Hielscher Хэт авианы технологи

Nanodiamonds-ийн хэт авианы синтез

  • Кавитацийн хүч чадлын улмаас эрчим хүчний хэт авианы аппарат нь графитаас микрон- ба нано хэмжээтэй алмаз үйлдвэрлэх найдвартай арга юм.
  • Бичил болон нано талст очир алмаазыг атмосферийн даралт, өрөөний температурт органик шингэнд бал чулууг саармагжуулах sonicating болно.
  • Хэт автсан нь хэт авианы дисперс, deagglomerates болон нано хэсгүүдэд маш үр дүнтэй үйлчилдэг тул нийлэгжүүлсэн нано очир эрдэнийн дараах боловсруулалтыг хийхэд ашигтай хэрэгсэл юм.

Nanodiamond эмчилгээ Ultrasonics

Nanodiamonds (мөн тэсрэх алмааз (DND) буюу ultradispersed алмааз (UDD) гэж нэрлэдэг) нь нүүрстөрөгчийн nanomaterials-ийн тусгай хэлбэр юм. сүлжээ бүтэц, том хэмжээтэй гадаргуу, мөн өвөрмөц оптик болон соронзон шинж чанарууд - онцгой програмууд. Хэт хүчирхэг хэсгүүдийн шинж чанарууд нь эдгээр материалууд нь шинэ материалыг бий болгоход онцгой шинэлэг функцууд бүхий эдгээр материалыг шинэлэг нэгдлүүд болгодог. Шар айраг дахь алмазын ширхэгийн хэмжээ 5нм орчим байдаг.

Nanodiamonds-ийн хэт авианы синтез

Хэт их хүч чадал, тухайлбал sonication буюу дэлбэрэлт гэх мэтчилэн графит нь алмаз болж хувирдаг.

Nanodiamonds Ultrasonically synthesized

Очир алмаазыг нэгтгэх нь шинжлэх ухаан, худалдааны ашиг сонирхлын талаархи судалгааны чухал хэсэг юм. Микро талст болон нано-талст алмааз хэсгүүдийн нийлэгжилтэд ашигладаг процесс нь өндөр даралтын өндөр температур (HPHT) техник юм. Энэ аргаар дэлхийн үйлдвэрлэлийн очир алмаазыг нийлүүлэх гол хэсэг болох хэдэн арван мянган агаар мандал болон 2000 киловатрын температурын шаардагдах процессыг бий болгодог. Графитыг алмааз руу хувиргахад ерөнхийдөө өндөр даралттай, өндөр температур шаардагддаг бөгөөд алмасын гарцыг нэмэгдүүлэхийн тулд хурдасгагчийг ашигладаг.
Шилжүүлэлт хийхэд шаардагдах эдгээр шаардлагууд нь хэрэглэснээр маш үр ашигтай болно өндөр хүчдэлийн хэт авиан (= бага давтамж, өндөр эрчимтэй хэт авиан):

хэт авианы х ндий

Шингэн дэх хэт авиан нь орон нутагтаа маш онцгой нөлөө үзүүлдэг. Хэт их шингэнийг sonicating шингэн үед шингэн хэвлэл мэдээллийн хэрэгсэлд цацах дууны долгион нь өндөр даралттай (шахалт) болон нам даралтын (rarefaction) циклууд давтамжаас хамаарч үнэлдэг. Бага даралтын мөчлөгийн үед өндөр эрчимтэй хэт авианы долгион нь жижиг вакуум бөмбөлөгүүд буюу шингэний хоосон зайг үүсгэдэг. Хөөсөн бөмбөлгүүд нь эрчим хүчийг шингээх чадваргүй эзэлхүүнийг бий болгосноор өндөр даралтын мөчлөгийн үед хүчтэй цохилт болдог. Энэ үзэгдэл гэж нэрлэгддэг х ндий. Өндөр температурт (ойролцоогоор 5,000К) дэлбэрэх үед даралт (ойролцоогоор 2,000.00м) орон нутагт хүрч ирэв. Хавтгай хөөсөнцарын бөмбөлгийг хөөргөж, 280 м / сек хурдтай шингэний урсгалд хүргэдэг. (Suslick 1998) Бичил болон нано-талст алмаз нь хэт авианы салбарт нэгтгэгдэж болно х ндий.

