Hielscher ултразвукова технология

Ултразвуково фрезоване на термоелектрически нано-прахове

  • Изследванията показват, че ултразвукова фрезоване може да се използва успешно за производство на термоелектрически наночастици и има потенциал за манипулиране на повърхностите на частиците.
  • Ултразвуково смлени частици (например BI2Te3базирана сплав) показва значително намаляване на размера и изработени нано-частици с по-малко от 10 μm.
  • Освен това, ултразвук произвежда значителни промени на повърхностната морфология на частиците и позволява по този начин да функкизира повърхността на микро-и нано-частици.

 

Термоелектрически наночастици

Термоелектрическите материали превръщат топлинната енергия в електрическа енергия въз основа на ефекта на Seebeck и Peltier. По този начин става възможно да се превърне едва използваема или почти изгубена топлинна енергия ефективно в продуктивни приложения. Тъй като термоелектрическите материали могат да бъдат включени в нови приложения, като например биотоплинни батерии, твърдо състояние термоелектрическо охлаждане, оптоелектронен устройства, пространство, и автомобилостроене енергия, изследвания и промишленост търси facile и бързо техники за производство на екологично приятелски, икономичен, и висока температура стабилни термоелектрически наночастици. Ултразвукова фрезоване както и синтез отдолу нагоре (Sono-Кристализация) са обещаващи маршрути за бързо масово производство на термоелектрически наноматериали.

Ултразвуково фрезоване оборудване

За намаляване размера на частиците на бисмут Telluride (BI2Te3), магнезиев силцид (mg2SI) и силиций (SI) прах, висока интензивност ултразвукова система UIP1000hdT (1kW, 20kHz) се използва при настройка на отворена чаша. За всички изпитания амплитуда е настроен на 140 μm. Съдът на пробата се охлажда във водна баня, температурата се контролира от термо-двойка. Поради ултразвук в отворен съд, охлаждането се използва за предотвратяване на изпаряване на разтворите за смилане (например етанол, бутанол или вода).

Ултразвукова фрезоване се използва успешно за намаляване на термоелектрическите материали за нано-частици.

а) Схематична схема на експерименталната настройка. б) ултразвуков апарат за фрезоване. източник: Маркес-Гарсия и Ал. 2015.

UIP2000hdT-2000W висока производителност ултрасоникатор за промишлено смилане на нано частици.

UIP2000hdT с херметизируем реактор на клетъчния поток

Искане на информация




Забележете нашите Правила за поверителност,


Ултразвукова фрезоване за само 4h на BI2Te3-сплав вече получени в значително количество наночастици с размери между 150 и 400 nm. Освен намаляване на размера на Нано диапазона, ултразвук също води до промяна на повърхностната морфология. SEM изображенията на фигурата по-долу b, c, и d показват, че острите ръбове на частиците преди ултразвукова смилане са станали гладки и кръгли след ултразвукова фрезоване.

Ултразвукова фрезоване на Bi2Te3-базирана сплав наночастици.

Разпределение на частиците размер и SEM изображения на Bi2Te3-базирана сплав преди и след ултразвукова фрезоване. A – Разпределение на частиците; B – SEM изображение преди ултразвукова фрезоване; C – SEM изображение след ултразвукова фрезоване за 4 часа; D – SEM изображение след ултразвукова смилане за 8 часа.
източник: Маркес-Гарсия и Ал. 2015.

За да се определи дали намаляване на размера на частиците и промяна на повърхността се постига еднозначно чрез ултразвукова фрезоване, подобни експерименти са били проведени с помощта на мелница с висока енергия. Резултатите са показани на фиг. Очевидно е, че 200-800 Nm частици са били произведени от топка фрезоване за 48 h (12 пъти по-дълъг от ултразвукова фрезоване). SEM показва, че острите ръбове на BI2Te3-легирани частици остават по същество непроменени след смилане. Тези резултати показват, че гладките ръбове са уникални характеристики на ултразвукова фрезоване. Спестяване на време от ултразвукова фрезоване (4 часа срещу 48 h топка фрезоване) са забележителни, също.

Ултразвуково фрезоване на Mg2Si.

Разпределение на частиците размер и SEM изображения на Mg2Si преди и след ултразвукова фрезоване. а) разпределение на размерите на частиците; б) SEM изображение преди ултразвукова фрезоване; (в) SEM изображение след ултразвукова фрезоване в 50% PVP-50% EtOH за 2 часа.
източник: Маркес-Гарсия и Ал. 2015.

