Hielscher ultratovush texnologiyasi

Nanodiamonds ultratovush sintezi

  • Kuchli kavitatsion kuch tufayli, kuch-quvvat ultratovushi grafitdan mikron- va nanometrli olmoslarni ishlab chiqarishning istiqbolli usuli hisoblanadi.
  • Mikro- va nano-kristalli olmoslar atmosfera bosimida va xona haroratida organik suyuqlikda grafit suspenziyasini sonikatsiyalashda sintez qilinadi.
  • Ultrasonik sintezlangan nanoatrad brilliantlarni qayta ishlash uchun foydali vosita hisoblanadi, chunki ultrasonikatsiya nano-zarrachalarni juda samarali tarzda tarqatadi, deagglomeratlaydi va funkallaydi.

Nanodiamond davolash uchun ultratovush

Nanodiamondlar (shuningdek, portlash brilliantlari (DND) yoki ultradispersed brilliantlar (UDD) deb nomlanadi) noyob xususiyatlar bilan ajralib turadigan karbon nanomateriallarining maxsus shakli - qafas strukturasi katta yuzasi, shuningdek noyob optik va magnit xususiyatlar va istisno dasturlar. Ultratisspersed zarrachalarning xossalari bu materiallarni g'ayritabiiy vazifalarga ega bo'lgan yangi materiallarni yaratish uchun innovatsion birikmalar hosil qiladi. Ko'kdagi olmos zarralari hajmi taxminan 5nm.

Nanodiamonds ultratovush sintezi

Ultazonlashtirish yoki portlash kabi kuchli kuchlar ostida grafit olmosga aylanishi mumkin.

Ultrasonik sifatida sintezlangan nanoziklar

Brilliantlarning sintezi ilmiy va tijorat manfaatlariga taalluqli muhim tadqiqot sohasi hisoblanadi. Mikro-kristallik va nanokristalli olmos zarralarini sintez qilishning keng tarqalgan usuli yuqori bosimli yuqori haroratli (HPHT) texnikadir. Ushbu metodga ko'ra, butun dunyoda sanoat olmos yetkazib berishning asosiy qismini ishlab chiqarish uchun o'n minglab atmosfera va 2000 k dan ortiq bo'lgan temperaturalar talab qilinadigan jarayonlar bosimi hosil bo'ladi. Grafitni olmosga aylantirish uchun umuman yuqori bosim va yuqori haroratlar talab qilinadi va olmos hosilini oshirish uchun katalizatorlar qo'llaniladi.
Konvertatsiya qilish uchun zarur bo'lgan ushbu talablar ulardan foydalanish orqali juda samarali ishlab chiqilishi mumkin Oliy Power ultratovush (= past chastotali, yuqori intensiv ultratovush):

ultratovush kavitasyon

Suyuqliklardagi ultratovushlar mahalliy darajada haddan tashqari ta'sirga olib keladi. Yuqori zichlikdagi suyuqliklarni sonikalashda suyuqlik muhitiga tarqaladigan tovush to'lqinlari yuqori bosim (bosim) va past bosimli (nodir) davrlarning o'zgarishiga olib keladi, chastotaga qarab stavkalari. Past bosimli tsikli davomida yuqori intensivli ultratovush to'lqinlari suyuqlikda kichik vakuumli pufakchalar yoki bo'shliqlar hosil qiladi. Balg'amchalar energiyani so'rarmaydigan hajmga ega bo'lganda, ular yuqori bosimli tsikli davomida zo'ravonlik bilan qulaydi. Ushbu hodisa deyiladi Kavitasyonun. Implosion paytida juda yuqori harorat (taxminan 5000K) va bosim (taxminan 2000tm) mahalliy darajada erishiladi. Kavitasyon baloncuklarının püskürmesi, shuningdek, 280m / s tezlikli suyuqlik jetler ham olib keladi. (Suslick, 1998) Mikro- va nano-kristalli olmoslar ultratovush sohasida sintez qilinishi mumkin Kavitasyonun.

Ma'lumot so'rovini




Bizning e'tibor bering Maxfiylik siyosati.


Nanoziklarni sintez qilish uchun ultrasonik protsedura

Haqiqatan ham Xachatryan va boshq. (2008), almaz mikrokristallarini atmosfera bosimida va xona haroratida organik suyuqlikda grafit suspenziyasining ultrasonikatsiyasi bilan ham sintezlanishi mumkinligini ko'rsatadi. Kavitatsiya suyuqligi sifatida aromatik oligomerlarning formulasi uning quyi to'yingan bug 'bosimi va yuqori qaynoq harorati tufayli tanlangan. Bu suyuqlikda maxsus sof grafit kukuni – 100-200 mm oralig'idagi zarrachalar bilan to'xtatildi. Kachatryan va boshqalarning tajribalarida, qattiq suyuqlikning og'irligi 1: 6 ga teng, kavitatsiya suyuqligi zichligi 1,1 g sm-3 25 ° S da. Sonoreaktordagi maksimal ultratovush zichligi 75-80w sm edi-2 15-16 barlik ovoz bosimining amplitudasiga mos keladi.
Taxminan 10% grafit-to-olmos konvertatsiyasi erishildi. Brilliantlar deyarli edi mono-disperslangan 6 yoki 9μm ± 0,5 μm oralig'ida juda aniq, yaxshi mo'ljallangan, kub bilan, kristalli morfologiya va yuqori poklik.

