Hielscher تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية

Sonofragmentation - تأثير قوة الموجات فوق الصوتية على الجسيمات الكسر

يصف Sonofragmentation الكسر من الجزيئات إلى أجزاء نانو الحجم التي كتبها بالموجات فوق الصوتية عالية الطاقة. وعلى النقيض من deagglomeration بالموجات فوق الصوتية المشترك وطحن – حيث يتم طحن جزيئات أساسا وفصلها عن التصادم بين الجسيمات – ، ويتميز سونو-fragementation عن طريق التفاعل المباشر بين الجسيمات وموجة صدمة. عالية الطاقة / انخفاض الموجات فوق الصوتية تردد يخلق التجويف وقوى القص وبالتالي مكثفة في السوائل. الظروف القاسية من انهيار فقاعة التجويف والتصادم interparticular طحن الجسيمات الدقيقة جدا المواد الحجم.

بالموجات فوق الصوتية إنتاج وإعداد نانو الجسيمات

آثار الموجات فوق الصوتية السلطة لإنتاج مواد النانو هي معروفة: تشتيت، Deagglomeration وطحن & طحن وكذلك تجزئة صوتنة وغالبا ما تكون الطريقة الفعالة الوحيدة لعلاج متناهية الصغر. هذا ينطبق بشكل خاص عندما يتعلق الأمر مواد النانو الدقيقة جدا مع funcionalities خصوصي كما هو الحال مع ويعبر عن حجم النانو خصائص الجسيمات فريدة من نوعها. لخلق المواد متناهية الصغر مع وظائف محددة، ويجب ضمان عملية صوتنة حتى وموثوق بها. HIELSCHER لوازم معدات الموجات فوق الصوتية من نطاق المختبر إلى كامل حجم الإنتاج التجاري.

سونو-تجزئة كتبها التجويف

إدخال قوات بالموجات فوق الصوتية القوية إلى سوائل يخلق الظروف القاسية. عندما تنتشر الموجات فوق الصوتية وسيلة السائل، والموجات فوق الصوتية نتيجة بالتناوب في الضغط ودورات والفراغ (دورات الضغط المنخفض وارتفاع الضغط و). خلال دورات الضغط المنخفض، تنشأ فقاعات فراغ صغيرة في السائل. هذه التجويف تنمو فقاعات على مدى عدة دورات الضغط المنخفض حتى تحقيق حجم عندما لا يستطيعون استيعاب المزيد من الطاقة. في هذه الحالة من أقصى امتصاص الطاقة وحجم فقاعة، والتجويف انهيار فقاعة بعنف ويخلق محليا الظروف القاسية. ويرجع ذلك إلى انفجار داخلي في التجويف فقاعات ، درجات حرارة عالية جدا من تقريبا. 5000K وضغوط تقريبا. يتم الوصول 2000mm محليا. ينتج الإنفجار الداخلي عن نفاثات سائلة تصل إلى سرعة 280m / s (≈1000km / h). تصف عملية تفتيت Sono استخدام هذه القوى الشديدة لتقسيم الجسيمات إلى أبعاد أصغر في نطاق الميكرون الفرعي والنانو. مع صوتنة متصاعدة ، يتحول شكل الجسيم من الزاوية إلى الكروية ، مما يجعل الجسيمات أكثر قيمة. يتم التعبير عن نتائج sonofragmentation كمعدل التجزئة التي توصف كدالة من مدخلات الطاقة ، حجم sonicated وحجم agglomerates.
[كوسترس] [آت.]. (1994) يتحرى ال [اولترميكلي] يساعد تفتت اجلمرتر [أين رلايشن تو] ه طاقة استهلاك. نتائج الباحثين "تشير إلى ان تقنيه التشتت بالموجات فوق الصوتية يمكن ان تكون فعاله مثل تقنيات الطحن التقليدية. الممارسة الصناعية لتشتت الموجات فوق الصوتية (علي سبيل المثال ، تحقيقات أكبر ، الانتاجيه المستمرة للتعليق) قد يغير هذه النتائج إلى حد ما ، ولكن الإفراط في كل ما هو متوقع ان استهلاك الطاقة محدده ليست السبب في اختيار هذا comminutron تقنيه ولكن بالأحرى قدرتها علي إنتاج دقيق للغاية (submicron) الجسيمات ". [المحاميون وآخرون 1994] خاصه بالنسبة لتاكل مساحيق مثل السيليكا أو زركونيا، والطاقة المحددة المطلوبة لكل وحدة كتلة مسحوق وجدت لتكون أقل بنسبة طحن بالموجات فوق الصوتية من ذلك من وسائل طحن التقليدية. Ultrasonication يؤثر على الجسيمات ليس فقط من قبل الطحن والطحن، ولكن أيضا من خلال تلميع المواد الصلبة. وبالتالي، وكروية عالية من الجسيمات يمكن أن يتحقق.