Маркес-Гарсия и Ал. (2015) заключи, че Ултразвуковото смилане може да влоши BI2Te3 и mg2Si прах в по-малки частици, размерите на които варират от 40 до 400 nm, което предполага потенциална техника за промишлено производство на наночастици. В сравнение с висока енергийна топка фрезоване, ултразвукова фрезоване има две уникални характеристики:

  1. 1. появата на празнина размер частица отделяне на оригиналните частици от тези, произведени от ултразвукова фрезоване; И
  2. 2. съществени промени в повърхностната морфология са очевидни след ултразвукова смилане, което показва възможността за манипулиране на повърхностите на частиците.

заключение

Ултразвуково смилане на по-твърди частици изисква ултразвук под натиск за генериране на интензивна кавитация. Соникация при повишено налягане (така наречените маносоникация) увеличава силите на срязване и стрес към частиците драстично.
Непрекъсната настройка за обработка с ултразвук позволява по-голямо натоварване на частиците (паста като суспензия), което подобрява резултатите от фрезоване, тъй като ултразвуковата фрезоване се основава на сблъсък между частиците.
Звукообработка в дискретна настройка рециркулация позволява да се гарантира хомогенна обработка на всички частици и следователно много тесен размер разпределение на частиците.

Основно предимство на ултразвукова фрезоване е, че технологията може да бъде лесно мащабирани за производство на големи количества-търговски достъпни, мощни индустриални ултразвукови фрезоване може да се справят с суми до 10 м3/h.

Предимства на ултразвукова фрезоване

  • Бързо, спестяване на време
  • пестене на енергия
  • възпроизводими резултати
  • Не Фрезова медия (без мъниста или перли)
  • Ниски инвестиционни разходи

Висока производителност Ultrasonicators

Ултразвукова фрезоване изисква висока мощност Ултразвуково оборудване. За да се генерират интензивни кавитационни срязващи сили, високите усилватели и налягането са от решаващо значение. Hielscher ултразвук’ промишлени ултразвукови процесори могат да доставят много високи усилди. Усилите на до 200 μm могат лесно да се движат непрекъснато в 24/7 операция. За дори по-високи усилки, персонализирани ултразвукови синсинсинди са на разположение. В съчетание с налягането на херметизира поток реактори Hielscher, много интензивна кавитация се създава така, че междумолекулярни бондиня могат да бъдат преодолени и ефективни фрезоване ефекти са постигнати.
Здравината на ултразвуковата екипировка Hielscher позволява 24/7 операция при тежкотоварни и в взискателни среди. Цифровото и дистанционното управление, както и автоматичното записване на данни върху вградената SD карта осигуряват прецизна обработка, възпроизводимо качество и позволяват стандартизиране на процесите.

Предимства на Hielscher висока производителност Ultrasonicators

  • много високи усилни
  • високо налягане
  • непрекъснат вграден процес
  • стабилна оборудване
  • линейна скала нагоре
  • спестяват и лесни за работа
  • Лесен за почистване

Свържете се с нас! / Попитай ни!

Поискайте повече информация

Моля, използвайте формата по-долу, ако желаете да изиска допълнителна информация за ултразвукова хомогенизиране. Ние ще се радваме да Ви предложим ултразвукова система, отговарящи на вашите изисквания.









Моля, обърнете внимание, че нашите Правила за поверителност,


Hielscher ултразвук произвежда висока производителност ultrasonicators за сохимични приложения.

Висока мощност ултразвукови процесори от лаборатория за пилот и промишлен мащаб.

Позоваването литература /

  • Маркес-Гарсия л., ли W., Бомрей Джей Дж., Джарди DJ, мин G. (2015): подготовка на наночастици на термоелектрически материали от ултразвукова фрезоване. Вестник на електронни материали 2015.


Факти заслужава да се знае

Термоелектрическият ефект

Термоелектрическите материали се характеризират с показване на термоелектрическият ефект в силна или удобна, използваема форма. Термоелектрическият ефект се отнася до феномени, чрез които или температурната разлика създава електрически потенциал, или електрически потенциал създава температурна разлика. Тези феномени са известни като ефекта на Зеебек, който описва превръщането на температурата в ток, ефекта на Пелтие, който описва превръщането на температурата в ток и ефекта на Томсън, който описва отоплението/охлаждането на кондуктора. Всички материали имат ненулев термоелектрически ефект, но в повечето материали е твърде малък, за да бъде полезен. Въпреки това, нискоразходни материали, които показват достатъчно силен термоелектрическият ефект, както и други необходими свойства, за да ги направят приложими, могат да се използват в приложения като производство на енергия и охлаждане. В момента бисмут Telluride (BI2Te3) се използва широко за неговия термоелектрическият ефект