Мэдээллийн хүсэлт




Бидний анхаарна уу Нууцлалын бодлого.


Nanodiamonds-ийн синтезийн хувьд Хэт авианы журам

De facto, Khachatryan et al. (2008) эрдэнийн микрооризм нь атмосферийн даралт, өрөөний температурт органик шингэн дэх бал чулууг түдгэлзүүлэх хэт авианы синтезээр үүсгэж болно гэдгийг харуулж байна. Хөнгөн цагааны шингэний хувьд ууршимтгай олигомеруудын томъёолол нь ууршимтгай уурын даралт багатай, буцалгасан өндөр температурт тохирсон байдаг. Энэ шингэн нь тусгай цэвэр бал нунтаг юм – 100-200 μм хооронд хэлбэлзэж байгаа тоосонцор нь түдгэлзсэн байна. Kachatryan et al., Хатуу шингэний харьцаа 1: 6 байсан ба х ндий шингэний нягтрал 1.1г см байсан-3 25 ° С-т хүрнэ. Sonoreactor хамгийн их хэт авианы эрчим 75-80W см байсан-2 15-16 бар дууны даралтын далайцтай хамааралтай.
Энэ нь ойролцоогоор 10% -ийн балансаар хийсэн алмааз хөрвүүлэлтэд хүрсэн. Алмазууд нь бараг байсан mono-dispersed 6, 9μm ± 0.5μm хэмжээтэй, маш шулуухан, сайн дизайнтай хэмжээтэй, шоо, талст морфологи ба өндөр цэвэршилт.

Ultrasonically synthesized diamonds (SEM images): Өндөр хүчдэлийн хэт авиан nanodiamonds өдөөх шаардлагатай эрчим хүч өгдөг' синтез

Зурган (а) ба (b) дээжийн цуврал 1, (c) ба (d) дээжийн 2-р цувралыг харуулав. [Khachatryan et al. 2008]

The зардал Энэ аргаар үйлдвэрлэсэн микро-, nanodiamonds нь тооцоолж байна өрсөлдөөнтэй өндөр даралтын өндөр температур (HPHT) үйл явцтай. Энэ нь хэт авиа нь микро болон нано очир алмаазыг шингээх шинэлэг хувилбар юм (Khachatryan et al., 2008), ялангуяа nanodiamonds үйлдвэрлэлийн үйл явц илүү оновчтой судалгаа хийж болно. Ийм их хэмжээний параметер, даралт, температур, х ндий шингэн, концентрац зэрэг олон параметрийг хэт авианы nanodiamond синтезийн чихэрлэг цэгийг илрүүлэх ёстой.
Нанокарханарыг нэгтгэсэн үр дүнгээр ultrasonically үүсгэсэн х ндий нь кубын нитрид, нүүрстөрөгчийн нитрид гэх мэт бусад чухал нэгдлүүдийн синтезийг санал болгож байна (Khachatryan et al., 2008)
Цаашилбал хэт авианы цацрагийн дор олон өнцөгт нүүрстөрөгч нанотерууд (MWCNTs) -аас алмаз нано, нанородыг бий болгох боломжтой болов уу. Алмазанууд нь их хэмжээний алмазын нэг хэмжээст аналог юм. Маш уян хатан модуль, хүчдлийн харьцаа, түүний гадаргуу нь харьцангуй хялбар байдаг учир алмаз нь наномеханикийн загварын хувьд оновчтой материал байж болох юм. (Sun нар, 2004)

