Hielscher अल्ट्रासाउंड प्रौद्योगिकी

थर्मोइलेक्ट्रिक नैनो-पाउडर्स की अल्ट्रासोनिक मिलिंग

  • अनुसंधान से पता चला है कि अल्ट्रासोनिक मिलिंग सफलतापूर्वक थर्मोइलेक्ट्रिक नैनोकणों के निर्माण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है और कणों की सतहों में हेरफेर करने की क्षमता है।
  • Ultrasonically मिल्ड कणों (उदा. द्वि2ते3-आधारित मिश्र धातु) एक महत्वपूर्ण आकार में कमी और कम से कम 10 डिग्री मीटर के साथ निर्मित नैनो कणों से पता चला।
  • इसके अलावा, sonication कणों की सतह आकृति विज्ञान के महत्वपूर्ण परिवर्तन पैदा करता है और इस तरह सूक्ष्म और नैनो कणों की सतह functionalize करने के लिए सक्षम करें।

 

थर्मोइलेक्ट्रिक नैनोकणों

थर्मोइलेक्ट्रिक पदार्थ गर्मी ऊर्जा को सीबेक और पेलटियर प्रभाव के आधार पर विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं। इस तरह यह शायद ही उपयोगकरनेी या लगभग खो थर्मल ऊर्जा उत्पादक अनुप्रयोगों में प्रभावी ढंग से बारी करने के लिए संभव हो जाता है. चूंकि थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री को जैवतापीय बैटरी, ठोस राज्य थर्मोइलेक्ट्रिक कूलिंग, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक डिवाइस, अंतरिक्ष, और मोटर वाहन बिजली उत्पादन जैसे नए अनुप्रयोगों में शामिल किया जा सकता है, अनुसंधान और उद्योग आसान और तेजी से खोज रहे हैं तकनीक पर्यावरण के अनुकूल, किफायती, और उच्च तापमान स्थिर thermoelectric नैनोकणों का उत्पादन करने के लिए। अल्ट्रासोनिक मिलिंग के रूप में अच्छी तरह से नीचे अप संश्लेषण के रूप में (सोनो-Crystallization) थर्मोइलेक्ट्रिक नैनो सामग्री के तेजी से बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए मार्गों का वादा करने के लिए कर रहे हैं।

अल्ट्रासोनिक मिलिंग उपकरण

बिस्मथ टेलूराइड के कण आकार में कमी के लिए (बी2ते3), मैग्नीशियम silicide (Mg2सी) और सिलिकॉन (एसआई) पाउडर, उच्च तीव्रता अल्ट्रासोनिक प्रणाली UIP1000hdT (1kW, 20kHz) एक खुली बीकर सेटअप में इस्तेमाल किया गया था. सभी परीक्षणों के आयाम के लिए 140 डिग्री सेल्सियस के लिए सेट किया गया था। नमूना पोत एक पानी के स्नान में ठंडा है, तापमान थर्मो-युग्म द्वारा नियंत्रित किया जाता है। एक खुले बर्तन में sonication के कारण, ठंडा मिलिंग समाधान (जैसे, इथेनॉल, ब्यूनेल, या पानी) के वाष्पीकरण को रोकने के लिए इस्तेमाल किया गया था।

अल्ट्रासोनिक मिलिंग सफलतापूर्वक नैनो कणों के लिए थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री को कम करने के लिए प्रयोग किया जाता है।

(क) प्रयोगात्मक सेटअप का योजनाबद्ध आरेख। (ख) अल्ट्रासोनिक मिलिंग उपकरण। स्रोत: मार्केज़-Garcia एट अल. 2015.

UIP2000hdT - नैनो कणों के औद्योगिक मिलिंग के लिए एक 2000W उच्च प्रदर्शन ultrasonicator।

दबाव योग्य प्रवाह सेल रिएक्टर के साथ UIP2000hdT

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द्वि के केवल 4h के लिए अल्ट्रासोनिक मिलिंग2ते3-अलॉय पहले से ही 150 और 400 एनएम के बीच आकार के साथ नैनोकणों की एक पर्याप्त राशि में उपज। नैनो रेंज के लिए आकार में कमी के अलावा, sonication भी सतह आकृति विज्ञान के एक परिवर्तन के परिणामस्वरूप. बी, सी, और डी नीचे आंकड़ा में SEM छवियों अल्ट्रासोनिक मिलिंग से पहले कणों के तेज किनारों चिकनी और अल्ट्रासोनिक मिलिंग के बाद दौर बन गए हैं कि प्रदर्शन।

