سرامیک های جدید با قابلیت ذخیره انرژی گرمایی

 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۷/۱/۲۰ | 
محققان دانشگاه توکیو نوع جدیدی از مواد را  کشف کرده اند که قادرند انرژی گرمایی را برای یک مدت زمان طولانی ذخیره کنند که آن ها را "سرامیک های ذخیره ساز گرما" نامیده اند. این ماده جدید می تواند در سیستم های تولید نور از انرژی گرمایی خورشید یا استفاده موثر از حرارت تلف شده در صنایع به عنوان ماده ذخیره ساز حرارت استفاده شود، به طوری که امکان بازیافت انرژی گرمایی را فراهم می سازد.
مواد با قابلیت نگهداری گرما یا شامل مواردی مانند آجر یا بتون می شوند که به آرامی حرارت ذخیره شده را آزاد می کنند و یا مانند آب یا اتیلن گلیکول در هنگام تبدیل از جامد به مایع انرژی گرما یی را می گیرند. با این وجود، هیچ کدام از این مواد انرژی گرمایی را در طول یک دوره طولانی ذخیره نمی کنند زیرا به طور طبیعی آن را به آرامی در طول زمان آزاد می کند. ماده ای که می تواند انرژی گرما را برای مدت زمان طولانی ذخیره کند و آن را طی یک  زمان بندی دقیق مورد نظر آزاد کند، یک مزیت در حوزه انرژی های تجدید پذیر به شمار می آید.

                                                                 

این ماده، که نوع خطی تریتیانیم پنتوکسید λ ، نام دارد تنها از اتم  های تیتانیوم و اکسیژن تشکیل شده است و می تواند مقادیر زیادی از انرژی گرمایی(230کیلو ژول بر لیتر) را جذب و آزاد کند. علاوه بر این، اعمال یک فشار ضعیف 60 مگاپاسکال موجب انتقال فازی این ماده به بتا تریتیانیم پنتوکسید شده و انرژی گرمایی ذخیره شده را آزاد می کند.
تریتیانیم پنتوکسید یک اکسید تیتانیوم ساده است که از عناصر فراوانی تشکیل شده است و با محیط زیست سازگاری دارد. انتظار می رود در آینده، این سرامیک ذخیره ساز گرما برای استفاده در سیستم های تولید انرژی گرمایی خورشیدی، که امروزه توسط کشورهای اروپایی در حال ترویج است و همچنین برای استفاده کارآمد از اتلافات حرارتی صنایع کاندید مناسبی باشند.
این مواد همچنین در دستگاه های الکترونیکی پیشرفته مانند ورق های حساس به فشار،  سنسورهای هدایت پذیر حساس به فشار و حافظه های نوری قابل استفاده می باشند.


برای اطلاعات بیشتر اینجا را کلیک کنید.
 

تکنولوژی جدید (Lightning Bearing Technology (LBT برای تولید بلبرینگ­ های سرامیکی

تکنولوژی جدید (Lightning Bearing Technology (LBTبرای تولید بلبرینگ­ های سرامیکی

با اینکه کمتر از 20 سال است که از زمان اولین تولید بلبرینگ ­های سرامیکی میگذرد، این دسته از قطعات سرامیکی بسیار مورد توجه قرار گرفته و تقاضای بالایی در بازار صنعتی بدست آورده اند. بلبرینگ­ های سرامیکی معمولا از جنس سیلیکون نیترید و اکسید زیرکونیوم ساخته می ­شوند. این مواد از استیل سخت­ تر بوده و 60 درصد از استیل سبک­ تر هستند. به همین خاطر نسبت به بلبرینگ ­های سنتی، توانایی راندن در سرعت­ های 40 تا 60 درصد بالاتر را فراهم می کنند. در این بلبرینگ ­ها از گلوله ­های سرامیکی پولیش شده استفاده می­ شود که منجر به کاهش سایش و اصطکاک شده و طول عمر این بلبرینگ­ ها را افزایش داده است. بلبرینگ­ های سرامیکی مقاومت بالاتری در برابر آلودگی و خوردگی و همچنین طول عمر بیشتری دارند و هزینه­ های تعمیر و نگهداری را کاهش می­ دهند.  

