გამტარი მელნების ფართომასშტაბიანი ულტრაბგერითი წარმოება
- ერთგვაროვნად განაწილებული ნანონაწილაკები, როგორიცაა ვერცხლი, გრაფენი ან CNT-ები, ნაწილაკების ზუსტად მორგებული ზომით, გადამწყვეტია მაღალი ელექტროგამტარობის მქონე მელნების წარმოებისთვის.
- მძლავრი ულტრაბგერითი დისპერგატორები საშუალებას იძლევა, სინთეზირდეს, დეაგლომერირდეს და გადანაწილდეს მეტალის (მაგ. Ag), ნახშირბადის საფუძველზე (მაგ. CNT-ები, გრაფენი) ნანონაწილაკები, ასევე ნანოკომპოზიტები შესანიშნავი ელექტროგამტარობით.
- Hielscher-ის ულტრაბგერითი დისპერგატორები უზრუნველყოფენ მაღალი ხარისხის დისპერსიებს, რა დროსაც არიან ძალიან ეფექტური, საიმედო და ეკონომიკურად მომგებიანი.
გამტარი ნანონაწილაკების ულტრაბგერითი დისპერგირება
გამტარ მელანს – როგორც მისი სახელწოდება მიუთითებს – აქვს ელექტროგამტარობის ფუნქცია. გამტარი მელნებისა და საფარების მოსამზადებლად ელექტრული დენის გამტარი კომპონენტები (გამტარი შემავსებლები) ძალიან ერთგვაროვნად უნდა განაწილდეს მელნის ფუძეში. მაღალი გამტარობის მისაღებად გამოიყენება ნანონაწილაკები, როგორიცაა ვერცხლი, სპილენძი, CNT-ები, გრაფენი, გრაფიტი, სხვა მეტალით დაფარული ნაწილაკები და ნანოკომპოზიტები.
ულტრაბგერითი პროცესორები ქმნიან უკიდურესად ინტენსიურ ძვრის ძალებს, რითაც ვან დერ ვაალსის ძალები და მოლეკულური ბმები შეიძლება დაიძლიოს. ულტრაბგერითი დისპერგირება არის ნანონაწილაკების დისპერგირებისთვის უპირატესი ტექნიკა, რადგან ულტრაბგერითი დამუშავება იძლევა მარცვლების ზომების ძალიან ვიწრო განაწილებას, ნაწილაკების მაღალ ფუნქციურობას და გამეორებად შედეგებს.
პერიოდული მოქმედების ულტრაბგერითი რეაქტორი გამტარ მელნებში ნანომასალების დისპერგირებისთვის.
- ნანოვერცხლის მელნები
- გრაფენის მელნები (გრაფენის ძალიან მაღალი შემცველობით)
- სპილენძის მელნები (ნანომავთულები და ნანონაწილაკები)
- CNT მელნები
- SWNT მელნები
- ნანოოქროს მელნები
- მრავალფეროვანი ნანოკომპოზიტები
- 3D ბეჭდვისთვის გამოსადეგი მელნები
- ელექტროგამტარი წებოები (ECA)
დიელექტრიკული ნანონაწილაკების ულტრაბგერითი დისპერგირება
იმისათვის, რომ კომპოზიტს მიენიჭოს იზოლაციური თვისებები, დიელექტრიკული ნაწილაკები, როგორიცაა SiO2, ZnO, ალუმინის ოქსიდის-ეპოქსიდის ნანოკომპოზიტები და სხვა, უნდა იყოს ერთგვარად გადანაწილებული როგორც ცალკეული ნაწილაკები მატრიცაში. ულტრაბგერითი დისპერგირება უზრუნველყოფს აგლომერატების დაშლას, რათა ნანონაწილაკები კარგად იყოს გადანაწილებული. ნაწილაკების ძალიან ვიწრო განაწილება გადამწყვეტია მასალის საიმედო დიელექტრიკული ფუნქციურობის მისაღებად.
