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सोखना प्रशीतन प्रणालियों और ताप पंपों की बाजार हिस्सेदारी पारंपरिक कंप्रेसर प्रणालियों की तुलना में अभी भी अपेक्षाकृत कम है।सस्ती गर्मी (महंगे विद्युत कार्य के बजाय) का उपयोग करने के बड़े लाभ के बावजूद, सोखना सिद्धांतों पर आधारित प्रणालियों का कार्यान्वयन अभी भी कुछ विशिष्ट अनुप्रयोगों तक ही सीमित है।मुख्य नुकसान जिसे समाप्त करने की आवश्यकता है वह कम तापीय चालकता और अधिशोषक की कम स्थिरता के कारण विशिष्ट शक्ति में कमी है।अत्याधुनिक वाणिज्यिक सोखना प्रशीतन प्रणालियाँ शीतलन क्षमता को अनुकूलित करने के लिए लेपित प्लेट हीट एक्सचेंजर्स पर आधारित सोखने वालों पर आधारित हैं।परिणाम सर्वविदित हैं कि कोटिंग की मोटाई कम होने से द्रव्यमान स्थानांतरण प्रतिबाधा में कमी आती है, और प्रवाहकीय संरचनाओं के सतह क्षेत्र के आयतन अनुपात में वृद्धि से दक्षता से समझौता किए बिना शक्ति बढ़ जाती है।इस कार्य में प्रयुक्त धातु के रेशे 2500-50,000 m2/m3 की सीमा में एक विशिष्ट सतह क्षेत्र प्रदान कर सकते हैं।कोटिंग्स के उत्पादन के लिए धातु की सतहों पर नमक हाइड्रेट्स की बहुत पतली लेकिन स्थिर कोटिंग प्राप्त करने की तीन विधियां, जिनमें धातु फाइबर भी शामिल हैं, पहली बार एक उच्च शक्ति घनत्व हीट एक्सचेंजर का प्रदर्शन करती हैं।कोटिंग और सब्सट्रेट के बीच एक मजबूत बंधन बनाने के लिए एल्यूमीनियम एनोडाइजिंग पर आधारित सतह उपचार को चुना जाता है।स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके परिणामी सतह की सूक्ष्म संरचना का विश्लेषण किया गया।परख में वांछित प्रजातियों की उपस्थिति की जांच करने के लिए कम किए गए कुल प्रतिबिंब फूरियर ट्रांसफॉर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी और ऊर्जा फैलाने वाले एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग किया गया था।हाइड्रेट्स बनाने की उनकी क्षमता की पुष्टि संयुक्त थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण (टीजीए)/डिफरेंशियल थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण (डीटीजी) द्वारा की गई थी।एमजीएसओ4 कोटिंग में 0.07 ग्राम (पानी)/जी (मिश्रित) से अधिक खराब गुणवत्ता पाई गई, जो लगभग 60 डिग्री सेल्सियस पर निर्जलीकरण के लक्षण दिखाती है और पुनर्जलीकरण के बाद पुन: उत्पन्न करने योग्य होती है।100 डिग्री सेल्सियस से नीचे लगभग 0.02 ग्राम/ग्राम के द्रव्यमान अंतर के साथ SrCl2 और ZnSO4 के साथ भी सकारात्मक परिणाम प्राप्त हुए।कोटिंग की स्थिरता और आसंजन को बढ़ाने के लिए हाइड्रोक्सीएथाइलसेलुलोज को एक योजक के रूप में चुना गया था।उत्पादों के सोखने के गुणों का मूल्यांकन एक साथ टीजीए-डीटीजी द्वारा किया गया था और उनके आसंजन को ISO2409 में वर्णित परीक्षणों के आधार पर एक विधि द्वारा चित्रित किया गया था।100 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर लगभग 0.1 ग्राम/ग्राम के वजन अंतर के साथ इसकी सोखने की क्षमता को बनाए रखते हुए CaCl2 कोटिंग की स्थिरता और आसंजन में काफी सुधार हुआ है।इसके अलावा, MgSO4 हाइड्रेट्स बनाने की क्षमता बरकरार रखता है, जो 100 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर 0.04 ग्राम/ग्राम से अधिक का द्रव्यमान अंतर दिखाता है।अंत में, लेपित धातु फाइबर की जांच की जाती है।नतीजे बताते हैं कि Al2(SO4)3 से लेपित फाइबर संरचना की प्रभावी तापीय चालकता शुद्ध Al2(SO4)3 की मात्रा की तुलना में 4.7 गुना अधिक हो सकती है।अध्ययन किए गए कोटिंग्स की कोटिंग की दृष्टि से जांच की गई, और क्रॉस सेक्शन की सूक्ष्म छवि का उपयोग करके आंतरिक संरचना का मूल्यांकन किया गया।लगभग 50 µm की मोटाई के साथ Al2(SO4)3 की एक कोटिंग प्राप्त की गई थी, लेकिन अधिक समान वितरण प्राप्त करने के लिए समग्र प्रक्रिया को अनुकूलित किया जाना चाहिए।
पिछले कुछ दशकों में सोखना प्रणालियों ने बहुत अधिक ध्यान आकर्षित किया है क्योंकि वे पारंपरिक संपीड़न ताप पंपों या प्रशीतन प्रणालियों के लिए पर्यावरण के अनुकूल विकल्प प्रदान करते हैं।बढ़ते आराम मानकों और वैश्विक औसत तापमान के साथ, सोखना प्रणाली निकट भविष्य में जीवाश्म ईंधन पर निर्भरता कम कर सकती है।इसके अलावा, सोखना प्रशीतन या ताप पंपों में किसी भी सुधार को थर्मल ऊर्जा भंडारण में स्थानांतरित किया जा सकता है, जो प्राथमिक ऊर्जा के कुशल उपयोग की क्षमता में अतिरिक्त वृद्धि का प्रतिनिधित्व करता है।सोखना ताप पंपों और प्रशीतन प्रणालियों का मुख्य लाभ यह है कि वे कम ताप द्रव्यमान के साथ काम कर सकते हैं।यह उन्हें कम तापमान वाले स्रोतों जैसे सौर ऊर्जा या अपशिष्ट ताप के लिए उपयुक्त बनाता है।ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों के संदर्भ में, सोखना में समझदार या गुप्त ताप भंडारण की तुलना में उच्च ऊर्जा घनत्व और कम ऊर्जा अपव्यय का लाभ होता है।
