อัลตราโซนิกกัดเทอร์โมพลาสติกนาโนผง

• งานวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าการกัดล้ำสามารถใช้ประสบความสำเร็จสำหรับการผลิตของอนุภาคนาโนไฟฟ้าและมีศักยภาพในการจัดการพื้นผิวของอนุภาค
• อนุภาคตัว Ultrasonically (เช่น Bi₂Te₃โลหะผสมตาม) แสดงให้เห็นถึงการลดขนาดอย่างมีนัยสำคัญและการประดิษฐ์อนุภาคนาโนที่มีน้อยกว่า10μ m
• นอกจากนี้ sonication ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญของสัณฐานพื้นผิวของอนุภาคและเปิดใช้งานเพื่อให้ฟังก์ชันพื้นผิวของไมโครและนาโนอนุภาค

เทอร์โมไฟฟ้าอนุภาคนาโน

วัสดุ thermoelectric แปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้าตาม Seebeck และผล Peltier ดังนั้นมันจะกลายเป็นไปได้ที่จะเปิดแทบจะไม่สามารถใช้งานได้หรือเกือบจะสูญเสียพลังงานความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพเป็นโปรแกรมการผลิต เนื่องจากวัสดุ thermoelectric สามารถรวมอยู่ในการใช้งานที่แปลกใหม่เช่นแบตเตอรี่ชีวภาพ, ความเย็นของรัฐแบบทึบ, อุปกรณ์ optoelectronic, พื้นที่, และรุ่นพลังงานยานยนต์, การวิจัยและอุตสาหกรรมกำลังค้นหา facile และรวดเร็ว เทคนิคในการผลิตที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมประหยัดและอุณหภูมิสูงอนุภาคนาโนไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพ โม่อัลตราโซนิก เช่นเดียวกับการสังเคราะห์ด้านล่างขึ้น (Sono-ตกผลึก) คือการให้แนวโน้มเส้นทางการผลิตมวลอย่างรวดเร็วของวัสดุนาโนไฟฟ้า

อุปกรณ์กัดอัลตราโซนิก

สำหรับการลดขนาดอนุภาคของ bismuth เทลลูไรด์ (Bi₂Te₃), แมกนีเซียม silicide (Mg₂Si) และซิลิคอน (Si) ผง, ระบบอัลตราโซนิกที่มีความเข้มสูง UIP1000hdT (1kW, 20kHz) ถูกใช้ในการตั้งค่าบีกเกอร์เปิด. สำหรับความกว้างของการทดลองทั้งหมดถูกตั้งค่าเป็น๑๔๐μ m เรือตัวอย่างที่มีการระบายความร้อนในอ่างน้ำอุณหภูมิจะถูกควบคุมโดยคู่อุณหภูมิ เนื่องจาก sonication ในภาชนะเปิด, ระบายความร้อนถูกนำมาใช้เพื่อป้องกันการระเหยของโซลูชั่นกัด (เช่นเอธานอล butanol หรือน้ำ)

(a) แผนผังแผนของการตั้งค่าการทดลอง (ข) อุปกรณ์กัดอัลตราโซนิก ที่มา: มาร์เกซ-การ์เซีย et al. ๒๐๑๕

กัดอัลตราโซนิกสำหรับเพียง4ชั่วโมงของ Bi₂Te₃-โลหะผสมที่ยอมรับแล้วในปริมาณที่มีนัยสำคัญของอนุภาคนาโนที่มีขนาดระหว่าง๑๕๐และ๔๐๐ nm นอกจากนี้การลดขนาดไปยังช่วงนาโน sonication ยังส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาพื้นผิว ภาพ SEM ในรูปด้านล่าง b, c และ d แสดงว่าขอบคมของอนุภาคก่อนที่จะกัดล้ำได้กลายเป็นไปอย่างราบรื่นและรอบหลังจากการกัดล้ำ

การกระจายขนาดอนุภาคและภาพ SEM ของโลหะผสม Bi2Te3 ก่อนและหลังการกัดล้ำ ราคา – การกระจายขนาดอนุภาค; B – ภาพ SEM ก่อนกัดล้ำ; C – ภาพ SEM หลังจากโม่ล้ำสำหรับ 4 h; D – ภาพ SEM หลังจากโม่ล้ำสำหรับ 8 h
ที่มา: มาร์เกซ-การ์เซีย et al. ๒๐๑๕

เพื่อตรวจสอบว่าการลดขนาดอนุภาคและการปรับเปลี่ยนพื้นผิวจะประสบความสำเร็จโดยมิลลิ่งอัลตราโซนิก, การทดลองที่คล้ายกันถูกดำเนินการโดยใช้โรงงานลูกบอลพลังงานสูง. ผลที่ได้จะแสดงในรูป 3. เห็นได้ชัดว่ามีการผลิตอนุภาค200– 800 nm โดยการกัดลูกบอลสำหรับ๔๘ h (นานกว่าการโม่ล้ำ) SEM แสดงให้เห็นว่าขอบคมของ₂Te₃-อนุภาคโลหะผสมยังคงเป็นหลักไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากกัด ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่าขอบเรียบมีลักษณะเฉพาะของการกัดล้ำ ประหยัดเวลาโดยการกัดล้ำ (4 h vs ๔๘ h โม่ลูกกัด) มีความโดดเด่นมากเกินไป

