Ультразвуковая технология Хильшера

Ультразвуковое обилие термоэлектрических нано-порошков

  • Исследования показали, что ультразвуковое фрезерование может быть успешно использовано для изготовления термоэлектрических наночастиц и имеет потенциал для манипулирования поверхностями частиц.
  • Ультрасонически измельченные частицы (например, Би2Te3- сплав на основе) показал значительное уменьшение размера и изготовленные наночастицы с менее чем 10 м.
  • Кроме того, звукодиагностика производит значительные изменения в морфологии поверхности частиц и позволяет тем самым функционализировать поверхность микро- и наночастиц.

 

Термоэлектрические наночастицы

Термоэлектрические материалы преобразуют тепловую энергию в электрическую энергию на основе эффекта Seebeck и Peltier. Таким образом будет по возможности повернуть трудно уютую или почти потерянную тепловую энергию эффектно в производительные применения. Поскольку термоэлектрические материалы могут быть включены в новые приложения, такие как биотермальные батареи, твердое термоэлектрическое охлаждение, оптоэлектронные устройства, космическое и автомобильное производство электроэнергии, исследования и промышленность ищут легкои и быстрые методы производства экологически чистых, экономичных и высокотемпературных термоэлектрических наночастиц. Ультразвуковое фрезерование а также синтез снизу вверх (Sono-Кристаллизация) являются перспективными маршрутами к быстрому массовому производству термоэлектрических наноматериалов.

Ультразвуковое оборудование для фрезерования

Для уменьшения размера частиц ы висмута теллурида (Би2Te3), силицид магния (Mg2Si) и кремниевый (Si) порошок, высокоинтенсивная ультразвуковая система UIP1000hdT (1 кВт, 20 кГц) был использован в открытой установке стакана. Для всех испытаний амплитуда была установлена на 140 м. Образец сосуда охлаждается в водяной бане, температура контролируется термо-парой. Из-за звуковой сотовой связи в открытом сосуде для предотвращения испарения фрезерных растворов (например, этанола, бутанола или воды) использовалось охлаждение.

Ультразвуковое фрезерование успешно используется для уменьшения термоэлектрических материалов до наночастиц.

а) схематическая схема экспериментальной установки. b) ультразвуковой фрезерный аппарат. источник: Маркес-Гарсия и др.

UIP2000hdT - высокопроизводительный ультразвуковой ультразвуковой оператор 2000 Вт для промышленного фрезерования наночастиц.

UIP2000hdT с реактором наяренных клеток потока

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Ультразвуковое фрезерование только для 4h Би2Te3-сплав уже дал в значительном количестве наночастиц с размерами от 150 до 400 нм. Помимо уменьшения размера до нанодиапазона, звукование также привело к изменению морфологии поверхности. Изображения SEM на рисунке ниже b, c и d показывают, что острые края частиц перед ультразвуковым фрезерным фрезером стали гладкими и круглыми после ультразвукового фрезерования.

Ультразвуковое фрезерование наночастиц сплава на основе Bi2Te3.

Распределение размером с частици и SEM-изображения сплава на основе Bi2Te3 до и после ультразвукового фрезерования. a – Распределение размеров частиц; B – SEM изображение перед ультразвуковым фрезерным; C – SEM изображение после ультразвукового фрезерования в течение 4 ч; D – SEM изображение после ультразвукового фрезерования в течение 8 ч.
источник: Маркес-Гарсия и др.

Чтобы определить, являются ли уменьшение размера частиц и изменение поверхности уникальным и сверхзвуковым фрезером, аналогичные эксперименты проводились с использованием высокоэнергетической шаровой мельницы. Результаты показаны в рис. 3. Очевидно, что 200-800 нм частиц были произведены шар фрезерования для 48 ч (12 раз дольше, чем ультразвуковое фрезерование). SEM показывает, что острые края Би2Te3- частицы сплава остаются практически неизменными после фрезерования. Эти результаты показывают, что гладкие края являются уникальными характеристиками ультразвукового фрезерования. Экономия времени ультразвуковой фрезерования (4 ч против 48 ч шар фрезерования) являются замечательными, тоже.

Ультразвуковое фрезерование Mg2Si.

Распределение размером с частицы и SEM-изображения Mg2Si до и после ультразвукового фрезерования. а) распределение размеров частиц; b) SEM-изображение перед ультразвуковым фрезерным; c) SEM изображение после ультразвукового фрезерования в 50% PVP-50% EtOH на 2 ч.
источник: Маркес-Гарсия и др.