सोखना ताप पंप और प्रशीतन प्रणालियाँ अपने वाष्प संपीड़न समकक्षों के समान थर्मोडायनामिक चक्र का पालन करती हैं।मुख्य अंतर कंप्रेसर घटकों को सोखने वालों के साथ बदलना है।तत्व मध्यम तापमान पर कम दबाव वाले रेफ्रिजरेंट वाष्प को सोखने में सक्षम है, तरल ठंडा होने पर भी अधिक रेफ्रिजरेंट को वाष्पित करता है।अधिशोषण की एन्थैल्पी (एक्सोथर्म) को बाहर करने के लिए अधिशोषक का निरंतर शीतलन सुनिश्चित करना आवश्यक है।अधिशोषक उच्च तापमान पर पुनर्जीवित होता है, जिससे रेफ्रिजरेंट वाष्प विघटित हो जाता है।तापन को विशोषण (एंडोथर्मिक) की एन्थैल्पी प्रदान करना जारी रखना चाहिए।क्योंकि सोखने की प्रक्रियाओं में तापमान परिवर्तन की विशेषता होती है, उच्च शक्ति घनत्व के लिए उच्च तापीय चालकता की आवश्यकता होती है।हालाँकि, अधिकांश अनुप्रयोगों में कम तापीय चालकता अब तक का मुख्य नुकसान है।
चालकता की मुख्य समस्या परिवहन पथ को बनाए रखते हुए इसके औसत मूल्य को बढ़ाना है जो सोखना/शोषण वाष्प का प्रवाह प्रदान करता है।इसे प्राप्त करने के लिए आमतौर पर दो तरीकों का उपयोग किया जाता है: मिश्रित हीट एक्सचेंजर्स और लेपित हीट एक्सचेंजर्स।सबसे लोकप्रिय और सफल मिश्रित सामग्रियां वे हैं जो कार्बन-आधारित एडिटिव्स, अर्थात् विस्तारित ग्रेफाइट, सक्रिय कार्बन, या कार्बन फाइबर का उपयोग करती हैं।ओलिवेरा एट अल.306 वॉट/किलोग्राम तक की विशिष्ट शीतलन क्षमता (एससीपी) और 0.46 तक के प्रदर्शन गुणांक (सीओपी) के साथ एक सोखनेवाला का उत्पादन करने के लिए कैल्शियम क्लोराइड के साथ 2 संसेचित विस्तारित ग्रेफाइट पाउडर।ज़ाजकोव्स्की एट अल।3 ने 15 W/mK की कुल चालकता के साथ विस्तारित ग्रेफाइट, कार्बन फाइबर और कैल्शियम क्लोराइड का संयोजन प्रस्तावित किया।जियान एट अल4 ने दो-चरणीय सोखना शीतलन चक्र में सब्सट्रेट के रूप में विस्तारित प्राकृतिक ग्रेफाइट (ईएनजी-टीएसए) से उपचारित सल्फ्यूरिक एसिड के साथ कंपोजिट का परीक्षण किया।मॉडल ने सीओपी 0.215 से 0.285 और एससीपी 161.4 से 260.74 डब्ल्यू/किलोग्राम की भविष्यवाणी की।
अब तक का सबसे व्यवहार्य समाधान लेपित हीट एक्सचेंजर है।इन हीट एक्सचेंजर्स के कोटिंग तंत्र को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: प्रत्यक्ष संश्लेषण और चिपकने वाले।सबसे सफल विधि प्रत्यक्ष संश्लेषण है, जिसमें उपयुक्त अभिकर्मकों से हीट एक्सचेंजर्स की सतह पर सीधे सोखने वाली सामग्री का निर्माण शामिल है।Sotech5 ने फारेनहाइट GmbH द्वारा निर्मित कूलरों की श्रृंखला में उपयोग के लिए लेपित जिओलाइट को संश्लेषित करने की एक विधि का पेटेंट कराया है।श्नाबेल एट अल6 ने स्टेनलेस स्टील पर लेपित दो जिओलाइट्स के प्रदर्शन का परीक्षण किया।हालाँकि, यह विधि केवल विशिष्ट अवशोषक के साथ काम करती है, जो चिपकने वाले कोटिंग को एक दिलचस्प विकल्प बनाती है।बाइंडर्स निष्क्रिय पदार्थ हैं जिन्हें सॉर्बेंट आसंजन और/या बड़े पैमाने पर स्थानांतरण का समर्थन करने के लिए चुना जाता है, लेकिन सोखना या चालकता बढ़ाने में कोई भूमिका नहीं निभाते हैं।फ़्रेनी एट अल.AQSOA-Z02 जिओलाइट के साथ 7 लेपित एल्यूमीनियम हीट एक्सचेंजर्स को मिट्टी-आधारित बाइंडर के साथ स्थिर किया गया है।Calabrese et al.8 ने पॉलीमेरिक बाइंडर्स के साथ जिओलाइट कोटिंग्स की तैयारी का अध्ययन किया।अम्मान एट अल.9 ने पॉलीविनाइल अल्कोहल के चुंबकीय मिश्रण से झरझरा जिओलाइट कोटिंग तैयार करने की एक विधि प्रस्तावित की।एल्युमिना (एल्युमिना) का उपयोग अधिशोषक में बाइंडर 10 के रूप में भी किया जाता है।हमारी जानकारी के अनुसार, सेल्युलोज़ और हाइड्रॉक्सीएथाइल सेल्युलोज़ का उपयोग केवल भौतिक अधिशोषक11,12 के साथ संयोजन में किया जाता है।कभी-कभी गोंद का उपयोग पेंट के लिए नहीं किया जाता है, बल्कि संरचना 13 को स्वयं बनाने के लिए किया जाता है।कई नमक हाइड्रेट्स के साथ एल्गिनेट पॉलिमर मैट्रिसेस का संयोजन लचीली मिश्रित मनका संरचना बनाता है जो सूखने के दौरान रिसाव को रोकता है और पर्याप्त द्रव्यमान स्थानांतरण प्रदान करता है।बेंटोनाइट और एटापुलगाइट जैसी मिट्टी का उपयोग कंपोजिट15,16,17 की तैयारी के लिए बाइंडर के रूप में किया गया है।एथिलसेल्यूलोज का उपयोग कैल्शियम क्लोराइड18 या सोडियम सल्फाइड19 को माइक्रोएन्कैप्सुलेट करने के लिए किया गया है।
