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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einfache und umweltfreundliche Produktionsausrüstung für Kohlenstoff-Nanomaterialien wie etwa Graphen-Nanoprodukte oder Fulleren-Nanoprodukte.
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Stand der Technik
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Kohlenstoff-Nanomaterialien sind faserförmige Kohlenstoff-Nanomaterialien, die durch Kräuseln mehrerer Lagen von Graphitflocken gebildet werden, eindimensionale Kohlenstoffmaterialien zwischen Kohlenstoff-Nanoröhren und gewöhnlichen Kohlenstofffasern sind und eine hohe Kristallorientierung, gute elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Kohlenstoff-Nanomaterialien weisen die Eigenschaften einer geringen Dichte, eines hohen spezifischen Moduls, einer hohen spezifischen Festigkeit, hoher elektrischer Leitfähigkeit, hoher Wärmestabilität und dergleichen gewöhnlicher Kohlenstofffasern auf, die im chemischen Gasphasenabscheidungsverfahren aufgewachsen werden, und finden daher breiten Einsatz in Industrien wie etwa der Luft- und Raumfahrtindustrie, der Verkehrsindustrie, der Industrie für Sport- und Freizeitprodukte, der medizinischen Industrie, der Maschinenbauindustrie und der Textilindustrie. Existierende Ausrüstung zur Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterial beinhaltet chemische Gasphasenabscheidungsausrüstung, elektrostatische Spinnausrüstung und Feststoffphasensyntheseausrüstung. Die existierende Ausrüstung zur Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterial ist jedoch von komplexer Struktur, kostenintensiv und neigt während der Verarbeitung zur Umweltverschmutzung. Zu existierenden Nanomaterialproduktionsverfahren, die in Betrieben eingesetzt werden, gehören das elektrische Lichtbogenverfahren, das chemische Ablöseverfahren und das mechanische Ablöseverfahren. Gemäß dem elektrische Lichtbogenverfahren werden elektrische Lichtbögen zum Ionisieren von Kohlenstoffmaterialien verwendet, Nanokohlenstoffisotope werden mittels des elektrischen Lichtbogenverfahrens erzeugt, doch kommt dabei zu viel Elektrizität zum Einsatz, der Energieverbrauch ist zu hoch, weshalb das elektrische Lichtbogenverfahren für die industrielle Produktion ungeeignet ist. Gemäß dem Verfahren, nach dem Kohlenstoff zu Oxiden oxidiert wird und Kohlenstoffisotope nach dem Herauslösen von Sauerstoffmolekülen mittels anderer chemischer Stoffe zurückbleiben, ist die Umweltverschmutzung und die Gewässerverunreinigung schwerwiegend, der Verunreinigungsgehalt der Isotope ist zu hoch, die Qualität ist gering, und obwohl höchstwahrscheinlich eine Quantifizierung erzielbar ist, kann der Standard nicht erfüllt werden. Gemäß dem mechanischen Verfahren werden Kohlenstoffisotope durch lagenweises Ablösen von Kohlenstoffelementen erlangt, doch ist das mechanische Verfahren zu komplex, zu kostenintensiv und von zu geringer Effizienz und kann nicht leicht in Großproduktion angewandt werden.
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Aufgabe der Erfindung
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Angesichts der technischen Nachteile des Stands der Technik soll die Erfindung einfache und umweltfreundliche Produktionsausrüstung für Kohlenstoff-Nanomaterialien zum Lösen der Probleme des Stands der Technik bereitstellen, und die Herstellungsausrüstung ist einfach, kostengünstig, umweltfreundlich, energiesparend und geeignet für die Großproduktion.
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Um die genannten technischen Ziele zu erreichen, umfasst die einfache und umweltfreundliche Produktionsausrüstung für Kohlenstoff-Nanomaterialien einen Kurzschlussgenerator und einen AC/DC-Gleichrichter, der mit dem Kurzschlussgenerator verbunden ist, wobei eine Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung zum Herstellen von Kohlenstoff-Nanomaterialien am Ausgangsende des AC/DC-Gleichrichters angeordnet ist, und eine Kohlenstoff-Nano-Steuereinrichtung zum Steuern der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung an der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung angeordnet ist.
