Tecnologia d'ultrasons Hielscher

Ultrasònica mòlta de Nanopols termoelèctrica

  • La investigació ha demostrat que la mòlta ultrasònica pot ser utilitzat amb èxit per a la fabricació de nanopartícules termoelèctriques i té el potencial per manipular les superfícies de les partícules.
  • Partícules de mòlta ultrasònic (per exemple, bi2Te3aliatge de base) mostrava una reducció de mida significativa i nano-partícules fabricades amb menys de 10μm.
  • A més, la sonicació produeix canvis significatius de la morfologia superficial de les partícules i permetre així funcionalitzar la superfície de micro i nano partícules.

 

Nanopartícules termoelèctriques

Materials termoelèctrics convertir l'energia de calor a l'energia elèctrica basada en l'efecte de Seebeck i peltier. D'aquesta manera es pot fer possible al seu torn l'energia tèrmica amb prou feines utilitzable o gairebé perduda eficaçment en aplicacions productives. Des de materials termoelèctrics poden ser inclosos en aplicacions noves, com ara bateries biotèrmiques, el refredament termoelèctric de l'estat sòlid, dispositius Optoelectrònics, l'espai, i la generació d'energia automotriu, la investigació i la indústria està buscant fàcil i ràpid tècniques per a la producció de nanopartícules termoelèctriques, mediambientals, econòmiques i d'alta temperatura-estables. La mòlta ultrasònica així com la síntesi Bottom-up (Sono-Cristal·lització) són les rutes prometedores per a la ràpida producció massiva de Nanomaterials termoelèctrics.

Ultrasònic fresat equips

Per a la reducció de la mida de partícula de bismut Telluride (bi2Te3), magnesi silicide (mg2Si) i silici (si) en pols, el sistema d'ultrasons d'alta intensitat UIP1000hdT (1 kW, 20 kHz) es va utilitzar en una configuració de la baraker oberta. Per a totes les proves d'amplitud es va establir a 140 μm. El recipient de la mostra es refreda en un bany d'aigua, la temperatura és controlada per termo-parella. A causa de la sonicació en una embarcació oberta, el refredament es va utilitzar per evitar l'evaporació de les solucions de mòlta (per exemple, etanol, butanol o aigua).

Ultrasònic de mòlta s'utilitza amb èxit per reduir els materials termoelèctrics a nano-partícules.

(a) diagrama esquemàtic de la configuració experimental. (b) aparells de fresat ultrasònic. Procedència: Marquez-Garcia et al. 2015.

UIP2000hdT-una ultrasonicador 2000W d'alt rendiment per a la mòlta industrial de partícules Nano.

UIP2000hdT amb reactor de cèl·lules de flux pressurizable

Sol · licitud d'informació




Tingueu en compte la nostra Política de privacitat.


La fresat ultrasònic per només 4h de BI2Te3-aliatge ja donat en una quantitat substancial de nanopartícules amb mides entre 150 i 400 nm. A més de la reducció de la mida de la gamma Nano, sonicació també va donar lloc a un canvi de la morfologia superficial. Les imatges SEM en la figura de sota b, c i d mostren que les vores afilades de les partícules abans de mòlta ultrasònica s'han tornat llis i rodó després de la mòlta ultrasònica.

La mòlta ultrasònica de nanopartícules d'aliatge de Bi2Te3 basades.

Distribució de la mida de partícules i les imatges SEM de l'aliatge basada en Bi2Te3 abans i després de la mòlta ultrasònica. Un – Distribució de la mida de partícules; B – Imatge SEM abans de fresat ultrasònic; C – Imatge SEM després de fresat ultrasònic per 4 h; d – Imatge SEM després de fresat ultrasònic de 8 h.
Procedència: Marquez-Garcia et al. 2015.

Per determinar si la reducció de mida de partícula i modificació de la superfície s'aconsegueix únicament per la mòlta ultrasònica, experiments similars es van dur a terme utilitzant un molí de boles d'alta energia. Els resultats es mostren en Fig. 3. És evident que les partícules de 200-800 nm van ser produïts per la mòlta de boles de 48 h (12 vegades més que el fresat ultrasònic). SEM demostra que les vores afilades del2Te3-partícules d'aliatge romanen essencialment inalterats després de la mòlta. Aquests resultats indiquen que les vores llises són característiques úniques de mòlta ultrasònica. Estalvi de temps per la mòlta d'ultrasons (4 h vs 48 h mòlta de boles) són notables, també.

Ultrasònic de mòlta de Mg2Si.

Distribució de la mida de partícules i les imatges SEM de Mg2Si abans i després de la mòlta ultrasònica. (a) distribució de la mida de partícules; (b) imatge SEM abans de fresat ultrasònic; (c) imatge SEM després de la mòlta d'ultrasons en 50% PVP-50% EtOH per 2 h.
Procedència: Marquez-Garcia et al. 2015.