झरझरा धातु संरचना वाले कंपोजिट को एडिटिव हीट एक्सचेंजर्स और लेपित हीट एक्सचेंजर्स में विभाजित किया जा सकता है।इन संरचनाओं का लाभ उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र है।इसके परिणामस्वरूप निष्क्रिय द्रव्यमान को जोड़े बिना अधिशोषक और धातु के बीच एक बड़ी संपर्क सतह बन जाती है, जो प्रशीतन चक्र की समग्र दक्षता को कम कर देती है।लैंग एट अल.20 ने एल्यूमीनियम मधुकोश संरचना के साथ जिओलाइट सोखने वाले की समग्र चालकता में सुधार किया है।गिलर्मिनोट एट अल.21 ने तांबे और निकल फोम के साथ NaX जिओलाइट परतों की तापीय चालकता में सुधार किया।यद्यपि कंपोजिट का उपयोग चरण परिवर्तन सामग्री (पीसीएम) के रूप में किया जाता है, ली एट अल के निष्कर्ष।22 और झाओ एट अल।23 रसायनशोषण के लिए भी रुचिकर हैं।उन्होंने विस्तारित ग्रेफाइट और धातु फोम के प्रदर्शन की तुलना की और निष्कर्ष निकाला कि उत्तरार्द्ध केवल तभी बेहतर था जब संक्षारण कोई मुद्दा नहीं था।पालोम्बा एट अल.हाल ही में अन्य धात्विक छिद्रपूर्ण संरचनाओं24 की तुलना की गई है।वैन डेर पाल एट अल.फोम 25 में एम्बेडेड धातु लवण का अध्ययन किया है।पिछले सभी उदाहरण कण अधिशोषक की घनी परतों के अनुरूप हैं।धातु छिद्रपूर्ण संरचनाओं का व्यावहारिक रूप से सोखने वालों को कोट करने के लिए उपयोग नहीं किया जाता है, जो एक अधिक इष्टतम समाधान है।जिओलाइट्स से जुड़ने का एक उदाहरण विटस्टेड एट अल में पाया जा सकता है।26 लेकिन नमक हाइड्रेट्स को उनके उच्च ऊर्जा घनत्व 27 के बावजूद बांधने का कोई प्रयास नहीं किया गया है।
इस प्रकार, इस लेख में अधिशोषक कोटिंग तैयार करने की तीन विधियों का पता लगाया जाएगा: (1) बाइंडर कोटिंग, (2) प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया, और (3) सतह उपचार।भौतिक अधिशोषक के साथ संयोजन में पहले बताई गई स्थिरता और अच्छे कोटिंग आसंजन के कारण इस काम में हाइड्रोक्सीएथाइलसेलुलोज पसंद का बाइंडर था।इस पद्धति की शुरुआत में फ्लैट कोटिंग्स के लिए जांच की गई और बाद में इसे धातु फाइबर संरचनाओं पर लागू किया गया।पहले, अधिशोषक कोटिंग्स के गठन के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाओं की संभावना का प्रारंभिक विश्लेषण बताया गया था।पिछला अनुभव अब धातु फाइबर संरचनाओं की कोटिंग में स्थानांतरित किया जा रहा है।इस कार्य के लिए चुना गया सतह उपचार एल्यूमीनियम एनोडाइजिंग पर आधारित एक विधि है।सौंदर्य प्रयोजनों के लिए एल्यूमीनियम एनोडाइजिंग को धातु के लवणों के साथ सफलतापूर्वक जोड़ा गया है29।इन मामलों में, बहुत स्थिर और संक्षारण प्रतिरोधी कोटिंग्स प्राप्त की जा सकती हैं।हालाँकि, वे कोई अधिशोषण या विशोषण प्रक्रिया नहीं कर सकते।यह पेपर इस दृष्टिकोण का एक प्रकार प्रस्तुत करता है जो मूल प्रक्रिया के चिपकने वाले गुणों का उपयोग करके द्रव्यमान को स्थानांतरित करने की अनुमति देता है।जहां तक ​​हमारी जानकारी है, यहां वर्णित किसी भी विधि का पहले अध्ययन नहीं किया गया है।वे एक बहुत ही दिलचस्प नई तकनीक का प्रतिनिधित्व करते हैं क्योंकि वे हाइड्रेटेड अधिशोषक कोटिंग्स के निर्माण की अनुमति देते हैं, जिनके अक्सर अध्ययन किए गए भौतिक अधिशोषक की तुलना में कई फायदे हैं।
इन प्रयोगों के लिए सब्सट्रेट के रूप में उपयोग की जाने वाली मुद्रांकित एल्यूमीनियम प्लेटें ALINVEST Břidličná, चेक गणराज्य द्वारा प्रदान की गई थीं।इनमें 98.11% एल्यूमीनियम, 1.3622% लोहा, 0.3618% मैंगनीज और तांबा, मैग्नीशियम, सिलिकॉन, टाइटेनियम, जस्ता, क्रोमियम और निकल के अंश होते हैं।
कंपोजिट के निर्माण के लिए चुनी गई सामग्रियों का चयन उनके थर्मोडायनामिक गुणों के अनुसार किया जाता है, अर्थात्, पानी की मात्रा पर निर्भर करता है जिसे वे 120 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर सोख/उजाड़ सकते हैं।
मैग्नीशियम सल्फेट (MgSO4) सबसे दिलचस्प और अध्ययनित हाइड्रेटेड लवणों में से एक है30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41।थर्मोडायनामिक गुणों को व्यवस्थित रूप से मापा गया है और सोखना प्रशीतन, ताप पंप और ऊर्जा भंडारण के क्षेत्रों में अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त पाया गया है।सूखा मैग्नीशियम सल्फेट CAS-Nr.7487-88-9 99% (ग्रुसिंग जीएमबीएच, फिल्सम, नीडेरसाक्सेन, जर्मनी) का उपयोग किया गया था।
कैल्शियम क्लोराइड (CaCl2) (H319) एक और अच्छी तरह से अध्ययन किया गया नमक है क्योंकि इसके हाइड्रेट में दिलचस्प थर्मोडायनामिक गुण 41,42,43,44 हैं।कैल्शियम क्लोराइड हेक्साहाइड्रेट CAS-No.7774-34-7 97% प्रयुक्त (ग्रुसिंग, जीएमबीएच, फिल्सम, नीडेरसाक्सेन, जर्मनी)।
जिंक सल्फेट (ZnSO4) (H3O2, H318, H410) और इसके हाइड्रेट्स में थर्मोडायनामिक गुण होते हैं जो कम तापमान सोखने की प्रक्रिया45,46 के लिए उपयुक्त होते हैं।जिंक सल्फेट हेप्टाहाइड्रेट CAS-Nr.7733-02-0 99.5% (ग्रुसिंग जीएमबीएच, फिल्सम, नीडेरसाक्सेन, जर्मनी) का उपयोग किया गया था।
स्ट्रोंटियम क्लोराइड (SrCl2) (H318) में दिलचस्प थर्मोडायनामिक गुण भी हैं4,45,47 हालांकि इसे अक्सर सोखना ताप पंप या ऊर्जा भंडारण अनुसंधान में अमोनिया के साथ जोड़ा जाता है।संश्लेषण के लिए स्ट्रोंटियम क्लोराइड हेक्साहाइड्रेट CAS-Nr.10.476-85-4 99.0–102.0% (सिग्मा एल्ड्रिच, सेंट लुइस, मिसौरी, यूएसए) का उपयोग किया गया था।