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Gemäß den obenstehenden wichtigsten technischen Merkmalen umfasst die Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung einen Vakuumkasten, eine erste Vorschubvorrichtung, einen ersten Graphitstab, eine zweite Vorschubvorrichtung, einen zweiten Graphitstab, eine Nanomaterialaufnahmevorrichtung und eine Graphitabdeckung umfasst; der erste Graphitstab ist am oberen Ende der ersten Vorschubvorrichtung angebracht, der zweite Graphitstab ist am oberen Ende der zweiten Vorschubvorrichtung angebracht, die erste Vorschubvorrichtung und die zweite Vorschubvorrichtung sind parallel angeordnet und der erste Graphitstab und der zweite Graphitstab sind parallel angeordnet und beide sind mit dem AC/DC-Gleichrichter verbunden; die Nanomaterialaufnahmevorrichtung ist zwischen der ersten Vorschubvorrichtung und der zweiten Vorschubvorrichtung angebracht und ist am unteren Ende der Verbindungsstelle des ersten Graphitstabs und des zweiten Graphitstabs angeordnet; das untere Ende der Graphitabdeckung ist am oberen Ende der Nanomaterialaufnahmevorrichtung angebracht, das obere Ende oder das mittlere Ende der Graphitabdeckung ist an der Verbindungsstelle des rechten Endes des ersten Graphitstabs und des linken Endes des zweiten Graphitstabs angeordnet und die Verbindungsstelle des rechten Endes des ersten Graphitstabs und des linken Endes des zweiten Graphitstabs und das oberen Ende der Nanomaterialaufnahmevorrichtung sind durch die Graphitabdeckung verbunden, um einen geschlossenen Raum zu bilden; wobei der erste Graphitstab, der zweite Graphitstab, die erste Vorschubvorrichtung, die zweite Vorschubvorrichtung, die Graphitabdeckung und die Nanomaterialaufnahmevorrichtung allesamt im Vakuumkasten vorgesehen sind.
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Die Erfindung weist die vorteilhaften technischen Wirkungen auf, dass die Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung zum Produzieren von Kohlenstoff-Nanomaterialien am Ausgangsende des AC/DC-Gleichrichters angeordnet ist und die Kohlenstoff-Nano-Steuereinrichtung zum Steuern der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung an der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung angeordnet ist. Am Kurzschlussgenerator wird Wechselstrom erzeugt und durch den AC/DC-Gleichrichter in eine Gleichstromleistungsversorgung gleichgerichtet, der erste Graphitstab und der zweite Graphitstab werden in gleicher Richtung mit Strom versorgt, um einen elektrischer Hochspannungslichtbogen an der Verbindungsstelle des ersten Graphitstabs und des zweiten Graphitstabs entstehen zu lassen, und Plasmaionisierung findet aufgrund des elektrischen Hochspannungslichtbogens an Stoffen der Graphitstäbe statt, so das Kohlenstoffatome in den Graphitstäbe zerfallen und Kohlenstoff-Nanomaterialien herausgelöst und durch die Graphitabdeckung in der Nanomaterialaufnahmevorrichtung aufgefangen werden. Im Vergleich zu ähnlicher Ausrüstung des Stands der Technik weist die einfache und umweltfreundliche Produktionsausrüstung für Kohlenstoff-Nanomaterialien die Vorteile auf, dass die Herstellungsausrüstung einfach und kostengünstig ist. Da der gesamte Kohlenstoff-Nanomaterialproduktionsprozess im geschlossenen Raum der Graphitabdeckung stattfindet, wird kein Gas nach außen abgelassen, wodurch eine Umweltschutzwirkung erreicht wird. Außerdem eignet sich das Herstellungsverfahren der Erfindung für die Großproduktion.
