• Tutkimukset ovat osoittaneet, että Ultra ääni jyrsintä voidaan onnistuneesti käyttää valmistukseen lämpö mittarilla nanohiukkasia ja on mahdollista manipuloida pintojen hiukkasia.
• Ultra äänellä hiottu hiukkasia (esim. bi₂Te₃-pohjainen seos) osoitti merkittävää koko vähennys ja valmistettu Nano-hiukkasia alle 10μm.
• Lisäksi sonikaatio tuottaa merkittäviä muutoksia hiukkasten pinta morfologiassa ja mahdollistaa siten mikro-ja nano-hiukkasten pinnan funktiona.

Thermoelectric nanohiukkasia

Thermoelectric materiaalien muuntaa lämpö energiaa sähkö energiaksi perustuu Seebeck ja Peltier vaikutus. Näin on mahdollista kääntyä tuskin käyttökelpoinen tai lähes menetetty lämpö energia tehokkaasti tuottaviin sovelluksiin. Koska lämpö mittarilla materiaaleja voidaan sisällyttää uusia sovelluksia, kuten biotermiset akut, Solid-State lämpö mittarilla jäähdytys, optoelectronic laitteet, tila, ja autojen sähkön tuotanto, tutkimus ja teollisuus etsii facile ja nopea tekniikoita tuottaa ympäristöystävällisiä, taloudellisia ja korkean lämpö tilan vakaa lämpö mittarilla nanohiukkasia. Ultra ääni jyrsintä ja alhaalta ylöspäin synteesi (Sono-kiteytys) ovat lupaavia reittejä lämpö mittarilla nanomateriaalien nopeaan massa tuotantoon.

Ultra ääni jyrsintä laitteet

Partikkeli koko vähentäminen vismutti Telluride (bi₂Te₃), magnesiumsilidi (mg₂Si) ja pii (si) jauhe, korkean intensiteetin Ultra ääni järjestelmä UIP1000hdT (1kW, 20kHz) käytettiin avoimessa dekantteri lasissa. Kaikkien kokeiden amplitudi oli 140 μm. Näyte astia jäähdytetään vesi hauteessa, lämpö tilaa ohjataan lämpötilaparilla. Koska Ultra äänellä avoimessa astiassa, jäähdytys käytettiin estämään haihtumista jyrsintä ratkaisuja (esim. etanoli, butanoli, tai vesi).

a) kokeellisen määrityksen kaavio. b) Ultra ääni jyrsin laite. Lähde: Marquez-Garcia et al. 2015.

Ultra ääni jyrsintä vain 4h bi₂Te₃-seos on jo tuottanut huomattavan määrän nanohiukkasia, joiden koot ovat 150 ja 400 nm. Lisäksi koko vähentäminen Nano alue, Ultra äänellä johti myös muutos pinnan morfologia. SEM kuvat kuvassa alla b, c, ja d näyttö siitä, että teräviä reunoja hiukkasten ennen Ultra ääni jyrsintä on tullut sileä ja pyöreä jälkeen Ultra ääni jyrsintä.

Hiukkas koko jakauma ja SEM kuvia Bi2Te3-pohjainen seos ennen ja jälkeen Ultra ääni jyrsintä. A – Hiukkas koko jakauma; B – SEM kuva ennen Ultra ääni jyrsintä; C – SEM kuvan jälkeen Ultra ääni jyrsintä 4 h; D – SEM kuvan jälkeen Ultra ääni jyrsintä 8 h.
Lähde: Marquez-Garcia et al. 2015.

Jotta voidaan selvittää, onko hiukkas koon vähentäminen ja pinnan muutos yksilöllisesti saavutetaan Ultra ääni jyrsintä, samanlaisia kokeita tehtiin käyttäen korkean energian pallo mylly. Tulokset on esitetty kuvassa 3. On ilmeistä, että 200 – 800 nm hiukkasia tuotti pallon jyrsintä 48 h (12 kertaa pidempi kuin Ultra ääni jyrsintä). SEM osoittaa, että terävät reunat bi₂Te₃-seos hiukkaset pysyvät pääosin muuttumattomina jyrsinnässä. Nämä tulokset osoittavat, että sileät reunat ovat ainutlaatuisia ominaisuuksia ultra ääni jyrsintä. Aikaa säästävä Ultra ääni jyrsintä (4 h vs 48 h pallo jyrsintä) ovat merkittäviä, too.