Маркес-Гарсия и др. (2015) приходят к выводу, что ультразвуковое фрезерование может ухудшить Би2Te3 и Мг2Si порошок на мелкие частицы, размеры которых варьируются от 40 до 400 нм, что предполагает потенциальную технику промышленного производства наночастиц. По сравнению с высокоэнергетическим шаром фрезерования, ультразвуковое фрезерование имеет две уникальные характеристики:

  1. 1. возникновение разрыва размером с частицы, отделяющего исходные частицы от частиц, производимых ультразвуковым фрезерным; И
  2. 2. существенные изменения в морфологии поверхности очевидны после ультразвукового фрезерования, что указывает на возможность манипулирования поверхностями частиц.

Вывод

Ультразвуковое фрезерование более твердых частиц требует звуковой защиты под давлением для создания интенсивной кавитации. Соникация под повышенным давлением (так называемая маносоникация) резко увеличивает силы сдвига и стресс для частиц.
Непрерывная установка встроенной звуковой установки позволяет более высокую нагрузку частиц (пастообразно-как суспензия), которая улучшает результаты фрезерования, так как ультразвуковое фрезерование основано на межчастицном столкновении.
Соникация в дискретной рециркуляционной установке позволяет обеспечить однородную обработку всех частиц и, следовательно, очень узкое распределение размера частиц.

Основным преимуществом ультразвукового фрезерного вклоговорю является то, что технология может быть легко масштабирована для производства больших количеств – коммерчески доступные, мощные промышленные ультразвуковые фрезерные могут обрабатывать суммы до 10 м3/h.

Преимущества ультразвукового милликата

  • Быстрый, экономит время
  • сохранение энергии
  • воспроизводимые результаты
  • Нет фрезерных носителей (без бисера или жемчуга)
  • Низкая инвестиционная стоимость

Высокопроизводительные ультразвуковые

Ультразвуковое фрезерование требует высокомощного ультразвукового оборудования. Для того, чтобы генерировать интенсивные силы кавитационного сдвига, высокие амплитуды и давление имеют решающее значение. Ультразвуковая сотовая сотовая сотовая сотня Хильшер’ промышленные ультразвуковые процессоры могут поставлять очень высокие амплитуды. Амплитуды до 200 м могут легко работать непрерывно в 24/7 операции. Для еще более высоких амплитуд доступны индивидуальные ультразвуковые сонотроды. В сочетании с реакторами Хельшера, управляемым потоком, создается очень интенсивная кавитация, чтобы можно было преодолеть межмолекулярные связи и добиться эффективного эффекта фрезерования.
Надежность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет круглосуточно работать на тяжелых грузах и в сложных условиях. Цифровое и дистанционное управление, а также автоматическая запись данных на встроенную SD-карту обеспечивают точную обработку, воспроизводимое качество и обеспечивают стандартизацию процесса.

Преимущества высокопроизводительных ультразвуковых ультразвуковых hielscher

  • очень высокие амплитуды
  • высокое давление
  • непрерывный вонный процесс
  • надежное оборудование
  • линейное масштабирование
  • сохранить и простой в эксплуатации
  • Легко чистить

Свяжитесь с нами! / Спросите нас!

Запросить дополнительную информацию

Пожалуйста, используйте форму ниже, если вы хотите запросить дополнительную информацию о ультразвуковой гомогенизации. Мы будем рады предложить Вам ультразвуковые системы, отвечающей вашим требованиям.









Пожалуйста, обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Hielscher Ultrasonics производит высокопроизводительные ультразвуковые для сонохимических атак.

Мощные ультразвуковые процессоры от лабораторных до пилотных и промышленных масштабов.

Литература / Ссылки

  • Маркес-Гарсия Л., Ли В., Бомфри Дж.Дж., Джарвис Д.Дж., Мин Г. (2015): Подготовка наночастиц термоэлектрических материалов ультразвуковым комбинированием. Journal of Electronic Materials 2015.


Полезные сведения

Термоэлектрический эффект

Термоэлектрические материалы характеризуются демонстрацией термоэлектрического эффекта в сильной или удобной, применяемой в форме. Термоэлектрический эффект относится к явлениям, с помощью которых либо разница температур создает электрический потенциал, либо электрический потенциал создает разницу температур. Эти явления известны как эффект Зеебека, wich описывает преобразование температуры в ток, эффект Пелтьера, wich описывает преобразование тока в температуру, и эффект Томсона, который описывает нагревание проводника/ охлаждение. Все материалы имеют ненулевой термоэлектрический эффект, но в большинстве материалов он слишком мал, чтобы быть полезным. Тем не менее, недорогие материалы, которые показывают достаточно сильный термоэлектрический эффект, а также другие необходимые свойства, чтобы сделать их применимыми, могут быть использованы в таких приложениях, как выработка электроэнергии и охлаждение. В настоящее время, висмут теллурид (Би2Te3) широко используется для его термоэлектрического эффекта