Bi2Te3 आधारित मिश्र धातु नैनोकणों की अल्ट्रासोनिक मिलिंग।

कण आकार वितरण और Bi2Te3 आधारित मिश्र धातु के SEM छवियों से पहले और अल्ट्रासोनिक मिलिंग के बाद। ए – कण आकार वितरण; बी – अल्ट्रासोनिक मिलिंग से पहले SEM छवि; सी – 4 ज के लिए अल्ट्रासोनिक मिलिंग के बाद SEM छवि; डी – 8 एच के लिए अल्ट्रासोनिक मिलिंग के बाद SEM छवि।
स्रोत: मार्केज़-Garcia एट अल. 2015.

कण आकार में कमी और सतह संशोधन विशिष्ट अल्ट्रासोनिक मिलिंग द्वारा प्राप्त कर रहे हैं कि क्या यह निर्धारित करने के लिए, इसी तरह के प्रयोगों एक उच्च ऊर्जा गेंद मिल का उपयोग कर आयोजित किए गए। परिणाम चित्र 3 में दिखाए गए हैं। यह स्पष्ट है कि 200-800 एनएम कणों 48 एच के लिए गेंद मिलिंग द्वारा उत्पादित किया गया (12 बार अल्ट्रासोनिक मिलिंग की तुलना में अब)। SEM से पता चलता है कि बी के तेज किनारों2ते3-मिश्र कणों मिलिंग के बाद अनिवार्य रूप से अपरिवर्तित रहते हैं। इन परिणामों से संकेत मिलता है कि चिकनी किनारों अल्ट्रासोनिक मिलिंग की अद्वितीय विशेषताओं रहे हैं। अल्ट्रासोनिक मिलिंग (4 एच बनाम 48 एच बॉल मिलिंग) द्वारा समय की बचत भी उल्लेखनीय हैं।

Mg2Si की अल्ट्रासोनिक मिलिंग।

कण आकार वितरण और पहले और अल्ट्रासोनिक मिलिंग के बाद Mg2Si के SEM छवियों। (क) कण-आकार का वितरण; (ख) अल्ट्रासोनिक मिलिंग से पहले SEM छवि; (ग) 50% पीवीपी में अल्ट्रासोनिक मिलिंग के बाद SEM छवि-50% EtOH 2 ज के लिए।
स्रोत: मार्केज़-Garcia एट अल. 2015.

मार्केज़-गार्जिया एट अल (2015) निष्कर्ष निकाला है कि अल्ट्रासोनिक मिलिंग बि नीचा कर सकते हैं2ते3 और जी.जी.2छोटे कणों में सी पाउडर, जिसके आकार 40 से 400 एनएम तक होते हैं, नैनोकणों के औद्योगिक उत्पादन के लिए एक संभावित तकनीक का सुझाव देते हैं। उच्च ऊर्जा गेंद मिलिंग के साथ तुलना में, अल्ट्रासोनिक मिलिंग दो अद्वितीय विशेषताओं है:

  1. 1. अल्ट्रासोनिक मिलिंग द्वारा उत्पादित उन लोगों से मूल कणों को अलग करने वाले कण-आकार के अंतर की घटना; और
  2. 2. सतह आकृति विज्ञान में पर्याप्त परिवर्तन अल्ट्रासोनिक मिलिंग के बाद स्पष्ट कर रहे हैं, कणों की सतहों जोड़ तोड़ की संभावना का संकेत।

निष्कर्ष

कठिन कणों की अल्ट्रासोनिक मिलिंग तीव्र गुहिकायन उत्पन्न करने के लिए दबाव में sonication की आवश्यकता है। ऊंचा दबाव (तथाकथित manosonication) के तहत Sonication कतरनी बलों और कणों के लिए तनाव काफी बढ़ जाती है।
एक सतत इनलाइन sonication सेटअप अल्ट्रासोनिक मिलिंग अंतर-कण टक्कर पर आधारित है के बाद से मिलिंग परिणामों में सुधार जो एक उच्च कण लोड (पेस्ट की तरह घोल), के लिए अनुमति देता है।
एक असतत recirculation सेटअप में Sonication सभी कणों की एक सजातीय उपचार सुनिश्चित करने के लिए और इसलिए एक बहुत ही संकीर्ण कण आकार वितरण की अनुमति देता है।

अल्ट्रासोनिक मिलिंग का एक प्रमुख लाभ यह है कि प्रौद्योगिकी को आसानी से बड़ी मात्रा में उत्पादन के लिए बढ़ाया जा सकता है-वाणिज्यिक रूप से उपलब्ध, शक्तिशाली औद्योगिक अल्ट्रासोनिक मिलिंग 10मीटर तक की मात्रा को संभाल सकता है3/ज.

