היגישר טכנולוגיית אולטרה סאונד

אולטראסאונד לעיבוד תרמי ננו אבקות

  • מחקרים הראו כי כרסום אולטראסאונד ניתן להשתמש בהצלחה לייצור חלקיקים תרמואלקטריים והוא בעל פוטנציאל לתמרן את משטחי החלקיקים.
  • חלקיקים מוכי מסיבי באולטרסאונד (לדוגמה Bi2טה3מבוסס סגסוגת) הראה הפחתת גודל משמעותי וננו חלקיקים מפוברק עם פחות מ 10μm.
  • יתר על כן, sonication מייצרת שינויים משמעותיים של המבנה פני השטח של החלקיקים ולאפשר ובכך לתפקד על פני השטח של מיקרו וננו חלקיקים.

 

חלקיקים תרמואלקטריים

חומרים תרמואלקטריים ממירים אנרגיית חום לאנרגיה חשמלית המבוססת על האפקט Seebeck ו פלטייר. ולכן ניתן להפוך את האנרגיה התרמית בקושי או כמעט איבדה ביעילות ליישומים יצרניים. מאז חומרים תרמואלקטריים ניתן לכלול ביישומים חדשניים כגון סוללות biothermal, מוצק-מדינה קירור תרמואלקטריים, מכשירים אלקטרואופטיקה, מרחב, והפקת כוח הרכב, מחקר ותעשייה מחפש נתיישב ומהירה טכניקות כדי לייצר ידידותי לסביבה, חסכוני, גבוה טמפרטורה יציבה חלקיקים תרמואלקטריים. כרסום אולטרא סאונד כמו גם סינתזה מלמטה למעלה (סונו-התגבשות) הם כדי להבטיח נתיבי הייצור ההמוני המהיר של ננו-אלקטריק התרמואלקטריים.

ציוד לעיבוד אולטרא סאונד

עבור הפחתת גודל החלקיקים של מכונית ביסמוט (Bi2טה3), מגנזיום (Mg2Si) ו סיליקון (Si) אבקה, בעוצמה גבוהה אולטרה סאונד מערכת UIP1000hdT (1kW, 20kHz) שימש בתוך מלכודת גביע פתוח. עבור כל הניסויים משרעת הוגדרה עד 140 μm. הכלי לדוגמה הוא מקורר באמבט מים, הטמפרטורה נשלטת על ידי תרמו-זוג. בשל sonication בכלי קיבול פתוח, נעשה שימוש בקירור כדי למנוע אידוי של פתרונות הטחינה (למשל, אתנול, butanol, או מים).

כרסום אולטרא סאונד משמש בהצלחה להפחתת חומרים תרמואלקטריים לננו חלקיקים.

(א) תרשים סכמטי של הכיוונון הניסיוני. (ב) מכשיר כרסום אולטרא סאונד. מקור: מארקס-גרסיה ואח '. 2015.

UIP2000hdT-ultrasonicator ביצועים גבוהים של 2000W עבור כרסום תעשייתי של חלקיקי ננו.

UIP2000hdT עם הכור pressurizable תאי זרם

בקשת מידע





כרסום אולטרא סאונד עבור 4h בלבד של Bi2טה3-סגסוגת כבר הניב כמות משמעותית של חלקיקים עם גדלים בין 150 ו 400 nm. מלבד הפחתת גודל של ננו טווח, sonication גם הביא שינוי של מורפולוגיה פני השטח. תמונות SEM בדמות מתחת b, c, ו-d להציג את הקצוות החדים של החלקיקים לפני כרסום אולטראסאונד הופכים חלק ועגול לאחר הטחינה אולטראסאונד.

כרסום אולטרא סאונד של חלקיקי סגסוגת מבוססי Bi2Te3.

התפלגות בגודל חלקיקים ו-SEM תמונות של סגסוגת מבוססת Bi2Te3 לפני ואחרי כרסום אולטראסאונד. קצת – התפלגות בגודל חלקיקים; b – SEM תמונה לפני הטחינה אולטראסאונד; c – SEM תמונה לאחר כרסום אולטראסאונד עבור 4 h; d – SEM תמונה לאחר כרסום אולטראסאונד עבור 8 h.
מקור: מארקס-גרסיה ואח '. 2015.

כדי לקבוע אם הפחתת גודל החלקיקים ושינוי פני השטח מושגת באופן ייחודי על ידי כרסום אולטרה סאונד, ניסויים דומים נערכו באמצעות טחנת אנרגיה גבוהה כדור. התוצאות מוצגות באיור 3. ברור כי 200-800 החלקיקים ננומטר הופקו על ידי כרסום הכדור עבור 48 h (12 פעמים יותר מאשר כרסום אולטראסאונד). SEM מראה שהקצוות החדים של הדו2טה3חלקיקי סגסוגת נשארים ללא שינוי לאחר הטחינה. תוצאות אלה מציינות כי הקצוות החלקים הם מאפיינים ייחודיים של הטחינה אולטראסאונד. חסכון בזמן על-ידי כרסום אולטרא סאונד (4 לעומת 48 h כרסום כדור) הם מדהימים, גם.

כרסום אולטרא סאונד של Mg2Si.

התפלגות בגודל חלקיקים ו-SEM תמונות של Mg2Si לפני ואחרי הטחינה אולטראסאונד. (a) התפלגות בגודל החלקיקים; (ב) התמונה SEM לפני הטחינה אולטראסאונד; (ג) התמונה SEM לאחר כרסום אולטראסאונד ב 50% PVP – 50% אטוח עבור 2 h.
מקור: מארקס-גרסיה ואח '. 2015.

