Hielscher Ultrazvukové technológie

Ultrazvukové frézovanie termoelektrických nano-prášky

  • Výskum ukázal, že ultrazvukové frézovanie môže byť úspešne použitý na výrobu termoelektrických nanočastíc a má potenciál manipulovať povrchy častíc.
  • Rozpúšťadle frézované častice (napr.2Te3-založené zliatiny) ukázali výrazné zníženie veľkosti a vymyslel nano-častice s menej ako 10μm.
  • Okrem toho, ultrazvukom produkuje významné zmeny na povrchu morfológia častíc a umožniť tým funkýalizovať povrch mikro-a nano-častíc.

 

Termoelektrické nanočastice

Termoelektrické materiály premieňajú tepelnú energiu na elektrickú energiu založenú na účinku Seebeck a Peltier. Tým sa stáva možné premeniť sotva použiteľné alebo takmer stratené tepelnej energie účinne do produktívnych aplikácií. Vzhľadom k tomu, termoelektrické materiály môžu byť zahrnuté v nových aplikáciách, ako sú biotermálne batérie, Solid-stav termoelektrické chladenie, optoelektronické zariadenia, priestor, a automobilový priemysel výroby, výskumu a priemyslu hľadá facile a rýchle techniky na výrobu ekologických, úsporných a vysokoteplotne stabilných termoelektrických nanočastíc. Ultrazvukové frézovanie ako aj syntézou zdola nahor (Sono-Kryštalizácia) sú sľubné cesty k rýchlemu masovej produkcii termoelektrických nanomateriálov.

Ultrazvukové frézovanie zariadenia

Na zníženie veľkosti častíc telluridu bismutu (BI2Te3), silicid horečnatý (mg2Si) a kremík (si) prášok, vysoko-intenzita Ultrazvukový systém UIP1000hdT (1kW, 20kHz) bol použitý v otvorenej kadičky nastavenia. Pri všetkých skúškach bola amplitúda nastavená na 140 μm. Vzorka nádoby sa ochladí vo vodnom kúpeli, teplota je riadená Thermo-pár. Kvôli ultrazvukom v otvorenej nádobe sa chladenie používalo na zabránenie odparovaniu frézovacích roztokov (napr. etanol, butanol alebo voda).

Ultrazvukové frézovanie sa úspešne používa na zníženie termoelektrických materiálov na nano-častice.

a Schematický diagram experimentálneho nastavenia. b) ultrazvukové frézovacie prístroje. Zdroj: Marquez-Garcia et al. 2015.

UIP2000hdT-2000W vysokovýkonný ultrasonicator pre priemyselné frézovanie nano častíc.

UIP2000hdT s tlakomable tok bunky reaktora

Žiadosť o informácie





Ultrazvukové frézovanie len 4H bi2Te3-zliatina už priniesla značné množstvo nanočastíc s rozmermi medzi 150 a 400 nm. Okrem zníženia veľkosti na nano rozsahu, ultrazvukom tiež vyústila v zmene povrchu morfológie. SEM obrázky na obrázku nižšie b, c, a d displej, že ostré hrany častíc pred ultrazvukové frézovanie sa stali hladké a okrúhle po ultrazvukové frézovanie.

Ultrazvukové frézovanie Bi2Te3-založené zliatiny nanočastice.

Častíc-veľkosť distribúcie a SEM obrazy Bi2Te3-založené zliatiny pred a po ultrazvukové frézovanie. A – Rozdelenie veľkosti častíc; B – SEM obrázok pred Ultrazvukový frézovanie; C – SEM obraz po ultrazvukové frézovanie pre 4 h; D – SEM obraz po ultrazvukové frézovanie pre 8 h.
Zdroj: Marquez-Garcia et al. 2015.

Ak chcete zistiť, či zmenšenie veľkosti častíc a povrchová úprava sú jedinečne dosiahnuté Ultrazvukový frézovanie, podobné experimenty boli vykonané pomocou high-energy guľový mlyn. Výsledky sú znázornené na obr. 3. Je zrejmé, že 200-800 nm častice boli vyrobené guličkové frézovanie pre 48 h (12 krát dlhšia ako ultrazvukové frézovanie). SEM ukazuje, že ostré hrany bi2Te3-zliatiny častíc zostávajú v podstate nezmenené po frézovanie. Tieto výsledky naznačujú, že hladké hrany sú jedinečné vlastnosti ultrazvukového frézovanie. Úspora času Ultrazvukový frézovanie (4 h vs 48 h loptu frézovanie) sú pozoruhodné, taky.

Ultrazvukové frézovanie Mg2Si.

Častíc-veľkosť distribúcie a SEM obrazy Mg2Si pred a po ultrazvukové frézovanie. a) rozdelenie veľkosti častíc; b) obrázok SEM pred ultrazvukovým frézovaním; (c) SEM obraz po ultrazvukové frézovanie v 50% PVP-50% EtOH pre 2 h.
Zdroj: Marquez-Garcia et al. 2015.

