Hielscheri ultraheli tehnoloogia

Termoelektriliste nano-pulbrid ultraheli jahvatamine

  • Uuringud on näidanud, et ultraheli jahvatamist saab edukalt kasutada termoelektriliste nanoosakeste valmistamiseks ja see võib osakeste pindu manipuleerida.
  • Ultraheli jahvatatud osakesed (nt2Te3-põhine sulamist) näitas märkimisväärset vähenemist ja valmistatud nano-osakesi, mille maht on alla 10 μm.
  • Lisaks toodab ultrahelitöötlus olulisi muutusi osakeste pinna morfoloogias ja võimaldab seeläbi funktsionaalseks muuta mikro-ja nano-osakeste pinda.

 

Termoelektrilised nanoosakesed

Termoelektrilised materjalid muundavad soojusenergiat elektrienergiale, mis põhineb Seebecki ja Peltier ' i mõjul. Seega on võimalik muutuda vaevalt kasutuskõlbmatuks või peaaegu kaotanud soojusenergiat produktiivsete rakenduste jaoks. Kuna Termoelektrilised materjalid võib lisada uudsetele rakendustele, nagu biotermilised patareid, tahkeriigi Termoelektrilised jahutus, optoelektroonilised seadmed, kosmos ja autotööstuse energiatootmine, siis teadusuuringud ja tööstus otsivad facile ja kiiret tehnikaid keskkonnasõbralike, ökonoomsete ja kõrge temperatuuriga termostaelektriliste nanoosakeste tootmiseks. Ultraheli jahvatamine Samuti alt-üles sünteesi (Sono-Kristalliseerimine) on paljulubavad liinid termostaelektriliste nanomaterjalide kiirest massilise tootmise teel.

Ultraheli jahvatusseadmed

Vismut Telluride osakeste suuruse vähendamine (bi2Te3), magneesiumsiliksiid (mg2SI) ja räni (SI) pulber, kõrge intensiivsusega ultraheli süsteem UIP1000hdT (1kW, 20kHz) kasutati avatud keeduklaasi seadistuses. Kõik katsed amplituudi määrati 140 μm. Proovianum jahutatakse veevannis, temperatuuri reguleerib termo-paar. Ultrahelitöötluse tõttu avatud laeval kasutati jahutamist, et vältida jahvatuslahuse aurumist (nt etanool, butanool või vesi).

Ultraheli jahvatamist kasutatakse edukalt termoelektriliste materjalide vähendamiseks nano-osakestega.

a) eksperimentaalse seadistuse skemaatiline diagramm. b ultraheli jahvatusaparaat. Allikas: Marquez-Garcia et al. 2015.

UIP2000hdT-a 2000W suure jõudlusega ultraheliator nanoosakeste tööstusliku jahvatamise jaoks.

UIP2000hdT koos survetundlikud voolu raku reaktoriga

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Ultraheli jahvatamine ainult 4H kohta bi2Te3-sulam on juba andnud märkimisväärses kogus nanoosakesi suurusega 150 ja 400 nm. Lisaks suuruse vähendamine nano vahemikus, ultrahelitöötlus põhjustas ka muutus pinna morfoloogia. Allpool b, c ja d kuvatud joonisel olevad SEM-pildid kuvavad, et osakeste teravad servad enne ultraheli jahvatamist on pärast ultraheli jahvatamist muutunud sujuvaks ja ümaraks.

Bi2Te3-põhise sulami nanoosakeste ultraheli jahvatamine.

Osakeste suurus jaotus ja SEM pildid Bi2Te3-põhise sulamist enne ja pärast ultraheli jahvatamine. A – Osakeste suuruse jaotus; B – SEM pilt enne ultraheli jahvatamist; C – SEM-pilt pärast ultraheli jahvatamist 4 tundi; D – SEM pilt pärast ultraheli jahvatamist 8 h.
Allikas: Marquez-Garcia et al. 2015.

Et teha kindlaks, kas osakeste suuruse vähendamine ja pinna modifitseerimine on unikaalselt saavutatav ultraheli jahvatamise teel, viidi sarnased katsed läbi suure energiatarbe kuulsaveski abil. Tulemused on esitatud joonisel 3. On ilmne, et 200 – 800 nm osakesed on toodetud palli freesimine 48 h (12 korda pikem kui ultraheli jahvatamine). SEM näitab, et bi teravate servadega2Te3-Sulami osakesed jäävad pärast jahvatamist sisuliselt muutumatuks. Need tulemused näitavad, et siledad servad on ultraheli jahvatamise ainulaadsed omadused. Aja kokkuhoid ultraheli freesimine (4 h vs 48 h palli jahvatamine) on tähelepanuväärne.

Ultraheli jahvatamine Mg2Si.

Osakeste suurus jaotus ja SEM pildid Mg2Si enne ja pärast ultraheli jahvatamist. a) osakeste suuruse jaotus; (b) SEM kujutis enne ultraheli jahvatamist; (c) SEM pilt pärast ultraheli jahvatamist 50% PVP – 50% EtOH jaoks 2 h.
Allikas: Marquez-Garcia et al. 2015.

