Միաշերտ ամորֆ ածխածնի (MAC) ուլտրաձայնային դիսպերգումը հեղուկներում
Միաշերտ ամորֆ ածխածինը (MAC) ածխածնի հիմքով նոր նանոնյութ է՝ բացառիկ մեխանիկական ամրությամբ, ճկունությամբ և հաղորդականությամբ։ Դրա ներառումը հեղուկ մատրիցներում վճռորոշ նշանակություն ունի բարձր արդյունավետությամբ կոմպոզիտների, էներգիայի կուտակման, ծածկույթների և էլեկտրոնային նյութերի կիրառություններում։ Սակայն MAC պարունակող համասեռ և կայուն դիսպերսիա ստանալը դժվարություններ է առաջացնում՝ վան դեր Վաալսի ուժեղ փոխազդեցությունների և ագրեգացման հակման պատճառով։ Hielscher զոնդային տիպի ուլտրաձայնային սարքերով դիսպերգումը ապահովում է արտադրական ավելի մեծ մասշտաբների անցնելու հնարավորություն տվող և բարձր արդյունավետությամբ լուծում՝ MAC կուտակումները քայքայելու և հեղուկ փուլերում համասեռ բաշխում ապահովելու համար։
MAC դիսպերգման դժվարությունները
Իր գերբարակ կառուցվածքի և մակերևութային բարձր էներգիայի պատճառով MAC նյութը հեղուկ միջավայր ներմուծելիս բնականորեն ագրեգացվում է՝ առաջացնելով բազմաշերտ կույտեր։ Սովորական խառնման կամ սահքի վրա հիմնված մեթոդները հաճախ չեն կարողանում արդյունավետորեն դիսպերգել MAC նյութը, ինչը հանգեցնում է հետևյալին.
- Կոմպոզիտային նյութերի ցածր համասեռություն
- Ագլոմերացման պատճառով մեխանիկական հատկությունների վատթարացում
- Գործընթացի՝ ավելի մեծ մասշտաբների անցնելու սահմանափակ հնարավորություն
Ուլտրաձայնային կավիտացիան չվնասող, արդյունավետ և ավելի մեծ մասշտաբների անցնելու հնարավորություն տվող մեթոդ է՝ տարբեր լուծիչներում, պոլիմերային մատրիցներում և ռեակցունակ բաղադրակազմերում դիսպերգված միաշերտ MAC ստանալու համար։
Ուլտրաձայնային դիսպերգում. մեխանիզմը և առավելությունները
Զոնդային տիպի ուլտրաձայնային սարքերը հեղուկներում առաջացնում են ինտենսիվ ակուստիկ կավիտացիա, որի հետևանքով տեղային կերպով առաջանում են սահքի մեծ ուժեր, միկրոշիթեր և հարվածային ալիքներ։ Այս ծայրահեղ պայմաններն արդյունավետորեն քայքայում են MAC ագրեգատները, ապախճճում և համաչափ բաշխում նանոթերթերը։ Ուլտրաձայնային դիսպերգման հիմնական առավելություններն են.
- Արդյունավետ շերտազատում. Բազմաշերտ MAC նյութը վերածում է միաշերտերի
- Բարձր կայունություն. Կանխում է կրկնակի ագրեգացումը՝ օպտիմալացնելով մակերևութային ակտիվ նյութի և լուծիչի փոխազդեցությունները
- Գործընթացի մասշտաբի մեծացման հնարավորություն. Հարմար է լաբորատոր մասշտաբի հետազոտությունների, փորձնական արտադրության և ամբողջամասշտաբ արդյունաբերական արտադրության համար
- Վերահսկվող մշակում. Կարգավորվող պարամետրերը (ամպլիտուդ, ժամանակ, ճնշում, ջերմաստիճան) հնարավորություն են տալիս օպտիմալացնել գործընթացը որոշակի կիրառությունների համար
Hielscher զոնդային տիպի ուլտրաձայնային սարքեր. ավելի մեծ մասշտաբների անցնելու հնարավորություն տվող լուծումներ MAC դիսպերգման համար
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն առաջարկում է գերժամանակակից ուլտրաձայնային մշակման սարքեր՝ MAC դիսպերգման բոլոր մասշտաբների համար՝ փոքր լաբորատոր նմուշներից մինչև արտադրական հոսքագծում իրականացվող խոշորամասշտաբ արդյունաբերական գործընթացներ։ Դրանց մոդուլային և անհատական պահանջներին հարմարեցվող համակարգերն ապահովում են անգերազանցելի ճշգրտություն և արդյունավետություն։
UP400St ուլտրաձայնային սարք՝ ածխածնային նանոմասնիկների համասեռ դիսպերգման համար
MAC դիսպերգում լաբորատոր մասշտաբով
Հետազոտությունների և մշակումների համար Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի UP200Ht (200W) և UP400St (400W) մոդելներն ապահովում են դիսպերգման պարամետրերի ճշգրիտ վերահսկում։ Այս ուլտրաձայնային սարքերը հնարավորություն են տալիս իրականացնել հետևյալը.