Hiukkas koko jakauma ja SEM kuvia Mg2Si ennen ja jälkeen Ultra ääni jyrsintä. a) hiukkas koko jakauma; b) SEM-kuva ennen Ultra ääni jyrsintä; c) SEM kuva Ultra ääni jyrsintä 50% PVP – 50% EtOH 2 h.
Lähde: Marquez-Garcia et al. 2015.

Marquez-Garcia et al. (2015) päätellä, että Ultra ääni jyrsintä voi hajota bi₂Te₃ ja mg₂Si jauhe pienempiin hiukkasiin, joiden koot vaihtelevat 40 ja 400 nm, mikä viittaa mahdolliseen tekniikkaan teollisen tuotannon nanohiukkasia. Korkean energia pallon jyrsintään verrattuna Ultra ääni jyrsinnässä on kaksi ainutlaatuista ominaisuutta:

1. 1. hiukkas koko eron esiintyminen, joka erottaa alkuperäiset hiukkaset Ultra ääni jyrsinnästä; Ja
2. 2. pinnan morfologian merkittävät muutokset ilmenevät Ultra ääni jyrsintä, mikä osoittaa mahdollisuuden manipuloida hiukkasten pintoja.

johtopäätös

Kovempien hiukkasten Ultra ääni jyrsintä vaatii paineen alaisena Ultra äänellä voimakkaan kavitaation. Sonikaatio kohonnut paine (niin sanottu manosonication) Lisää leikkaus voimia ja stressiä hiukkasille rajusti.
Jatkuva inline Ultra äänellä Setup mahdollistaa suuremman hiukkasen kuormitus (tahna kaltainen liete), joka parantaa jyrsintä tuloksia, koska Ultra ääni jyrsintä perustuu välinen hiukkanen törmäys.
Sonikaatio erillisessä kierrätys asennuksessa mahdollistaa kaikkien hiukkasten homogeenisen käsittelyn ja siksi hyvin kapean hiukkas koko jakauman.

Suuri etu Ultra ääni jyrsintä on, että tekniikka voidaan helposti skaalata tuotantoon suuria määriä-kaupallisesti saatavilla, voimakas teollinen Ultra ääni jyrsintä voi käsitellä määriä jopa 10m³/tunti.

Edut Ultra ääni jyrsintä

• Nopea, aikaa säästävä
• energiansäästö
• toistettavia tuloksia
• Ei jyrsintä materiaalia (ei helmiä tai helmiä)
• Alhaiset investointi kustannukset

Korkean suoritus kyvyn ultrasonicators

Ultra ääni jyrsintä vaatii suuritehoiset Ultra ääni laitteet. Voimakkaan kavitaation leikkaus voimien tuottamiseksi korkeat amplitudit ja paineet ovat ratkaisevia. Hielscher Ultrasonics’ teollisuuden Ultra ääni prosessorit voivat tuottaa erittäin suuria amplitudeja. Amplitudit jopa 200 μm voidaan helposti jatkuvasti ajaa 24/7 toimintaa. Jopa korkeampi amplitudit, räätälöityjä Ultra ääni sonotrodes ovat saatavilla. Yhdessä Hielscher n paineistettava virtaus reaktorit, erittäin voimakas Kavitaatio on luotu siten, että intermolecular liitokset voidaan voittaa ja tehokkaat jyrsintä vaikutukset saavutetaan.
Hielscherin Ultra ääni laitteiden kestävyys mahdollistaa 24/7 käytön raskaissa ja vaativissa ympäristöissä. Digitaalinen ja kauko-ohjaus sekä automaattinen tietojen tallennus päälle Sisäänrakennettu SD-kortille varmistaa tarkan käsittelyn, toistettavissa laatua ja mahdollistavat prosessien standardointia.

Edut Hielscher High Performance ultrasonicators

• erittäin korkeat amplitudit
• korkeat paineet
• jatkuva inline prosessi
• kestävät laitteet
• lineaarinen asteikko
• säästää ja helppo käyttää
• Helppo puhdistaa