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Für ein weiteres Verständnis der Aufgaben, strukturellen Merkmale und Funktionen der Erfindung folgt nun eine ausführliche Beschreibung anhand der begleitenden Zeichnungen wie folgt:
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Kurzebeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Darstellung von einfacher und umweltfreundlicher Produktionsausrüstung für Kohlenstoff-Nanomaterialien der Erfindung;
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2 ist eine schematische Darstellung einer Induktionsspule mit doppeltem Eisenkern der Erfindung;
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3 ist eine schematische Darstellung eines Generators mit Induktionsspule mit doppeltem Eisenkern der Erfindung.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Für ein klareres und besseres Verständnis der von der Erfindung zu lösenden Aufgaben und des technischen Schemas und der vorteilhaften Wirkungen der Erfindung folgt eine weitere ausführliche Beschreibung der Erfindung anhand begleitender Zeichnungen und Ausführungsformen wie folgt. Es sei angemerkt, dass die spezifische Ausführungsform in der Beschreibung nur der Erläuterung der Erfindung dient, die Erfindung jedoch nicht einschränken soll.
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Wie in 1–3 gezeigt, wird die von der Erfindung bereitgestellte einfache und umweltfreundliche Produktionsausrüstung für Kohlenstoff-Nanomaterialien wie folgt anhand der begleitenden Ausführungsform erläutert und umfasst einen Kurzschlussgenerator 1, einen AC/DC-Gleichrichter 2, eine Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung und eine Kohlenstoff-Nano-Steuereinrichtung 3.
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Die Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung umfasst einen Vakuumkasten 4, eine erste Vorschubvorrichtung 5, einen ersten Graphitstab 6, eine zweite Vorschubvorrichtung 7, einen zweiten Graphitstab 8, eine Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 und eine Graphitabdeckung 10; der erste Graphitstab 6 ist am oberen Ende der ersten Vorschubvorrichtung 5 angebracht, der zweite Graphitstab 8 ist am oberen Ende der zweiten Vorschubvorrichtung 7 angebracht, die erste Vorschubvorrichtung 5 und die zweite Vorschubvorrichtung 7 sind parallel angeordnet und der erste Graphitstab 6 und der zweite Graphitstab 8 sind parallel angeordnet und beide sind mit dem AC/DC-Gleichrichter 2 verbunden; die Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 ist zwischen der ersten Vorschubvorrichtung 5 und der zweiten Vorschubvorrichtung 7 angebracht und ist am unteren Ende der Verbindungsstelle des ersten Graphitstabs 6 und des zweiten Graphitstabs 8 angeordnet; das untere Ende der Graphitabdeckung 10 ist am oberen Ende der Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 angebracht, das obere Ende oder das mittlere Ende der Graphitabdeckung 10 ist an der Verbindungsstelle des rechten Endes des ersten Graphitstabs 6 und des linken Endes des zweiten Graphitstabs 8 angeordnet, und die Verbindungsstelle des rechten Endes des ersten Graphitstabs 6 und des linken Endes des zweiten Graphitstabs 8 und das oberen Ende der Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 sind durch die Graphitabdeckung 10 verbunden, um einen geschlossenen Raum zu bilden. Der erste Graphitstab 6, der zweite Graphitstab 8, die erste Vorschubvorrichtung 5, die zweite Vorschubvorrichtung 7, die Graphitabdeckung 10 und die Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 sind allesamt im Vakuumkasten 4 vorgesehen. Der Kurzschlussgenerator 1 ist eine offene Schaltung des Magnetstromtyps und enthält einen Induktionstrom, der mit vorwärts fließt, und an Induktionsspule verwendet eine Auslegung mit doppeltem Eisenkern.
