Hielscher Ultrasound Technology

Sonofragmentaasje - De effekt fan krêft Ultrasound op Partikelbrekking

Sonofragmentaasje beskriuwt it brekken fan dieltsjes yn nano-sized fragminten troch hege krêft ultrasound. Yn tsjinstelling mei de mienskiplike ultrasjonale dekagglomeraasje en milling – wêr't dieltsjes yn 't heul benammen grindet en skieden wurde troch ynterpart partikulaasje – , sono-fragementaasje wurdt ûnderskieden troch de direkte ynteraksje tusken partikulier en skokwelle. Hegere krêft / leechfrekwint ultraschall makket kavitaasje en dêrtroch intens skotkrêften yn flakten. De ekstreme betingsten fan kavitaasjeblaaspannen en interpartikulêre kollisaasje grille particulieren oant hiel moai materiaal.

Ultrasjonele produksje en tarieding fan Nano Particles

De effekten fan krêft ultrasound foar de produksje fan nano materiaal binne goed bekend: Dispersing, Deagglomeration en Milling & Grindearjen as ek Fragmentaasje troch sonication binne faak de ienichste effektive metoade om te behanneljen Nano-dieltsjes. Dit is benammen wier as it giet om tige moaie nano-materialen mei spesjale funksjes lykas mei nano-grutte unyk partikuliereigenskippen wurde útdrukt. Om Nano materiaal te meitsjen mei spesifike funksjonaliteiten, moat in sels en betrouber sooseksjeproses gewurde wurde. Hielscher leveret ultrasone apparatuur út labile skaal nei folle kommersjele produksjegrutte.

Sono-Fragmentaasje troch Cavitation

De ynput fan krêftige ultrasoanen krêften yn liquieren makket ekstreme betingsten. Wannear't ultraspuit in flüssige medium útwreidet, ûntsteane de ultraslachwellen in ôfwikende kompresje en seldsumens (hege druk en leechdrompels). Yn 'e leechdrompelten ûntsteane lytse fûgelbollen yn' e floeistof. Dizze cavitation Blommen groeie oer ferskate leechdrokte cycles oant se in grutte te realisearjen as se net mear enerzjy opnimme kinne. Op dizze steat fan maksimale enerzjy en blaasgrutte opnij krijt de kavitaasjebloed geweldich en skealet lokaal ekstreme betingsten. Troch de ymplosion fan 'e cavitation blasen, hege temperatueren fan likernôch. 5000K en druk fan ca. 2000atm wurde locale berikt. De ymplisite resultaat yn floeiende jets fan oant 280m / s (≈1000km / h) snelheid. Sono-fragmentaasje beskriuwt it gebrûk fan dizze yntinsive krêften om dieltsjes te fragmentearjen nei lytsere diminsjes yn 'e submikron en nano-berik. Mei in foarútstribjende soantsje feroaret de partikulêre foarm fan winkel nei spherike, dy't de dieltsjes mear weardefolle makket. De resultaten fan sonofragmentaasje wurde útdrukt as fragmintaasje-toetsen dy't as funksje fan de ynput fan de krêft, de sonikante fermogen en de grutte fan 'e agglomeraten beskreaun wurde.
Kusters et al. (1994) ûndersocht de ultrasonically assistearre fragmintaasje fan agglomeraten yn relaasje ta har enerzjyferbrûk. De resultaten fan 'e ûndersikers jouwe oan dat de ultrasone dispersytechnyk like effisjint kin wêze as konvinsjonele slibetechniken. De yndustriële praktyk fan ultrasone dispersion (bgl. Gruttere sondes, trochgeande trochstreaming fan ophinging) kin dizze resultaten wat feroarje, mar oer alles wurdt ferwachte dat it spesifike enerzjyferbrûk net de reden is foar de seleksje fan dizze comminutron technyk, mar earder it fermogen om produsearje ekstreem fijne (submicron) dieltsjes. ”[Kusters et al. 1994] Spesjaal foar erodearjen fan poeder lykas Silica of zirconia, waard it spesifike enerzjy ferlet fan per ienheid puermassa fûn as lytser troch ultrasonsmiel as dy fan konvinsjonele mindermetoaden. Ultrasonication affects the particles not only by frilling and grinding, but also by polishing the solid. Dêrtroch kin in hege spherisiteit fan 'e dieltsjes realisearre wurde.

