Hielscher Ultrasound Technology

Sonofragmentation – ang epekto ng ultratunog sa kapangyarihan sa pagbasag ng tinga

Sonofragmentation na naglalarawan ng pagbasag ng particle sa nano ang laki ng pinagputolputol ng ultrasound ng mataas na kapangyarihan. Taliwas sa karaniwang ultrasonic deagglomeration at paggiling – kung saan partikulo ay pangunahin grinded at nakahiwalay ng kasukatang tinga banggaan – , sono-fragementation ay nakikilala sa pamamagitan ng direktang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng ng mga tinga at shock wave. Kapangyarihan ng mataas / mababang dalas ultratunog ay lumilikha ng cavitation at nang sa gayon ay maigting na gupitin ang mga pwersa sa mga likido. Ang matinding mga kondisyon ng cavitational bula na pagbagsak at ang interparticular banggaan gumiling ang mga partikulo sa laki ng maayos na materyal.

Ultrasonic produksyon at paghahanda ng mga partikulo ng Nano

Ang epekto ng ultratunog sa kapangyarihan para sa produksyon ng mga materyales ng nano ay kilalang: Dispersing, Deagglomeration at paggiling & Paggiling pati na rin ang Fragmentation sa pamamagitan ng sonication ay madalas ang tanging epektibong pamamaraan upang gamutin ang nano partikulo. Ito ay lalong totoo pagdating sa maayos na nano materyales na may natatanging funcionalities na may laki ng nano na ipinapahayag ang mga katangian ng natatanging tinga. Upang lumikha ng nano materyal na may partikular na andar, dapat tiniyak ng kahit at maaasahang sonication proseso. Hielscher supplies ultrasonic kagamitan mula sa lab saklaw sa sukat ng buong komersyal na produksyon.

Sono-Fragmentation ni Cavitation

Ang input ng malakas na pwersa ng ultrasonic sa likido ay lumilikha ng matinding mga kondisyon. Kapag ultratunog ay propagates sa isang daluyan ng likido, ang ultrasonic waves ay magreresulta sa alternating compression at rarefaction mga cycles (presyon ng mataas at mababang presyon na mga cycles). Sa panahon ng mga cycles ng mababang presyon ng dugo, bumangon ang mga maliliit na vaccum bula sa likido. Ang mga cavitation bula ay lumago sa paglipas ng mababang presyon ng ilang cycles hanggang sa makamit nila ang isang sukat kapag hindi sila absorb ng mas maraming enerhiya. Sa ganitong kalagayan ng sukdulang buyo enerhiya at bubble laki, ang cavitation bubble pagbagsak marahas at lumilikha ng mga lokal na matinding kondisyon. Dahil sa ang implosion ng mga cavitation bula, napakataas na temperatura ng approx. 5000K at pamimilit ng mga approx. 2000atm ay umabot sa lokal. Ang implosion resulta sa likidong jet ng hanggang sa bilis ng 280 m/s (≈1000km/h). Sono-fragmentation inilalarawan ang paggamit ng mga matinding pwersa upang fragment particle na mas maliit na sukat sa hanay ng sub 001Micron at nano. May isang pag-unlad pagkatapos sonication tinga hugis lumiliko mula anggular na spherical, na ginagawang mas mahalagang mga particle. Ang mga resulta ng sonofragmentation ay ipinahayag bilang ang fragmentation rate na kung saan ay decribed bilang isang function ng input ng kapangyarihan, sonicated dami at laki ng mga agglomerates.
Kusters et al. (1994) naimbestigahan ng ultrasonically tulong fragmentation ng agglomerates sa kaugnayan sa nito enerhiya consumption. Ang mga resulta ng mananaliksik "magpahiwatig na ang ultrasonic pagkakakalat pamamaraan ay maaaring bilang mahusay na bilang maginoo paggiling pamamaraan. Ang pang-industriya na pagsasanay ng ultrasonic pagkakakalat (hal. mas malaking probes, tuloy-tuloy na throughput ng suspensyon) ay maaaring baguhin ang mga resulta medyo, ngunit sa paglipas ng-ang lahat ng ito ay inaasahan na ang tiyak na enerhiya consumption ay hindi ang dahilan para sa pagpili ng ito comminutron pamamaraan ngunit sa halip nito kakayahan upang makabuo ng lubhang pinong (submicron) particle. " [Kusters et al. 1994] Lalo na para sa naglalaho powders tulad ng kwats o zirconia, ang mga tiyak na enerhiya na kinakailangan kada unit pulbos Misa ay natagpuan sa mas mababa sa pamamagitan ng ultrasonic paggiling kaysa sa maginoo pamamaraan sa paggiling. Ultrasound ay nakakaapekto sa mga partikulo ng hindi lamang ng nakatayo at paggiling, ngunit din ng buli ang solid. Gayon, makakamit ng isang mataas na sphericity ng mga partikulo.