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Das Eingangsende des AC/DC-Gleichrichters 2 ist an zwei Enden des Kurzschlussgenerators 1 angebracht, die Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung ist am Ausgangsende des AC/DC-Gleichrichters 2 angebracht und die Kohlenstoff-Nano-Steuereinrichtung 3 ist an der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung angebracht. Ein Ende des ersten Graphitstabs 6 ist mit der positiven Elektrode des AC/DC-Gleichrichters 2 verbunden, und ein Ende des zweiten Graphitstabs 8 ist mit der negativen Elektrode des AC/DC-Gleichrichters 2 verbunden. Die erste Vorschubvorrichtung 5 ist am unteren Ende des ersten Graphitstabs 6 angebracht, die zweite Vorschubvorrichtung 7 ist am unteren Ende des zweiten Graphitstabs 8 angebracht, die Graphitabdeckung 10 ist mit dem oberen Ende der Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 verbunden, die Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 ist zwischen der ersten Vorschubvorrichtung 5 und der zweiten Vorschubvorrichtung 7 angebracht, die Graphitabdeckung 10 ist an der Verbindungsstelle des rechten Endes des ersten Graphitstabs 6 und des linken Endes des zweiten Graphitstabs 8 angeordnet, und ein geschlossener Raum wird gebildet. Die zwei Enden der Kohlenstoff-Nano-Steuereinrichtung 3 sind entsprechend mit der ersten Vorschubvorrichtung 5 und der zweiten Vorschubvorrichtung 7 verbunden.
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Das Ausgangsende des Kurzschlussgenerators 1 gibt Hochspannungswechselstrom (AC) mit einer Spannung von etwa 1500 V–2000 V, der Hochspannungs-AC wird durch den AC/DC-Gleichrichter 2 in Gleichstrom (DC) gleichgerichtet, und der DC ist mit der positiven Elektrode des ersten Graphitstabs 6 im Vakuumkasten 4 und der negativen Elektrode des zweiten Graphitstabs 8 im Vakuumkasten 4 verbunden. Die zwei Seiten des ersten Graphitstabs 6 und des zweiten Graphitstab 8 werden von der ersten Vorschubvorrichtung 5 und der zweiten Vorschubvorrichtung 7 geschoben, und die erste Vorschubvorrichtung 5 und die zweite Vorschubvorrichtung 7 werden durch die Kohlenstoff-Nano-Steuereinrichtung 3 gesteuert. Wenn das negative Elektrodenende des ersten Graphitstabs 6 vom positiven Elektrodenende des zweiten Graphitstabs 8 um 2–10 mm beabstandet ist, kann ein elektrischer Hochspannungslichtbogen zwischen dem ersten Graphitstab 6 und dem zweiten Graphitstab 8 erzeugt werden, Plasmaionisierung findet aufgrund des elektrischen Hochspannungslichtbogens an den Stoffen des ersten Graphitstabs 6 und des zweiten Graphitstabs 8 statt und Kohlenstoffatome an der Oberfläche der Graphitstäbe zerfallen und werden zu neuen Kohlenstoff-Nanomaterialien rekombiniert. Die Graphitabdeckung 10 deckt den elektrischen Hochspannungslichtbogen wie ein Lampenschirm ab, und Kohlenstoff-Nanomaterialien, die unter Einwirkung des elektrischen Hochspannungslichtbogens erzeugt werden, werden jeweils in der Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 aufgefangen und gelagert.
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Der Vakuumgrad des Vakuumkastens 4 wird über 2 Torr gehalten, so dass die Reinheit der hergestellten Produkte die Anforderungen erfüllt. Die Stärke des zwischen dem ersten Graphitstab 6 und dem zweiten Graphitstab 8 erzeugten elektrischen Lichtbogens kann durch Einstellen des Abstands zwischen dem ersten Graphitstab 6 und dem zweiten Graphitstab 8 gesteuert werden. Nach dem Erzeugen des elektrischen Lichtbogens zwischen dem ersten Graphitstab 6 und dem zweiten Graphitstab 8 fällt zudem die Spannung zwischen dem ersten Graphitstab 6 und dem zweiten Graphitstab 8 auf 50–250 V ab, der Strom liegt bei 2,5 A, die Leistungsaufnahme beträgt 125 W–625 W, weshalb die Produktionskosten reduziert werden.
