超聲波石墨烯分散設(shè)備一般采用超聲波振動部件、驅(qū)動電源和反應(yīng)釜三大部分構(gòu)成，產(chǎn)生超聲波振動，并將振動能量向液體中傳送，在懸浮體中以駐波形式傳播，使微粒受到周期性拉伸和壓縮。超聲波在液體中可能產(chǎn)生“空化”作用形成局部高溫、高壓或強沖擊波和微射流，這些作用相結(jié)合導(dǎo)致系統(tǒng)中顆粒的團聚結(jié)構(gòu)被破壞，顆粒間隙變大直至破裂，形成分散體系，提高粉體分散度。
隨著超聲時間的延長，石墨烯分散液的濃度隨之升高，當(dāng)超聲時間超過462小時后，石墨烯分散液濃度能夠達到1.2mg/mL，這是由于超聲所產(chǎn)生的溶劑與石墨烯之間的能量大于剝離石墨烯片層所需要的能量，進而實現(xiàn)了石墨烯的分散。
采用超聲波石墨烯分散設(shè)備進行分散的必要條件是機械力（指流體的剪切力及壓應(yīng)力）應(yīng)大于微納米粉體間的粘著力。其具體形式有研磨分散、膠體磨分散、球磨分散、砂磨分散、高速攪拌等。機械攪拌分散不用添加接口改性劑或偶聯(lián)劑，不考慮材料組成成份，是在低于高分子材料玻璃化溫度下，通過邊粉碎、邊混合、邊反應(yīng)，使高分子與其他化學(xué)結(jié)構(gòu)不同、性質(zhì)不同的材料強制混合形成復(fù)合材料的復(fù)合方法。
石墨烯是一種由碳原子組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯是非常薄也是非常堅硬的納米材料，幾乎*透明，只吸收2.3%的光，導(dǎo)熱系數(shù)高達5300W/(m·K)，高于碳納米管和金剛石。
石墨烯粉體的粒度細微、比表面積大、表面能高、表面原子數(shù)增多及原子配位不足等特性，使得這些表面原子具有很高的活性，極不穩(wěn)定，很容易團聚形成帶有若干鏈接接口的尺寸較大的團聚體。粉體的團聚一般分為軟團聚和硬團聚。團聚體的形成使得納米顆粒不能以單一的顆粒均勻分散，不能發(fā)揮其應(yīng)有的納米特性，對納米粉體的應(yīng)用性能產(chǎn)生十分不利的影響。
團聚體在機械力作用下被打開形成獨立的原生粒子或較小的團聚體，超細顆粒在液體中的潤濕，將原生粒子或較小團聚體穩(wěn)定化，阻止再次團聚。從某種意義上講，納米粉體的分散處理是納米粉體技術(shù)中關(guān)鍵的技術(shù)，也是納米材料應(yīng)用中必須解決的重要環(huán)節(jié)。
