德国 Hielscher UP50H 超声波均质机 功率 50W 应用于纳米粉体分散

纳米粉体在液相体系中极易因范德华力形成硬团聚，普通搅拌、水浴超声难以实现充分解聚，制约纳米材料研发与配方开发。德国 Hielscher UP50H 一体式超声波均质机，额定输出功率 50W，30kHz 自动追频设计，面向实验室微量样品开发，依靠超声空化效应完成纳米粉体的解团聚与液相分散，适合石墨烯、金属氧化物、纳米陶瓷、碳纳米管等粉体小试工艺开发，可稳定获得粒径分布窄、重复性好的纳米悬浮液。

一、 纳米粉体分散的技术痛点

纳米颗粒比表面积大，表面能高，粉体在溶剂中容易相互吸附形成团聚体。常规磁力搅拌、高剪切搅拌仅能实现宏观混合，无法拆解颗粒间的强团聚结构；普通超声波水浴能量密度低，能量衰减快，分散效率低，批次之间差异明显。
同时，纳米分散工艺对能量、温度控制要求严苛，长时间连续超声会造成体系升温，引发纳米颗粒二次团聚，甚至破坏材料晶体结构。小试研发场景下样品体积小，很多设备存在样品损耗大、探头污染、参数无法记录等问题，不利于纳米分散工艺的固化与复现。

二、 UP50H 超声分散工作原理

UP50H 将电能转换为 30kHz 高频机械振动，振动经由钛合金变幅杆（探头）直接导入悬浮液。液体内部形成大量空化微泡，空泡在交替压力场下快速生长、瞬间溃灭，释放强冲击波与高速微射流，产生高强度局部剪切力，克服纳米粉体颗粒间的吸附作用力，将团聚体逐级打散，实现单颗粒在液相介质中的均匀分散。
整套过程属于纯物理处理，不添加额外化学试剂，不会引入杂质，可用于高纯纳米材料的制备实验。设备搭载自动频率追踪系统，当样品粘度、固含量发生变化时，自动补偿频率偏移，维持振幅稳定输出，保证分散能量一致。

三、 设备核心性能（纳米粉体分散场景）

• 额定功率：50W，工作频率 30kHz，自动追频

• 处理体积：10μL～250mL，覆盖微量至小容量纳米浆料制备

• 振幅调节：20%–100% 无级可调，可根据粉体硬度、固含量匹配分散强度

• 脉冲模式：占空比 0~100% 可调，间歇超声控制体系温升，避免纳米颗粒受热再团聚

• 结构形式：发生器与换能器一体化，整机重量仅 1.1kg，支持手持操作或支架固定使用

• 探头配置：模块化钛合金变幅杆，MS 系列多款探头可选，小直径探头适配微升级微量样品；钛合金材质耐空蚀、耐多数溶剂腐蚀，降低样品金属污染风险

• 保护与拓展：内置干运行保护，探头未浸入液体自动停机；9 针 DSUB 通讯接口，可接入电脑完成参数存储、记录，方便工艺参数存档，便于后续工艺放大参考；可选流通池，可实现小流量连续分散实验。

  
  

四、在纳米粉体分散中的应用优势

4.1 分散效果稳定，粒径可控

闭环振幅控制，不受电压波动与样品负载变化影响，相同参数下，不同批次纳米浆料粒径、PDI 重复性更好。相比水浴超声，探头式超声能量直接导入样品，能量密度更高，可有效打开硬团聚，获得更窄的粒径分布。适用于纳米二氧化硅、氧化钛、氧化锌、石墨烯、氮化硼、银纳米粉等材料的液相解聚。

4.2 灵活控温，保护纳米粉体结构

脉冲间歇超声模式，可设置超声工作 / 暂停周期，搭配外部冰浴，控制样品温度，避免高温造成纳米颗粒二次团聚、晶体相变，适配热敏型纳米粉体体系。

4.3 适配微量研发，样品损耗低

MS 系列小尺寸探头可处理微升级样品，在新材料配方筛选、不同分散剂对比实验中，节约昂贵纳米粉体原料，适合材料实验室快速做多组对照实验。

4.4 操作灵活，工艺可追溯

既可手持快速处理样品，也可搭配 ST1 支架固定做标准化批次实验。电脑端可记录振幅、超声时长、脉冲占空比等关键工艺参数，形成标准化 SOP，为后续中试、工业化超声设备选型提供可靠基础数据。

五、选型小结

Hielscher UP50H（50W）是一款面向实验室小试、微量纳米粉体分散的紧凑型超声均质设备，重点用于新材料研发阶段的配方筛选、分散工艺摸索。当样品体积持续大于 250mL，或者需要更高能量处理高固含量、高粘度纳米浆料时，可升级至 UP100H、UP200H 等高功率型号。UP50H 以一体化便携结构、稳定可控的超声输出、可记录的工艺参数，成为纳米粉体液相解团聚、悬浮液制备的可靠实验室设备。