Hielscher ուլտրաձայնային տեխնոլոգիա

Ուլտրաձայնային սինթեզ Nanodiamonds

  • Շնորհիվ իր ինտենսիվ cavitational ուժի, հզորության ուլտրաձայնային խոստումնալից տեխնիկան արտադրել micron- եւ նանո չափի ադամանդներ են գրաֆիտի:
  • Միկրո եւ նանո-բյուրեղային ադամանդները կարող է սինթեզվում sonicating կասեցումը գրաֆիտի օրգանական հեղուկ է մթնոլորտային ճնշման եւ սենյակային ջերմաստիճանում:
  • Ուլտրաձայնային է նաեւ օգտակար գործիք Գրառման վերամշակման գործում սինթեզված nano ադամանդներով, քանի որ ultrasonication disperses, deagglomerates եւ functionalizes nano մասնիկներ շատ արդյունավետ:

Ultrasonics համար Nanodiamond Բուժում

Nanodiamonds (նաեւ կոչվում ճայթյուն ադամանդները (dnd) կամ ultradispersed ադամանդները (էկոսան)) հատուկ ձեւ ածխածնի nanomaterials առանձնանում է իր յուրահատուկ հատկանիշներով, ինչպիսիք են նրա վանդակավոր կառուցվածքը, նրա մեծ մակերեւույթ, Ինչպես նաեւ եզակի տեսողական եւ մագնիսական հատկությունները, եւ բացառիկ դիմումները. Հատկությունների ultradispersed մասնիկների կատարել այդ նյութերի նորարարական միացություններ ստեղծման համար գրողներին նյութերի հետ արտահերթ գործառույթների. Չափը ադամանդ մասնիկների մուր է մոտ 5nm.

Ուլտրաձայնային սինթեզ Nanodiamonds

Տակ ինտենսիվ ուժերի, ինչպիսիք են sonication կամ պայթեցման, գրաֆիտի կարող է վերածվել ադամանդ:

Ultrasonically սինթեզվում Nanodiamonds

Սինթեզն ադամանդ է կարեւոր հետազոտական ​​դաշտ վերաբերող գիտական ​​եւ կոմերցիոն շահերից: Որ սովորաբար օգտագործվում է գործընթացը սինթեզի միկրո-բյուրեղային եւ նանո-բյուրեղային Ալմաստե մասնիկների բարձր ճնշման բարձր ջերմաստիճանը (HPHT) տեխնիկան: Ըստ այս մեթոդի, պահանջվող գործընթացը ճնշումը տասնյակ հազարավոր միջավայրերին եւ ջերմաստիճանը ավելի քան 2000K են գեներացվել է արտադրել հիմնական մասը համաշխարհային մատակարարումների արդյունաբերական ադամանդ. Ձեւափոխման գրաֆիտի մեջ ադամանդ, ընդհանուր առմամբ բարձր ճնշումների եւ բարձր ջերմաստիճանների են պահանջվում, եւ կատալիզատորների օգտագործվում են բարձրացնել եկամտաբերությունը ադամանդ.
Այս պահանջները, որոնք անհրաժեշտ է վերափոխման կարող է գեներացվել շատ արդյունավետ է օգտագործման High Power ուլտրաձայնային (= Ցածր հաճախականությունը, բարձր ինտենսիվությունը ուլտրաձայնային):

Ուլտրաձայնային կավիտացիա

Գերձայնային է հեղուկների առաջացնում տեղական շատ ծայրահեղ էֆեկտներ. Երբ հեղուկների բարձրացումն առաջացնում է բարձր ինտենսիվություններ, ձայնային ալիքները, որոնք տարածվում են հեղուկի մեխանիզմների մեջ, հանգեցնում են բարձր ճնշման (սեղմում) եւ ցածր ճնշման (հազվադեպ) ցիկլերի փոխարինման: Ցածր ճնշման ցիկլի ժամանակ բարձր ինտենսիվությամբ ուլտրաձայնային ալիքները հեղուկում ստեղծում են փոքր վակուումային փուչիկները կամ բացթողումները: Երբ փուչիկները հասնում են այն ծավալին, որտեղ նրանք այլեւս չեն կարողանում ներծծվել էներգիա, դրանք բարձր ճնշման ցիկլի ժամանակ ուժեղանում են: Այս երեւույթը կոչվում է cavitation, Ընթացքում implosion շատ բարձր ջերմաստիճանը (մոտ. 5,000K) եւ ճնշումների (մոտ. 2,000atm) են հասել տեղում. The implosion է cavitation պղպջակների նաեւ հանգեցնում է հեղուկ jets մինչեւ 280 / վրկ արագություն: (Suslick 1998) Ակնհայտ է, որ միկրո եւ Nano-բյուրեղային ադամանդները կարող են սինթեզվում ոլորտում ուլտրաձայնային cavitation,

