فن آوری اولتراسوند Hielscher

سنتز آلتراساند از نانوالماس

  • با توجه به نیروی حفره شدید آن، امواج فراصوت از یک تکنیک امیدوار به تولید الماس میکرونی و نانو گرافیت است.
  • الماس میکرو و نانو کریستالی می تواند سنتز sonicating تعلیق از گرافیت در مایع آلی در فشار اتمسفر و دمای اتاق.
  • التراسونیک نیز یک ابزار مفید برای پس از پردازش از الماس نانو سنتز، به عنوان امواج فراصوت پراکنده، deagglomerates و functionalizes نانو ذرات بسیار موثر است.

فرا صوت برای نانوالماسها درمان

نانوالماس (الماس نیز نامیده می شود انفجار (DND) یا الماس ultradispersed (UDD)) یک شکل خاصی از نانومواد کربنی متمایز با ویژگی های منحصر به فرد - مانند آن شبکه ساختار، بزرگ آن سطح، و همچنین به عنوان منحصر به فرد بصری . مغناطیسی خواص - و برنامه های کاربردی استثنایی. خواص ذرات ultradispersed را این مواد ترکیبات نوآورانه برای ایجاد مواد جدید با توابع فوق العاده ای. اندازه ذرات الماس در دوده است 5nm.

سنتز آلتراساند از نانوالماس

تحت نیروهای شدید مانند فراصوت و یا انفجار، گرافیت را می توان به الماس تبدیل شده است.

التراسونیک سنتز نانو الماس

سنتز الماس یک میدان تحقیق مهم در مورد منافع علمی و تجاری است. این فرایند معمولا استفاده می شود برای سنتز میکرو کریستالی و ذرات الماس نانو کریستالی روش فشار بالا در دمای بالا (HPHT) است. با این روش، فشار فرآیند مورد نیاز از دهها هزار نفر از اتمسفر و دمای بیش از 2000K تولید به تولید بخش عمده ای از عرضه در سراسر جهان از الماس صنعتی. برای انتقال از گرافیت به الماس، در فشارهای عمومی از بالا و دمای بالا مورد نیاز است، و کاتالیزور برای افزایش عملکرد الماس استفاده می شود.
این الزامات مورد نیاز برای تحول را می توان بسیار موثر با استفاده از تولید سونوگرافی قدرت بالا (= فرکانس پایین، اولتراسوند با شدت بالا):

خلا سازی آلتراسونیک

سونوگرافی در مایعات باعث اثرات بسیار شدید محلی می شود. هنگام صاف کردن مایعات در شدت بالا، امواج صوتی که به رسانه مایع انتقال می یابند، منجر به تغییرات چرخه فشار (فشرده سازی) و فشار کم (تقریب) می شود، با نرخ بسته به فرکانس. در طول چرخه کم فشار، امواج اولتراسونیک با شدت بالا، حباب های کوچک یا حفره های کوچک را در مایع ایجاد می کنند. هنگامی که حباب ها حجمی را به دست می آورند که دیگر قادر به جذب انرژی نیستند، در یک چرخه فشار بالا به شدت سقوط می کنند. این پدیده نامیده می شود کاویتاسیون. در طول انفجار دمای بسیار بالا (حدود 5،000K) و فشار (حدود 2،000atm) به صورت محلی است. انفجار حباب کاویتاسیون نیز در جت مایع سرعت تا 280M / S می شود. (Suslick 1998) واضح است که میکرو و نانو کریستالی الماس ممکن است در زمینه اولتراسونیک سنتز کاویتاسیون.

درخواست اطلاعات




توجه داشته باشید ما سیاست حفظ حریم خصوصی.


روش آلتراسونیک برای سنتز نانو الماس

عملا، مطالعه خاچاطوریان و همکاران (2008) نشان می دهد که microcrystals الماس نیز می تواند توسط امواج فراصوت از یک سیستم تعلیق از گرافیت در مایع آلی در فشار اتمسفر و دمای اتاق ساخته شود. به عنوان مایع حفره، یک فرمول از الیگومر معطر است با توجه به کم فشار اشباع بخار آن و دمای جوش بالای آن انتخاب شده است. در این مایع، پودر مخصوص گرافیت خالص – با ذرات در محدوده بین 100-200 میکرون - متوقف شده است. در این آزمایش ها Kachatryan و همکاران، نسبت وزن جامد مایع بود 1: 6، چگالی سیال کاویتاسیون 1.1g سانتی متر بود-3 در 25 ° C. حداکثر شدت مافوق صوت در sonoreactor است 75-80W سانتی متر است-2 مربوط به یک دامنه فشار صوت 15-16 نوار.
این حدود به دست آمده است یک تبدیل 10٪ گرافیت به الماس. الماس نزدیک شد تک پراکنده با بسیار تیز، اندازه به خوبی طراحی شده در محدوده 6 یا 0.5μm ± 9μm، با مکعب، بلورین مورفولوژی و خلوص بالا.