Hielscher-ის მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი აპარატები ნანოდისპერსიებისთვის
მძლავრი ულტრაბგერითი სისტემები უზრუნველყოფენ ნანონაწილაკების საიმედო დისპერგირებას – ლაბორატორიულ და სკამის დონეზე სრულად სამრეწველო მასშტაბამდე. სხვა ულტრაბგერითი მომწოდებლებთან შედარებით, Hielscher-ის ულტრაბგერითი სისტემები შეუძლიათ მიაღწიონ ძალიან მაღალ ამპლიტუდებს 200µm-მდე – უწყვეტი მუშაობა 24/7 რეჟიმში და მარტივი სონოტროდების ფორმებით. თუ აპლიკაცია მოითხოვს კიდევ უფრო მაღალ ამპლიტუდებს და/ან ძალიან მაღალ ტემპერატურებს, Hielscher გთავაზობთ მორგებულ ულტრაბგერით სონოტროდებს, რომლებსაც შეუძლიათ >200µm ამპლიტუდების მიწოდება და ჩასმა ძალიან ცხელ გარემოში (მაგ. მეტალის ნადნობების ულტრაბგერითი დამუშავებისთვის). Hielscher-ის ულტრაბგერითი აღჭურვილობის გამძლეობა აკმაყოფილებს სამრეწველო სტანდარტებს. ჩვენი ყველა აღჭურვილობა შექმნილია 24/7 მძიმე რეჟიმში მუშაობისთვის და მოთხოვნად გარემოში.
ქვემოთ მოცემული ცხრილი გაძლევთ წარმოდგენას ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების დაახლოებითი დამუშავების სიმძლავრეზე:
| პარტიის მოცულობა | მოცულობითი ხარჯი | რეკომენდებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 10-დან 2000mL-მდე | 20-დან 400mL/min-მდე | UP200Ht, UP400St |
| 0,1-დან 20L-მდე | 0,2-დან 4L/min-მდე | UIP2000hdT |
| 10-დან 100L-მდე | 2-დან 10L/min-მდე | UIP4000 |
| n.a. | 10-დან 100L/min-მდე | UIP16000 |
| n.a. | უფრო დიდი | მოწყობილობების კლასტერი UIP16000 |
- მორგებული ნაწილაკების ზომა
- მაღალი გამტარობა
- ნაწილაკების მაღალი შემცველობა
- დაბალიდან მაღალ სიბლანტემდე
- პროცესის კონტროლი
- მარტივი დამუშავება
- სწრაფი
- ეკონომიკურად მომგებიანი
სამრეწველო ულტრაბგერითი პროცესორი UIP16000 (16kW) გამტარი მელნების წარმოებისთვის
ლიტერატურა / რეფერენსი
- del Bosque, A.; Sánchez-Romate, X.F.; Sánchez, M.; Ureña, A. (2022): Easy-Scalable Flexible Sensors Made of Carbon Nanotube-Doped Polydimethylsiloxane: Analysis of Manufacturing Conditions and Proof of Concept. Sensors 2022, 22, 5147.
- 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, Issue 1. January 9, 2020.
- Kim, Moojoon; Kim, Jungsoon; Jo, Misun; Ha, Kanglyeo (2010): Dispersion effect of nano particle according to ultrasound exposure by using focused ultrasonic field. Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics 6-8 December, 2010. 31, 2010. 549-550.
- Brad W. Zeiger; Kenneth S. Suslick (2011): Sonofragmentation of Molecular Crystals. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 37, 14530–14533.
- Pekarovicov, Alexandra; Pekarovic, Jan (2009): Emerging Pigment Dispersion Technologies. Industry insight Pira International 2009.
საყურადღებო ფაქტები
ელექტროგამტარი ნანონაწილაკები
ნანონაწილაკებს (NPs) აქვთ მასალის უნიკალური მახასიათებლები, რომლებიც შეიძლება მკვეთრად განსხვავდებოდეს იმავე მასალის მაკროსკოპული მახასიათებლებისგან. ნანომასალებს მრავალფეროვანი ფორმა აქვთ. მათ შეიძლება ჰქონდეთ ზომების უკიდურესად მაღალი თანაფარდობა 1:1,000,000 (მაგ. ნანომილაკებს) ან იდეალურად სფერული ფორმა. მილაკებისა და სფეროების გარდა, ნანონაწილაკებს აქვთ ღეროების, მავთულების, ძაფისებრი კრისტალების, ნანოყვავილების, ბოჭკოების, ფანტელებისა და წერტილების ფორმა.