Nanodiamonds-ийн хэт авианы соролт

Дээр дурьдсанчлан, дунд хэсгийн динопромераци болон бүр тооны хэмжээ тархалт нь nanodiamonds-ийн өвөрмөц шинж чанаруудыг амжилттай ашиглах нь чухал юм.
тархалт болон Дэгломераци ultrasonication нь хэт авианы үр дүн юм х ндий. Шингэнийг хэт авиан шинжилгээнд илрүүлэх үед өндөр даралттай, нам даралтын циклүүдтэй ээлжлэн шингэн үр дүнд хүргэх дууны долгионууд гарч ирнэ. Энэ нь бие даасан бөөмсийн хоорондох таталцлын хүчинд механик стресс хамаарна. Хэт авианы х ндий нь 1000 км / цаг хүртэл өндөр хурдтай шингэн тийрэлтэт хөдөлгүүрийг үүсгэдэг (ойролцоогоор 600mph). Эдгээр тийрэлтэтүүд нь бөөмсүүдийн хоорондын өндөр даралтын үед шингэнийг дарж бие биенээсээ тусгаарлана. Жижиг хэсгүүд нь шингэн тийрэлтэт хөдөлгүүртэй, өндөр хурдтайгаар мөргөлддөг. Энэ нь хэт авиан тархалтыг үр дүнтэй арга болгох, мөн түүнчлэн тээрэмдэх микрон хэмжээтэй, дэд микрон хэмжээтэй тоосонцор.
Жишээ нь, nanodiamonds (дундаж хэмжээ нь ойролцоогоор 4nm), хөөсөн полистирол нь циклогександ тархана. Тэдний судалгаагаар Chipara et al. (2010) нь nanodiamonds агуулсан 0-25% -ийн жин нь полистирол болон nanodiamonds агуулсан хольц бэлтгэсэн байна. Өдөр бүр авах тархалт, Hielscher-тэй хамт 60 минутын турш уусмалыг sonicated UIP1000hd (1kW).

Nanodiamonds нь Ultrasonically Assisted Functionalization

Нано хэмжээтэй бөөмийн бүрэн гадаргууг ашиглахын тулд бөөмийн гадаргуу нь химийн урвалын үед ашиглах боломжтой байх ёстой. Энэ нь сайн тархалттай бөөмийг бөөмсийн гадаргууд татсан молекулын хилийн давхаргаар хүрээлэгдсэн тул нарийн, тархалттай байх шаардлагатай. Nanodiamonds-ийн гадаргуу дээр шинэ чиг үүргийн бүлгүүдийг авахын тулд энэ хилийн давхаргыг эвдэж, зайлуулах хэрэгтэй. Энэ давхаргыг завсарлах, зайлуулах процессыг хэт авиан шинжилгээгээр гүйцэтгэж болно.
Шингэнд нэвтрүүлсэн хэт авиан шингэн нь янз бүрийн онцгой нөлөө үзүүлдэг х ндий2000 км хүртэлх өндөр температуртай, 1000 км / цаг хүртэл шингэн шүрших боломжтой. (Суслик 1998) Энэ стресс хүчин зүйлүүдээс татгалзах хүчин зүйлүүд (жишээ нь, Van-der-Waals хүч) давж, функциональ молекулуудыг бөөмийн гадаргуу руу чиглүүлж, жишээлбэл nanodiamonds гадаргуу.

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

Схем 1: nanodiamonds дахь гадаргын болон гадаргын функционалийн график (Лян 2011)

Bead-Assisted Sonic Disintegration (BASD) эмчилгээтэй туршилтууд nanodiamonds гадаргуу funcionalization нь амжилтын үр дүнг харуулж байна. Үүний дараа бөмбөлгүүдийг (жишээ нь, ZrO2 шиг бичил хэмжээтэй шүдний бөмбөлгүүдийг гэх мэт) хэт авианы cavitational nanodiamond тоосонцор дээр хүчээр. Диагломераци нь nanodiamond бөөмс ба ZrO хоорондын харилцан үйлчлэлтэй холбоотой байдаг2 бөмбөлгүүдийг.
Ширхэгийн гадаргууг илүү сайн байлгахын тулд, Boran бууруулах, арилац, силанизаци зэрэг химийн урвалуудаас хамааран хэт тарианы эсвэл BASD (ирмэгийн тусламжтай sonic disintegration) тарилга хийх зорилгоор урьдчилан эмчлэхийг зөвлөж байна. Хэт авианы тархаах болон Дэгломераци Химийн урвал нь илүү бүрэн гүйцэд явагддаг.

