Sonofragmentación: ntsoni ya ultrasonidos nts'edi ja ar rotura partículas

Ar sonofragmentación pede ar rotura partículas jar fragmentos tamaño nanométrico ir nge ya ultrasonidos mextha nts'edi. Bí diferencia ar desaglomeración ne molienda ultrasónicas pa ngatho – Ho ya partículas ar trituran ne separan principalmente ya colisión ja ya partículas – , ar sonofragementación bí distingue ya interacción directa entre ar partícula ne ar onda choque. Ya ultrasonidos mextha nts'edi yá baja frecuencia crean cavitación ne, ir hmä ya ndu nzafi ar cizallamiento jar líquidos. Ya nkohi extremas colapso burbujas cavitacionales ne colisión interparticular trituran ya partículas asta convertir ya jar he̲'mi tamaño xi fino.

Producción ne ya nt'ot'e ultrasónica nanopartículas

Ya efectos ya ultrasonidos nts'edi pa ar producción nanomateriales ya hño conocidos: Dispersación, ar Desaglomeración ne ar Molienda & Ar molienda, nja'bu Komo ar fragmentación ya sonicación, nzäm'bu̲ to ar único nt'ot'e xi hño da japi Nano Partículas. Esto es hontho makwäni nu'bu̲ t'o̲t'e nanomateriales xi finos ko funcionalidades hontho, ya da ko ar tamaño nanométrico ar expresan características ar partícula únicas. Pa da t'ot'e nanomateriales ko funcionalidades específicas, mahyoni da garantizar 'nar proceso sonicación uniforme ne fiable. Hielscher suministra equipos ultrasónicos ndezu̲ ar escala laboratorio asta ar tamaño ar producción yá 'ma completo.

Sono — fragmentación ya cavitación

Ar entrada potentes ndu ultrasónicas ja ya líquidos crea nkohi extremas. Nu'bu̲ ya ultrasonidos propagan made 'nar líquido, ya ondas ultrasónicas gi lugar bí ciclos ar alternos compresión ne rarefacción (ciclos ar mextha ne xí hñets'i'i presión). Nxoge ar ciclos xí hñets'i'i presión, surgen t'olo burbujas ar vacío ja ar líquido. Nuya cavitación Ya burbujas crecen a lo largo de varios ciclos xí hñets'i'i presión asta da alcanzan tamaño ja hingi xi absorber mäs energía. Nuna ar hnini máxima energía absorbida ne tamaño burbuja, ar burbuja cavitación colapsa violentamente ne crea nkohi localmente extremas. Nu'bya ar implosión ar ar cavitación burbujas, temperaturas xi altas aprox. 5000 ë ne presiones ar aprox. 2000atm ar alcanzan localmente. Ar implosión xta lugar da chorros líquido asta 280 m/s (≈1000 km yá h) ar velocidad. Ar sonofragmentación pede njapu'befi ya ndu nzafi nuya hmä pa fragmentar partículas dimensiones mäs t'olo jar rango submicrónico ne ar nanométrico. Ko 'nar sonicación progresiva, ár nt'ot'e ya partículas ja ya da angular jar esférica, nä'ä mi thogi ne ya partículas 'bu̲hu̲ mäs valiosas. Ya resultados ar sonofragmentación bí expresan komongu tasa fragmentación, da pede ir nge ar entrada energía, volumen ar sonicado ne ar tamaño ya aglomerados.
Kusters et jar ar. (1994) investigaron fragmentación asistida ya ultrasonidos aglomerados yá Ts'ut'ubi dige yá ár consumo ar energía. Ya resultados ya investigadores "indican da técnica dispersión ultrasónica to da xi hño komongu ya técnicas convencionales molienda. Práctica industrial ar dispersión ultrasónica (nt'udi, sondas mäs mña dätä, rendimiento continuo ar suspensión) tsa̲ da alterar 'naxtu̲i nuya resultados, pe da general ar espera ne ar consumo específico energía hingi da mä ar selección xí técnica ar comminutron, pe ge mäs xi hño ár mfeni pa producir partículas extremadamente finas (submicrónicas) "." [Kusters et jar el. 1994] Ho̲ntho nu'u̲ pa polvos erosionantes komongu Sílice wa zirconio, ar bí dini ke ar energía específica mahyoni ja ar xe̲ni masa polvo mar me̲ti ya molienda ultrasónica ar ja ya nt'ot'e ar molienda convencionales. Ar ultrasonicación afecta ja ya partículas hingi ho̲ntho ir nge ar molienda ne ar esmerilado, pe ge 'nehe ir nge ar pulido ya sólidos. Ar nuna modo, ar tsa̲ da hyoni 'nar mextha esfericidad ya partículas.