Sono-fragmentation para Crystallization ng Nanomaterials

"Habang may maliit na duda na ang interparticle na banggaan mangyari sa slurries ng molekular na kristal na irradiated ng ultratunog, sila ay hindi ang nananaig na pinagkukunan ng fragmentation. Kaibahan sa molekular na kristal, mga partikulo ng metal ay hindi nasira ng shock waves direkta at ay maaaring maapektuhan sa pamamagitan lamang ng mga mas matinding (ngunit mas rarer) interparticle na banggaan. Pagbabago sa dominanteng mekanismo para sonication ng metal powders kumpara sa aspirin slurries Itinatampok ang pagkakaiba sa katangian ng malambot na metal na partikulo at friable molekular na kristal." [Zeiger / Suslick 2011, 14532]

Ultrasonic fragmentation ng mga partikulo ng acetylsalicylic acid

Sonofragmentation ng mga partikulo ng aspirin [Zeiger / Suslick 2011]

Gopi et al. (2008) naimbestigahan sa katha ng mataas na kadalisayan submicrometer alumina karamik particle (nakararami sa sub-100 NM range) mula sa mikron-laki ng feed (hal., 70-80 μm) gamit ang sonofragmentation. Sila obserbahan ng isang makabuluhang pagbabago sa kulay at hugis ng alumina karamik particle bilang isang resulta ng Sono-Hysterogram fragmentation. Particle sa micron, submicron at nano laki range ay maaaring madaling makuha sa pamamagitan ng mataas na kapangyarihan sonication. Ang sphericity ng mga particle nadagdagan ng pagtaas ng oras sa pagpapanatili ng tunog sa patlang.

Pagkakawatak-watak sa Surfactant

Dahil sa ang pagbasag ng epektibong ultrasonic tinga, ang paggamit ng mga surfactants ay mahalaga upang maiwasan ang deagglomeration ng sub 001Micron at nano ang laki particle nakuha. Mas lumiliit ang tinga size, mas mataas ng apect ratio ng ibabaw na lugar, na kung saan ay dapat na natatakpan ng surfactant upang panatilihin ang mga ito sa suspensyon at upang maiwasan ang mga particle coagualation (agglomeration). Ang bentahe ng Ultrasound ang naglalagay ng dispersing epekto: sabay-sabay na ang paggiling at fragmentation, ultrasounds mapalis ang grinded tinga ng pinagputolputol kasama ang surfactant kaya na agglomeration ng mga partikulo ng nano ay (halos) ganap Iniwasan.

Pang-industriya produksyon

Upang paglingkuran ang merkado na may mataas na kalidad nano materyal na nagpapahayag ng mga pambihirang andar, maaasahang processing kagamitan ay kinakailangan. Ultrasonicators ng hanggang 16kW kada yunit na kung saan ay clusterizable payagan fort siya pagproseso ng halos walang limitasyong dami batis. Dahil sa ang ganap na linear scaleability ng ultrasonic proseso, aplikasyon ng ultrasonic maaaring panganib-free masuri sa laboratoryo, SEO-optimize sa upuan-itaas scale at pagkatapos ay ipinatupad kung walang problema sa linya ng produksyon. Tulad ng ultrasonic equiment ay hindi nangangailangan ng malaking espasyo ito maaaring maging kahit retrofitted sa kasalukuyang proseso ng batis. Ang operasyon ay madali at ay sinusubaybayan at patakbuhin gamit ang remote control, habang ang pagpapanatili ng isang ultrasonic sistema ay halos neglectable.

Panitikan/mga reperensya

  • Ambedkar, B. (2012): Ultrasonic karbon-Wash para sa mga De-Ashing at winawalang-halaga Sulfurization: eksperimental na imbestigasyon at mekanistikong Modeling. Springer, 2012.
  • Eder, Rafael J. P.; Schrank, Simone; Besenhard, Maximilian O.; Roblegg, si Eva; Gruber-Woelfler, Heidrun; Khinast, Johannes G. (2012): Tuloy-tuloy Sonocrystallization ng Acetylsalicylic Acid (ASA): kontrol ng Crystal laki. Paglago ng kristal & Disenyo 12/10, 2012. 4733-4738.
  • Gopi, K. R.; Nagarajan, R. (2008): mga makabagong Nanoalumina Ceramic tinga katha gamit ang Sonofragmentation. IEEE transaksyon sa Nanotechnology 7/5, 2008. 532-537.
  • Kusters, Karl; Pratsinis, Sotiris E.; Thoma, Steven G.; Smith, Douglas M. (1994): Enerhiya ang laki ng bawas batas para sa ultrasonic fragmentation. Powder teknolohiya 80, 1994 253-263.
  • Zeiger, Brad W.; Suslick, Kenneth S. (2011): Sonofragementation ng molekular na kristal. Journal ng American Chemical Society. 2011.

Makipag-ugnay sa amin / tanungin para sa karagdagang impormasyon

Makipag-usap sa amin tungkol sa iyong mga kinakailangan sa pagproseso. Inirerekomenda namin ang mga pinaka-angkop setup at pagproseso parameter para sa inyong proyekto.





Mangyaring tandaan natin Patakaran sa privacy.



Ultrasonic processing: Cavitational "hot spot" (I-click upang palakihin!)

Ultrasonic sonotrode makahawa ng mga alon ng tunog sa likido. Ang fogging ilalim ibabaw ng sonotrode ay nagpapahiwatig ng cavitational mainit na lugar area.