Sono-fragmentaasje foar de Krystallisaasje fan Nanomaterialen

"Trochdat der net folle twivel is dat interpartikele klusings foarkomme yn slûzen molekulêre kristallen dy't bestriden binne mei ultraspond, binne se net de dominante boarne fan fragmintaasje. Yn tsjinstelling ta molekulêre kristallen binne metaaldieltsjes net troch skeakelwellen direkt skeakele en kinne allinich beynfloede wurde troch de mear intensie (mar in seldsumerere) interpartikele gearfoegingen. De skifting fan dominante meganismen foar sonikaasje fan metaalpulveren tsjin aspirine slûzen markearret de ferskillen yn eigenskippen fan molke metale dieltsjes en froulike molekulêre kristallen. "[Zeiger / Suslick 2011, 14532]

Ultrasjonele fragmintaasje fan acetylsalicylsoerlike dieltsjes

Sonofragmentaasje fan aspirinepartijen [Zeiger / Suslick 2011]

Gopi et al. (2008) ûndersocht de fabrikaazje fan keramyske dieltsjes fan submikrometer aluminiumoxyd mei hege suverens (foaral yn sub-100 nm berik) fan feed mei mikrometer-grutte (bgl. 70-80 μm) mei sonofragmentaasje. Se observeare in wichtige feroaring yn kleur en foarm fan keramyske dieltsjes fan aluminiumoxide as gefolch fan sonofragmentaasje. Partikels yn mikron, submicron en nano-grutte berik kinne maklik wurde krigen troch sonication mei hege macht. De sferisiteit fan 'e dieltsjes tanommen mei tanimmende retensjetiid yn it akoestyske fjild.

Dispersion yn Surfactant

Troch it effektive ultrasone partikulebrúk, is it gebrûk fan surfactants essentiel foar it foarkommen fan deagglomeraasje fan 'e submikrone en nano-sized dieltsjes dy't krije. De lytser is de partikelgrutte, de hegere it efterste ferhâlding fan it oerflakgebiet, dat moat wurde mei surfensant om har yn suspend te hâlden en de koagualaasje fan 'e partijen (agglomeraasje) te foarkommen. It foardiel fan ultrasonication ligt yn it fersinjende effekt: tagelyk oan it grindearjen en fragmintaasje diskrimearren de grûnt partikelfragminten mei de surfactant, sadat de agglomeraasje oft syn nano-dieltsjes (hast) folslein miskien binne.

Yndustriële produksje

Om de merk te tsjinjen mei heechweardige nano materiaal dat ekstra funksjonaliteiten útdrukke, wurdt ferraste ferwurkingsapparaat nedich. Ultrasonicators mei oant 16kW per ienheid dy't klusterierber binne, kinne it ferwurkjen fan hast folslein unlimisearre streamlinen. Troch de folsleine lineêre skaalberens fan ultrasoan-prosessen kinne ultrasoanlike tapassingen risiko-frije getten wurde yn laboratoarium, optimisearre yn bench-topmaal en wurde sûnder problemen ynfierd yn 'e produksjeline. Om't de ultrasoanlike lykwicht net in grutte romte nedich is kin sels sels yn besteande prosessen streamt wurde. De operaasje is maklik en kin kontroleare wurde kontrolearje, wylst it ûnderhâld fan in ultrasonssysteem hast ferdútsk is.

Literatuer / Referinsjes

  • Ambedkar, B. (2012): Ultrasonic kuelewaarm foar de-ashing en de-sulfurisaasje: eksperiminteel ûndersyk en meganyske modeling. Springer, 2012.
  • Eder, Rafael JP; Schrank, Simone; Besenhard, Maximilian O .; Roblegg, Eva; Gruber-Woelfler, Heidrun; Khinast, Johannes G. (2012): Continuous Sonocristallisaasje fan Acetylsalicylsäure (ASA): Kontrôle fan Kristallgrutte. Crystal Growth & Design 12/10, 2012. 4733-4738.
  • Gopi, KR; Nagarajan, R. (2008): Advances yn Nanoalumina Keramik Partikel Fabricatie Mei Sonofragmentaasje. IEEE Transaksjes op Nanotechnology 7/5, 2008. 532-537.
  • Kusters, Karl; Pratsinis, Sotiris E .; Thoma, Steven G .; Smith, Douglas M. (1994): Energy-size reduksjegesichten foar ultrasoan-fragmintaasje. Powder Technology 80, 1994. 253-263.
  • Zeiger, Brad W .; Suslick, Kenneth S. (2011): Sonofragementaasje fan molekulêre kristallen. Journal oft hy American Chemical Society. 2011.

Kontaktje ús / freegje foar mear ynformaasje

Sprek mei ús oer jo ferwurkingswinsken. Wy sille de meast gaadlike opset- en ferwurkingsparameters oan jo projekt oanbean.





Besykje ús Privacy Policy.



Ultrasonic processing: Cavitational "hot spot" (Klik om te fergrutsjen!)

Ultrasonische sonotrode it lûd fan 'e wellen yn floeistof. De fogging ûnder de oerflak fan sonotrode jout oan de kavitatyf hot spot krite.