- Փոքր խմբաքանակների մշակում՝ իրագործելիության արագ ուսումնասիրությունների համար
- Պարամետրերի օպտիմալացում՝ իդեալական ամպլիտուդը և մշակման տևողությունը որոշելու համար
- Վերարտադրելիության ապահովում՝ բաղադրակազմի կատարելագործման համար
Փորձնական և միջին մասշտաբի արտադրություն
Փորձնական մասշտաբի կամ փոքր արդյունաբերական արտադրության համար UIP1000hdT (1kW) և UIP2000hdT (2kW) սարքերն առաջարկում են բարձրացված հզորություն՝ միաժամանակ պահպանելով դիսպերգման որակի նուրբ կարգավորման հնարավորությունը։ Դրանց առանձնահատկություններն են.
- Անընդհատ մշակում՝ ավելի բարձր արտադրողականության համար
- Հոսքային բջիջներով ռեակտորներ՝ հոսքագծում դիսպերգումն ապահովելու համար
- Ճնշման տակ աշխատելու համար նախատեսված հոսքային բջիջները հնարավորություն են տալիս մշակել բարձրացված ճնշման պայմաններում
Արդյունաբերական մասշտաբի դիսպերգում հոսքագծում
MAC նյութի մեծածավալ դիսպերգման համար Hielscher ընկերության UIP4000hdT, UIP6000hdT և UIP16000hdT շարքի սարքերը (յուրաքանչյուր սարքի համար՝ 4kW–16kW) դյուրացնում են հոսքագծում անընդհատ դիսպերգումը՝ ապահովելով արդյունավետություն և վերարտադրելիություն արդյունաբերական մակարդակում։ Առավելություններն են.
- Մշակման բարձր արտադրողականություն. Նախատեսված են կոմպոզիտների և ծածկույթների խոշորամասշտաբ արտադրության համար
- Մասշտաբի մեծացման հնարավորություն տվող մոդուլային կառուցվածք. Մի քանի սարք կարող են աշխատել զուգահեռ
- Գործընթացի ավտոմատացում. Ինտեգրում տվիչների և կառավարման համակարգերի հետ՝ իրական ժամանակում մոնիթորինգի համար
Ինչպե՞ս հասնել միաշերտ ամորֆ ածխածնի օպտիմալ դիսպերգման
Դիսպերգման ամենաբարձր որակին հասնելու համար անհրաժեշտ է օպտիմալացնել մշակման հիմնական պարամետրերը.
Hielscher զոնդային տիպի ուլտրաձայնային սարքերով դիսպերգումը հեղուկներում միաշերտ ամորֆ ածխածնի մշակման ապացուցված, ավելի մեծ մասշտաբների անցնելու հնարավորություն տվող և բարձր արդյունավետությամբ մեթոդ է։ Թե՛ փոքր լաբորատոր մասշտաբով, թե՛ ամբողջամասշտաբ արդյունաբերական արտադրությունում Hielscher ուլտրաձայնային սարքերն ապահովում են համասեռ, կայուն դիսպերսիաներ՝ բացահայտելով միաշերտ ամորֆ ածխածնի (MAC) ամբողջ ներուժը հաջորդ սերնդի բարձր արդյունավետությամբ կոմպոզիտների, հաղորդիչ ծածկույթների և նանոնյութերով բարելավված արտադրանքների համար։
Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մշակման մոտավոր արտադրողականության մասին.
| Խմբաքանակի ծավալ | Հոսքի ծավալային արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 0,5–1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| 15–150L | 3–15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000hdT |
| n.a. | ավելի բարձր | սարքերի խումբ՝ UIP16000hdT |
- բարձր արդյունավետություն
- գերժամանակակից տեխնոլոգիա
- հուսալիություն և դիմացկունություն
- գործընթացի կարգավորվող, ճշգրիտ կառավարում
- խմբաքանակային և հոսքագծային մշակում
- ցանկացած ծավալի համար
- խելացի ծրագրային ապահովում
- խելացի գործառույթներ (օրինակ՝ ծրագրավորման հնարավորություն, տվյալների գրանցում, հեռակառավարում)
- հեշտ և անվտանգ շահագործում
- տեխնիկական սպասարկման փոքր պահանջ
- CIP (մաքրում տեղում)
Նախագծում, արտադրություն և խորհրդատվություն – Գերմանիայում ստեղծված որակ
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հայտնի են իրենց որակի և նախագծման ամենաբարձր չափանիշներով։ Դիմացկունությունն ու շահագործման պարզությունը թույլ են տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերը սահուն ինտեգրել արդյունաբերական օբյեկտներում։ Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հեշտությամբ են դիմակայում ծանր պայմաններին և բարձր պահանջներ ներկայացնող միջավայրերին։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն ունի ISO հավաստագրում և հատուկ ուշադրություն է դարձնում բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային սարքերին, որոնք առանձնանում են գերժամանակակից տեխնոլոգիայով և օգտագործման հարմարավետությամբ։ Իհարկե, Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը համապատասխանում են CE չափանիշներին և բավարարում UL, CSA և RoHs պահանջները։
Արդյունաբերական ուլտրաձայնային սարք UIP16000hdT ՝ բարձր արտադրողականությամբ նանոդիսպերսիաների ստացման համար
Գրականություն / Հղումներ
- SOP — Ultrasonic Dispersion of Multi-Walled Carbon-Nanotubes using the UP400ST Sonicator — Hielscher Ultrasonics
- Adam K. Budniak, Niall A. Killilea, Szymon J. Zelewski, Mykhailo Sytnyk, Yaron Kauffmann, Yaron Amouyal, Robert Kudrawiec, Wolfgang Heiss, Efrat Lifshitz (2020): Exfoliated CrPS4 with Promising Photoconductivity. Small Vol.16, Issue1. January 9, 2020.