अल्ट्रासोनिक मिलिंग के लाभ

  • तेजी से, समय की बचत
  • ऊर्जा की बचत
  • प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिणाम
  • कोई मिलिंग मीडिया (कोई मोती या मोती)
  • कम निवेश लागत

उच्च प्रदर्शन Ultrasonicators

अल्ट्रासोनिक मिलिंग उच्च शक्ति अल्ट्रासोनिक उपकरण की आवश्यकता है। तीव्र गुहिकायन कतरनी बलों उत्पन्न करने के लिए, उच्च आयाम और दबाव महत्वपूर्ण हैं। Hielscher अल्ट्रासोनिक्स’ औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर बहुत उच्च आयाम वितरित कर सकते हैं। 200 डिग्री तक के आयाम आसानी से लगातार 24/ यहां तक कि उच्च आयाम के लिए, अनुकूलित अल्ट्रासोनिक sonotrodes उपलब्ध हैं। Hielscher के pressurizable प्रवाह रिएक्टरों के साथ संयोजन में, बहुत तीव्र गुहिकायन इतना है कि intermocular bondings दूर किया जा सकता है और कुशल मिलिंग प्रभाव प्राप्त कर रहे हैं बनाया जाता है.
Hielscher के अल्ट्रासोनिक उपकरण ों की मजबूती भारी शुल्क पर और मांग वातावरण में 24 / डिजिटल और रिमोट कंट्रोल के साथ ही एक निर्मित एसडी कार्ड पर स्वत: डेटा रिकॉर्डिंग सटीक प्रसंस्करण, reproduible गुणवत्ता सुनिश्चित करने और प्रक्रिया मानकीकरण के लिए अनुमति देते हैं।

Hielscher उच्च प्रदर्शन Ultrasonicators के लाभ

  • बहुत अधिक आयाम
  • उच्च दबाव
  • सतत इनलाइन प्रक्रम
  • मजबूत उपकरण
  • रैखिक पैमाने-अप
  • बचाने के लिए और आसान काम करने के लिए
  • साफ करने के लिए आसान

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Hielscher Ultrasonics sonochemical अनुप्रयोगों के लिए उच्च प्रदर्शन ultrasonicators बनाती है।

प्रयोगशाला से पायलट और औद्योगिक पैमाने पर उच्च शक्ति अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर।

साहित्य / संदर्भ

  • मार्केज़-गार्जिया एल,ली डब्ल्यू,बोम्फ्रे जे.जे., जार्विस डी.जे., मिन जी (2015): अल्ट्रासोनिक मिलिंग द्वारा थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री के नैनोकणों की तैयारी। इलेक्ट्रॉनिक सामग्री के जर्नल 2015.


जानने के योग्य तथ्य

थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव

थर्मोइलेक्ट्रिक सामग्री एक मजबूत या सुविधाजनक, उपयोगी रूप में थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव दिखा कर विशेषता है। ताप-विद्युत प्रभाव परिघटनाओं को निर्दिष्ट करता है जिसके द्वारा ताप अंतर विद्युत विभव बनाता है अथवा विद्युत विभव ताप विभव बनाता है। इन परिघटनाओं को सीबेक प्रभाव कहते हैं, जो ताप के विद्युत धारा में रूपांतरण का वर्णन करता है, पेल्टियर प्रभाव, जो विद्युत धारा को ताप के रूपांतरण का वर्णन करता है तथा थॉमसन प्रभाव, जो चालक तापन/कूलिंग का वर्णन करता है। सभी सामग्रियों का शून्य-शून्य ताप-विद्युत प्रभाव होता है, लेकिन अधिकांश सामग्रियों में यह उपयोगी होना बहुत छोटा होता है। हालांकि, कम लागत वाली सामग्री है कि एक पर्याप्त रूप से मजबूत थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव के रूप में के रूप में अच्छी तरह से अन्य आवश्यक गुण उन्हें लागू करने के लिए दिखाने के लिए, इस तरह के बिजली उत्पादन और प्रशीतन के रूप में अनुप्रयोगों में इस्तेमाल किया जा सकता है. वर्तमान में, बिस्मथ टेलूराइड (बी2ते3) व्यापक रूप से अपने तापविद्युत प्रभाव के लिए प्रयोग किया जाता है