Տեղեկատվության պահանջ





Ուլտրաձայնային կարգը սինթեզը Nanodiamonds

Դե ֆակտո, որ ուսումնասիրությունը Խաչատրյանը et al. (2008 թ.), Ցույց է տալիս, որ ադամանդե microcrystals նույնպես կարող է սինթեզվում է ultrasonication մի կասեցման գրաֆիտի ի օրգանական հեղուկ է մթնոլորտային ճնշման եւ սենյակային ջերմաստիճանում: Քանի որ cavitation հեղուկի, մի բանաձեւ արոմատիկ oligomers արդեն ընտրված շնորհիվ իր ցածր վառ շոգի ճնշման եւ դրա բարձր եռման ջերմաստիճանի. Այս հեղուկ, հատուկ մաքուր գրաֆիտ փոշի – մասնիկներից է Լեռնաշղթայի միջեւ 100-200 մկմ - կասեցվել է: Ի փորձերի Խաչատրյանը et al., Կուռ-հեղուկ քաշը հարաբերակցությունը կազմել է 1: 6, իսկ cavitation հեղուկ խտությունը էր 1.1g սմ-3 25 ° C: Իսկ առավելագույն ուլտրաձայնի սարքավորւոմներ ուժգնությունը sonoreactor եղել 75-80W սմ-2 համապատասխանում է ձայնային ճնշման առատություն 15-16 բար.
Այն է ձեռք բերվել մոտավորապես 10% գրաֆիտ-to-ադամանդ դարձի. Այն ադամանդները գրեթե մոնո-ցրել շատ սուր, լավ մշակված չափի մեջ միջակայքում 6 կամ 9μm ± 0.5μm հետ խորանարդ, բյուրեղային ձեւաբանություն եւ բարձր մաքրություն,

Ultrasonically սինթեզված ադամանդները (ՍԵՄ նկարներ): Բարձր հզորության ուլտրաձայնային ապահովում է էներգիան անհրաժեշտ է դրդել nanodiamonds' synthsis

ՍԵՄ պատկերները Ultrasonically սինթեզված ալմաստների: լուսանկարները (ա) եւ (բ) ցույց են տալիս, որ օրինակելի շարքը 1, (գ) եւ (դ) նմուշ սերիան 2. [Խաչատրյանը et al. 2008]

է ծախսերը ֆինասավորում եւ nanodiamonds կողմից արտադրված այս մեթոդով գնահատվել է մրցակցային հետ բարձր ճնշման բարձր ջերմաստիճանը (HPHT) գործընթացում: Սա ստիպում է ուլտրաձայնային նորարարական այլընտրանք սինթեզի միկրո եւ nanodiamonds (Խաչատրյանը et al., 2008), հատկապես, քանի որ արտադրության գործընթացը nanodiamonds կարող է օպտիմիզացված են հետագա հետաքննության: Շատ պարամետրերի, ինչպիսիք լիություն, ճնշման, ջերմաստիճանի, cavitation Հեղուկի, եւ համակենտրոնացումը պետք է ուսումնասիրվեն ճշգրիտ բացահայտել քաղցր տեղում ուլտրաձայնային nanodiamond սինթեզի.
Ըստ արդյունքների համադրման nanodiamonds, հետագա Ultrasonically գեներացվել cavitation առաջարկում է ներուժը սինթեզի այլ կարեւոր միացությունների, ինչպիսիք են խորանարդ բորի նիտրիդով, ածխածնի nitride այլն (Խաչատրյանը et al., 2008):
Բացի այդ, դա, կարծես, հնարավոր լինի ստեղծել ալմաստի nanowires եւ nanorods են բազմաբնակարան պարսպապատ ածխածնային նանոխողովակների (MWCNTs) տակ ուլտրաձայնային ճառագայթում. Ալմաստե Nanowires են միաչափ անալոգներ սորուն ադամանդ. Շնորհիվ իր բարձր առաձգական modulus, ուժ-to-քաշի հարաբերակցության եւ հարաբերական անկաշկանդ, որի հետ իր մակերեսների կարող է functionalized, ալմաստի արդեն գտել է, որ օպտիմալ նյութ nanomechanical նմուշներ. (Sun et al., 2004):