بلبرینگ­ ها انواع مختلف دارند که بسته به کاربردشان مورد استفاده قرار می­ گیرند. بلبرینگ ­های ترکیبی سرامیکی، حلقه فولادی و گلوله ­های سرامیکی دارند و بلبرینگ­ های تمام سرامیکی، حلقه و گلوله ­های سرامیکی دارند.

کمپانی  Boca Bearing تکنولوژی جدید Lightning Bearing Technology (LBT) را برای تولید بلبرینگ­ های سرامیکی به کار گرفته است. شرکت Boca Bearing بیش از 15 سال است که در تکنولوژی ساخت بلبرینگ ­های سرامیکی پیشتاز است و دسته وسیعی از بلبرینگ ­های استاندارد، بلبرینگ­ های ترکیبی سرامیکی و بلبرینگ ­های تمام سرامیکی را عرضه می ­کند که مخصوصا برای کاربرد در دوچرخه ­های رقابتی و تفریحی کاملا مناسب هستند. 

برای اطلاعات بیشتر به سایت www.bocabearings.com/bearing-applications/bicycle-bearings مراجعه فرمایید.

AWT IMAGE   AWT IMAGE   AWT IMAGE

AWT IMAGE   AWT IMAGE


سنسورهای جدید اولتراسونیک برای اندازه‌گیری دقیق انرژی حرارتی و جریان آب

شروع پروزه ساخت سنسورهای جدید اولتراسونیک برای اندازه ­گیری دقیق انرژی حرارتی و جریان آب، توسط شرکت (Morgan Technical Ceramics (MTC:

شرکت Morgan Technical Ceramics (MTC) ، تولید کننده پیشرو در قطعات سرامیکی، پروژه ساخت سنسورهای جدید اولتراسونیک برای اندازه­ گیری دقیق انرژی حرارتی و جریان آب را شروع کرده ­است. این سنسورهای اولتراسونیک با عملکرد بالای خود طراحان را قادر به ساخت تجهیزات اندازه­ گیری دقیق مثل سیستم ­های اندازه­ گیری هوشمند می­سازند که به درک مصرف کننده برای  کاهش مصرف انرژی کمک می­ کند.

این سنسورهای جدید، عملکرد پیوسته و قابل اطمینانی را تحت فشارهای بالا تا 16 بار و دماهای بالا تا 120 درجه سانتیگراد از خود نشان می دهند و  قدرت تحمل لازم برای کار در محیط­ های خشن را دارند. مواد الکتروسرامیک این شرکت، خواص مکانیکی و الکتریکی استثنایی دارند و پهنای باند وسیع و حساسیت اندازه گیری دقیقی را ارئه می دهند.

مترهای اولتراسونیک برای اندازه گیری جریان، تکنولوژی جدیدی بدون اجزای حرکت کننده است که از مترهای مکانیکی قدیمی قابل اطمینان تر هستند این تکنولوژی تقریبا بدون هزینه تعمیر و نگهداری است و بدون هیچ افت فشاری، از بسیاری از سیستم های رقیب خود دقیق تر است.

این سنسورهای پیزوالکتریک جدید، با ارسال و دریافت امواج اولتراسونیک از طریق آب کار می­ کنند. سرعت جریان از روی اندازه زمان پرواز امواج محاسبه می شود. این سنسورها به راحتی با نمایشگرهای دما ترکیب می شوند و به سهولت اندازه گیری حرارت در یک سیستم کمک می کنند.

