Hielscher – Ultraschall-Technologie

Ultraschall-Dispergierung von Keramik-Slurries

  • Ultraschall ist eine weit verbreitete Technik für das zuverlässige und effiziente Dispergieren und Deagglomerieren keramischer Partikel.
  • Bei der Formulierung von Keramik-Slurries müssen die Partikel homogen zerkleinert und durchmischt werden, um eine vollständige Benetzung und Dispergierbarkeit der Kermikpartikel zu erhalten.
  • Hochintensive Ultraschall-Scherkräfte erlauben Verarbeitung von hochviskosen Slurries und Verbundstoffen im industriellen Maßstab.

Ultraschall-gestützte Formulierung von Keramik-Slurries

Keramische Slurries setzen sich meist aus zahlreichen Komponenten wie z.B. Keramikpulvern, Lösungsmittel, Dispergiermitteln, Bindemittel, Weichmachern und anderen Zusatzstoffen wie Stabilisatoren und Trennmitteln zusammen. Die Vorbereitung der Slurries erfolgt häufig in zwei Phasen: Zuerst müssen die Pulver in einem flüssigen Medium mit einem Dispersionsmittel desagglomeriert und dispergiert werden; anschließend werden die Bindemittel und Weichmacher hinzugefügt und die Formulierung muss gleichmäßig durchmischt werden.
Eine effektive Benetzung und Desagglomeration der Partikel ist von entscheidender Bedeutung, um fein dispergierte Slurries zu erzeugen und um Verklumpungen, so genannte „Fischaugen“zu vermeiden. Hochleistungs-Ultraschall erzeugt hohe Scherung , welche für eine effektive und effiziente Durchfeuchtung der Partikel, deren Desintegration, Desagglomeration und Dispersion sorgt. Ultraschall-Homogenisatoren und -Dispergatoren übertreffen konventionelle Rührwerke und Mischer durch verkürzte Bearbeitungszeiten, verbesserte Qualität, höhere Produktbeständigkeit und Prozesseffizienz.
Ultraschallprozessoren verarbeiten problemlos hohe Viskositäten, große Volumenströme und abrasiven Materialien. Durch die Anwendung von Hochleistungs-Ultraschall können Partikel gleichmäßig fein auf Nano -Größe zerkleinert werden und in Hochleistungs- Nanokomposite.

Beschallung kolloidaler Dispersionen

Zu den wichtigsten Vorteilen der ultraschall-gestützten Partikelverarbeitung zählen:

  • sehr gleichmäßige Dispersion
  • Nanopartikel
  • Verarbeitung von abrasiven Materialien
  • hohe Viskositäten (pastös, hohe Partikelladung)
  • bis zu 90% Zeitersparnis
  • volle Prozesskontrolle
  • lineares Scale-Up
  • vollständige Reproduzierbarkeit
  • wässrige und organische Lösungsmittel (ATEX verfügbar)

Ultraschall-Dispergierer

Hielscher Ultrasonics liefert zuverlässige und leistungsstarke Ultraschallhomogenisatoren für das Labor bis Bench-Top und Industriell Systeme. Die Produktpalette umfasst Ultraschallgeräte für die Beschallung im Becherglas oder Batch sowie Systeme für die Inline-Beschallung im Reaktor. Verschiedene Geräteklassen geben Ihnen die Möglichkeit das ideale Gerät zu wählen: Für kleiner Probenmengen,&z.B. für die Probenaufbereitung, Qualitätssicherung oder für Machbarkeitsstudien, empfiehlt sich ein Laborhomogenisator – z.B. der UP200St – ; für die kommerzielle Verarbeitung großvolumiger Flüssigkeitsströme bieten unsere Industrie-Ultraschallanlagen die nötige Kapazität (z.B. UIP4000, UIP10000, UIP16000). Wir bieten eine große Auswahl an standardisierten Ultraschallgeräten und Zubehör für eine passende Konfiguration bereit. Für spezielle Prozessanforderungen fertigt Hielscher natürlich kundenspezifische Lösungen , um exakt Ihre Bedürfnisse zu erfüllen. Unser Prozesslabor, Consulting Service und unser Toll-Manufacturing runden unser Angebot ab.