الماس التراسونیک سنتز (تصاویر SEM): سونوگرافی با قدرت بالا انرژی مورد نیاز برای وادار نانوالماس فراهم می کند' synthsis

تصاویر SEM از الماس التراسونیک سنتز: تصاویر (الف) و (ب) نشان دادن سریال نمونه 1، (ج) و (د) سری نمونه 2. [خاچاطوریان و همکاران 2008]

این هزینه میکرو و نانو الماس تولید شده توسط این روش تخمین زده می شود رقابتی با فرایند فشار بالا در دمای بالا (HPHT). این باعث می شود سونوگرافی یک جایگزین نوآورانه برای سنتز میکرو و نانو الماس (خاچاطوریان و همکاران 2008)، به خصوص که فرآیند تولید نانو الماس را می توان با بررسی های بیشتر بهینه شده است. بسیاری از پارامترهای مانند دامنه، فشار، دما، مایع حفره، و غلظت باید به دقت مورد بررسی قرار گیرد به کشف نقطه شیرین از سنتز nanodiamond اولتراسونیک.
با نتایج به دست آمده در سنتز نانو الماس، بیشتر التراسونیک تولید کاویتاسیون ارائه می دهد پتانسیل برای سنتز سایر ترکیبات مهم، مانند نیترید بورون مکعبی، نیترید کربن و غیره (خاچاطوریان و همکاران 2008).
علاوه بر این، به نظر می رسد ممکن است به ایجاد نانوسیم الماس و نانومیلههای از نانولوله های کربنی چند دیواره (نانولوله) امواج فراصوت. نانوسیم الماس آنالوگ یک بعدی از الماس فله هستند. با توجه به مدول آن بالا الاستیک، نسبت مقاومت به وزن، و سهولت نسبی که با سطوح آن را می توان عاملدار، الماس یافت شده است به عنوان ماده مطلوب برای طرح نانومکانیکی. (یکشنبه و همکاران 2004).

التراسونیک دیسپرس از نانوالماس

همانطور که قبلا توضیح داده شد، deagglomeration و توزیع اندازه ذرات حتی در محیط ملزومات برای سوء استفاده موفقیت آمیز از ویژگی های منحصر به فرد نانو الماس هستند.
پراکندگی . انحلال توسط امواج فراصوت هستند در نتیجه مافوق صوت کاویتاسیون. هنگام مواجه شدن با مایعات به سونوگرافی امواج صوتی که در نتیجه انتقال مایعات به صورت متناوب در طول دوره فشار بالا و کم فشار قرار می گیرند. این امر فشار مکانیکی را بر نیروهای جذب بین ذرات فردی اعمال می کند. کاویتاسیون التراسونیک در مایعات باعث جت های مایع با سرعت بالا تا 1000km / hr (تقریبا 600mph) است. چنین جت های مایع در فشار بالا بین ذرات و جدا کردن آنها از یکدیگر. ذرات کوچکتر با جت های مایع شتاب می گیرند و با سرعت بالا برخورد می کنند. این باعث می شود که سونوگرافی یک ابزار موثر برای پراکندگی باشد اما همچنین برای فرز میکرون اندازه و ذرات میکرون اندازه زیر.
به عنوان مثال، (اندازه متوسط ​​در مورد 4nm) نانوالماس و پلی استایرن می تواند در سیکلوهگزان پراکنده به دست آوردن یک کامپوزیت خاص است. در مطالعه خود، Chipara و همکاران (2010) کامپوزیت پلی استایرن و نانو الماس آماده کرده ایم، حاوی نانو الماس در یک محدوده بین وزن 0 و 25٪. برای به دست آوردن حتی پراکندگی، آنها راه حل برای 60 دقیقه با در Hielscher فراصوت داده UIP1000hd (1KW).

التراسونیک عاملدار از نانوالماس کمک

برای عاملدار از سطح کامل هر یک از ذرات نانو، سطح ذرات باید برای واکنش شیمیایی در دسترس باشد. این به این معنی پراکندگی و حتی خوب مورد نیاز است به عنوان ذرات خوبی پراکنده توسط یک لایه مرزی از مولکول های جذب به سطح ذرات احاطه شده است. برای به دست آوردن گروه های عاملی جدید به سطح نانو الماس، این لایه مرزی به شکسته یا حذف شود. این فرایند از استراحت و حذف لایه مرزی را می توان با فرا صوت انجام می شود.
سونوگرافی معرفی به مایع تولید اثرات شدید مختلف از جمله کاویتاسیون، درجه حرارت به صورت محلی بسیار بالا تا 2000K و جت مایع تا 1000km / ساعت. (Suslick 1998) با این تنش نیروهای جذب (به عنوان مثال نیروهای ون-DER-والس) را می توان غلبه بر و مولکول های کاربردی به سطح ذره به functionalize، به عنوان مثال، انجام سطح نانو الماس.

