Hielscher Ultrasonics
Մենք ուրախ կլինենք քննարկել ձեր գործընթացը:
Զանգահարեք մեզ՝ +49 3328 437-420
Փոստ մեզ՝ info@hielscher.com

Ուլտրաձայնային նանո-կառուցվածք՝ ծակոտկեն մետաղներ արտադրելու համար

Սոնոքիմիա շատ արդյունավետ գործիք է նանո նյութերի ինժեներական և ֆունկցիոնալացման համար: Մետալուրգիայում ուլտրաձայնային ճառագայթումը նպաստում է ծակոտկեն մետաղների առաջացմանը: Բ.

Ծակոտկեն մետաղները գրավում են բազմազան տեխնոլոգիական ճյուղերի մեծ հետաքրքրությունը՝ շնորհիվ իրենց ակնառու բնութագրերի, ինչպիսիք են կոռոզիոն դիմադրությունը, մեխանիկական ուժը և չափազանց բարձր ջերմաստիճաններին դիմակայելու կարողությունը: Այս հատկությունները հիմնված են միայն մի քանի նանոմետր տրամագծով ծակոտիներով նանոկառուցվածքային մակերեսների վրա: Միջծակոտկեն նյութերը բնութագրվում են 2-ից 50 նմ պոզային չափերով, մինչդեռ միկրոծակոտկեն նյութը ծակոտիների չափը 2 նմ-ից պակաս է: Միջազգային հետազոտական թիմը, ներառյալ Բայրոյթի համալսարանի դոկտոր Դարիա Անդրեևան (Ֆիզիկական քիմիայի 2-րդ ամբիոն), հաջողությամբ մշակել է ծանր և ծախսարդյունավետ ուլտրաձայնային ընթացակարգ նման մետաղական կառույցների նախագծման և արտադրության համար:

Այս գործընթացում մետաղները մշակվում են ջրային լուծույթում այնպես, որ մի քանի նանոմետրանոց խոռոչները զարգանում են՝ ճշգրիտ սահմանված բացերով: Այս հարմարեցված կառույցների համար արդեն կա նորարարական կիրառությունների լայն սպեկտր, ներառյալ օդի մաքրումը, էներգիայի պահեստավորումը կամ բժշկական տեխնոլոգիաները: Հատկապես խոստումնալից է ծակոտկեն մետաղների օգտագործումը նանոկոմպոզիտներում: Սրանք կոմպոզիտային նյութերի նոր դաս են, որոնցում շատ նուրբ մատրիցային կառուցվածքը լցված է մինչև 20 նանոմետր չափերի մասնիկներով:

UIP1000hd-ը հզոր ուլտրաձայնային սարք է, որն օգտագործվում է նյութերի ճարտարագիտության, նանո կառուցվածքի և մասնիկների փոփոխման համար: (Սեղմեք մեծացնելու համար!)

Բժ. UIP1000hd Ուլտրաձայնային սարք (20 կՀց, 1000 Վտ): Նկարը՝ Չ. Վիսլեր

Նոր տեխնիկան օգտագործում է ուլտրաձայնային եղանակով առաջացած պղպջակների ձևավորման գործընթաց, որը ֆիզիկայում կոչվում է կավիտացիա (ստացված լատ. “կավուս” = “խոռոչ”) Ծովագնացության մեջ այս գործընթացից վախենում են այն մեծ վնասի պատճառով, որը կարող է պատճառել նավերի պտուտակներ և տուրբիններ: Շատ բարձր պտույտի դեպքում ջրի տակ գոլորշու պղպջակներ են ձևավորվում: Չափազանց բարձր ճնշման տակ կարճ ժամանակահատվածից հետո փուչիկները փլվում են ներքուստ՝ դեֆորմացնելով մետաղական մակերեսները։ Գործընթացը կավիտացիա կարող է առաջանալ նաև ուլտրաձայնի միջոցով: Ուլտրաձայնը կազմված է սեղմման ալիքներից, որոնց հաճախականությունը բարձր է լսելի միջակայքից (20 կՀց) և առաջացնում է վակուումային փուչիկներ ջրի և ջրային լուծույթներում: Այս փուչիկները պայթելիս առաջանում են մի քանի հազար աստիճանի ջերմաստիճան և մինչև 1000 բար չափազանց բարձր ճնշում:

UIP1000hd ուլտրաձայնային սարքը օգտագործվել է բարձր ծակոտկեն մետաղների նանոկառուցվածքի համար: (Սեղմեք մեծացնելու համար!)

