Hielscher ультрадыбыстық технологиясы

Термоэлектрлік нано-ұнтақтардың ультрадыбыстық бұрғылауы

  • Зерттеулер көрсеткендей, ультрадыбыстық фрезерлеу термоэлектрлік нанобөлшектерді дайындау үшін сәтті қолданылуы мүмкін және бөлшектердің беттерін басқаруға әлеуеті бар.
  • Ультрадыбыстық өңделген бөлшектер (мысалы, Bi2Te3негізделген қорытпа) 10 мкм-нен кем болатын айтарлықтай мөлшерде азайтылған және дайын нано-бөлшектерді көрсетті.
  • Сонымен қатар, Ультрадыбыспен бөлшектердің беткі морфологиясының айтарлықтай өзгерістерін тудырады және осылайша микро- және нано-бөлшектердің бетін функционализациялауға мүмкіндік береді.

 

Термоэлектрлік нанобөлшектер

Термоэлектрлік материалдар жылу энергиясын Seebeck және Peltier әсеріне негізделген электр энергиясына айналдырады. Осылайша пайдалы және дерлік жоғалтылған жылу энергиясын өнімді қосымшаларға тиімді түрде айналдыруға болады. Термоэлектрлік материалдар биотермиялық батареялар, қатты күйдегі термоэлектрлік салқындату, оптоэлектрондық құрылғылар, ғарыш және автокөлік өндірісі, зерттеу және өнеркәсіп секілді жаңа қосымшаларға енгізілуі мүмкін болғандықтан, қоршаған орта үшін ыңғайлы, үнемді және жоғары технологиялық температуралық тұрақты термоэлектрлік нанобөлшектер. Ультрадыбыстық жонғылау сондай-ақ төменнен жоғары синтез (Соно-кристалдану) термоэлектрлік наноматериалдардың жылдам өндірілуіне перспективалы бағыттар.

Ультрадыбыстық станоктар

Бөлшектердің мөлшерін азайту үшін висмут тотығы (Bi2Te3), магний силиклиді (Mg2Si) және кремний (Si) ұнтағы, жоғары қарқынды ультрадыбыстық жүйе UIP1000hdT (1 кВт, 20 кГц) ашық стакан орнатуға пайдаланылды. Барлық сынақтар үшін амплитудасы 140 мкм болатын. Үлгілік ыдыс су ваннасында салқындатылады, температура термопаркпен басқарылады. Ашық ыдыста Ультрадыбыспен байланысты, фрезерлік ерітінділердің (мысалы, этанол, бутанол немесе су) булануына жол бермеу үшін салқындату қолданылады.

Ультрадыбыстық жонғылау термоэлектрлік материалдарды нано-бөлшектерге азайту үшін табысты қолданылады.

(а) эксперименттік қондырғының схемалық диаграммасы. (б) ультрадыбыстық фрезерлік аппарат. Дереккөз: Marquez-Garcia et al. 2015.

UIP2000hdT - нано бөлшектерді өнеркәсіптік өңдеуге арналған 2000 Вт жоғары өнімді ультраизатор.

UIP2000hdT қысымды ағындық жасушалар реакторы бар

Ақпараттық сұрау




Біздің ескеріңіз құпиялылық саясаты.


Би тек 4х үшін ультрадыбыстық жонғылау2Te3-аллоған 150-ден 400 нм-ге дейінгі көлемдегі нанобөлшектердің едәуір мөлшерін берді. Ультрадыбыспен нано-диапазонның мөлшерін азайтудан басқа, бет морфологиясының өзгеруіне әкелді. B, c және d төмендегі суреттегі SEM кескіндері ультрадыбыстық жонғылаумен бөлшектердің өткір жиектері ультрадыбыстық фрезерден кейін тегіс және дөңгелек болды.

Bi2Te3 негізіндегі қорытпа нанобөлшектердің ультрадыбыстық жонғылауы.