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In der Ausführungsform ist der Kurzschlussgenerator 1 Generator für einen elektrischen Lichtbogen mit einer Doppeleisenkern-Induktionsspule. Der AC/DC-Gleichrichter 2, die Vakuumvorrichtung zum Produzieren der Kohlenstoffisotop-Nanomaterialien und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung sind vorgesehen. Die Statorinduktionsspule des Generators weist eine Doppeleisenkernauslegung auf, der Abstand zwischen zwei Eisenkernen ist größer als ein Magnet, eine Magnetschaltung ist eine offene Schaltung, Induktionsstrom fließ vorwärts und ein Rotor des Generators ist ein Magnetsatz. Der Druck im Vakuumkasten 4 wird reduziert, bis der negative Druck des Vakuumkastens 4 2–6 Torr erreicht. Die erste Vorschubvorrichtung 5, der erste Graphitstab 6, die zweite Vorschubvorrichtung 7, der zweite Graphitstab 8, die Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 und die Graphitabdeckung 10 sind im Vakuumkasten 4 angebracht, und der elektrische Hochspannungslichtbogen wird an der Verbindungsstelle des ersten Graphitstabs 6 und des zweiten Graphitstabs 8 erzeugt. Der Abstand zwischen der Vorschubvorrichtung des ersten Graphitstabs 6 und der Vorschubvorrichtung des zweiten Graphitstabs 8 wird gesteuert, um zu gewährleisten, dass ein stabiler elektrischer Hochspannungslichtbogen an der Verbindungsstelle der zwei Graphitstäbe erzeugt wird und ein Alarmsignal ausgegeben werden kann und die Sicherheit der Ausrüstung gewährleistet werden kann, wenn der elektrische Hochspannungslichtbogen anomal ist.
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Gemäß der wesentlichen Auslegung der Ausführungsform weist die Statorinduktionsspule des Generators eine Doppeleisenkernauslegung auf, der Abstand zwischen zwei Eisenkernen ist größer als ein Magnet, eine Magnetschaltung ist eine offene Schaltung, Induktionsstrom fließ vorwärts und ein Rotor des Generators ist ein Magnetsatz. Durch diese Auslegung kann das Ausgangsende des Generators unmittelbar einen Kurzschluss erreichen, ohne dass der Generator durchbrennt, weshalb der elektrische Hochspannungslichtbogen leicht mit extrem geringem Energieverbrauch erzeugt werden kann; durch die Stromversorgung können die Kohlenstoff-Nanomaterialien leicht und umweltfreundlich hergestellt werden, die Produktionsausrüstung ist einfach und günstig und die Produktionsenergiekosten sind äußerst niedrig; gemäß den Daten der Ausführungsform wird nur eine Leistung von 125 W zum Erzeugen des elektrischen Lichtbogens benötigt, und nur 1 kW elektrische Energie wird zum Herstellen von 1 Gramm Kohlenstoff-Nanomaterialien benötigt.