कॉपर सल्फेट (CuSO4) (H302, H315, H319, H410) पेशेवर साहित्य में अक्सर पाए जाने वाले हाइड्रेट्स में से नहीं है, हालांकि इसके थर्मोडायनामिक गुण कम तापमान अनुप्रयोगों के लिए रुचि रखते हैं।संश्लेषण के लिए कॉपर सल्फेट CAS-Nr.7758-99-8 99% (सिग्मा एल्ड्रिच, सेंट लुइस, MO, यूएसए) का उपयोग किया गया था।
मैग्नीशियम क्लोराइड (MgCl2) हाइड्रेटेड लवणों में से एक है जिसने हाल ही में तापीय ऊर्जा भंडारण50,51 के क्षेत्र में अधिक ध्यान आकर्षित किया है।प्रयोगों के लिए मैग्नीशियम क्लोराइड हेक्साहाइड्रेट CAS-Nr.7791-18-6 शुद्ध फार्मास्युटिकल ग्रेड (एप्लिकेम जीएमबीएच., डार्मस्टेड, जर्मनी) का उपयोग किया गया था।
जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, समान अनुप्रयोगों में सकारात्मक परिणामों के कारण हाइड्रोक्सीएथाइल सेलुलोज को चुना गया था।हमारे संश्लेषण में प्रयुक्त सामग्री हाइड्रॉक्सीएथाइल सेलुलोज CAS-Nr 9004-62-0 (सिग्मा एल्ड्रिच, सेंट लुइस, MO, यूएसए) है।
धातु के रेशे संपीड़न और सिंटरिंग द्वारा एक साथ बंधे छोटे तारों से बनाए जाते हैं, एक प्रक्रिया जिसे क्रूसिबल पिघल निष्कर्षण (सीएमई)52 के रूप में जाना जाता है।इसका मतलब यह है कि उनकी तापीय चालकता न केवल निर्माण में प्रयुक्त धातुओं की थोक चालकता और अंतिम संरचना की सरंध्रता पर निर्भर करती है, बल्कि धागों के बीच के बंधन की गुणवत्ता पर भी निर्भर करती है।फाइबर आइसोट्रोपिक नहीं होते हैं और उत्पादन के दौरान एक निश्चित दिशा में वितरित होते हैं, जिससे अनुप्रस्थ दिशा में तापीय चालकता बहुत कम हो जाती है।
जल अवशोषण गुणों की जांच एक वैक्यूम पैकेज (नेट्ज़स्च टीजी 209 एफ1 लिब्रा) में एक साथ थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण (टीजीए)/डिफरेंशियल थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण (डीटीजी) का उपयोग करके की गई थी।माप बहते नाइट्रोजन वातावरण में 10 मिली/मिनट की प्रवाह दर और एल्यूमीनियम ऑक्साइड क्रूसिबल में 25 से 150 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर किए गए थे।ताप दर 1 डिग्री सेल्सियस/मिनट थी, नमूना वजन 10 से 20 मिलीग्राम तक भिन्न था, रिज़ॉल्यूशन 0.1 μg था।इस कार्य में, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि प्रति इकाई सतह पर द्रव्यमान अंतर में बड़ी अनिश्चितता है।टीजीए-डीटीजी में उपयोग किए गए नमूने बहुत छोटे और अनियमित रूप से कटे हुए होते हैं, जिससे उनका क्षेत्र निर्धारण गलत हो जाता है।यदि बड़े विचलनों को ध्यान में रखा जाए तो इन मूल्यों को केवल एक बड़े क्षेत्र में ही विस्तारित किया जा सकता है।
क्षीण कुल प्रतिबिंब फूरियर ट्रांसफॉर्म इंफ्रारेड (एटीआर-एफटीआईआर) स्पेक्ट्रा को एटीआर प्लैटिनम एक्सेसरी (ब्रूकर ऑप्टिक जीएमबीएच, जर्मनी) का उपयोग करके ब्रुकर वर्टेक्स 80 वी एफटीआईआर स्पेक्ट्रोमीटर (ब्रूकर ऑप्टिक जीएमबीएच, लीपज़िग, जर्मनी) पर हासिल किया गया था।प्रयोगात्मक माप के लिए पृष्ठभूमि के रूप में नमूनों का उपयोग करने से पहले शुद्ध सूखे हीरे के क्रिस्टल के स्पेक्ट्रा को सीधे वैक्यूम में मापा गया था।नमूनों को 2 सेमी-1 के वर्णक्रमीय रिज़ॉल्यूशन और 32 स्कैन की औसत संख्या का उपयोग करके वैक्यूम में मापा गया था। तरंग संख्या 8000 से 500 सेमी-1 तक होती है।ओपस कार्यक्रम का उपयोग करके वर्णक्रमीय विश्लेषण किया गया था।
एसईएम विश्लेषण 2 और 5 केवी के त्वरित वोल्टेज पर ज़ीस से डीएसएम 982 जेमिनी का उपयोग करके किया गया था।ऊर्जा फैलाने वाली एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (ईडीएक्स) को पेल्टियर कूल्ड सिलिकॉन ड्रिफ्ट डिटेक्टर (एसएसडी) के साथ थर्मो फिशर सिस्टम 7 का उपयोग करके किया गया था।
धातु प्लेटों की तैयारी 53 में वर्णित प्रक्रिया के अनुसार की गई थी। सबसे पहले, प्लेट को 50% सल्फ्यूरिक एसिड में डुबोएं।15 मिनटों।फिर उन्हें लगभग 10 सेकंड के लिए 1 एम सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल में डाला गया।फिर नमूनों को बड़ी मात्रा में आसुत जल से धोया गया, और फिर 30 मिनट के लिए आसुत जल में भिगोया गया।प्रारंभिक सतह उपचार के बाद, नमूनों को 3% संतृप्त घोल में डुबोया गया।एचईसी और लक्ष्य नमक.अंत में, उन्हें बाहर निकालें और 60°C पर सुखाएँ।
एनोडाइजिंग विधि निष्क्रिय धातु पर प्राकृतिक ऑक्साइड परत को बढ़ाती और मजबूत करती है।एल्यूमीनियम पैनलों को कठोर अवस्था में सल्फ्यूरिक एसिड के साथ एनोडाइज़ किया गया और फिर गर्म पानी में सील कर दिया गया।एनोडाइजिंग के बाद 1 mol/l NaOH (600 s) के साथ प्रारंभिक नक़्क़ाशी की गई और उसके बाद 1 mol/l HNO3 (60 s) में उदासीनीकरण किया गया।इलेक्ट्रोलाइट समाधान 2.3 M H2SO4, 0.01 M Al2(SO4)3, और 1 M MgSO4 + 7H2O का मिश्रण है।1200 सेकंड के लिए (40 ± 1)°C, 30 mA/cm2 पर एनोडाइजिंग किया गया।सीलिंग प्रक्रिया सामग्री (MgSO4, CaCl2, ZnSO4, SrCl2, CuSO4, MgCl2) में वर्णित विभिन्न नमकीन घोलों में की गई थी।इसमें सैंपल को 1800 सेकेंड तक उबाला जाता है.