Ультрадыбыстық жонғылау алдында және кейін Bi2Te3 негізіндегі қорытпаның бөлшектердің мөлшерін бөлу және SEM кескіндері. а – Бөлшектердің мөлшерін бөлу; b – Ультрадыбыстық фрезер алдында SEM кескіні; с – 4 сағаттық ультрадыбыстық фрезерден кейін SEM кескіні; d – 8 сағат ультрадыбыстық фрезерден кейін SEM кескіні.
Дереккөз: Marquez-Garcia et al. 2015.

Ультрадыбыстық жонғылау арқылы бөлшектердің мөлшерін азайту және бетінің модификациясы бірегей болып табылатынын анықтау үшін ұқсас эксперименттер жоғары энергиялы шар диірмені арқылы жүргізілді. Нәтижелер 3-суретте көрсетілген. Шамамен 200-800 нм бөлшектер допты фрезерлеу арқылы 48 сағатқа (ультрадыбыстық фрезерден 12 есе көп) өндірілді. SEM бидің өткір жиектерін көрсетеді2Te3- ұнтақталған бөлшектер ұсақталғаннан кейін айтарлықтай өзгеріссіз қалады. Бұл нәтижелер тегіс шеттердің ультрадыбыстық жонғылаудың бірегей сипаттамалары екендігін көрсетеді. Ультрадыбыстық жонғылау арқылы уақыт үнемдеу (4 сағат 48 сағаттық фрезерге қарсы) керемет.

Mg2Si ультрадыбыстық жонғылау.

Ультрадыбыстық майдалауға дейін және одан кейінгі бөлшектердің мөлшерін бөлу және Mg2Si SEM суреттері. (а) бөлшектердің мөлшерін бөлу; (b) ультрадыбыстық фрезер алдында SEM кескіні; (с) ультрадыбыстық фрезерлеуден кейін SEM кескіні 50% PVP-50% EtOH 2 сағат ішінде.
Дереккөз: Marquez-Garcia et al. 2015.

Маркез-Гарсия және т.б. (2015) ультрадыбыстық жонғылаумен Bi-ды төмендете алады деп қорытынды жасайды2Te3 және Mg2Si ұнтағы 40-нан 400 нм-ге дейін болатын кішігірім бөлшектерге, нанобөлшектердің өнеркәсіптік өндірісіне ықтимал техниканы ұсынады. Жоғары энергиялы шарлармен салыстырғанда, ультрадыбыстық жонғылау екі ерекше қасиетке ие:

  1. 1. ультрадыбыстық жонғылаумен алынған бастапқы бөлшектерді бөліп шығаратын бөлшек өлшеміндегі алшақтықтың пайда болуы; және
  2. 2. жер қыртысының морфологиясының елеулі өзгерістері ультрадыбыстық фрезерлеуден кейін көрінеді, бұл бөлшектердің беттерін манипуляциялау мүмкіндігін көрсетеді.

Қорытынды

Қатты бөлшектердің ультрадыбыстық өңделуі қарқынды кавитацияны қалыптастыру үшін қысыммен ультрадыбысты қажет етеді. Жоғары қысымда (манозоникация деп аталатын) ұлғаю күштердің күштерін арттырады және бөлшектерге қатты әсер етеді.
Үздіксіз кірістірілген Ультрадыбыспен орнату ультрадыбыстық жонғылау бөлшектераралық соқтығысу негізделгендіктен фрезерлеу нәтижелерін жақсартатын жоғары бөлшектердің жүктемесін (паста тәріздес суспензия) алуға мүмкіндік береді.
Дискретті рециркуляциялау қондырғысындағы Ультрадыбыспен барлық бөлшектердің гомогенді емделуін қамтамасыз етеді, сондықтан бөлшектердің мөлшерінің өте тар таралуын қамтамасыз етеді.

Ультрадыбыстық фрезерлеудің негізгі артықшылығы - бұл технологияны үлкен мөлшерде өндіруге қолжетімді болуы мүмкін - коммерциялық қолжетімді, қуатты өнеркәсіптік ультрадыбыстық фрезия 10 м дейінгі3/ с.