شرکت  Morgan علاوه بر ساخت این سنسورها، اجزای پیزوسرامیک و قطعات پیوندی با الکترودهایی در اطراف وبا پوشش های طلا، نیکل یا نقره را نیز عرضه میکند. مواد با چگالی و پیوستگی بالا، تغییرات فرکانس استثنایی در حدود ± 1 %  از خود نشان می دهند که منجر به بالا رفتن دقت آن ها می شود.

تیم توسعه و تحقیق کمپانی برای طراحی مبدل های با کارایی بالا با سیم کشی کردن و کپسوله سازی مناسب برای مقاومت در برابر شرایط محیطی در حرارت سنج ها، از نزدیک با مشتریان برنامه ریزی می کند. کارشناسان این شرکت برای پاسخگویی به نیازهای صنعت اندازه گیری جریان که به سرعت در حال رشد است می توانند طراحی و فرایند تولید و مواد سنسورها را برای کاربرد خاص در حجم کم، متوسط یا بالا تنظیم کنند. نیاز این صنعت به خاطر افزایش استفاده از سیستم های اندازه گیری حرارت مرکزی یا ناحیه ای به طور هوشمند، که در سراسر جهان استفاده می شود، افزایش یافته است.

این شرکت با استفاده از آخرین ابزار و نرم افزارها برای ساخت نمونه های اولیه و با داشتن امکانات تست فشار و تانک های تست آکوستیک زیرآبی، عملکرد طراحی های خود را معتبر می سازد.

Ewan Campbell مهندس ارشد ساخت مبدل های شرکت می گوید: "تقاضای رو به رشدی در صنعت و خانه ها برای بهره وری از انرژی به وجود آمده است. خوشحالم که سنسوهای اولتراسونیک جدید ما نقش مهمی را در اندازه گیری دقیق جریان برای دستگاه های هوشمند بازی خواهد کرد. این سنسورها با قابلیت نمایش بلافاصله اطلاعات درباره مصرف انرژی، به کاهش مصرف و افزایش راندمان انرژی به عموم مردم و تاجران کمک میکند."

شرکت Morgan Technical Ceramics (MTC)، نزدیک 20 سال است که قطعات پیزوسرامیک و حسگرهای اولتراسونیک را برای اندازه گیری آب سرد و گرم عرضه می کند. این شرکت به تازگی ساخت حسگرهای اولتراسونیک برای اندازه گیری جریان گاز را نیز شروع کرده است و در حال حاضر طیف وسیعی از حسگرها را برای اندازه گیری های قابل اطمینان آب و برق نیز عرضه می کند.


مجموعه‌ ای از ویفرهای شیشه‌ ای

ساخت مجموعه ای از ویفرهای شیشه ای به عنوان اجزای اپتو الکترونیک و نیمه هادی

شرکت SCHOTT موفق به ساخت ورقه ­های نازک شیشه ­ای به عنوان اجزای اپتوالکترونیک و نیمه هادی شده و اخیرا آن را در کنفرانس تکنولوژی ECTC در لاس وگاس ارائه کرده است. این مجموعه گسترده که شامل ویفرها و زیرلایه ­های شیشه ­ای است بدلیل خواص شیمیایی و ترمومکانیکی و کیفیت سطح بالا مورد توجه قرار گرفته است. این قطعات دارای ابعاد مختلفی از نظر قطر ویفرها (تا 12 اینچ)، ابعاد صفحه­ ها (تا 510×510) و ضخامت (از 1.1 میلی­متر تا 25 میکرومتر) می­ باشند.

دکتر Rudiger Sprengard، مدیر ساخت این شیشه ­های بسیار نازک ادعا می­کند که این شرکت با این تکنولوژی می­تواند بیش از پیش روندهای در حال ظهور در صنعت الکترونیک را پشتیبانی کند. این ویفرها و زیرلایه­ های شیشه ­ای بسیار نازک امکان ساخت هرچه نازک­تر قطعات الکترونیکی را فراهم کرده و به محاسبات با کارایی بالای مورد نیاز در برخی کاربردها مثل ماشین­ های خودکار کمک می­کند. این دسته از مواد به ­دلیل تطبیق ­پذیری و خواص ویژه، امکانات مهندسی و طراحی وسیع ­تری نسبت به قطعات الکتریکی سنتی در صنایع امروزی به­ وجو می­ آورند.