Մետաղական մասնիկների փոփոխության վրա ակուստիկ կավիտացիայի ազդեցության սխեմատիկ ներկայացում:
Դոկտոր Դ. Անդրեևայի նկարը

Վերոնշյալ սխեման ցույց է տալիս ակուստիկ կավիտացիայի ազդեցությունը մետաղական մասնիկների փոփոխության վրա: Ցինկի (Zn) նման ցածր հալման կետ ունեցող մետաղները ամբողջությամբ օքսիդացված են. Հալման բարձր ջերմաստիճան ունեցող մետաղները, ինչպիսիք են նիկելը (Ni) և տիտանը (Ti), մակերևույթի ձևափոխություն են ցուցաբերում արտահոսքի ազդեցության տակ: Ալյումինը (Al) և մագնեզիումը (Mg) կազմում են մեզոպորոզ կառուցվածքներ։ Նոբելյան մետաղները դիմացկուն են ուլտրաձայնային ճառագայթման՝ օքսիդացման դեմ իրենց կայունության շնորհիվ։ Մետաղների հալման կետերը նշված են Քելվին (K) աստիճաններով։

Այս գործընթացի ճշգրիտ վերահսկումը կարող է հանգեցնել ջրային լուծույթում կասեցված մետաղների նպատակային նանոկառուցվածքի` հաշվի առնելով մետաղների որոշակի ֆիզիկական և քիմիական բնութագրերը: Քանի որ մետաղները շատ տարբեր կերպ են արձագանքում, երբ ենթարկվում են նման հնչյունավորման, ինչպես ցույց է տվել բժիշկ Դարիա Անդրեևան Գոլմի, Բեռլինի և Մինսկի իր գործընկերների հետ: Բարձր ռեակտիվություն ունեցող մետաղներում, ինչպիսիք են ցինկը, ալյումինը և մագնեզիումը, աստիճանաբար ձևավորվում է մատրիցային կառուցվածք, որը կայունանում է օքսիդային ծածկույթով: Սա հանգեցնում է ծակոտկեն մետաղների, որոնք, օրինակ, կարող են հետագայում մշակվել կոմպոզիտային նյութերում: Ազնիվ մետաղները, ինչպիսիք են ոսկին, պլատինը, արծաթը և պալադիումը, սակայն տարբեր կերպ են վարվում: Իրենց ցածր օքսիդացման հակման պատճառով նրանք դիմադրում են ուլտրաձայնային բուժմանը և պահպանում են իրենց սկզբնական կառուցվածքն ու հատկությունները:

Sonication-ի միջոցով կարող է ձևավորվել պոլիէլեկտրոլիտային ծածկույթ, որը պաշտպանում է կոռոզիայից: (Սեղմեք մեծացնելու համար!)

Ալյումինի համաձուլվածքների ուլտրաձայնային պաշտպանություն կոռոզիայից: [© Skorb et al. 2011]

Վերևի նկարը ցույց է տալիս, որ ուլտրաձայնը կարող է օգտագործվել նաև ալյումինե համաձուլվածքները կոռոզիայից պաշտպանելու համար: Ձախ կողմում. Ալյումինի համաձուլվածքի լուսանկարը բարձր քայքայիչ լուծույթում, մակերեսի էլեկտոմիկրոսկոպիկ պատկերից ներքև, որի վրա, ձայնային ազդեցության շնորհիվ, ձևավորվել է պոլիէլեկտրոլիտային ծածկույթ: Այս ծածկույթը պաշտպանում է կոռոզիայից 21 օր: Աջ կողմում. Նույն ալյումինե համաձուլվածքն առանց ձայնային ազդեցության ենթարկվելու: Մակերեսն ամբողջությամբ կոռոզիայից է։