Ультрадыбыстық майдалаудың артықшылықтары

  • Жылдам, уақытты үнемдеу
  • энергияны үнемдеу
  • ойнатылатын нәтижелер
  • Фрезерлы медиа жоқ (бисер немесе маржаны жоқ)
  • Инвестициялық шығындар төмен

Жоғары өнімділік ультрадыбыстық құрылғылар

Ультрадыбыстық жонғылау жоғары қуатты ультрадыбыстық жабдықтар талап етеді. Қарқынды кавитациялық жылжу күштерін жасау үшін, жоғары амплитудасы және қысым маңызды. Hielscher Ультрадыбыспен’ өнеркәсіптік ультрадыбыстық процессорлар өте жоғары амплитудасын жеткізе алады. 200 мкм дейінгі амплитуда 24/7 операциясында үздіксіз жұмыс істей алады. Тіпті жоғары амплитудасы үшін арнайы ультрадыбыстық sonotrodes бар. Hielscher-ның қысымға жарамды ағыны реакторларымен бірге өте қарқынды кавитация құрылады, оларалық молекулалық байланыстары еңсеруге және тиімді фрезерлік әсерге қол жеткізуге мүмкіндік береді.
Hielscher ның ультрадыбыстық жабдықтардың беріктігі тәулік бойы жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Сандық және қашықтан басқару құралы, сондай-ақ орнатылған SD-картаға автоматты түрде деректерді жазу дәл өңдеуді, қайталанатын сапаны қамтамасыз етеді және процесті стандарттауға мүмкіндік береді.

Hielscher High Performance Ultrasonicators артықшылығы

  • өте жоғары амплитудасы
  • жоғары қысым
  • үздіксіз кірістірілген процесс
  • сенімді жабдықтар
  • сызықтық кеңею
  • сақтау және пайдалану оңай
  • Жеңіл тазалау

Бізбен хабарласыңы! / Алам!

Қосымша ақпарат сұраңыз

Сіз ультрадыбыстық гомогенизациясы туралы қосымша ақпаратты сұратуға келсе, төмендегі нысанды пайдаланыңыз. Біз сіздің талаптарға сай ультрадыбыстық жүйесін ұсынамыз қуанышты боламыз.









Біздің ескеріңіз құпиялылық саясаты.


Hielscher Ultrasonics компаниясы соңғы химиялық қосымшаларға арналған жоғары сапалы ультраизаторларды шығарады.

Лабораториядан пилоттық және өнеркәсіптік ауқымдағы жоғары қуатты ультрадыбыстық процессорлар.

Әдебиеттер / әдебиеттер

  • Marquez-Garcia L., Li W., Bomphrey JJ, Jarvis DJ, Min G. (2015): Ультрадыбыстық бұрғылаумен термоэлектрлік материалдардың нанобөлшектерін дайындау. Электронды материалдар журналы 2015.


Біле Worth фактілері

Термоэлектрлік әсер

Термоэлектрлік материалдар термоэлектрлік әсерін күшті немесе ыңғайлы, қолайлы нысанда көрсету арқылы сипатталады. Термоэлектрлік әсер құбылыстарды білдіреді, ол арқылы температура айырмасы электр әлеуетін тудырады немесе электр әлеуеті температура айырмашылығын тудырады. Бұл құбылыстар температураны токқа ауыстыруды сипаттайтын Seebeck эффектісі ретінде белгілі, ток трансформациясын сипаттайтын температура және Thomson әсері, ол өткізгіш қыздыру / салқындатуды сипаттайды. Барлық материалдар нəзік термоэлектрлік әсерге ие, бірақ материалдардың көпшілігінде пайдалы болу тым аз. Алайда жеткілікті күшті термоэлектрлік әсерлерді, сондай-ақ оларды қолдануға қажетті басқа да қажетті қасиеттерді көрсететін арзан материалдарды электр қуатын өндіру және салқындату сияқты қолданбаларда пайдалануға болады. Қазіргі уақытта висмут трипурида (Би2Te3) термоэлектрлік әсер үшін кеңінен қолданылады