Hielscher ультрадыбыстық технологиясы

Sonofragmentation - Қуатты ультрадыбысты бөлшектердің сынуына әсері

Sonofragmentation бөлшектердің сынуы жоғары қуатты ультрадыбыстық көмегімен наномөлшемді фрагменттерге сипаттайды. Жалпы ультрадыбыстық деаггломерациядан және фрезерден айырмашылығы – онда бөлшектер көбінесе майдаланады және бөлшектер арасындағы соқтығысу арқылы бөлінеді – , Sono-мәжбүрлеп бөлшектер мен соққы толқыны арасындағы тікелей өзара әрекеттесу ерекшеленеді. Жоғары қуаттылық / төмен жиілікті ультрадыбыстық сұйықтықтарда кавитацияны және осылайша қарқынды керу күштерін жасайды. Кавитациялық көпіршікті құлаудың және аралық сызықтың соқтығысуының өте шамадан тыс жағдайлары өте жұқа материалға айналдырады.

Ультрадыбыстық өндіру және нано бөлшектерді дайындау

Қуатты ультрадыбыстық нано материалдарын өндірудің әсері жақсы белгілі: Диспергирующие, деаггломерия және фрезерлы & Ультрадыбыспен, сондай-ақ Ультрадыбыспен фрагменттеу жиі емдеудің жалғыз тиімді әдісі болып табылады нано бөлшектер. Бұл, әсіресе, наноөлшемді бөлшектердің бірегей сипаттамалары көрсетілгендей өте ерекше нано материалдарға қатысты болғанда, әсіресе дұрыс. Нано материалдарын нақты функционалдылықтармен қамтамасыз ету үшін тегіс және сенімді Ультрадыбыспен қамтамасыз ету қажет. Hielscher зертханалық масштабтан ультрадыбыстық жабдықтарды толық коммерциялық өндіру көлеміне дейін жеткізеді.

Кавитация бойынша Sono-Fragmentation

Сұйықтыққа қуатты ультрадыбыстық күштердің енуі төтенше жағдайлар жасайды. Ультрадыбыс сұйықтық ортасын таратқанда, ультрадыбыстық толқындар сығымдау және сиретудің циклдарын (жоғары қысым және төмен қысымды циклдар) айналдыруға әкеледі. Төмен қысым циклдары кезінде сұйықтықта шағын вакцина көпіршіктері пайда болады. Мыналар кавитация көпіршіктері бірнеше энергияны сіңіре алмайтын мөлшерге жетпейінше бірнеше төмен қысымды циклдардан өседі. Бұл күйде максималды сіңірілетін қуат пен көпіршікті мөлшерде кавитацияның көпіршігі күшті түрде құлап, жергілікті экстремалды жағдайлар жасайды. Импульсінің арқасында кавитация көпіршіктері, өте жоғары температурасы шамамен. 5000K және қысымы шамамен. 2000 градусқа жергілікті деңгейде қол жеткізілді. Импульс жылдамдығы 280 м / с (≈1000 км / сағ) дейінгі сұйық ағындарға әкеледі. Соно-фрагментация осы қарқынды күштерді субмикрон және нано диапазонында фрагментті бөлшектерді кішірек өлшемдерге қолдануды сипаттайды. Прогрессивті Ультрадыбыспен бөлшектердің пішіні бұрыштан сфераға айналады, бұл бөлшектерді аса бағалы етеді. Sonofragmentation нәтижесі қуатты енгізу, ұлтанды көлемі және агломераттардың өлшемі ретінде анықталған фрагментация жылдамдығы ретінде көрінеді.
Кустерлер және т.б. (1994) агломераттардың ультрадыбыстық көмегімен фрагментациясының энергия тұтынуына байланысты зерттелді. Зерттеушілердің нәтижелері «ультрадыбыстық дисперсия әдісі қарапайым тегістеу техникасы сияқты тиімді бола алатындығын көрсетеді. Ультрадыбыстық дисперсияның өндірістік тәжірибесі (мысалы, үлкен зондтар, суспензияның үздіксіз өткізгіштігі) бұл нәтижелерді біршама өзгерте алады, алайда энергияның нақты шығыны осы комминутронды таңдаудың себебі емес, керісінше оның қабілеті өте жұқа (субмикронды) бөлшектер шығарады. ”[Кустер және басқалар. 1994 ж. Ұнтақтарды кетіруге арналған кремний немесе циркония, ұнтақ массасы бойынша талап етілетін нақты энергия, әдеттегі тегістеу әдістеріне қарағанда ультрадыбыстық тегістеу арқылы төмендеген. Ультрадыбыстық өңдеу бөлшектерді фрезерлеу және тегістеу арқылы ғана емес, сонымен қатар қатты заттардың жылтыратуы арқылы әсер етеді. Осылайша, бөлшектердің жоғары сферасына қол жеткізуге болады.