Marquez-Garcia et al. (2015) k záveru, že ultrazvukové frézovanie môže degradovať bi2Te3 a mg2Si prášok na menšie častice, ktorých veľkosť sa pohybujú od 40 do 400 nm, čo naznačuje potenciálnu techniku pre priemyselnú výrobu nanočastíc. V porovnaní s high-energie loptu frézovanie, ultrazvukové frézovanie má dve unikátne vlastnosti:

  1. 1. výskyt medzery veľkosti častíc oddeľujúce pôvodné častice od tých, ktoré sú vyrobené Ultrazvukový frézovanie; A
  2. 2. podstatné zmeny povrchového morfológie sú zjavné po ultrazvukovom frézovaní, čo naznačuje možnosť manipulácie s povrchmi častíc.

Záver

Ultrazvukové frézovanie ťažšie častice vyžaduje ultrazvukom pod tlakom generovať intenzívne kavitácie. Ultrazvukom pod zvýšeným tlakom (tzv. manosonication) zvyšuje šmykovej sily a stresu na častice drasticky.
Kontinuálne inline ultrazvukom nastavenie umožňuje vyššiu zaťaženie častíc (pasta-ako slurry), ktorý zlepšuje výsledky mletia, pretože ultrazvukové frézovanie je založená na inter-častíc kolízie.
Ultrazvukom v diskrétnej recirkulácie nastavenie umožňuje zabezpečiť homogénnu liečbu všetkých častíc, a preto veľmi úzky veľkosť častíc distribúcie.

Hlavnou výhodou ultrazvukového frézovanie je, že technológia môže byť ľahko zmenšený na výrobu veľkých množstiev-komerčne dostupné, výkonné priemyselné Ultrazvukové frézovanie zvládne množstvo až 10 m3/h

Výhody ultrazvukové frézovanie

  • Rýchly, časovo úsporný
  • Úspora energie
  • Reprodukovateľné výsledky
  • Žiadne frézovanie média (bez korálkov alebo perál)
  • Nízke investičné náklady

Vysokovýkonné ultrasonicators

Ultrazvukové frézovanie vyžaduje vysoký výkon ultrazvukové zariadenia. S cieľom generovať intenzívne cavitational šmykovej sily, vysoké amplitúdy a tlak sú rozhodujúce. Hielscher ultrazvukom’ Priemyselné ultrazvukové procesory môžu dodávať veľmi vysoké amplitúdy. Amplitúdy až do 200 μm sa dajú ľahko plynule spustiť v 24/7 prevádzke. Pre ešte vyššie amplitúdy, prispôsobené ultrazvukové sonotród sú k dispozícii. V kombinácii s Hielscher je tlakomable prietok reaktorov, veľmi intenzívne kavitácie je vytvorená tak, aby medzimolekulárne bondings možno prekonať a efektívne frézovanie účinky sú dosiahnuté.
Robustnosť ultrazvukového zariadenia Hielscher umožňuje 24/7 prevádzku pri ťažkých a náročných prostrediach. Digitálne a diaľkové ovládanie, ako aj automatické zaznamenávanie údajov na vstavanú SD kartu zaisťujú presné spracovanie, reprodukovateľnú kvalitu a umožňujú štandardizáciu procesov.

Výhody Hielscher vysoký výkon ultrasonicators

  • veľmi vysoké amplitúdy
  • vysokým tlakom
  • súvislý inline proces
  • robustné zariadenie
  • Lineárna mierka-up
  • uloženie a jednoduché ovládanie
  • Jednoduché čistenie

Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!

Požiadajte o ďalšie informácie

Ak chcete požiadať o dodatočné informácie o homogenizácii ultrazvukom, použite nižšie uvedený formulár. Radi Vám ponúkame ultrazvukový systém spĺňajúci Vaše požiadavky.









Vezmite prosím na vedomie naše Zásady ochrany osobných údajov,


Hielscher ultrazvukom vyrába high-výkon ultrasonicators pre sonochemical aplikácie.

Vysoko výkonové ultrazvukové procesory z laboratória do pilotného a priemyselného rozsahu.

Literatúra / Referencie

  • Marquez-Garcia L., li W., Bomphrey JJ, Jarvis DJ, min G. (2015): príprava nanočastíc termoelektrické materiály Ultrazvukový frézovanie. Vestník elektronických materiálov 2015.


Fakty stojí za to vedieť

Termoelektrický efekt

Termoelektrické materiály sú charakterizované zobrazením termoelektrického efektu v silnej alebo pohodlnej, použiteľnej forme. Termoelektrický efekt sa vzťahuje na javy, ktoré buď teplotný rozdiel vytvára elektrický potenciál alebo elektrický potenciál vytvára teplotný rozdiel. Tieto javy sú známe ako Seebeck efekt, ktorý opisuje konverziu teploty na prúd, Peltier efekt, ktorý opisuje konverziu prúdu na teplotu, a Thomson efekt, ktorý opisuje vodič vykurovanie/chladenie. Všetky materiály majú nenulový Termoelektrický účinok, ale vo väčšine materiálov je príliš malý na to, aby bol užitočný. Avšak, nízkonákladové materiály, ktoré vykazujú dostatočne silný Termoelektrický účinok, ako aj ďalšie požadované vlastnosti, aby boli použiteľné, môžu byť použité v aplikáciách, ako je výroba energie a chladenie. V súčasnej dobe, bizmutu Telluride (BI2Te3) je široko používaný pre jeho Termoelektrický efekt