Өндөр чадалтай, бага давтамжтай хэт авиан шинжилгээгээр шингэн орчинд танилцуулж, хагарал үүсдэг.

Хэт авианы шимэгдэлт хэт өндөр температур, даралтын ялгавартай байдал, өндөр хурдтай шингэний шүршдэг. Тиймээс эрчим хүч хэт авианы аппликешн нь холих, тээрэмдэх нь амжилттай боловсруулах арга юм.

Дэлгэрэнгүй мэдээллийг Холбоо барих / асуу

Таны боловсруулах шаардлагын талаар бидэнтэй ярилц. Бид таны төслийн хамгийн тохиромжтой тохиргоог, боловсруулах параметрүүдийг санал болгож болно.





Биднийг анхаарна уу Нууцлалын бодлого.


Уран зохиол / Ашигласан материал

  • Chipara, AC et al .: nanodiamond хэсгүүдийн дулааны шинж чанар нь хөөсөнцөрөөр тархсан. HESTEC 2010.
  • El-Say, KM: Nanodiamonds мансууруулах хүргэх систем: Хэрэглээ ба ирээдүй. 2011 онд J Appl Pharmacy Sci / 06/06; х. 29-39.
  • Khachatryan, A. Kh. et al.: Хэт авианы х ндийд өдөөн хатгасан эрдэнийн хувирал. In: Diamond & Холбогдох материалууд 17, 2008; pp931-936.
  • Krueger, A .: Nanoscale очир эрдэнийн бүтэц ба урвал. In: J Mater Chem 18, 2008; х. 1485-1492.
  • Liang, Y .: Deagglomerierung und Oberflächenfunktionalisierung von Nanodiamant mittels thermochemischer und mechanochemischer Methoden. Диасус-Максимилиан-Universität Würzburg диссертаци 2011 он.
  • Osawa, E .: Monodisperse нэг nanodiamond тоосонцор. In: Цэвэр Applam Chem 80/7, 2008; хх 1365-1379.
  • Pramatarova, L. et al .: Polymer Composites давуу талтай. Биомиметрийн талаар; хуудас 298-320.
  • Sun, L .; Gong, J .; Zhu, D .; Zhu, Z .; Тэр, S .: Карбоны нанотубуудаас Нанородын алмаз. Дэвшилтэт материал 16/2004. хуудас 1849-1853.
  • Suslick, KS: Химийн технологийн Kirk-Othmer Encyclopedia. 4-р хэвлэл. Ж.Вайли & Хүүхэд: Нью-Йорк; 26, 1998; хуудас 517-541.

Nanodiamonds – Хэрэглээ ба Програмууд

Nanodiodiamond тариа нь тэдний zeta-боломжийн улмаас тогтворгүй байдаг. Үүний үр дүнд тэд агрегатуудыг бий болгох нь их байдаг. Nanodiamonds нийтлэг хэрэглээ нь зүсэх, ашиглах, өнгөлөх хэрэгсэл, дулаан шингээгч нь хэрэглээ юм. Өөр нэг боломжит хэрэглээ нь эмийн идэвхитэй бүрдэл хэсгүүдийн хувьд мансуурах бодисын хэрэглээ болох (промаза). Нь ultrasonication, эхлээд nanodiamonds бал чулуугаас нэгтгэгдэж болно, хоёрдугаарт, nanodiamonds ихээхэн бөөгнөрөл нь тэвш чиглэсэн жигд байж болно тархсан шингэн орчинд (тухайлбал, өнгөлгөөний бодис боловсруулах).