Наноматериалдардың кристалдануына арналған зоно-фрагментация

«Ультрадыбыспен сәулелендірілген молекулалық кристалдардың суспензиясында өзара соқтығысулар пайда болғанына күмән жоқ, бірақ олар фрагментацияның негізгі көзі емес. Молекулярлық кристалдардан айырмашылығы металл бөлшектерін тікелей соққы толқындарынан зақымдамайды және тек қарқынды (бірақ сирек кездесетін) араласқан соқтығысуларға ғана әсер етуі мүмкін. Асфинді суспензияға қарсы металл ұнтақтарын уландыруға арналған басым тетіктердің ауысуы муфталар мен бөлшектердің қасиеттерінің айырмашылығын көрсетеді. «[Zeiger / Suslick 2011, 14532]

Ацетилсалицил қышқылының бөлшектерінің ультрадыбыстық фрагментациясы

Асфинді бөлшектердің соңғы зақымдалуы [Zeiger / Suslick 2011]

Гопи және т.б. (2008) сонофрагментацияны қолдана отырып, микрометр өлшеміндегі жемден (мысалы, 70-80 мкм) жоғары тазалықты субмикрометр глюминді керамикалық бөлшектердің (көбінесе 100 нм диапазонында) жасалуын зерттеді. Олар соно-фрагментация нәтижесінде глинозем қыш бөлшектерінің түсі мен формасының едәуір өзгеруін байқады. Микрон, субмикрон және нано өлшеміндегі бөлшектерді жоғары қуатты ультрадыбыспен оңай алуға болады. Акустикалық өрісте ұстап тұру уақытының ұлғаюымен бөлшектердің сфералық күші артты.

Серфактантадағы дисперсия

Тиімді ультрадыбыстық бөлшектердің сынуына байланысты, суб-микроннан және нанометрлік бөлшектердің деаггломерациясын болдырмау үшін беттік активті заттарды қолдану қажет. Бөлшектердің мөлшері неғұрлым кіші болса, онда олар беттік активті заттармен жабылуы керек, олар суспензияда ұстап, бөлшектердің коагулянтын болдырмайды (агломерация). Ультрадыбыстық қышқылдың артықшылығы дисперсті әсерде болады: бір мезгілде ұнтақтау және бөлшектеу кезінде ультрадыбыстық заттар беттік белсенді затпен түйіршікті бөлшектердің бөлшектерін шашыратып, ол нано бөлшектердің агломерациясы толығымен аулақ болып табылады.

Өнеркәсіптік өндіріс

Нарықты жоғары сапалы нано материалдармен қамтамасыз ету үшін, ерекше функционалдылықты білдіретін сенімді технологиялық жабдық қажет. Ультрадыбыстық құрылғылар кластеризацияға қабілетті бірлікке дейін 16 кВт дейін, іс жүзінде шексіз көлемді ағындарды өңдеуге мүмкіндік береді. Ультрадыбыстық процестердің толығымен желілік ауқымдылығына байланысты, ультрадыбыстық қолдану зертханаларда тәуекелсіз тестіленуі мүмкін, стендтік-шкала бойынша оңтайландырылған және одан кейін өндіріс желісіне қиындықсыз енгізілген болуы мүмкін. Ультрадыбыстық қондырғы үлкен кеңістікті қажет етпейтіндіктен, ол тіпті қолданыстағы технологиялық ағындарға жаңартылады. Операция оңай және бақылауға алынады және қашықтан басқару арқылы іске қосылады, ал ультрадыбыстық жүйені ұстау іс жүзінде елеусіз болады.

Әдебиеттер / әдебиеттер

  • Амбекар, Б. (2012): Дірілді және деульфиризации үшін ультрадыбыстық көмірсутегі: эксперименттік тергеу және механикалық модельдеу. Springer, 2012.
  • Эдер, Рафаэль Дж .; Шранк, Симон; Бесенхард, Максимилиан О .; Roblegg, Eva; Gruber-Woelfler, Heidrun; Хинаст, Йоханнес Г. (2012): Ацетилсалицил қышқылының (АСА) үздіксіз сазокристаллизациясы: кристалды өлшемді бақылау. Кристалды өсу & Дизайн 12/10, 2012. 4733-4738.
  • Гопи, Қырғызстан; Nagarajan, R. (2008): Sonofragmentation көмегімен наноалюминаның керамикалық бөлшектерді дайындаудағы жетістіктері. Нанотехнология бойынша IEEE транзакциялары 7/5, 2008. 532-537.
  • Кusters, Karl; Пратсинис, Сотирис Е .; Тома, Стивен Г .; Смит, Дуглас М. (1994): Ультрадыбыстық фрагментация үшін энергия мөлшерін азайту туралы заңдар. Powder Technology 80, 1994. 253-263.
  • Зейгер, Брэд В .; Сушлик, Кеннет С. (2011): Молекулярлық кристалдардың соңғы концентрациясы. Американдық химия қоғамының журналы. 2011 ж.

Кері байланыс / қосымша ақпарат алу үшін сұраңыз

Егер қайта өңдеу талаптары туралы бізге әңгімелестік. Біз сіздің жобасы үшін ең қолайлы орнату және өңдеу параметрлері ұсынамыз.





Біздің ескеріңіз құпиялылық саясаты.



Ultrasonic processing: Cavitational "hot spot" (Click to enlarge!)

Сұйықтыққа дыбыс толқындарын жіберетін ультрадыбыстық sonotrode. Sonotrode беткейінің астындағы тұман көрінеді кавитациялық ыстық нүкте ауданы.