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Der elektrische Lichtbogengenerator mit Doppeleisenkernspule ist mit dem AC/DC-Gleichrichter 2 verbunden, die Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung zum Produzieren von Kohlenstoff-Nanomaterialien ist am Ausgangsende des AC/DC-Gleichrichters 2 angeordnet und die Kohlenstoff-Nano-Steuereinrichtung 3 zum Steuern der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung ist an der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung angeordnet. Die Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 ist zwischen der ersten Vorschubvorrichtung 5 und der zweiten Vorschubvorrichtung 7 angebracht und am unteren Ende der Verbindungsstelle des ersten Graphitstabs 6 und des zweiten Graphitstab 8 angeordnet; das unteren Ende der Graphitabdeckung 10 ist am oberen Ende der Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 angebracht, das obere Ende oder das mittlere Ende der Graphitabdeckung 10 ist an der Verbindungsstelle des rechten Endes des ersten Graphitstabs 6 und des linken Endes des zweiten Graphitstabs 8 angeordnet, und die Verbindungsstelle des rechten Endes des ersten Graphitstabs 6 und des linken Endes des zweiten Graphitstabs 8 und das obere Ende der Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 sind durch die Graphitabdeckung 10 verbunden, um einen geschlossenen Raum zu bilden; der erste Graphitstab 6, der zweite Graphitstab 8, die erste Vorschubvorrichtung 5, die zweite Vorschubvorrichtung 7, die Graphitabdeckung 10 und die Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 sind allesamt im Vakuumkasten vorgesehen. Durch die Merkmale des elektrischen Lichtbogengenerators mit Doppeleisenkernspule wird die Kohlenstoffnanoproduktion wirtschaftlich und umweltfreundlich. Außerdem eignet sich das Herstellungsverfahren der Ausführungsform für die Großproduktion.
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Die Doppeleisenkern-Induktionsspule in 2 ist aus zwei Eisenkernen gebildet. Wenn sich der Magnet M von der linken Seite in der Figur der Induktionsspule nähert, nähert sich der Eisenkern X dem Magnet M immer weiter an und kann die meisten magnetischen Kraftlinien des Magnets M an einen Kupferdraht links von der schneidenden Induktionsspule lenken. Da der rechte Eisenkern Y extrem weit von der Induktionsspule entfernt ist, werden von dem Eisenkern Y nur einige wenige magnetische Kraftlinien oder sogar keine magnetischen Kraftlinien an einen Kupferdraht rechts von der schneidenden Induktionsspule gelenkt, weshalb der Induktionsstrom nur in einer Richtung fließen kann. Wenn sich der Magnet M zwischen dem Eisenkern X und dem Eisenkern Y der Induktionsspule bewegt, ist die Anzahl der magnetischen Kraftlinien des Magnets M, die durch den Eisenkern X zu einer Seite der Induktionsspule gelenkt wird, die gleiche wie die Anzahl der magnetischen Kraftlinien des Magnets M, die durch den Eisenkern Y zu der anderen Seite der Induktionsspule gelenkt wird, wobei allerdings die Anzahl der magnetischen Kraftlinien, die durch den Eisenkern X gelenkt wird, allmählich abnimmt, die Anzahl der magnetischen Kraftlinien, die durch den Eisenkern Y gelenkt wird, allmählich zunimmt und somit der Induktionsstrom nur in derselben Richtung fließen kann. Der Magnet M entfernt sich von der Induktionsspule und nähert sich mehr und mehr dem Eisenkern Y an, die Anzahl der magnetischen Kraftlinien des Magnets M, die durch den Eisenkern Y zur rechten Seite der schneidenden Induktionsspule gelenkt wird, nimmt stark zu, doch da hingegen der Eisenkern X auf der linken Seite recht weit von der Induktionsspule entfernt ist, werden durch den Eisenkern X nur einige wenige magnetische Kraftlinien oder sogar keine magnetischen Kraftlinien an den Kupferdraht links von der Induktionsspule gelenkt, weshalb der Induktionsstrom in der Induktionsspule nur in derselben Richtung fließen kann.
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Es sind vier unabhängige Doppeleisenkern-Induktionsspulen vorgesehen; da der Induktionsstrom der Doppeleisenkern-Induktionsspule vorwärts fließt, kann jede Doppeleisenkern-Induktionsspule als unabhängige Stromversorgung betrachtet werden, und die vier unabhängigen Doppeleisenkern-Induktionsspulen können in Reihe oder parallel geschaltet werden, je nach den verschiedenen Auslegungsanforderungen. 3 zeigt die optimale Abfolge der Stator-Doppeleisenkern-Induktionsspulen und des Rotormagnets des Generators mit Doppeleisenkern-Induktionsspule.