ნანონაწილაკების ზომა და ფორმა მნიშვნელოვან როლს ასრულებს NPs-ის ისეთი თვისებების განსაზღვრაში, როგორიცაა გაჭიმვისას სიმტკიცე, მოქნილობა, თერმომექანიკური თვისებები, გამტარობა, დიელექტრიკული, მაგნიტური და ოპტიკური თვისებები. კომპოზიტებისთვის ამ ფუნქციური თვისებების მისანიჭებლად NPs უნდა დისპერგირდეს და ერთგვაროვნად შეერიოს მატრიცას. ასეთი მაღალი ხარისხის დისპერსიის მისაღებად ულტრაბგერითი დამუშავება დისპერგირების უპირატესი ტექნიკაა.
ელექტროგამტარი ნანონაწილაკები ფართოდ გამოიყენება მელნებისა და საფარებისთვის ელექტროგამტარობის მისანიჭებლად. ნანოვერცხლი (nano-Ag) გამტარ მელნებში ერთ-ერთი ყველაზე ხშირად გამოყენებული ნანოშემავსებელია. ვერცხლზე დაფუძნებული გამტარი მელნები შეიძლება დამზადდეს წყლის ფუძეზე და ტრაფარეტული ბეჭდვისთვის გამოსადეგი ფორმით; ისინი მოქნილი და დაკეცვის მიმართ მდგრადია.
გამტარი მელნები
გამტარი მელნები არის გამტარი პოლიმერები (პოლიანილინი, პოლითიოფენი ან პოლიპიროლები და ა.შ.), რომელთა დატანა შესაძლებელია ჭავლური ბეჭდვით, ბრუნვითი დაფარვით და სხვა მეთოდებით. გავრცელებული ელექტროგამტარი მელნები შეიძლება დაიყოს სამ კატეგორიად მათი გამტარი კომპონენტების მიხედვით: კეთილშობილი მეტალები, გამტარი პოლიმერები ან ნახშირბადის ნანომასალები. გამტარ მელნებს გამოყენების ფართო სპექტრი აქვთ და ისინი გამოიყენება ელექტრონიკის, შეფუთვის (PET და პლასტმასის ფირები), სენსორების, ანტენების, RFID ნიშნულების/ეტიკეტების, სენსორული ეკრანების, OLED დისპლეების, ბეჭდური გამათბობლებისა და მრავალი სხვა პროდუქტის წარმოებაში.
PEDOT:PSS [პოლი(3,4-ეთილენდიოქსითიოფენი) პოლი(სტირენსულფონატი)] არის ერთ-ერთი ყველაზე ხშირად გამოყენებული გამტარი პოლიმერი, რომელსაც მაღალი გამტარობის გარდა გამჭვირვალობაც ახასიათებს. ნახშირბადის ნანომილაკების, ვერცხლის ნანომავთულების და/ან გრაფენის ქსელის დამატებით PEDOT:PSS-ის გამტარობა შეიძლება მნიშვნელოვნად გაიზარდოს. მოდიფიცირებული PEDOT:PSS მელნები და ფორმულაციები ხელმისაწვდომია დაფარვისა და ბეჭდვის სხვადასხვა პროცესისთვის. წყლის ფუძეზე დამზადებული PEDOT:PSS მელნები ძირითადად გამოიყენება ნაპრალოვანი თავაკით დაფარვაში, ფლექსოგრაფიაში, ღრმა ბეჭდვასა და ჭავლურ ბეჭდვაში.
დიელექტრიკული მელნები
დიელექტრიკული მელნები და საფარები ელექტრულად არაგამტარია და გამოიყენება ელექტრონული სქემის დაფების ტრაფარეტულ ბეჭდვაში საიზოლაციო ფენის შესაქმნელად, რომელიც გამტარი მასალების დაცვასა და გაუმჯობესებას ემსახურება.
დიელექტრიკული ნანონაწილაკები გამოიყენება მელნებისთვის, პასტებისა და საფარებისთვის საიზოლაციო თვისებების მისანიჭებლად.
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს ლაბორატორიული ზომი დან სამრეწველო ზომამდე.