Այն փաստը, որ տարբեր մետաղներ կտրուկ տարբեր կերպ են արձագանքում ձայնային արտանետմանը, կարող է օգտագործվել նյութագիտության մեջ նորարարությունների համար: Համաձուլվածքները կարող են վերածվել նանոկոմպոզիտների, որոնցում ավելի կայուն նյութի մասնիկները պարուրված են պակաս կայուն մետաղի ծակոտկեն մատրիցով: Այսպիսով, շատ մեծ մակերեսներ են առաջանում շատ սահմանափակ տարածության մեջ, ինչը թույլ է տալիս այս նանոկոմպոզիտներին օգտագործել որպես կատալիզատորներ: Դրանք ազդում են հատկապես արագ և արդյունավետ քիմիական ռեակցիաների վրա:

Դոկտոր Դարիա Անդրեևայի հետ հետազոտողներ պրոֆեսոր Անդրեաս Ֆերին, դոկտոր Նիկոլաս Պազոս-Պերեսը և Յանա Շեֆերհանսը, ինչպես նաև Ֆիզիկական քիմիայի II բաժնից, նպաստեցին հետազոտության արդյունքներին: Գոլմի Մաքս Պլանկի կոլոիդների և ինտերֆեյսների ինստիտուտի, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH-ի և Բելառուսի պետական համալսարանի իրենց գործընկերների հետ Մինսկում իրենց վերջին արդյունքները հրապարակել են առցանց ամսագրում: “Նանոմաշտաբ”.

Hielscher's ultrasonicator UIP1000hd-ը հաջողությամբ օգտագործվել է մեզոծակոտ մետաղների ձևավորման համար: (Սեղմեք մեծացնելու համար!)

ուլտրաձայնային պրոցեսոր UIP1000hd մետաղների նանոկառուցվածքի համար

Կապվեք մեզ հետ / Հարցրեք լրացուցիչ տեղեկությունների համար

Խոսեք մեզ հետ ձեր վերամշակման պահանջների մասին: Մենք խորհուրդ կտանք ձեր նախագծի համար ամենահարմար տեղադրման և մշակման պարամետրերը:





Խնդրում ենք նկատի ունենալ մեր Գաղտնիության քաղաքականություն.






Bitte beachten Sie unsere Datenschutzerklärung.


Հղում:

  • Սկորբ, Եկատերինա Վ. Ֆիքս, Դիմիտրի; Շչուկին, Դմիտրի Գ. Մոհվալդ, Հելմուտ; Սվիրիդով, Դմիտրի Վ. Մուսա, Ռամի; Վանդերկա, Նելիա; Շեֆերհանս, Յանա; Պազոս-Պերես, Նիկոլաս ; Ֆերի, Անդրեաս; Անդրեևա, Դարիա Վ. (2011): Մետաղական սպունգների սոնոքիմիական ձևավորում. Նանոմաշտաբ – Advance առաջին 3/3, 2011. 985-993.
  • Wißler, Christian (2011). Ուլտրաձայնի օգտագործմամբ բարձր ճշգրիտ նանոկառուցվածք. ծակոտկեն մետաղներ արտադրելու նոր ընթացակարգ: Blick in die Forschung. Mitteilungen der Universität Bayreuth 05, 2011 թ.

Լրացուցիչ գիտական տեղեկությունների համար խնդրում ենք դիմել՝ դոկտոր Դարիա Անդրեևա, Ֆիզիկական քիմիայի ամբիոն II Բայրոյթի համալսարան, 95440 Բայրոյթ, Գերմանիա – հեռախոս՝ +49 (0) 921 / 55-2750
փոստ՝ daria.andreeva@uni-bayreuth.de



Փաստեր, որոնք արժե իմանալ

Հյուսվածքների ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորները հաճախ կոչվում են զոնդավորող, ձայնային լիզեր, ուլտրաձայնային խանգարող, ուլտրաձայնային սրող, սոնո-ռոտիչ, ձայնավորող, ձայնային դիսպերսատոր, բջջային խանգարող, ուլտրաձայնային դիսպերսեր կամ տարրալուծող: Տարբեր տերմինները բխում են տարբեր կիրառություններից, որոնք կարող են իրականացվել sonication-ի միջոցով:

Մենք ուրախ կլինենք քննարկել ձեր գործընթացը:

Եկեք կապի մեջ մտնենք։