कंपोजिट के उत्पादन के लिए तीन अलग-अलग तरीकों की जांच की गई है: चिपकने वाला कोटिंग, प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया और सतह उपचार।प्रत्येक प्रशिक्षण पद्धति के फायदे और नुकसान का व्यवस्थित रूप से विश्लेषण और चर्चा की जाती है।परिणामों का मूल्यांकन करने के लिए प्रत्यक्ष अवलोकन, नैनोइमेजिंग और रासायनिक/मौलिक विश्लेषण का उपयोग किया गया।
नमक हाइड्रेट्स के आसंजन को बढ़ाने के लिए एनोडाइजिंग को रूपांतरण सतह उपचार विधि के रूप में चुना गया था।यह सतह उपचार सीधे एल्यूमीनियम सतह पर एल्यूमिना (एल्यूमिना) की एक छिद्रपूर्ण संरचना बनाता है।परंपरागत रूप से, इस विधि में दो चरण होते हैं: पहला चरण एल्यूमीनियम ऑक्साइड की एक छिद्रपूर्ण संरचना बनाता है, और दूसरा चरण एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड की एक कोटिंग बनाता है जो छिद्रों को बंद कर देता है।गैस चरण तक पहुंच को अवरुद्ध किए बिना नमक को अवरुद्ध करने की दो विधियाँ निम्नलिखित हैं।पहले में एक मधुकोश प्रणाली होती है जिसमें अधिशोषक क्रिस्टल को पकड़ने और धातु की सतहों पर इसके आसंजन को बढ़ाने के लिए पहले चरण में प्राप्त छोटे एल्यूमीनियम ऑक्साइड (Al2O3) ट्यूबों का उपयोग किया जाता है।परिणामी छत्ते का व्यास लगभग 50 एनएम और लंबाई 200 एनएम है (चित्र 1ए)।जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, इन गुहाओं को आमतौर पर एल्यूमिना ट्यूब उबलने की प्रक्रिया द्वारा समर्थित Al2O(OH)2 बोहेमाइट की एक पतली परत के साथ दूसरे चरण में बंद कर दिया जाता है।दूसरी विधि में, इस सीलिंग प्रक्रिया को इस तरह से संशोधित किया जाता है कि नमक क्रिस्टल बोहेमाइट (Al2O(OH)) की एक समान रूप से कवर करने वाली परत में कैद हो जाते हैं, जिसका उपयोग इस मामले में सीलिंग के लिए नहीं किया जाता है।दूसरा चरण संबंधित नमक के संतृप्त घोल में किया जाता है।वर्णित पैटर्न का आकार 50-100 एनएम की सीमा में है और छपी हुई बूंदों की तरह दिखता है (छवि 1 बी)।सीलिंग प्रक्रिया के परिणामस्वरूप प्राप्त सतह में बढ़े हुए संपर्क क्षेत्र के साथ एक स्पष्ट स्थानिक संरचना होती है।यह सतह पैटर्न, उनके कई बंधन विन्यासों के साथ, नमक क्रिस्टल को ले जाने और रखने के लिए आदर्श है।वर्णित दोनों संरचनाएं वास्तव में छिद्रपूर्ण प्रतीत होती हैं और उनमें छोटी-छोटी गुहाएं होती हैं जो सोखने वाले के संचालन के दौरान नमक हाइड्रेट्स को बनाए रखने और नमक में वाष्प को सोखने के लिए उपयुक्त प्रतीत होती हैं।हालाँकि, EDX का उपयोग करके इन सतहों का मौलिक विश्लेषण बोहेमाइट की सतह पर मैग्नीशियम और सल्फर की थोड़ी मात्रा का पता लगा सकता है, जो एल्यूमिना सतह के मामले में नहीं पाया जाता है।
नमूने के एटीआर-एफटीआईआर ने पुष्टि की कि तत्व मैग्नीशियम सल्फेट था (चित्र 2बी देखें)।स्पेक्ट्रम 610-680 और 1080-1130 सेमी-1 पर विशिष्ट सल्फेट आयन शिखर दिखाता है और 1600-1700 सेमी-1 और 3200-3800 सेमी-1 पर विशिष्ट जाली जल शिखर दिखाता है (चित्र 2ए, सी देखें)।).मैग्नीशियम आयनों की उपस्थिति स्पेक्ट्रम54 को लगभग नहीं बदलती है।
(ए) बोहेमाइट लेपित एमजीएसओ4 एल्यूमीनियम प्लेट का ईडीएक्स, (बी) बोहेमाइट और एमजीएसओ4 कोटिंग्स का एटीआर-एफटीआईआर स्पेक्ट्रा, (सी) शुद्ध एमजीएसओ4 का एटीआर-एफटीआईआर स्पेक्ट्रा।
टीजीए द्वारा सोखना दक्षता बनाए रखने की पुष्टि की गई।अंजीर पर.3बी लगभग विशोषण शिखर दर्शाता है।60°से.यह शिखर शुद्ध नमक के टीजीए में देखे गए दो शिखरों के तापमान के अनुरूप नहीं है (चित्र 3ए)।अधिशोषण-अवशोषण चक्र की पुनरावृत्ति का मूल्यांकन किया गया, और नमूनों को आर्द्र वातावरण में रखने के बाद वही वक्र देखा गया (चित्र 3सी)।विशोषण के दूसरे चरण में देखा गया अंतर बहते वातावरण में निर्जलीकरण का परिणाम हो सकता है, क्योंकि इससे अक्सर अधूरा निर्जलीकरण होता है।ये मान पहले डीवाटरिंग में लगभग 17.9 ग्राम/एम2 और दूसरे डीवाटरिंग में 10.3 ग्राम/एम2 के अनुरूप हैं।
बोहेमाइट और एमजीएसओ4 के टीजीए विश्लेषण की तुलना: शुद्ध एमजीएसओ4 (ए), मिश्रण (बी) और पुनर्जलीकरण के बाद (सी) का टीजीए विश्लेषण।