- Anastasia V. Tyurnina, Iakovos Tzanakis, Justin Morton, Jiawei Mi, Kyriakos Porfyrakis, Barbara M. Maciejewska, Nicole Grobert, Dmitry G. Eskin 2020): Ultrasonic exfoliation of graphene in water: A key parameter study. Carbon, Vol. 168, 2020.
Հաճախ տրվող հարցեր
Ի՞նչ է միաշերտ ամորֆ ածխածինը
Միաշերտ ամորֆ ածխածինը (MAC) ածխածնի մեկ ատոմի հաստությամբ ոչ բյուրեղային ձև է, որը սովորաբար սինթեզվում է քիմիական գոլորշային նստեցման (CVD) կամ բարակ թաղանթների նստեցման այլ մեթոդներով։ Ի տարբերություն գրաֆենի, որն ունի լավ կանոնավորված վեցանկյուն ցանց, MAC նյութը չունի ատոմների հեռահար կարգավորվածություն և ատոմային մասշտաբում դրսևորում է անկանոն, սակայն համասեռ կառուցվածք։
Ի՞նչ է ամորֆ ածխածինը
Ամորֆ ածխածինը (a-C) ածխածնի ոչ բյուրեղային ալոտրոպ ձև է, որը բնութագրվում է ատոմների հեռահար պարբերական կարգավորվածության բացակայությամբ։ Այն պարունակում է sp² (գրաֆիտային) և sp³ (ադամանդանման) հիբրիդացված ածխածնի ատոմների խառնուրդ, որի հատկությունները փոփոխվում են՝ կախված նստեցման մեթոդից և ջրածնի պարունակությունից։ Տարատեսակներն են ջրածնացված ամորֆ ածխածինը (a-C:H), քառանիստ ամորֆ ածխածինը (ta-C) և ադամանդանման ածխածինը (DLC)։
Միաշերտ ամորֆ ածխածինը հասանելի՞ է ծավալային նյութի տեսքով
Ո՛չ, միաշերտ ամորֆ ածխածինը հասանելի չէ ծավալային նյութի տեսքով՝ իր երկչափ բնույթի պատճառով։ Այն սինթեզվում է տակդիրների վրա՝ որպես գերբարակ թաղանթ, և չի կարող արտադրվել մեծ քանակությամբ ինքնակիր ծավալային նյութի տեսքով, ինչպես գրաֆիտը կամ ադամանդը։
Ո՞րն է ամորֆ ածխածնի և բյուրեղային ածխածնի տարբերությունը
Հիմնական տարբերությունը ատոմների դասավորության մեջ է։ Բյուրեղային ածխածինը (օրինակ՝ գրաֆիտը, ադամանդը) ունի հստակ սահմանված պարբերական ցանց, մինչդեռ ամորֆ ածխածինը չունի հեռահար կարգավորվածություն։ Կառուցվածքային այս տարբերությունն ազդում է էլեկտրոնային, մեխանիկական և օպտիկական հատկությունների վրա – բյուրեղային ձևերը դրսևորում են անիզոտրոպություն և հստակ գոտիական կառուցվածքներ, մինչդեռ ամորֆ ածխածինն ունի իզոտրոպ հատկություններ և փոփոխական էլեկտրահաղորդականություն։
Որո՞նք են ածխածնի ձևերը
Ածխածինը գոյություն ունի մի քանի ալոտրոպ ձևերով, այդ թվում՝
- Բյուրեղային ձևեր. ադամանդ, գրաֆիտ, գրաֆեն, ածխածնային նանոխողովակներ (CNTs), ֆուլերեններ (օրինակ՝ C₆₀)։
- Ամորֆ ձևեր. փայտածուխ, մուր, տեխնիկական ածխածին, ապակենման ածխածին, ադամանդանման ածխածին (DLC), միաշերտ ամորֆ ածխածին (MAC)։
- Հիբրիդային նանոկառուցվածքներ. նանոադամանդներ, սոխուկանման ածխածնային կառուցվածքներ, ածխածնային աերոգելեր և այնպիսի կոմպոզիտներ, ինչպիսիք են նանոածխածին–մետաղ հիբրիդները։
Յուրաքանչյուր ձև դրսևորում է առանձնահատուկ ֆիզիկաքիմիական հատկություններ, որոնք կարևոր են նյութագիտության, էլեկտրոնիկայի և էներգիայի կուտակման կիրառությունների համար։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն արտադրում է բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ սկսած լաբորատոր չափերից մինչև արդյունաբերական չափեր։