Ուլտրաձայնային ցրել է Nanodiamonds

Ինչպես արդեն նկարագրված է, Deagglomeration եւ նույնիսկ մասնիկների չափը բաշխման միջնաժամկետ են Essentials համար հաջող շահագործման կապակցությամբ nanodiamonds 'եզակի հատկանիշներով:
ցրելը եւ Deagglomeration ըստ ultrasonication մի արդյունք ուլտրաձայնային cavitation. Ուլտրաձայնային հեղուկների հայտնաբերման ժամանակ ձայնային ալիքները, որոնք հեղուկի արդյունքում տարածվում են բարձր ճնշման եւ ցածր ճնշման ցիկլերի փոխարինման մեջ: Սա վերաբերում է մեխանիկական սթրեսին անհատական ​​մասնիկների միջեւ գրավիչ ուժերի վրա: Հեղուկների ուլտրաձայնային կավիտացիան առաջացնում է բարձր արագությամբ հեղուկ հեղուկներ մինչեւ 1000 կմ / ժ (մոտ 600 մֆ): Նման ճնշումը սեղմում է հեղուկ հեղուկը բարձր ճնշման մեջ `մասնիկների միջեւ եւ դրանք միմյանցից առանձնացնում: Փոքր մասնիկները արագացվում են հեղուկ ճառագայթներով եւ բախվում բարձր արագությամբ: Դա դարձնում է ուլտրաձայնային հետազոտությունը արդյունավետ միջոցներ ցրելու համար, այլեւ ֆրեզերային Հյուրատետր micron չափի եւ ենթաօրենսդրական միկրոն չափի մասնիկների.
Օրինակ, nanodiamonds (միջին չափը մոտ 4nm) եւ պոլիստիրոլից կարող է ցրել է cyclohexane է ձեռք բերել հատուկ կոմպոզիտային: Իրենց ուսումնասիրության, Chipara et al. (2010 թ.) Արդեն պատրաստել բաղադրանյութերը է պոլիստիրոլից եւ nanodiamonds, որը պարունակում nanodiamonds է մի շարք միջեւ 0 եւ 25% կշռով: Ստանալու է նույնիսկ ցրելը, Նրանք sonicated է լուծում 60 րոպե հետ Hielscher ի UIP1000hd (1 կվտ):

Ultrasonically օժանդակությամբ Functionalization է Nanodiamonds

Համար functionalization ամբողջական մակերեսի յուրաքանչյուր nano չափի մասնիկների, մակերեւույթը մասնիկի պետք է հասանելի լինի քիմիական ռեակցիայի. Սա նշանակում է, որ, նույնիսկ, եւ տուգանք սփռվածության պահանջվում, քանի որ նաեւ ցրել մասնիկները շրջապատված են սահմանային շերտի մոլեկուլների ներգրավված է մասնիկի մակերեսին. Ստանալ նոր ֆունկցիոնալ խմբեր է nanodiamonds 'մակերեսին, սա սահմանը շերտը պետք է կոտրվել կամ հեռացվել. Այս գործընթացը ընդմիջման եւ հեռացման սահմանային շերտի կարող է իրականացվել ultrasonics:
Ուլտրաձայնային ներկայացրել է հեղուկ առաջացնում տարբեր ծայրահեղ էֆեկտներ, ինչպիսիք են cavitation, Տեղական շատ բարձր ջերմաստիճանը մինչեւ 2000K եւ հեղուկ jets մինչեւ 1000km / ժ: (Suslick 1998) Ըստ այս սթրեսի գործոնների ներգրավման ուժերը (օրինակ `Վան-դեր-Waals զորքեր) կարելի է հաղթահարել, եւ ֆունկցիոնալ մոլեկուլները, որոնք իրականացվում են մակերեսի մասնիկի է functionalize, օրինակ nanodiamonds Մակերեւութային:

Under powerful ultrasonic irradiation (e.g. with Hielscher's UIP2000hdT) it becomes possible to synthesis, deagglomerate and functionalize nanodiamonds efficiently.

Սխեմա 1: Գրաֆիկական է in situ-Deagglomeration եւ մակերեսային functionalization մասին nanodiamonds (Liang 2011)

Փորձարկումները հետ կաթիլ օժանդակությամբ Sonic կազմալուծումը (BASD) բուժման ցույց են տվել, խոստումնալից արդյունքներ է մակերեւութային funcionalization մասին nanodiamonds, ինչպես նաեւ: Այսպիսով, ուլունքներ (օրինակ միկրո չափի կերամիկական beads, ինչպիսիք են ZrO2 beads) արդեն օգտագործվել է կիրառել ուլտրաձայնային քոչվորական ուժերը վրա nanodiamond մասնիկների: The Deagglomeration տեղի է ունենում շնորհիվ է interparticular բախման nanodiamond մասնիկների եւ ZrO2 բեղիկներ:
Պայմանավորված է ավելի լավ առկայության մասնիկների 'մակերեսի համար քիմիական ռեակցիաների, ինչպիսիք են boran նվազեցման, arylation կամ silanization, ուլտրաձայնային կամ BASD (կաթիլ օգնությանը Sonic կազմալուծումը) նախնական մշակման համար ցրել նպատակը բարձր խորհուրդ է տրվում. ուլտրաձայնային Ցրված եւ Deagglomeration քիմիական ռեակցիան կարող է անցնել շատ ավելի ամբողջությամբ.