Sonofragmentación pa ar cristalización nanomateriales

"Nu'bu̲ bien 'bu̲i ya tx'u̲tho ntso̲'mi ar ne ya colisiones ja ya partículas ocurren jar lodos cristales moleculares irradiados ko ar ultrasonidos, hingi ya fuente dominante fragmentación. Diferencia ya cristales moleculares, ya partículas metálicas hingi ya dañadas Hmunts'i ja ya ondas choque ne ho̲ntho xi ga bí afectadas ir nge ya colisiones ja ya partículas mäs hmä (pe xingu mäs raras). Ar cambio ya mecanismos dominantes sonicación polvos metálicos hä ya lodos aspirinä pone ar manifiesto ya hñäki ja ya propiedades ya partículas metálicas maleables ne ya cristales moleculares friables". [Zeiger yá Suslick 2011, 14532]

Sonofragmentación partículas aspirinä [Zeiger yá Suslick 2011]

Gopi et jar ar. (2008) investigaron ar fabricación partículas cerámicas ar alúmina submicrométricas ar mextha pureza (predominantemente jar rango inferior bí 100 ar nm) a partir de piensos tamaño micrométrico (nt'udi, 70 — 80 μm) utilizando sonofragmentación. Observaron 'nar cambio significativo ár njät'i ne honja 'ra ya partículas cerámica alúmina komongu ar nt'uni jar sonofragmentación. Ya partículas tamaño micrométrico, submicrométrico ne nanométrico xi uni ar hingi hembi da ir nge ya sonicación mextha nts'edi. Esfericidad ya partículas bi hñuts'i ko ar aumento ar pa retención ja ya acústico.

Dispersión jar surfactante

Nu'bya ar xi hño rotura ultrasónica ja ya partículas, njapu'befi ya tensioactivos ar esencial pa nu'bu ar desaglomeración ya partículas submicrónicas ne nanométricas obtenidas. Cuanto ar menor da tamaño ya partículas, dätä da nthe entre ar superficie ne ar superficie, nä'ä da cubrir ar ko tensioactivo pa da zeti jar suspensión ne nu'bu ar coagualación (aglomeración) ja ya partículas. Ar ventaja ar ultrasonicación reside jar ár ntsoni dispersante: Simultáneamente ja ar molienda ne ar fragmentación, ya ultrasonidos dispersan ya fragmentos partículas trituradas ko ar tensioactivo, ja modo da bí evita (kasu̲) ya completo ar aglomeración ja ya nanopartículas.

producción industrial

Pa njapu̲'be̲fi jár ta̲i ko nano he̲'mi mextha hño da exprese funcionalidades 'mefa, bí requiere 'nar equipo procesamiento confiable. Ya ultrasonidos asta 16 kW ir nge ar xe̲ni nä'ä bí xi agrupar permiten procesamiento flujos ar volumen prácticamente ilimitados. Jamädi ar escalabilidad totalmente lineal ya procesos ultrasónicos, ya aplicaciones ultrasónicas xi probar ar hinda riesgos ko ar laboratorio, optimizar bí ma escala sobremesa ne gem'bu̲ implementar ar 'ñotho ar hñäki jar 'ñu producción. Dado ne ar equipo ultrasónico hingi requiere Nar dätä hño 'nar espacio, pe 'nehe adaptar ar ja ya flujos ar proceso 'bui. Ar operación ar hei ne ar tsa̲ da monitorear ne ejecutar a través de ar control remoto, mente da t'ot'e 'nar ko ya ultrasónico ar kasu̲ descuidado.

NTHEGE tamaño partícula ne imágenes SEM ar aleación basada bi2Te3 nu'bu̲ ne 'mefa xta molienda ar ultrasónica. 'nar – NTHEGE tamaño ya partículas; b – Tsita SEM 'bu̲ 'be̲tho ar molienda ultrasónica; c – Tsita SEM 'mefa ar fresado ultrasónico Nxoge 4 h; d – Tsita SEM 'mefa xta molienda ultrasónica Nxoge 8 h.
fuente: Márquez-García et jar ar. 2015.

Bibliografía yá Referencias