Công nghệ siêu âm Hielscher

Siêu âm phay của nhiệt điện Nano-bột

  • Nghiên cứu đã chỉ ra rằng phay siêu âm có thể được sử dụng thành công để chế tạo các hạt nano nhiệt điện và có khả năng thao tác các bề mặt của các hạt.
  • Hạt xay xát siêu âm (ví dụ: bi2Te3-Dựa trên hợp kim) cho thấy một giảm kích thước đáng kể và chế tạo Nano-hạt với ít hơn 10μm.
  • Hơn nữa, sonication tạo ra những thay đổi đáng kể về hình thái bề mặt của các hạt và kích hoạt do đó để functionalize bề mặt của các hạt vi sinh và Nano.

 

Các hạt nano nhiệt điện

Vật liệu nhiệt điện chuyển đổi năng lượng nhiệt thành năng lượng điện dựa trên hiệu ứng Seebeck và Peltier. Qua đó nó trở thành có thể để biến hầu như không sử dụng được hoặc gần như bị mất năng lượng nhiệt có hiệu quả vào các đơn sản xuất. Kể từ khi vật liệu nhiệt điện có thể được bao gồm trong các ứng dụng tiểu thuyết như pin biothermal, Solid-nhà nước nhiệt điện làm mát, thiết bị quang điện tử, không gian, và thế hệ điện ô tô, nghiên cứu và ngành công nghiệp đang tìm kiếm facile và nhanh chóng kỹ thuật để sản xuất môi trường thân thiện, kinh tế, và nhiệt độ cao ổn định các hạt nano nhiệt điện. Máy phay siêu âm cũng như tổng hợp từ dưới lên (Sono-kết tinh) là các tuyến đường hứa hẹn để sản xuất hàng loạt các vật liệu nano nhiệt điện nhanh chóng.

Thiết bị phay siêu âm

Để giảm kích thước hạt của Telluride bismuth (bi2Te3), Magnesium stannate (mg2Si) và silicon (Si) bột, Hệ thống siêu âm cường độ cao UIP1000hdT (1kW, 20kHz) được sử dụng trong một thiết lập cốc mở. Đối với tất cả biên độ thử nghiệm đã được thiết lập để 140 μm. Tàu mẫu được làm lạnh trong bồn tắm nước, nhiệt độ được điều khiển bởi Cặp nhiệt. Do sonication trong một con tàu mở, làm mát được sử dụng để ngăn chặn sự bốc hơi của các giải pháp phay (ví dụ như ethanol, butanol, hoặc nước).

Máy phay siêu âm được sử dụng thành công để giảm các vật liệu nhiệt điện cho các hạt nano.

(a) sơ đồ schematic của thiết lập thử nghiệm. (b) thiết bị phay siêu âm. Nguồn: Marquez-Garcia et al. 2015.

UIP2000hdT-một ultrasonicator hiệu suất cao 2000W cho phay công nghiệp của hạt nano.

UIP2000hdT với lò phản ứng tế bào dòng chảy gỉ

Yêu cầu thông tin




Lưu ý của chúng tôi Chính sách bảo mật.


Siêu âm phay chỉ 4h của bi2Te3-hợp kim đã được phát hiện trong một lượng đáng kể các hạt nano với kích thước từ 150 đến 400 nm. Bên cạnh việc giảm kích thước phạm vi nano, sonication cũng dẫn đến sự thay đổi hình thái bề mặt. Các hình ảnh SEM trong hình dưới đây b, c, và d Hiển thị các cạnh sắc nét của các hạt trước khi phay siêu âm đã trở nên trơn tru và tròn sau khi phay siêu âm.

Siêu âm phay của Bi2Te3 dựa trên hạt nano hợp kim.

Phân phối kích thước hạt và hình ảnh SEM của hợp kim Bi2Te3 dựa trên trước và sau khi phay siêu âm. A – Phân bố kích thước hạt; B – SEM hình ảnh trước khi phay siêu âm; C – Hình ảnh SEM sau khi siêu âm phay cho 4 h; D – SEM hình ảnh sau khi phay siêu âm cho 8 h.
Nguồn: Marquez-Garcia et al. 2015.

Để xác định liệu giảm kích thước hạt và sửa đổi bề mặt là duy nhất đạt được bằng siêu âm phay, thí nghiệm tương tự đã được tiến hành bằng cách sử dụng một máy xay bóng năng lượng cao. Kết quả được hiển thị trong hình 3. Nó là rõ ràng rằng 200-800 nm hạt được sản xuất bởi phay bóng cho 48 h (12 lần dài hơn so với siêu âm phay). SEM cho thấy rằng các cạnh sắc nét của bi2Te3-Các hạt hợp kim vẫn không thay đổi sau khi xay xát. Những kết quả này chỉ ra rằng các cạnh mịn là đặc điểm độc đáo của máy phay siêu âm. Tiết kiệm thời gian bằng siêu âm phay (4 h vs 48 h phay bóng) là đáng kể, quá.

Siêu âm phay của Mg2Si.

Phân bố kích thước hạt và hình ảnh SEM của Mg2Si trước và sau khi phay siêu âm. (a) phân bố kích thước hạt; (b) SEM hình ảnh trước khi phay siêu âm; (c) hình ảnh SEM sau khi phay siêu âm trong 50% PVP – 50% EtOH cho 2 h.
Nguồn: Marquez-Garcia et al. 2015.