Marquez-Garcia et al. (2015) concloure que la mòlta ultrasònica pot degradar bi2Te3 i mg2Si pols en partícules més petites, les mides de les quals oscil·len entre 40 i 400 nm, suggerint una tècnica potencial per a la producció industrial de nanopartícules. En comparació amb la mòlta de boles d'alta energia, la mòlta ultrasònica té dues característiques úniques:

  1. 1. l'ocurrència d'un buit de mida de partícula que separa les partícules originals d'aquells produïts per mòlta ultrasònica; I
  2. 2. canvis substancials en la morfologia superficial són evidents després de la mòlta ultrasònica, indicant la possibilitat de manipular les superfícies de les partícules.

conclusió

La mòlta ultrasònica de partícules més dures requereix sonicació sota pressió per generar intensa cavitació. La sonicació sota pressió elevada (l'anomenada manosonicación) augmenta les forces de cisallament i l'estrès a les partícules de forma dràstica.
Un programa continu de sonicació en línia permet una càrrega de partícules més gran (com la suspensió de pasta), que millora els resultats de la mòlta ja que la mòlta ultrasònica es basa en la col·lisió entre partícules.
La sonicació en una configuració de recirculació discreta permet garantir un tractament homogeni de totes les partícules i per tant una distribució de mida molt estreta de partícules.

Un avantatge important de la mòlta d'ultrasons és que la tecnologia es pot ampliar fàcilment per a la producció de grans quantitats-comercialment disponibles, poderosa mòlta ultrasònica industrial pot manejar quantitats de fins a 10m3/h.

Avantatges de la fresadora ultrasònica

  • Ràpid, estalvi de temps
  • estalvi d'energia
  • resultats reproduïbles
  • No hi ha mitjans de mòlta (sense perles ni perles)
  • Baix cost d'inversió

Ultrasonicators d'alt rendiment

La mòlta ultrasònica requereix equips d'ultrasons d'alta potència. Per tal de generar intenses forces de cisallament cavitacionals, alts amplituds i pressions són crucials. Hielscher ultrasons’ processadors ultrasònics industrials poden lliurar amplituds molt altes. Amplituds de fins a 200 μm poden ser fàcilment contínuament s'executen en 24/7 operació. Per amplituds fins i tot més altes, ultrasons personalitzats Sonotrodos estan disponibles. En combinació amb els reactors de flux pressuritzables de Hielscher, la cavitació molt intensa es crea de manera que les unions intermoleculars es poden superar i els efectes de fresat eficient s'aconsegueixen.
La robustesa de l'equip ultrasònic de Hielscher permet 24/7 operació en servei pesat i en entorns exigents. El control digital i el comandament a distància, així com la gravació automàtica de dades sobre una targeta SD incorporada, asseguren un processament precís, una qualitat reproduïble i permeten l'estandardització de processos.

Avantatges de Hielscher Ultrasonicators d'alt rendiment

  • molt altes amplituds
  • altes pressions
  • procés continu Inline
  • equips robustos
  • lineal escala-up
  • estalviar i fàcil d'operar
  • Fàcil de netejar

Contacti amb nosaltres / Demana'ns!

Demanar més informació

Utilitzeu el formulari següent, si voleu sol·licitar informació addicional sobre l'homogeneïtzació d'ultrasons. Estarem encantats d'oferir-vos un sistema d'ultrasons que compleixi els vostres requisits.









Tingueu en compte que Política de privacitat.


Hielscher ultrasons fabrica ultrasonicators d'alt rendiment per a aplicacions sonoquímiques.

Processadors d'ultrasons d'alta potència de laboratori a escala pilot i industrial.

Literatura / Referències

  • Marquez-Garcia L., li W., Bomphrey J.J., Jarvis DJ, min G. (2015): preparació de nanopartícules de materials termoelèctrics per ultrasons fresat. Revista de materials electrònics 2015.


Fets que cal saber

Efecte termoelèctric

Materials termoelèctrics es caracteritzen per mostrar l'efecte termoelèctric en una forma forta o convenient, utilitzable. L'efecte termoelèctric es refereix a fenòmens mitjançant els quals una diferència de temperatura crea un potencial elèctric o un potencial elèctric crea una diferència de temperatura. Aquests fenòmens es coneixen com l'efecte Seebeck, que descriu la conversió de la temperatura a l'actual, l'efecte de peltier, que descriu la conversió de corrent a temperatura, i l'efecte Thomson, que descriu el conductor de calefacció/refrigeració. Tots els materials tenen un efecte termoelèctric no zero, però en la majoria dels materials és massa petit per ser útil. No obstant això, els materials de baix cost que mostren un efecte termoelèctric prou fort, així com altres propietats necessàries per fer-les aplicables, poden ser utilitzats en aplicacions com la generació d'energia i refrigeració. En l'actualitat, bismut Telluride (bi2Te3) s'utilitza àmpliament per al seu efecte termoelèctric