Երբ բարձր հզորության, ցածր հաճախականության ուլտրաձայնային ներկայացնում է մեջ հեղուկ միջին, cavitation գեներացվում է.

Ուլտրաձայնային caviatation արդյունքները ծայրահեղ ջերմաստիճանի եւ ճնշման տարբերություններով եւ բարձր արագությամբ հեղուկ jets. Դրանով իսկ, իշխանությունը ուլտրաձայնային հաջողակ մշակման մեթոդ mixing եւ ֆրեզերային դիմումները.

Հետադարձ կապ / Հարցրեք ավելի շատ տեղեկությունների համար

Խոսեք մեզ ձեր վերամշակող պահանջներին. Մենք խորհուրդ ենք տալիս, որ ամենահարմար setup եւ վերամշակման պարամետրերի ձեր նախագծին.





Խնդրում ենք նկատի ունենալ մեր Գաղտնիության քաղաքականություն,


Գրականություն / հղումներ

  • Chipara, Ա. Ք. Et al .: Հանքային հատկությունները nanodiamond մասնիկների ցրել է Պոլիպրոպիլեն. HESTEC 2010.
  • Էլ-Ասենք, Կ. Մ .: Nanodiamonds որպես թմրանյութերի առաքման համակարգի կիրառման եւ հեռանկարային: Ի J Appl Ֆարմ Sci 01/06, 2011 թ. էջ 29-39:
  • Խաչատրյանը, Ա. Խ. et al .: Գրաֆիտ-to-ադամանդ տրանսֆորմացիան induced կողմից ուլտրաձայնային cavitation: In: Diamond & Վերաբերող նյութեր 17, 2008; pp931-936:
  • Krueger, A .: կառուցվածքը եւ առաջացրած nanoscale ադամանդ: Ի: J բուհի Chem 18, 2008 թ. էջ 1485-1492:
  • Liang, Y: Deagglomeration եւ մակերեւույթը nanodiamond միջոցով ԹԵՐՄՈ- քիմիական եւ mechanochemical մեթոդներով: Ատենախոսության Հուլիոս Մաքսիմիլիան համալսարանի Würzburg 2011th
  • Osawa, E .: Monodisperse միայնակ nanodiamond particulates: Ի: Մաքուր, ՀՍՍՀ Chem 80/7, 2008; էջ 1365-1379:
  • Pramatarova, Լ et al .: Առավելությունն Պոլիմեր COMPOSITES հետ ճայթյուն Nanodiamond մասնիկներ համար բժշկական դիմումները. Ի: On Biomimetics; էջ 298-320:
  • Sun, L .; Gong, J .; Zhu, D .; Zhu, Z .; Նա, S .: Diamond Nanorods է ածխածնային նանոխողովակների: Ի: Advanced Materials 16/2004: էջ 1849-1853:
  • Suslick, K.S .: Քըրք-Othmer հանրագիտարան քիմիական տեխնոլոգիայի. 4 - րդ խմբ. J. Wiley & Որդիներ `Նյու Յորք; 26, 1998; էջ 517-541:

Nanodiamonds – Օգտագործման եւ Ծրագրեր

Այն nanodiamond տեղումներ են անկայուն շնորհիվ իրենց Զետա-ներուժի: Այսպիսով, նրանք հակված բարձր է ձեւավորել ագրեգատներ: Մի ընդհանուր կիրառումը nanodiamonds օգտագործումն է հղկաքար, կտրում եւ հղկում գործիքներ եւ ջերմային sinks. Մեկ այլ պոտենցիալ օգտագործումը կիրառումը nanodiamonds, քանի որ թմրանյութերի կրիչի դեղագործական ակտիվ բաղադրիչների (տես Pramatarova): միջոցով ultrasonication, Առաջին հերթին nanodiamonds կարող է սինթեզվում է գրաֆիտի, եւ երկրորդը, որ nanodiamonds մեծապես tending է դիզում կարող է լինել evenly ցրել հեղուկ ԶԼՄ-ների (օրինակ, ձեւակերպել հղկում գործակալ):