מרקז-גרסיה ואח ' (2015) מסיקים כי כרסום אולטרא סאונד יכול לבזות את הדו2טה3 ו-Mg2Si אבקה לתוך חלקיקים קטנים יותר, הגדלים של אשר נע בין 40 אל 400 nm, מציע טכניקה פוטנציאלית לייצור תעשייתי של חלקיקים. לעומת כרסום באנרגיה גבוהה, כרסום אולטרה סאונד יש שני מאפיינים ייחודיים:

  1. 1. התרחשות פער בגודל חלקיק המפריד בין החלקיקים המקוריים לאלה המיוצרים על ידי כרסום אולטרא סאונד; ו
  2. 2. שינויים ניכרים במבנה פני השטח מתגלים לאחר כרסום אולטרא סאונד, המציין את האפשרות לתמרן את משטחי החלקיקים.

סיכום

כרסום אולטרא סאונד של חלקיקים קשים דורש sonication תחת לחץ כדי ליצור מיפוי אינטנסיבי. Sonication תחת לחץ גבוה (כביכול manosonication) מגביר את כוחות ההטיה והלחץ על החלקיקים באופן דרסטי.
התקנה רציפה של sonication המוטבעת מאפשרת עומס חלקיקים גבוה יותר (הדבקה כמו שאיפה), אשר משפרת את תוצאות הטחינה מאז הטחינה האולטרא סאונד מבוססת על התנגשות בין חלקיקים.
Sonication בהתקנה בנפרד מאפשר להבטיח טיפול הומוגנית של כל החלקיקים ולכן התפלגות בגודל חלקיק צר מאוד.

היתרון העיקרי של כרסום אולטרה סאונד הוא כי הטכנולוגיה ניתן לשנות בקלות לייצור של כמויות גדולות-מסחרית זמין, חזק כרסום תעשייתי אולטראסאונד יכול להתמודד עם כמויות עד 10m3/h.

היתרונות של הטחינה אולטראסאונד

  • מהיר, חוסך זמן
  • חיסכון באנרגיה
  • תוצאות לשחזור
  • אין כרסום מדיה (אין חרוזים או פנינים)
  • עלות השקעה נמוכה

Ultrasonicators ביצועים גבוהים

כרסום אולטרא סאונד דורש ציוד אולטרה סאונד בעוצמה גבוהה. על מנת ליצור כוחות הטיה חזקים, המוני ולחץ הם קריטיים. האלישר אולטרה סוניק’ מעבדי אולטראסאונד תעשייתיים יכולים לספק המוני הגברה גבוהה. הגברה של עד 200 μm ניתן בקלות להפעיל באופן רציף ב 24/7 פעולה. בעבור הגברה גבוהה יותר, המלון מציע גם שדות אולטרה סאונד מותאמים אישית. בשילוב עם כורים זרימה pressurizable של Hielscher, מאוד אינטנסיבי מאוד נוצר כך הbondings הבינאליקיים ניתן להתגבר ואפקטים כרסום יעיל מושגת.
החוסן של הציוד האולטרא-סאונד של הירושר מאפשר לבצע 24/7 בעבודה כבדה ובסביבות תובעניות. שליטה דיגיטלית ומרחוק, כמו גם הקלטת נתונים אוטומטית על כרטיס SD מובנה להבטיח עיבוד מדויק, איכות הפונקציה ולאפשר סטנדרטיזציה תהליך.

היתרונות של Ultrasonicators ביצועים גבוהים של הירושר

  • מאוד גבוהה המוני
  • לחצים גבוהים
  • תהליך רציף מוטבע
  • ציוד חזק
  • הסולם למעלה ליניארי
  • לשמור ולפעול בקלות
  • קל לניקוי

תיצור איתנו קשר! / שאל אותנו!

בקש מידע נוסף

אנא השתמש בטופס להלן, אם אתה רוצה לבקש מידע נוסף על homogenization קולי. נשמח להציע לך מערכת קולי הפגישה הדרישות שלך.









הינכם מתבקשים לשים לב מדיניות פרטיות.


הירושר אולטרה סוניק מייצרת ultrasonicators ביצועים גבוהים עבור יישומים sonochemical.

מעבדי אולטרה סאונד בעלי עוצמה גבוהה מהמעבדה לטייס ולקנה מידה תעשייתי.

ספרות / הפניות

  • מרקז-גרסיה ל., לי וו, בומריי ג'יג'י, ג'ארוויס די ג'י, מין ג. (2015): הכנת חלקיקים של חומרים תרמואלקטריים על ידי כרסום אולטראסאונד. יומן של חומרים אלקטרוניים 2015.


עובדות שראוי לדעת

אפקט תרמואלקטרי

חומרים תרמואלקטריים מאופיינים בהצגת האפקט התרמואלקטרי בצורה חזקה או נוחה ושימושית. האפקט התרמואלקטרי מתייחס לתופעות שבהן הבדל הטמפרטורה יוצר פוטנציאל חשמלי או פוטנציאל חשמלי יוצר הבדלי טמפרטורה. תופעות אלו ידועות כאפקט סילבק, המתאר את ההשפעה של הטמפרטורה לזרם הנוכחי, את האפקט של פלטייר, המתאר את ההמרה של הזרם לטמפרטורה, ואת אפקט התומסון, המתאר את החימום/קירור של המנצח. לכל החומרים יש אפקט תרמואלקטרי שאינו אפס, אבל ברוב החומרים הוא קטן מדי כדי להיות שימושי. עם זאת, חומרים בעלות נמוכה הרואים אפקט תרמואלקטרי חזק מספיק כמו גם מאפיינים נדרשים אחרים כדי להפוך אותם לישימים, ניתן להשתמש ביישומים כגון ייצור כוח וקירור. נכון לעכשיו, הנסיעה ביסמוט (Bi2טה3) משמשת רבות להשפעה התרמוחשמלית שלו