Ultrasonik sifatida sintez qilingan olmos (SEM rasmlari): Yuqori kuchli ultratovushli nanodiamondlar' sintez

Ultrasonik sifatida sintezlangan olmoslarning SEM tasvirlari: (a) va (b) rasmlari namuna seriyasining 1, (s) va (d) namunalarining ketma-ketligini ko'rsatadi. [Xachatryan et al. 2008]

Ushbu xarajatlar Ushbu usulda ishlab chiqarilgan mikro va nanomintallarning miqdori taxmin qilinadi raqobatbardosh Yuqori bosimli yuqori haroratli (HPHT) jarayon bilan. Bu ultratovushni mikro-va nanomatizmalarning sintezi uchun innovatsion muqobil qiladi (Xachatryan va boshq., 2008), ayniqsa, nanodiamondlar ishlab chiqarish jarayoni keyingi tadqiqotlar bilan optimallashtirilishi mumkin. Bunday amplituda, bosim, harorat, kavitasyon suyuqligi va kontsentratsiyasining ko'plab parametrlari ultratovush nanodiamond sintezining shirin joyini aniqlash uchun to'g'ri tekshirilishi kerak.
Nanodiamondlarni sintez qilishda erishilgan natijalar bo'yicha, ultratovush asosida yaratiladi Kavitasyonun kub borli nitridi, uglerod nitridi va boshqalar kabi boshqa muhim birikmalarni sintez qilish potentsialini taklif qiladi (Xachatryan va boshq., 2008)
Bundan tashqari, ultratovushli nurlanish ostida ko'p devorli uglerodli nanotubalardan (MWCNT) olmos nanotexnik va nanorodlarni yaratish mumkin. Olmos nanotexniklar yirik diamondlarning bir o'lchamli analoglari. Uning yuqori elastik moduli, mustahkamlik darajasi va uning sirtlari funksionallashtirilishi mumkin bo'lgan nisbiy qulayligi tufayli nanomexanik dizaynlar uchun optimallash material hisoblanadi. (Sun va boshqalar, 2004)

Nanodiamondlarning ultratovush Dispersiyasi

Yuqorida aytib o'tilgandek, muhitda deagglomeratsiya va zarrachalar hajmining taqsimlanishi nanometrning noyob xususiyatlarini muvaffaqiyatli ekspluatatsiya qilish uchun zarurdir.
dispersiyasi va Deagglomeration ultrasonikatsiya orqali ultratovush vositasi hisoblanadi Kavitasyonun. Suyuqliklarni ultratovushga chiqarishda yuqori bosimli va past bosimli aylanishlarning suyuqlik natijasiga targ'ib qilayotgan tovush to'lqinlari. Bu alohida zarrachalar orasidagi jalb qiluvchi kuchlarga mexanik stressni qo'llaydi. Suyuqlikda ultratovushli kavitasyon 1000km / soat (taxminan 600mph) yuqori tezlikda suyuqlik jetlar olib keladi. Bunday jetslar zarralar orasidagi yuqori bosimdagi suyuqlikni bosib, ularni bir-biridan ajrating. Kichik zarralar suyuqlik oqimlari bilan tezlashadi va yuqori tezlik bilan to'qnashadi. Bu ultratovushni tarqatish uchun samarali vosita qiladi, lekin ayni paytda Tegirmon mikronli-kattaligi va sub-mikro-hajmi zarrachalar.
Misol uchun, nanodiamondlar (o'rtacha hajmi 4nm) va polistirol maxsus kompozitni olish uchun sikloheksanda tarqaladi. Ishda, Chipara va boshq. (2010) 0,2% dan 25% gacha bo'lgan nanodiamondlar o'z ichiga olgan polistirol va nanomintal kompozitlarini tayyorladi. Bir marta olish uchun dispersiyasi, ular 60 daqiqada Hielscher'ning echimini sonikalashtirdilar UIP1000hd (1 kVt).

Nanoziklarni Ultrasonik Yordamlashtirilgan Funkalsizlash

Har bir nanometrli zarrachalarning to'liq yuzasini funktsionalizatsiya qilish uchun zarrachaning yuzasi kimyoviy reaksiya uchun mavjud bo'lishi kerak. Yaxshi tarqalgan zarrachalar zarracha yuzasiga jalb qilingan molekulalarning chegara qatlami bilan o'ralganligi sababli, teng va nozik dispersiyani talab qiladi. Yangi funksional guruhlarni nanodiamondlar yuzasiga olish uchun ushbu chegara qatlami sindirilgan yoki olib tashlanishi kerak. Cheklash qatlami buzilishi va olib tashlanishi jarayoni ultratovush orqali amalga oshirilishi mumkin.
Suyuqlikka kiritilgan ultratovush kabi turli xil ekstremal ta'sirlar paydo bo'ladi Kavitasyonun, Mahalliyda 2000k / s gacha bo'lgan yuqori harorat va 1000km / soatgacha bo'lgan suyuq havo oqimi. (Suslick, 1998) Bu stress omillari bilan (masalan, Van-Der-Waals kuchlari) jalb etuvchi kuchlarni engib o'tish mumkin va funksional molekulalar zarrachaning yuzasiga, masalan, nanodiamondlar yuzasiga ishlov berish uchun olib boriladi.

