特征在于，所述电压源采用可调式直流电压源。
3.根据权利要求1所述的电场取向玻璃鳞片的装置，其特征在于，所述底座采用木块材料制成。
4.根据权利要求1所述的电场取向玻璃鳞片的装置，其特征在于，所述钢板采用不锈钢方形薄板制成。
5.根据权利要求1所述的电场取向玻璃鳞片的装置，其特征在于，所述高压逆变器采用可将输入电压提升2400倍并输出的高压逆变器。
6.根据权利要求1所述的电场取向玻璃鳞片的装置，其特征在于，所述钢板尺寸为100*100*1mm，间距为50mm。
7.根据权利要求1所述的电场取向玻璃鳞片的装置，其特征在于，所述开槽内还设有用于夹紧钢板的凸条；所述凸条竖直设置在开槽两侧的内壁上，并与开槽一体设置，且开槽两侧的凸条错位设置。
8.根据权利要求1所述的电场取向玻璃鳞片的装置，其特征在于，所述底座上还设有用于固定底座的吸盘；所述吸盘设置在底座底部上，与底座固定连接，实现将底座牢牢固定在桌面上。
9.根据权利要求1所述的电场取向玻璃鳞片的装置，其特征在于，所述液体为玻璃鳞片-明胶溶液，配置过程为：取20mL去离子水、0.8g明胶和1g经过硅烷化处理的玻璃鳞片搅拌均匀，先在80℃温度下搅拌1小时，再在常温下搅拌1小时，搅拌速度为1000rpm后获得，其中，玻璃鳞片的平均直径为80μm，厚800nm。
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