Marquez-Garcia et al. (2015) kết luận rằng siêu âm phay có thể làm suy giảm bi2Te3 và mg2Si bột thành các hạt nhỏ hơn, kích thước trong đó khoảng từ 40 đến 400 nm, cho thấy một kỹ thuật tiềm năng cho sản xuất công nghiệp của các hạt nano. So với phay bóng năng lượng cao, Máy phay siêu âm có hai đặc điểm độc đáo:

  1. 1. sự xuất hiện của một khoảng cách kích thước hạt tách các hạt ban đầu từ những người được tạo ra bằng siêu âm phay; Và
  2. 2. thay đổi đáng kể trong hình thái bề mặt rõ ràng sau khi phay siêu âm, cho thấy khả năng thao tác các bề mặt của các hạt.

Kết thúc

Siêu âm phay của các hạt khó hơn đòi hỏi sonication dưới áp lực để tạo ra cavitation cường độ cao. Sonication dưới áp suất cao (cái gọi là manosonication) làm tăng lực cắt và căng thẳng cho các hạt mạnh.
Một thiết lập sonication nội tuyến liên tục cho phép tải hạt cao hơn (bùn giống như dán), giúp cải thiện kết quả phay vì máy phay siêu âm dựa trên va chạm giữa các hạt.
Sonication trong một thiết lập tuần hoàn rời rạc cho phép đảm bảo một điều trị đồng nhất của tất cả các hạt và do đó một phân bố kích thước hạt rất hẹp.

Một lợi thế lớn của máy phay siêu âm là công nghệ có thể dễ dàng thu nhỏ để sản xuất số lượng lớn-thương mại có sẵn, mạnh mẽ công nghiệp siêu âm phay có thể xử lý số tiền lên đến 10M3/h.

Ưu điểm của máy phay siêu âm

  • Nhanh chóng, tiết kiệm thời gian
  • Tiết kiệm năng lượng
  • Kết quả tái sanh
  • Không có phương tiện phay (không có hạt hoặc ngọc trai)
  • Chi phí đầu tư thấp

Ultrasonicators hiệu suất cao

Siêu âm phay đòi hỏi thiết bị siêu âm công suất cao. Để tạo ra lực cắt cavitational mạnh mẽ, biên độ cao và áp lực là rất quan trọng. Hielscher Ultrasonics’ bộ vi xử lý siêu âm công nghiệp có thể cung cấp biên độ rất cao. Khuếch đại lên đến 200 μm có thể dễ dàng chạy trong 24/7 hoạt động. Đối với biên độ cao hơn thậm chí, tùy chỉnh siêu âm sonotrodes có sẵn. Kết hợp với các lò phản ứng dòng chảy có thể áp dụng của Hielscher, cavitation rất cường độ cao được tạo ra để các kết phân tử có thể được khắc phục và hiệu quả phay thực hiện được.
Mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher cho phép 24/7 hoạt động ở nhiệm vụ nặng nề và trong môi trường đòi hỏi. Kỹ thuật số và điều khiển từ xa cũng như ghi dữ liệu tự động vào một thẻ SD tích hợp đảm bảo xử lý chính xác, chất lượng có khả năng tái sản xuất và cho phép chuẩn hóa quá trình.

Ưu điểm của Hielscher hiệu suất cao Ultrasonicators

  • biên độ rất cao
  • áp suất cao
  • quy trình nội tuyến liên tục
  • thiết bị mạnh mẽ
  • cân tuyến tính
  • lưu và dễ vận hành
  • Dễ dàng để làm sạch

Liên hệ chúng tôi! / Hỏi chúng tôi!

Yêu cầu thêm thông tin

Vui lòng sử dụng mẫu dưới đây, nếu bạn muốn yêu cầu thêm thông tin về đồng nhất bằng siêu âm. Chúng tôi sẽ vui lòng cung cấp cho bạn một hệ thống siêu âm đáp ứng yêu cầu của bạn.










Hielscher Ultrasonics sản xuất ultrasonicators hiệu suất cao cho các ứng dụng sonochemical.

Bộ vi xử lý siêu âm công suất cao từ phòng thí nghiệm đến thí điểm và quy mô công nghiệp.

Văn học / Tài liệu tham khảo

  • Marquez-Garcia L., Li W., Bomphrey J.J., Jarvis DJ, min G. (2015): chuẩn bị các hạt nano của vật liệu nhiệt điện bằng siêu âm phay. Tạp chí vật liệu điện tử 2015.


Sự kiện đáng biết

Hiệu ứng nhiệt điện

Vật liệu nhiệt điện được đặc trưng bằng cách hiển thị hiệu ứng nhiệt điện ở dạng mạnh hoặc thuận tiện, có thể sử dụng. Hiệu ứng nhiệt điện đề cập đến hiện tượng mà trong đó một sự khác biệt nhiệt độ tạo ra một tiềm năng điện hoặc một tiềm năng điện tạo ra một sự khác biệt nhiệt độ. Những hiện tượng này được gọi là hiệu ứng Seebeck, mà mô tả việc chuyển đổi nhiệt độ sang dòng điện, hiệu ứng Peltier, mà mô tả sự chuyển đổi hiện tại thành nhiệt độ, và hiệu ứng Thomson, mô tả việc sưởi ấm/làm mát dây dẫn. Tất cả các vật liệu có tác dụng nhiệt điện không, nhưng trong hầu hết các vật liệu nó là quá nhỏ để có thể hữu ích. Tuy nhiên, các vật liệu chi phí thấp cho thấy hiệu ứng nhiệt điện đủ mạnh cũng như các thuộc tính cần thiết khác để làm cho chúng áp dụng, có thể được sử dụng trong các ứng dụng như phát điện và làm lạnh. Hiện nay, bitmuth Telluride (bi2Te3) được sử dụng rộng rãi cho hiệu ứng nhiệt điện của nó