यही विधि अधिशोषक के रूप में कैल्शियम क्लोराइड के साथ अपनाई गई।परिणाम चित्र 4 में प्रस्तुत किए गए हैं। सतह के दृश्य निरीक्षण से धातु की चमक में मामूली बदलाव का पता चला।फर बमुश्किल दिखाई देता है।एसईएम ने सतह पर समान रूप से वितरित छोटे क्रिस्टल की उपस्थिति की पुष्टि की।हालाँकि, TGA ने 150°C से नीचे कोई निर्जलीकरण नहीं दिखाया।यह इस तथ्य के कारण हो सकता है कि टीजीए द्वारा पता लगाने के लिए सब्सट्रेट के कुल द्रव्यमान की तुलना में नमक का अनुपात बहुत छोटा है।
एनोडाइजिंग विधि द्वारा कॉपर सल्फेट कोटिंग की सतह के उपचार के परिणाम अंजीर में दिखाए गए हैं।5. इस मामले में, अल ऑक्साइड संरचना में CuSO4 का अपेक्षित समावेश नहीं हुआ।इसके बजाय, ढीली सुइयां देखी जाती हैं क्योंकि इनका उपयोग आमतौर पर कॉपर हाइड्रॉक्साइड Cu(OH)2 के लिए किया जाता है जिनका उपयोग विशिष्ट फ़िरोज़ा रंगों के साथ किया जाता है।
एनोडाइज्ड सतह उपचार का स्ट्रोंटियम क्लोराइड के साथ संयोजन में भी परीक्षण किया गया था।परिणामों ने असमान कवरेज दिखाया (चित्र 6ए देखें)।यह निर्धारित करने के लिए कि क्या नमक पूरी सतह को कवर करता है, एक EDX विश्लेषण किया गया था।ग्रे क्षेत्र में एक बिंदु के लिए वक्र (चित्र 6बी में बिंदु 1) थोड़ा स्ट्रोंटियम और बहुत सारा एल्यूमीनियम दिखाता है।यह मापा क्षेत्र में स्ट्रोंटियम की कम सामग्री को इंगित करता है, जो बदले में, स्ट्रोंटियम क्लोराइड की कम कवरेज को इंगित करता है।इसके विपरीत, सफेद क्षेत्रों में स्ट्रोंटियम की उच्च सामग्री और एल्यूमीनियम की कम सामग्री होती है (चित्र 6 बी में बिंदु 2-6)।सफेद क्षेत्र का ईडीएक्स विश्लेषण गहरे बिंदु (चित्र 6 बी में बिंदु 2 और 4), कम क्लोरीन और उच्च सल्फर दिखाता है।यह स्ट्रोंटियम सल्फेट के गठन का संकेत दे सकता है।चमकीले बिंदु उच्च क्लोरीन सामग्री और कम सल्फर सामग्री को दर्शाते हैं (चित्र 6बी में बिंदु 3, 5 और 6)।इसे इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि सफेद कोटिंग के मुख्य भाग में अपेक्षित स्ट्रोंटियम क्लोराइड होता है।नमूने के टीजीए ने शुद्ध स्ट्रोंटियम क्लोराइड (छवि 6 सी) के विशिष्ट तापमान पर एक शिखर के साथ विश्लेषण की व्याख्या की पुष्टि की।उनके छोटे मूल्य को धातु समर्थन के द्रव्यमान की तुलना में नमक के एक छोटे अंश द्वारा उचित ठहराया जा सकता है।प्रयोगों में निर्धारित विशोषण द्रव्यमान 150 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर अधिशोषक के प्रति इकाई क्षेत्र से निकलने वाली 7.3 ग्राम/एम2 की मात्रा से मेल खाता है।
एलोक्सल-उपचारित जिंक सल्फेट कोटिंग्स का भी परीक्षण किया गया।मैक्रोस्कोपिक रूप से, कोटिंग एक बहुत पतली और एकसमान परत होती है (चित्र 7ए)।हालाँकि, SEM ने खाली क्षेत्रों द्वारा अलग किए गए छोटे क्रिस्टल से ढके एक सतह क्षेत्र का खुलासा किया (चित्र 7 बी)।कोटिंग और सब्सट्रेट के टीजीए की तुलना शुद्ध नमक (चित्रा 7सी) से की गई थी।शुद्ध नमक का एक असममित शिखर 59.1°C पर होता है।लेपित एल्युमीनियम में 55.5°C और 61.3°C पर दो छोटी चोटियाँ दिखाई दीं, जो जिंक सल्फेट हाइड्रेट की उपस्थिति का संकेत देती हैं।प्रयोग में सामने आया द्रव्यमान अंतर 150°C के निर्जलीकरण तापमान पर 10.9 g/m2 से मेल खाता है।
पिछले एप्लिकेशन53 की तरह, सॉर्बेंट कोटिंग के आसंजन और स्थिरता में सुधार के लिए हाइड्रॉक्सीथाइल सेलुलोज का उपयोग बाइंडर के रूप में किया गया था।सामग्री अनुकूलता और सोखना प्रदर्शन पर प्रभाव का मूल्यांकन टीजीए द्वारा किया गया था।विश्लेषण कुल द्रव्यमान के संबंध में किया जाता है, यानी नमूने में कोटिंग सब्सट्रेट के रूप में उपयोग की जाने वाली धातु की प्लेट शामिल होती है।आसंजन का परीक्षण ISO2409 विनिर्देश में परिभाषित क्रॉस नॉच परीक्षण के आधार पर एक परीक्षण द्वारा किया जाता है (विनिर्देश मोटाई और चौड़ाई के आधार पर नॉच पृथक्करण विनिर्देश को पूरा नहीं कर सकता)।
पैनलों को कैल्शियम क्लोराइड (CaCl2) (चित्र 8ए देखें) के साथ कोटिंग करने से असमान वितरण हुआ, जो अनुप्रस्थ पायदान परीक्षण के लिए उपयोग की जाने वाली शुद्ध एल्यूमीनियम कोटिंग में नहीं देखा गया था।शुद्ध CaCl2 के परिणामों की तुलना में, TGA (चित्र 8बी) क्रमशः 40 और 20°C के निचले तापमान की ओर स्थानांतरित दो विशिष्ट चोटियों को दर्शाता है।क्रॉस-सेक्शन परीक्षण वस्तुनिष्ठ तुलना की अनुमति नहीं देता है क्योंकि शुद्ध CaCl2 नमूना (चित्र 8c में दाईं ओर का नमूना) एक पाउडरयुक्त अवक्षेप है, जो सबसे ऊपरी कणों को हटा देता है।एचईसी परिणामों ने संतोषजनक आसंजन के साथ बहुत पतली और समान कोटिंग दिखाई।द्रव्यमान अंतर चित्र में दिखाया गया है।8बी 150 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर अधिशोषक के प्रति इकाई क्षेत्र 51.3 ग्राम/एम2 से मेल खाता है।