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

Sxema 1: In situ deagglomeration va nanodiamonds sirtining funktsionalizatsiyasi grafikasi (Liang, 2011)

Bead-Assisted Sonic Disintegration (BASD) davolash bo'yicha tajribalar nanodiamondsning sirt funkionalizatsiyasi uchun ham umid beruvchi natijalar ko'rsatdi. Shunday qilib, ultratovushni tatbiq etish uchun boncuklar (masalan, mikro-kattalikdagi keramika boncuklar, ZrO2 boncuklar) ishlatilgan. kavitatsion nanodiamond zarralar ustiga kuch beradi. Deagglomeration nanodiamond zarralar va ZrO o'rtasidagi o'zaro to'qnashuv natijasida yuzaga keladi2 boncuklar.
Zarrachalar sirtining yaxshiroq ta'minlanishi tufayli, Boran qisqarishi, arilasyon yoki silanizatsiya kabi kimyoviy reaksiyalar uchun dispersaniyalash uchun ultratovush yoki BASD (bead-quvvatli sonik parchalanish) oldindan davolash tavsiya etiladi. Ultratovush orqali tarqatish va Deagglomeration kimyoviy reaksiya juda ham to'liq davom etishi mumkin.

yuqori elektr, past chastotali ultratovush bir suyuq dunyoga joriy qilingan bo'lsa, kavitasyon hosil bo'ladi.

Ultrasonik kavlashish ekstremal harorat va bosim farqi va yuqori tezlikli suyuqlik samolyotlarga olib keladi. Shunday qilib, ultratovush ultratovush aralashtirish va frezeleme uchun muvaffaqiyatli ishlash usuli hisoblanadi.

Biz bilan bog'laning / Qo'shimcha ma'lumot so'rang

Sizning ishlash talablari haqida bizga gapiring. Biz sizning loyiha uchun eng munosib o'rnatish va qayta ishlash parametrlarini tavsiya qiladi.





Iltimos, bizning e'tibor bering Maxfiylik siyosati.


Adabiyotlar / manbalar

  • Chipara, AC va boshqalar: Polistrenga tarqalgan nanomatik zarralarning issiqlik xususiyatlari. HESTEC 2010.
  • El-Say, KM: Nanodiamondlar preparatni etkazib berish tizimi sifatida: Ilova va istiqbolli. J Appl Pharm Sci-da 01/06, 2011; 29-39-bet.
  • Xachatryan, A.X. va boshqalar: ultrasonik kavitasyonla indüklenen grafit-olmos ishlab chiqarish. In: Diamond & Tegishli materiallar 17, 2008; pp. 931-936.
  • Krueger, A.: Nanometrik olmosning tuzilishi va reaktivligi. In: J Mater Chem 18, 2008; 1485-1492-yillar.
  • Liang, Y .: Deagglomerierung va Oberflächenfunktionalisierung von Nanodiamant mittels thermochemischer und mechanochemischer Methoden. Yuliy-Maximilian-Universitet Würzburg nomli dissertatsiya.
  • Osawa, E .: Monodispers yagona nanomalse zarralari. In: Pure Appl Chem 80/7, 2008; 1365-1379-yillar.
  • Pramatarova, L. va boshqalar: Polimer kompozitlarning tibbiyotga mo'ljallangan nanodiamond zarrachalari detonatsiyasi bilan afzalligi. In: Biomimetika to'g'risida; 298-320-sahifalar.
  • Sun, L .; Gong, J .; Zhu, D .; Zhu, Z .; U, S: Karbon nanotoblaridan oltin Nanorod. In: Oldinga materiallar 16/2004. 1849-1853-yillar.
  • Suslick, Kimyo texnologiyasi K.S .: Kirk-Othmer Encyclopedia. 4 Ed. J. Wiley & Sons: Nyu-York, 26, 1998; pp. 517-541.

Nanodiamondlar – Foydalanish va ilovalar

Nanoatirash donalari zeta potensiali sababli beqaror. Shunday qilib, ular agregatlarni shakllantirishga juda moyildirlar. Nanointili mahsulotlarning keng tarqalgan qo'llanilishi aşındırıcılarda, chiqib ketish va parlatmada ishlatiladigan asboblar va issiqlik lavabolarında ishlatiladi. Yana potentsial foydalanish - bu dori vositalarining faol tarkibiy qismlari uchun nanodalmalarni dori vositasi sifatida qo'llash (Pramatarova). By ultrasonikleştirme, birinchi navbatda, nanodiamondlar grafitdan sintez qilinadi va ikkinchidan, aglomeratsiyaga katta darajada aralashgan nanodiamondlar teng bo'lishi mumkin tarqatilgan (masalan, polishing agentini shakllantirish uchun).