سونو-تجزئة لبلورة المواد النانوية

"ولئن كان هناك شك في أن التصادمات بين الجسيمات لا يحدث في عجائن من البلورات الجزيئية المشع مع الموجات فوق الصوتية، فهي ليست المصدر الرئيسي للتجزئة. وعلى النقيض من البلورات الجزيئية، وليس تلف الجزيئات المعدنية موجات صدمة مباشرة ويمكن أن تتأثر فقط من قبل (أندر ولكن الكثير) أكثر كثافة التصادمات بين الجسيمات. التحول في آليات السائدة لصوتنة ومساحيق المعادن مقابل عجائن الأسبرين يسلط الضوء على الاختلافات في خصائص الجزيئات المعدنية طيعة والبلورات الجزيئية تفتيت ". [Zeiger / Suslick 2011، 14532]

تفتيت بالموجات فوق الصوتية من جزيئات حمض الصفصاف

Sonofragmentation الجسيمات الأسبرين [Zeiger / Suslick 2011]

وقد حققت غوفي وآخرون (2008) في تصنيع جزيئات السيراميك العالية النقاء من الالومينا (غالبا في نطاق شبه 100 نانومتر) من الأعلاف متناهية الصغر (مثلا ، 70-80 μm) باستخدام التجزؤ. لاحظوا تغييرا كبيرا في لون وشكل جزيئات السيراميك الالومينا نتيجة لتفتت سونو. الجسيمات في ميكرون ، submicron ونانو الحجم يمكن الحصول عليها بسهوله عن طريق سونيكيشن الطاقة العالية. زادت كرويه الجزيئات مع زيادة وقت الاستبقاء في المجال الصوتي.

تشتت في بالسطح

بسبب الكسر الجسيمات بالموجات فوق الصوتية فعال، واستخدام السطحي ضروري لمنع deagglomeration من ميكرون الفرعية وجزيئات نانو الحجم التي تم الحصول عليها. أصغر حجم الجسيمات، وارتفاع نسبة apect من مساحة السطح، والتي يجب أن تكون مغطاة بالسطح لابقائهم في تعليق وتجنب coagualation الجزيئات (التكتل). ميزة ultrasonication تضع في التأثير تفريق: في الوقت نفسه إلى طحن والتشرذم، فرقت الموجات فوق الصوتية شظايا الجسيمات مطحون مع السطحي بحيث تجمع كثيرا انه نانو جزيئات هو (تقريبا) تجنبها تماما.

الإنتاج الصناعي

لخدمة السوق بمواد عالية النانو عالية الجودة التي تعبر عن وظائف استثنائية ، مطلوب معدات معالجة موثوق بها. الموجات فوق الصوتية مع ما يصل إلى 16kW لكل وحدة قابلة للقنابل تسمح للحصن بمعالجة تيارات حجم غير محدودة عمليا. بسبب القابلية الكاملة للعمليات بالموجات فوق الصوتية ، يمكن اختبار التطبيقات بالموجات فوق الصوتية بدون مخاطرة في المختبر ، وتحسينها في المقياس العلوي ثم تنفيذها بدون مشاكل في خط الإنتاج. بما أن المركب الفوق صوتي لا يتطلب مساحة كبيرة ، فإنه يمكن تحديثه في مجاري العملية الحالية. العملية سهلة ويمكن مراقبتها وتشغيلها عن طريق التحكم عن بعد ، في حين أن صيانة نظام الموجات فوق الصوتية مهملة تقريبا.

مراجع الادب

  • أمبيدكار، B. (2012): بالموجات فوق الصوتية الفحم، وغسل لاجتثاث Ashing ودي بالكبريت: دراسة معملية والميكانيكية النمذجة. الوثاب، 2012.
  • إيدير، رافائيل J. P؛ Schrank، سيمون، Besenhard، ماكسيميليان O؛ Roblegg، إيفا، غروبر-Woelfler، هايدرون. Khinast، يوهانس G. (2012): Sonocrystallization مستمر من حمض الصفصاف (ASA): التحكم في الحجم وضوح الشمس. نمو البلورات & تصميم 12/10، 2012. 4733-4738.
  • جوبي، K. R؛ Nagarajan، R. (2008): التقدم في Nanoalumina الجسيمات السيراميك التصنيع باستخدام Sonofragmentation. المعاملات IEEE على تقنية النانو 05/07، 2008. 532-537.
  • Kusters، كارل. Pratsinis، سوتيريس E؛ توما، ستيفن G؛ سميث، دوغلاس M. (1994): قوانين للحد من الطاقة الحجم لتفتيت بالموجات فوق الصوتية. تقنية مسحوق 80، 1994. 253-263.
  • Zeiger، براد W؛ Suslick، كينيث S. (2011): Sonofragementation من بلورات الجزيئية. مجلة كثيرا انه جمعية الكيميائية الأميركية. 2011.

اتصل بنا / اسأل عن مزيد من المعلومات

تحدث معنا حول متطلبات معالجة الخاص بك. وسوف نوصي معلمات الإعداد والتجهيز أكثر ملائمة للمشروع الخاص بك.





يرجى ملاحظة لدينا سياسة الخصوصية.



Ultrasonic processing: Cavitational "hot spot" (اضغط للتكبير!)

sonotrode بالموجات فوق الصوتية نقل الموجات الصوتية إلى السائل. وتعفير تحت سطح sonotrode ويشير نقطة ساخنة التجويف منطقة.