3 Schritte zur erfolgreichen Ultraschallproduktion: Machbarkeitsstudie - Optimierung - Scale-Up (zum Vergrößern anklicken!)

Ultraschall-Prozess Beratung: Hielscher begleitet Sie von der Machbarkeitsstudie und Prozessoptimierung bis zur kommerziellen Produktion!

Hielscher Ultraschallgerät brillieren durch ihre Leistungsstärke und ihre einfache Bedienung:

  • Batch- und Inline-Verarbeitung
  • Hohe Energieeffizienz
  • Installation in korrosiver Umgebung
  • nachrüstbar
  • einfache und sichere Bedienung
  • keine beweglichen Teile
  • keine High-Speed-Rotationsdichtungen
  • Geringer Wartungsaufwand
  • Robustheit
  • Industrie-Standard
  • einfache und schnelle Reinigung
Mach Ultraschall zum Fräsen, Dispergieren, Emulgieren und sonochemistry. (Klicken um zu vergrößern!)

Ultraschallverfahren

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Power-Ultraschall eine bewährte Technik zur Mühle und Keramikpulver dispergieren (Anklicken zum Vergrößern!)

Ultraschall-gemahlene Keramikpartikel

Literatur

  • Amendola, E.; Scamardella, A. M.; Petrarca, C.; Acierno, D. (2010): Epoxid-Nanokompositen mit keramischen Füllstoffen für elektrische Anwendungen.
  • Chartier, Thierry; Jorge, Eric; Boch, Phillipe (1991): Ultraschall-Deagglomeration von AI2O3 und BaTiO3 für den Folienguss. Journal de Physique III, EDP Sciences 1/5, 1991. 689-695./li>
  • Ivanov, Roman; Hussainova, Irina; Aghayan, Marina; Petrov, Mihhail (2014): Graphene Coated Alumina Nanofibres as Zirconia Reinforcement. 9th International DAAAM Baltic Conference INDUSTRIAL ENGINEERING 24-26 April 2014, Tallinn, Estonia.
  • Jorge, Eric; Chartier, Thierry; Boch, Phillipe (1990): Ultraschalldispersion von keramischen Pulvern. Zeitschrift der American Ceramic Society 73, 1990. 2552-2554./li>

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Keramik

Keramische Werkstoffe sind anorganische kristalline Materialien, die aus metallischen und nichtmetallischen Komponenten zusammengesetzt sind. Sie zählen zu den anorganischen, nicht-metallischen Werkstoffen und sind fest, inert, spröde, hart, weisen eine hohe mechanische Festigkeit auf, allerdings verbunden mit niedriger Bruchzähigkeit. Sie widerstehen chemischer Erosion in sauren oder ätzenden Umgebungen und sind sehr temperaturbeständig. Aufgrund dieser außergewöhnlichen Eigenschaften sind Keramiken für industrielle Anwendungen, wie z.B. in Beschichtungen, Halbleitern, Festplatten und optische Schaltungen verbreitet. Zu den am meist verbreiteten keramischen Pulvern (Cermats) gehören Tonerde, Zirkoniumdioxid (Zirkon), Bariumtitanat, Bornitrid, Ferrit, Magnesium Titandiborid (MgB2), Zinkoxid (ZnO), Siliziumkarbid (SiC), Siliziumnitrid, Steatit, Titankarbid und YBCO (YBa2Cu3O7-X). Ultraschall ist eine bewährte Technik für die zuverlässige Verarbeitung von keramischen Slurries und Composites.



Wissenswertes

Ultraschall-Homogenisatoren werden oft als Sonicator, Ultraschall-Lysegerät, Ultraschall-Disruptor, Ultraschall-Labormühle, Sono-Ruptor, Sonifier, Dismembrator, Zell-Disruptor, Ultraschall-Dispergierer oder Ultraschallemulgiergerät bezeichnet. Die unterschiedlichen Bezeichnungen ergeben sich aus den zahlreichen unterschiedlichen Anwendungen, für die Ultraschallgeräte eingesetzt werden.