Under powerful ultrasonic irradiation (e.g. with Hielscher's UIP2000hdT) it becomes possible to synthesis, deagglomerate and functionalize nanodiamonds efficiently.

طرح 1: گرافیک در محل-deagglomeration و عاملدار سطح نانوالماس (لیانگ 2011)

آزمایش با مهره کمک فروپاشی صوتی (BASD) درمان نتایج امیدوار کننده برای funcionalization سطح نانو الماس نشان داده اند و همچنین. در نتیجه، مهره (مهره های سرامیکی به عنوان مثال، میکرو به اندازه مانند دانه های ذرات ZrO2) استفاده شده است برای به اجرا درآوردن مافوق صوت حفره نیروهای بر روی ذرات نانوالماس است. deagglomeration به علت برخورد interparticular بین ذرات نانوالماس و ZrO رخ می دهدH2S مهره.
با توجه به در دسترس بودن بهتر از سطح ذرات، برای واکنش های شیمیایی مانند بوران کاهش، arylation یا silanization، یک (مهره به کمک فروپاشی صوتی) قبل از درمان مافوق صوت و یا BASD برای متفرق هدف بسیار توصیه می شود. توسط مافوق صوت دیسپرس (Dispersing) . انحلال واکنش شیمیایی می تواند بسیار کامل تر ادامه دهید.

هنگامی که با قدرت بالا، فراصوت با فرکانس پایین را به یک محیط مایع معرفی، حفره تولید می شود.

نتایج caviatation التراسونیک در دما و فشار تفاوت شدید و با سرعت بالا جت مایع است. در نتیجه، امواج فراصوت روش پردازش موفق برای مخلوط کردن و سنگ زنی برنامه های کاربردی است.

تماس با ما / درخواست اطلاعات بیشتر

با ما در مورد فرایند مورد نیاز خود صحبت کنید.





لطفا توجه داشته باشید ما سیاست حفظ حریم خصوصی.


ادبیات / منابع

  • Chipara، A. C. همکاران .: خواص حرارتی ذرات نانوالماس پراکنده در پلی استایرن. HESTEC 2010.
  • ال بگو، K. M .: نانوالماس به عنوان یک سیستم تحویل دارو: درخواست و آینده نگر است. در J جدول دارو علمی 01/06، 2011؛ صص 29-39.
  • خاچاطوریان، A. خسرو همکاران .: گرافیت به الماس تبدیل ناشی از اولتراسونیک کاویتاسیون. در: الماس & مواد مرتبط 17، 2008؛ pp931-936.
  • کروگر، A .: ساختار و واکنش پذیری از الماس در مقیاس نانو. در: J مادر شیمی 18، 2008؛ صص 1485-1492.
  • لیانگ، Y: deagglomeration و سطح نانوالماس با استفاده از روش مکانوشیمیایی حرارتی شیمیایی و. 2011th دانشگاه پایان نامه ژولیوس ماکسیمیلیان وورتسبورگ
  • Osawa، E .: Monodisperse ذرات نانوالماس است. در: خالص جدول شیمی 80/7، 2008؛ صص 1365-1379.
  • Pramatarova، L. همکاران .: مزیت کامپوزیت های پلیمری با انفجار نانوالماسها ذرات برای کاربردهای پزشکی. در: در علم تقلید حیاتی؛ صص 298-320.
  • یکشنبه، L؛ گونگ، J .؛ زو، D .؛ زو، Z؛ او، S .: الماس نانومیله از نانولوله های کربنی. در: مواد پیشرفته 16/2004. صص 1849-1853.
  • Suslick، K.S .: دانشنامه کرک روش othmer از تکنولوژی شیمیایی. اد 4. J. ویلی & پسران: نیویورک. 26، 1998؛ صص 517-541.

نانوالماس – استفاده از برنامه های کاربردی و

دانه نانوالماس به خود زتا پتانسیل بی ثبات هستند. در نتیجه، آنها تمایل بسیار به شکل دانه های. نرم افزار مشترک نانوالماس استفاده در مواد ساینده، برش و ابزار و گرما غرق پرداخت. یکی دیگر از استفاده های بالقوه استفاده از نانوالماس به عنوان حامل دارو برای اجزای فعال دارویی (قس Pramatarova) است. توسط امواج فراصوت، اولا نانوالماس را می توان از گرافیت سنتز شده و در مرحله دوم، نانوالماس به شدت رسیدگی به تراکم می توانید به طور مساوی شود پراکنده به رسانه های مایع (به عنوان مثال به تدوین و فرموله عامل صیقل).