การกระจายขนาดอนุภาคและภาพ SEM ของ Mg2Si ก่อนและหลังการกัดล้ำ (a) การกระจายขนาดอนุภาค; (ข) ภาพ SEM ก่อนกัดล้ำ; (c) ภาพ SEM หลังจากโม่ล้ำใน๕๐% PVP-50% EtOH สำหรับ2ชั่วโมง
ที่มา: มาร์เกซ-การ์เซีย et al. ๒๐๑๕

มาร์เกซ-การ์เซีย (๒๐๑๕) สรุปว่าโม่ล้ำสามารถลด Bi₂Te₃ และ Mg₂ผง Si เป็นอนุภาคขนาดเล็กขนาดของที่ช่วงจาก๔๐ไป๔๐๐ nm, แนะนำเทคนิคที่มีศักยภาพสำหรับการผลิตอุตสาหกรรมของอนุภาคนาโน. เมื่อเทียบกับการโม่ที่มีพลังงานสูงลูกกัดล้ำมีสองลักษณะที่ไม่ซ้ำกัน:

1. 1. การเกิดขึ้นของช่องว่างอนุภาคขนาดแยกอนุภาคเดิมจากที่ผลิตโดยการกัดล้ำ; และ
2. 2. การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในสัณฐานวิทยาพื้นผิวจะชัดเจนหลังจากการกัดล้ำแสดงให้ทราบถึงความเป็นไปได้ของการจัดการพื้นผิวของอนุภาค

ข้อสรุป

การกัดอัลตราโซนิกของอนุภาคหนักต้อง sonication ภายใต้ความกดดันในการสร้าง cavitation รุนแรง Sonication ภายใต้ความดันสูง (เรียกว่า manosonication) เพิ่มแรงเฉือนและความเครียดให้กับอนุภาคอย่างรวดเร็ว
การตั้งค่า sonication แบบอินไลน์อย่างต่อเนื่องช่วยให้โหลดอนุภาคที่สูงขึ้น (สารละลายวางเช่น) ซึ่งช่วยเพิ่มผลการกัดตั้งแต่การกัดล้ำจะขึ้นอยู่กับการชนกันระหว่างอนุภาค
Sonication ในการตั้งค่าการหมุนเวียนอย่างต่อเนื่องช่วยให้มั่นใจว่าการรักษาที่เป็นเนื้อเดียวกันของอนุภาคทั้งหมดและดังนั้นจึงมีการกระจายขนาดอนุภาคแคบมาก

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของการกัดล้ำคือเทคโนโลยีที่สามารถปรับขนาดขึ้นสำหรับการผลิตของปริมาณที่มีขนาดใหญ่-ในเชิงพาณิชย์ที่มีประสิทธิภาพการกัดล้ำอุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพสามารถจัดการปริมาณได้ถึง10วินาที³/h .

ข้อดีของการกัดอัลตราโซนิก

• รวดเร็วประหยัดเวลา
• การประหยัดพลังงาน
• ผลลัพธ์ที่เที่ยงตรง
• ไม่มีสื่อมิลลิ่ง (ไม่มีลูกปัดหรือไข่มุก)
• ค่าใช้จ่ายในการลงทุนต่ำ

Ultrasonicators ประสิทธิภาพสูง

โม่อัลตราโซนิกต้องใช้อุปกรณ์ล้ำพลังงานสูง เพื่อที่จะสร้างแรงเฉือน cavitational รุนแรง, ช่วงกว้างของคลื่นสูงและความดันเป็นสิ่งสำคัญ. Hielscher Ultrasonics’ โปรเซสเซอร์ล้ำอุตสาหกรรมสามารถส่งมอบช่วงกว้างของคลื่นสูงมาก ความกว้างของคลื่นสูงสุด๒๐๐μ m สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องในการดำเนินงาน24/7 สำหรับช่วงกว้างของคลื่นที่สูงขึ้นที่มีการปรับแต่ง sonotrodes อัลตราโซนิกที่มีอยู่ ในการรวมกันกับ Hielscher ของเครื่องปฏิกรณ์ไหลที่สามารถทำให้เกิดโพรงอากาศที่รุนแรงมากจะถูกสร้างขึ้นเพื่อให้สามารถเอาชนะและผลกระทบการกัดที่มีประสิทธิภาพ
ความทนทานของอุปกรณ์อัลตราโซนิก Hielscher ช่วยให้การดำเนินงาน24/7 ที่หนักและในสภาพแวดล้อมที่เรียกร้อง การควบคุมแบบดิจิตอลและระยะไกลเช่นเดียวกับการบันทึกข้อมูลอัตโนมัติบนการ์ด SD ในตัวช่วยให้การประมวลผลที่แม่นยำมีคุณภาพที่ทำซ้ำและอนุญาตให้มีมาตรฐานกระบวนการ

ข้อดีของ Hielscher ประสิทธิภาพสูง Ultrasonicators

• ความกว้างของคลื่นสูงมาก
• แรงกดดันสูง
• กระบวนการแบบอินไลน์อย่างต่อเนื่อง
• อุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพ
• เส้นตรงระดับขึ้น
• ประหยัดและใช้งานง่าย
• ทำความสะอาดง่าย