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Schließend ist die Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung zum Produzieren von Kohlenstoff-Nanomaterialien am Ausgangsende des AC/DC-Gleichrichters 2 angeordnet und die Kohlenstoff-Nano-Steuereinrichtung 3 zum Steuern der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung ist an der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung angeordnet. Am Kurzschlussgenerator 1 wird Wechselstrom erzeugt und durch den AC/DC-Gleichrichter 2 in eine Gleichstromleistungsversorgung gleichgerichtet, der erste Graphitstab 6 und der zweite Graphitstab 8 werden in gleicher Richtung mit Strom versorgt, um einen elektrischer Hochspannungslichtbogen an der Verbindungsstelle des ersten Graphitstabs 6 und des zweiten Graphitstabs 8 entstehen zu lassen, und Plasmaionisierung findet aufgrund des elektrischen Hochspannungslichtbogens an Stoffen der Graphitstäbe statt, so das Kohlenstoffatome in den Graphitstäbe zerfallen und Kohlenstoff-Nanomaterialien herausgelöst und durch die Graphitabdeckung in der Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 aufgefangen werden. Im Vergleich zu ähnlicher Ausrüstung des Stands der Technik weist die einfache und umweltfreundliche Produktionsausrüstung für Kohlenstoff-Nanomaterialien die Vorteile auf, dass die Herstellungsausrüstung einfach und kostengünstig ist. Da der gesamte Kohlenstoff-Nanomaterialproduktionsprozess im geschlossenen Raum der Graphitabdeckung 10 stattfindet, wird kein Gas nach außen abgelassen, wodurch eine Umweltschutzwirkung erreicht wird. Außerdem eignet sich das Herstellungsverfahren der Erfindung für die Großproduktion.
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Die vorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgte anhand der begleitenden Zeichnungen, doch ist der Schutzumfang der Erfindung nicht auf die vorstehende Beschreibung beschränkt. Alle Modifikationen, äquivalenten Ersetzungen und Verbesserungen durch einschlägige Fachleute ohne Abweichung von Umfang und Wesen der Erfindung fallen in den Schutzumfang der Erfindung.
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Zusammenfassung
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Die Erfindung betrifft einfache und umweltfreundliche Produktionsausrüstung für Kohlenstoff-Nanomaterialien. Die einfache und umweltfreundliche Produktionsausrüstung umfasst einen Kurzschlussgenerator und einen AC/DC-Gleichrichter. Eine Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung zum Herstellen von Kohlenstoff-Nanomaterialien ist am Ausgangsende des AC/DC-Gleichrichters angeordnet. Am Kurzschlussgenerator wird Wechselstrom erzeugt und durch den AC/DC-Gleichrichter in eine Gleichstromleistungsversorgung gleichgerichtet, ein erster Graphitstab und ein zweiter Graphitstab werden in gleicher Richtung mit Strom versorgt, um einen elektrischer Hochspannungslichtbogen an der Verbindungsstelle des ersten Graphitstabs und des zweiten Graphitstabs entstehen zu lassen, und Plasmaionisierung findet aufgrund des elektrischen Hochspannungslichtbogens an Stoffen der Graphitstäbe statt, so das Kohlenstoffatome in den Graphitstäbe zerfallen und Kohlenstoff-Nanomaterialien herausgelöst und durch eine Graphitabdeckung in einer Nanomaterialaufnahmevorrichtung aufgefangen werden. Im Vergleich zu ähnlicher Ausrüstung des Stands der Technik weist die einfache und umweltfreundliche Produktionsausrüstung für Kohlenstoff-Nanomaterialien die Vorteile auf, dass die Herstellungsausrüstung einfach und kostengünstig ist. Da der gesamte Kohlenstoff-Nanomaterialproduktionsprozess im geschlossenen Raum der Graphitabdeckung stattfindet, wird kein Gas nach außen abgelassen, wodurch eine Umweltschutzwirkung erreicht wird. Außerdem eignet sich das Herstellungsverfahren der Erfindung für die Großproduktion.