Marquez-Garcia et al. (2015) järeldada, et ultraheli jahvatamine võib alandada bi2Te3 ja mg2Si pulber väiksemateks osakesteks, mille suurused ulatuvad 40-400 nm-ni, mis viitab potentsiaalsele tehnikale nanoosakeste tööstusliku tootmise jaoks. Võrreldes suure energiaga palli jahvatamisel on ultraheli jahvatamisel kaks unikaalset omaduse:

  1. 1. osakeste suuruslõhe esinemine, mis eraldab originaalosakesed ultraheli jahvatamise teel toodetud osakestest; Ja
  2. 2. pärast ultraheli jahvatamist ilmnevad olulised muutused pinna morfoloogias, näidates võimalust osakeste pindade manipuleerimise kohta.

Järeldus

Tugevamini osakeste ultraheli jahvatamine nõuab tugevat kavitatsiooni tekitamist rõhu all. Ultrahelitöötlus kõrgenenud rõhu all (niinimetatud manosonatsioon) suurendab nihkejõudu ja stressi osakeste suhtes oluliselt.
Pidev tekstisisene ultrahelitöötluse seadistus võimaldab suuremat osakeste koormust (pasta-nagu läga), mis parandab jahvatamise tulemusi, sest ultraheli jahvatamine põhineb osakestekokkupõrkel.
Ultrahelitöötlus diskreetses retsirkulatsiooni seadistuses võimaldab tagada kõigi osakeste homogeense töötlemise ja seega väga kitsa osakeste suuruse jaotuse.

Ultraheli jahvatamise peamiseks eeliseks on see, et tehnoloogiat saab hõlpsasti mastaapitakse suurte koguste tootmiseks – kaubanduslikult kättesaadav, võimas tööstuslik ultraheli jahvatamine võib käsitseda summasid kuni 10m3/h.

Ultraheli jahvatamise eelised

  • Kiire, aja kokkuhoid
  • Energiasääst
  • reprodutseeritavad tulemused
  • Jahvatuskandja puudub (helmed või pärlid)
  • Madalad investeerimiskulud

Suure jõudlusega Ultrasonikaatorid

Ultraheli jahvatamine nõuab suure võimsusega ultraheli seadmeid. Tugeva kavitatsiooniline nihkejõudude genereerimiseks on üliolulised suured amplituudid ja rõhk. Hielscher Ultrasonics’ Tööstuslikud ultraheli töötlejad suudavad pakkuda väga kõrgeid amplituudi. Amplituudid kuni 200 μm saab kergesti pidevalt joosta 24/7 operatsioon. Isegi suuremate amplituudid, kohandatud ultraheli sonotroodid on saadaval. Kombinatsioonis hielscheri survetundlikud voolu reaktoritega luuakse väga intensiivne kavitatsioon, et intermolekulaarseid lõive saaks ületada ja saavutada tõhusad jahvatusefektid.
Hielscheri ultraheli seadmete vastupidavus võimaldab 24/7 operatsiooni raskeveokite ja Nõudlikes keskkondades. Digitaalne ja kaugjuhtimispult, samuti automaatne andmete salvestamine sisseehitatud SD-kaardile tagavad täpse töötlemise, reprodutseeritavate kvaliteedi ja võimaldavad protsessi standardimist.

Hielscheri suure jõudlusega Ultrasonikaatorite eelised

  • väga kõrged amplituudid
  • suure surve all
  • pidev tekstisisene protsess
  • kindlad seadmed
  • lineaarne laienemine
  • Salvesta ja lihtne kasutada
  • Lihtne puhastada

Võta meiega ühendust! / Küsi meiega!

Küsige lisateavet

Palun kasutage allpool olevat vormi, kui soovite taotleda täiendavat teavet ultraheli homogeniseerimine. Meil on hea meel pakkuda teile ultraheli süsteemi istungil oma nõudeid.









Palun pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Hielscher Ultrasonics toodab sonochemical ' i rakenduste kõrgjõudlusega ultraheliatorid.

Suure võimsusega ultraheli protsessorid laborist piloodi ja tööstusliku skaala järgi.

Kirjandus / viited

  • Marquez-Garcia L., Li W., Bomphrey J.J., Jarvis DJ, min G. (2015): termoelektriliste materjalide nanoosakeste ettevalmistamine ultraheli jahvatamise teel. Ajakirja elektrooniliste materjalide 2015.


Faktid Tasub teada

Termoelektriline toime

Termoelektriliste materjalide iseloomustab termostaati mõju tugev või mugav, kasutatav vorm. Termoelektriline toime viitab nähtustele, mille abil kas temperatuurierinevus tekitab elektrilist potentsiaali või elektrilist potentsiaali tekitab temperatuurierinevuse. Need nähtused on tuntud kui Seebeck mõju, wich kirjeldab muundamise temperatuuri voolu, Peltier mõju, wich kirjeldab muundamise praegune temperatuur, ja Thomson mõju, mis kirjeldab dirigent Küte/jahutus. Kõigil materjalides on nullist erinev Termoelektriline mõju, kuid enamikus materjalides on see kasulik. Kuid madala maksumusega materjale, mis näitavad piisavalt tugevat termoelektrilist mõju, samuti muid nõutavaid omadusi, et neid saaks kohaldada, saab kasutada sellistes rakendustes nagu energiatootmine ja jahutus. Praegu, vismut Telluride (bi2Te3) kasutatakse laialdaselt oma termoelektrilise toime