मैग्नीशियम सल्फेट (MgSO4) के साथ आसंजन और एकरूपता के संदर्भ में भी सकारात्मक परिणाम प्राप्त हुए (चित्र 9 देखें)।कोटिंग की विशोषण प्रक्रिया के विश्लेषण से लगभग एक शिखर की उपस्थिति का पता चला।60°से.यह तापमान शुद्ध लवणों के निर्जलीकरण में देखे जाने वाले मुख्य विशोषण चरण से मेल खाता है, जो 44°C पर एक और चरण का प्रतिनिधित्व करता है।यह हेक्साहाइड्रेट से पेंटाहाइड्रेट में संक्रमण से मेल खाता है और बाइंडरों के साथ कोटिंग के मामले में नहीं देखा जाता है।क्रॉस सेक्शन परीक्षण शुद्ध नमक का उपयोग करके बनाई गई कोटिंग्स की तुलना में बेहतर वितरण और आसंजन दिखाते हैं।टीजीए-डीटीसी में देखा गया द्रव्यमान अंतर 150 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर अवशोषक के प्रति इकाई क्षेत्र 18.4 ग्राम/एम2 से मेल खाता है।
सतह की अनियमितताओं के कारण, स्ट्रोंटियम क्लोराइड (SrCl2) के पंखों पर एक असमान कोटिंग होती है (चित्र 10a)।हालाँकि, अनुप्रस्थ पायदान परीक्षण के परिणामों ने उल्लेखनीय रूप से बेहतर आसंजन (छवि 10 सी) के साथ समान वितरण दिखाया।टीजीए विश्लेषण ने वजन में बहुत छोटा अंतर दिखाया, जो धातु सब्सट्रेट की तुलना में कम नमक सामग्री के कारण होना चाहिए।हालाँकि, वक्र पर चरण निर्जलीकरण प्रक्रिया की उपस्थिति को दर्शाते हैं, हालाँकि शिखर शुद्ध नमक को चिह्नित करते समय प्राप्त तापमान से जुड़ा होता है।चित्र में 110°C और 70.2°C की चोटियाँ देखी गईं।शुद्ध नमक का विश्लेषण करने पर 10बी भी पाए गए।हालाँकि, 50 डिग्री सेल्सियस पर शुद्ध नमक में देखा गया मुख्य निर्जलीकरण चरण बाइंडर का उपयोग करने वाले वक्रों में प्रतिबिंबित नहीं हुआ था।इसके विपरीत, बाइंडर मिश्रण में 20.2°C और 94.1°C पर दो शिखर दिखे, जिन्हें शुद्ध नमक के लिए नहीं मापा गया (चित्र 10बी)।150 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, मनाया गया द्रव्यमान अंतर अवशोषक के प्रति इकाई क्षेत्र 7.2 ग्राम/एम2 से मेल खाता है।
एचईसी और जिंक सल्फेट (ZnSO4) के संयोजन ने स्वीकार्य परिणाम नहीं दिए (चित्र 11)।लेपित धातु के टीजीए विश्लेषण से किसी भी निर्जलीकरण प्रक्रिया का पता नहीं चला।यद्यपि कोटिंग के वितरण और आसंजन में सुधार हुआ है, लेकिन इसके गुण अभी भी इष्टतम से बहुत दूर हैं।
धातु के रेशों को एक पतली और एकसमान परत से ढकने का सबसे सरल तरीका गीला संसेचन (चित्र 12ए) है, जिसमें लक्ष्य नमक तैयार करना और जलीय घोल के साथ धातु के रेशों का संसेचन शामिल है।
गीले संसेचन की तैयारी करते समय दो मुख्य समस्याओं का सामना करना पड़ता है।एक ओर, खारे घोल की सतह का तनाव छिद्रपूर्ण संरचना में तरल के सही समावेश को रोकता है।बाहरी सतह पर क्रिस्टलीकरण (चित्र 12डी) और संरचना के अंदर फंसे हवा के बुलबुले (चित्र 12सी) को केवल सतह के तनाव को कम करके और नमूने को आसुत जल से गीला करके ही कम किया जा सकता है।भीतर हवा को बाहर निकालकर या संरचना में घोल का प्रवाह बनाकर नमूने को जबरन घोलना, संरचना को पूरी तरह भरने को सुनिश्चित करने के अन्य प्रभावी तरीके हैं।
तैयारी के दौरान सामने आई दूसरी समस्या नमक के हिस्से से फिल्म को हटाना था (चित्र 12बी देखें)।इस घटना को विघटन सतह पर एक सूखी कोटिंग के गठन की विशेषता है, जो संवहनी उत्तेजित सुखाने को रोकती है और प्रसार उत्तेजित प्रक्रिया शुरू करती है।दूसरा तंत्र पहले की तुलना में बहुत धीमा है।परिणामस्वरूप, उचित सुखाने के समय के लिए उच्च तापमान की आवश्यकता होती है, जिससे नमूने के अंदर बुलबुले बनने का खतरा बढ़ जाता है।इस समस्या को एकाग्रता परिवर्तन (वाष्पीकरण) के आधार पर नहीं, बल्कि तापमान परिवर्तन (जैसा कि चित्र 13 में एमजीएसओ 4 के साथ उदाहरण में) के आधार पर क्रिस्टलीकरण की एक वैकल्पिक विधि शुरू करके हल किया गया है।
MgSO4 का उपयोग करके ठोस और तरल चरणों को ठंडा करने और अलग करने के दौरान क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व।
