熱伝達流体 – ソニック処理ナノ流体による優れた効率性

伝熱流体の熱伝導率の限界を超える！超音波分散で安定したナノ流体を作り、ナノサイズの熱伝導流体で熱伝導率を向上させます。Hielscher社のプローブ型超音波分散機は、ナノ流体製造のための高効率で信頼性の高い分散機です。

ナノ流体ベースの伝熱流体における超音波分散の利点

超音波分散ナノ流体は、極めて均一な分散性と長時間安定性を示し、熱伝導率を向上させることで伝熱流体の機能性を高めます。

• 熱伝導率の向上
  均一な分散は、流体と相互作用するナノ粒子の有効表面積を増加させ、伝導性熱伝達を促進する。
• 長期安定性の向上
  音波処理されたナノ流体は、沈殿と凝集が著しく減少し、予測可能で一貫した熱性能を保証します。
• スケーラビリティと再現性
  100Wから16kWまでの出力を持つプローブ型ソニケーターは、実験室規模の製剤にも工業生産にも対応し、エネルギー投入量と処理時間を正確に制御することができます。
• 多様な流体システムとの互換性
  超音波処理は、様々なベース液に適用可能です。 – 水やグリコールから、極限環境で使用される高沸点オイルや合成熱伝達流体まで。

熱伝達流体 – ナノ流体としてより良い

伝熱流体（HTF）は、幅広い産業分野の熱システムにおいて重要なコンポーネントである。 – 太陽光発電や化学製造から、自動車や電子機器の冷却に至るまで。その主な役割は、熱エネルギーを効率的に吸収、輸送、放散し、高温環境でも低温環境でも動作の安定性を維持し、過熱を防止することである。
従来、熱伝達流体には水、エチレングリコール、鉱物油、合成流体などがあった。しかし、熱制御に対する技術的要求が高まるにつれて – 特に小型化された高電力密度システムにおいて – 従来の流体の熱伝導率の限界がボトルネックになりつつある。
そこでナノ流体の出番となる。
ナノ流体は、ベース流体中のナノ粒子（通常100nm以下）の人工コロイド懸濁液である。これらのナノ粒子 – 金属酸化物（例：Al₂O₃、ZnO）、金属（例：Cu、Ag）、炭素系構造（例：グラフェン、カーボンナノチューブ） – は、流体の熱伝導率、対流熱伝達率、比熱を劇的に向上させる。
信頼性が高く実用的なナノ流体であるためには、長期安定性という極めて重要な側面を満たさなければならない。安定した均一な分散がなければ、ナノ粒子は凝集、沈殿、またはベース流体と反応する傾向がある。 – 熱性能だけでなく、システムの安全性や寿命も損なう。
 

超音波ホモジナイザーは、高性能伝熱流体製造の要件を満たす安定したナノ流体を製造することができる。

熱媒体製造用超音波分散機

超音波処理 – 特にプローブ型ソニケーターを使用 – は、優れた安定性と再現性を備えた高性能ナノ流体を製造するための、実証済みのスケーラブルな方法である。

しかし、何が超音波処理を効果的にしているのだろうか？
高強度で低周波の超音波（一般的に約20kHz）にさらされたとき、液体媒体中でマイクロバブルが形成、成長、爆縮することである。この物理現象は、局所的に強いせん断力、マイクロジェット、衝撃波を発生させます：

• ナノ粒子の凝集体や凝集塊を砕く
• 粘性流体や高表面張力流体中のナノ粒子の均一分散を実現する
• ベース液による粒子表面の濡れを促進する。
• 粒子径を小さくする（場合によっては一次粒子のスケールまで小さくする）
• さらに、超音波処理は非化学的で低添加のアプローチであり、界面活性剤や分散剤の必要性を最小限に抑えることができる。 – こうして、液体とナノ粒子の両方の物理化学的特性が保たれる。

 
様々なナノ流体製剤のプロトコルはこちらでご覧いただけます！
 

ナノ粒子の超音波分散 – 効率的な粒子径の縮小と均一な分散

伝熱ナノ流体製造用Hielscherソニケーター

ナノ流体ベースの熱伝導流体の製造における超音波分散の使用は、単なる加工上の選択ではない。 – は、要求の厳しい環境において信頼性の高い高性能の熱管理ソリューションを実現するために必要不可欠です。新しいナノ粒子の化学的性質とベース流体の組み合わせが研究され続ける中、超音波処理は、その実用化を可能にする基礎技術として際立っています。
Hielscher 社の超音波ホモジナイザーは、ベンチトップ型から工業用まであり、製剤試験から商業生産まで、直線的なスケールアップが可能です。

特定のナノ流体システムに合わせた技術的な実装、機器の推奨、または詳細なプロセス・パラメータについては、当社の超音波処理の専門家にお問い合わせください。
 

デザイン、製造、コンサルティング – 品質 ドイツ製

Hielscher社の超音波装置は、その最高の品質と設計基準でよく知られています。頑丈で操作が簡単なため、産業設備にスムーズに組み込むことができます。過酷な条件や厳しい環境でも、Hielscherの超音波装置は容易に対応できます。

Hielscher Ultrasonics社は、ISO認証取得企業であり、最先端の技術と使いやすさを特徴とする高性能超音波振動子に特に重点を置いています。もちろん、Hielscherの超音波装置はCEに準拠しており、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。

下の表は、超音波処理装置の処理能力の目安です：