همچنین شرکت SCHOTT نمونه قابل ارتجاع پیشرفته ­ای از این مجموعه را گزارش کرده است که خواص همگن­ تر و کیفیت بی­ نظیری دارد. خواص گزارش شده این نمونه، ساخت قطعات RF و سیستم ­های MEMS با نسبت ابعاد بالا و اندازه ­های کوچک را ممکن می­سازد. این ویفرها در سه مرحله ساخته و پردازش می­شوند: قرار گرفتن در معرض تابش uv (با تجهیزات استاندارد لیتوگرافی)، تمپر کردن و اچ کردن. برای قطعات با مقاومت حرارتی بالاتر، مقداری کریستاله شدن اضافی هم انجام می­گیرد.

Sprengard معتقد است این ویفرهای شیشه ­ای بسیار نازک، امکان گنجاندن توان بیشتردر اشکال کوچکتر را برای مهندسین فراهم می­سازد. این مواد بدلیل خواص شیمیایی و استحکام خوبشان به ایجاد فرصت­ها و نوآوری­های جدید در بسیاری از صنایع کمک می­کنند. 

http://www.us.schott.com

                  AWT IMAGE             AWT IMAGE


ابرخازن‌های گرافن ایروژل سه بعدی

تیم Lawrence Livermoreابرخازن­ های گرافن ایروژل سه بعدی را بهبود بخشید

معمولا در ابرخازن­ ها از مواد برپایه گرافن، به­ دلیل سطح بسیار بزرگ و هدایت عالی استفاده می­شود. محققان آزمایشگاه ملی Lawrence Livermore همزمان با تیمی از دانشگاه سانتا کروز (UCSC)، روشی برای بهبود عملکرد خازن­ های گرافنی سه بعدی ابداع کرده ­اند.

محققان دریافته ­اند که این روش به­ طور اساسی ظرفیت الکترودها را بهبود می­بخشد درحالیکه هنوز هم قابلیت سرعت بالای آن­ها حفظ می­شود. در این روش، یون لیتیم و یون پرکلرات بین لایه ­های گرافن در الکترودهای ایروژل به ­طور فشرده قرار می­گیرند.

این روش شامل دو مرحله برهم کنش یونی است(برهم کنش یون لیتیم و برهم کنش یون پرکلرات)، که با هیدرولیز یون پرکلرات ادامه می­یابد. این پروسه الکتروشیمی دو مرحله ­ای، سطح ویژه مواد برپایه گرافن برای ذخیره ­سازی انرژی را افزایش می­دهد، همانطور که تعدادی از سایت­ های شبه خازنی ظرفیت ذخیره ­سازی اضافی خود را به اشتراک می­گذارند.

ظرفیت خازنی گرافن ایروژل با سطح ویژه قابل دسترس یونی تقریبا کوچک، به­ علت تجمع و انباشته شدن ورقه ­های گرافن، محدود شده است. این روش با لایه ­برداری لایه ­های گرافن انباشته شده و عامل­دار کردن سطح آن­ها بدون آسیب زدن به تمامیت ساختاری آن، می­تواند عملکرد خازنی گرافن ایروژل سه بعدی را بهبود بخشد.

آقای Cheng Zhu  مهندس آزمایشگاه ملی Lawrence Livermore، معتقد است این یافته­ ها قدم اولیه برای ایجاد سازه­ های پیچیده ­تر با استفاده از ایروژل­ ها است که می­تواند به ساخت ابرخازن ­های قوی­تر برای کاربرد در قطعات الکترونیکی سفارشی کمک کند.

https://www.llnl.gov/news

AWT IMAGE