इस विधि का उपयोग करके संतृप्त नमक समाधान कमरे के तापमान (एचटी) पर या उससे ऊपर तैयार किया जा सकता है।पहले मामले में, तापमान को कमरे के तापमान से कम करके क्रिस्टलीकरण को मजबूर किया गया था।दूसरे मामले में, जब नमूने को कमरे के तापमान (आरटी) तक ठंडा किया गया तो क्रिस्टलीकरण हुआ।परिणाम क्रिस्टल (बी) और विघटित (ए) का मिश्रण है, जिसका तरल भाग संपीड़ित हवा द्वारा हटा दिया जाता है।यह दृष्टिकोण न केवल इन हाइड्रेट्स पर एक फिल्म के निर्माण से बचाता है, बल्कि अन्य कंपोजिट की तैयारी के लिए आवश्यक समय को भी कम करता है।हालाँकि, संपीड़ित हवा द्वारा तरल को हटाने से नमक का अतिरिक्त क्रिस्टलीकरण होता है, जिसके परिणामस्वरूप एक मोटी परत बन जाती है।
धातु की सतहों को कोट करने के लिए इस्तेमाल की जा सकने वाली एक अन्य विधि में रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से लक्ष्य लवण का प्रत्यक्ष उत्पादन शामिल है।पंखों और ट्यूबों की धातु सतहों पर एसिड की प्रतिक्रिया से बने लेपित हीट एक्सचेंजर्स के कई फायदे हैं, जैसा कि हमारे पिछले अध्ययन में बताया गया है।इस विधि को रेशों पर लागू करने से प्रतिक्रिया के दौरान गैस बनने के कारण बहुत खराब परिणाम मिले।हाइड्रोजन गैस के बुलबुले का दबाव जांच के अंदर बनता है और उत्पाद के बाहर निकलने पर बदल जाता है (चित्र 14ए)।
कोटिंग की मोटाई और वितरण को बेहतर ढंग से नियंत्रित करने के लिए कोटिंग को रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से संशोधित किया गया है।इस विधि में नमूने के माध्यम से एक एसिड धुंध धारा को पारित करना शामिल है (चित्र 14बी)।इससे सब्सट्रेट धातु के साथ प्रतिक्रिया करके एक समान कोटिंग प्राप्त होने की उम्मीद है।परिणाम संतोषजनक थे, लेकिन यह प्रक्रिया इतनी धीमी थी कि इसे एक प्रभावी तरीका नहीं माना जा सकता था (चित्र 14सी)।स्थानीय तापन द्वारा कम प्रतिक्रिया समय प्राप्त किया जा सकता है।
उपरोक्त विधियों के नुकसान को दूर करने के लिए, चिपकने वाले पदार्थों के उपयोग पर आधारित एक कोटिंग विधि का अध्ययन किया गया है।एचईसी का चयन पिछले अनुभाग में प्रस्तुत परिणामों के आधार पर किया गया था।सभी नमूने 3% वजन पर तैयार किए गए थे।बाइंडर में नमक मिलाया जाता है।पसलियों के लिए उसी प्रक्रिया के अनुसार तंतुओं का पूर्व-उपचार किया गया, यानी 50% वॉल्यूम में भिगोया गया।15 मिनट के अंदर.सल्फ्यूरिक एसिड, फिर 20 सेकंड के लिए सोडियम हाइड्रॉक्साइड में भिगोया जाता है, आसुत जल में धोया जाता है और अंत में 30 मिनट के लिए आसुत जल में भिगोया जाता है।इस मामले में, संसेचन से पहले एक अतिरिक्त कदम जोड़ा गया था।नमूने को तनु लक्ष्य नमक के घोल में कुछ देर के लिए डुबोएं और लगभग 60°C पर सुखाएं।इस प्रक्रिया को धातु की सतह को संशोधित करने, न्यूक्लिएशन साइट बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो अंतिम चरण में कोटिंग के वितरण में सुधार करती है।रेशेदार संरचना में एक तरफ जहां तंतु पतले और कसकर भरे होते हैं, और विपरीत तरफ जहां तंतु मोटे होते हैं और कम वितरित होते हैं।यह 52 विनिर्माण प्रक्रियाओं का परिणाम है।
कैल्शियम क्लोराइड (CaCl2) के परिणामों को तालिका 1 में चित्रों के साथ संक्षेपित और चित्रित किया गया है। टीकाकरण के बाद अच्छा कवरेज।यहां तक ​​कि उन धागों में भी जिनकी सतह पर कोई क्रिस्टल दिखाई नहीं देता था, धात्विक परावर्तन कम हो गया था, जो फिनिश में बदलाव का संकेत देता है।हालाँकि, नमूनों को CaCl2 और HEC के जलीय मिश्रण के साथ संसेचित करने और लगभग 60°C के तापमान पर सूखने के बाद, कोटिंग्स को संरचनाओं के चौराहों पर केंद्रित किया गया था।यह विलयन की सतह के तनाव के कारण होने वाला प्रभाव है।भिगोने के बाद, सतह के तनाव के कारण तरल नमूने के अंदर ही रह जाता है।मूलतः यह संरचनाओं के प्रतिच्छेदन पर होता है।नमूने के सबसे अच्छे हिस्से में नमक से भरे कई छेद हैं।कोटिंग के बाद वजन 0.06 ग्राम/सेमी3 बढ़ गया।
मैग्नीशियम सल्फेट (MgSO4) के साथ लेप करने से प्रति इकाई आयतन में अधिक नमक उत्पन्न हुआ (सारणी 2)।इस मामले में, मापी गई वृद्धि 0.09 ग्राम/सेमी3 है।बीज बोने की प्रक्रिया के परिणामस्वरूप व्यापक नमूना कवरेज प्राप्त हुआ।कोटिंग प्रक्रिया के बाद, नमक नमूने के पतले हिस्से के बड़े क्षेत्रों को अवरुद्ध कर देता है।इसके अलावा, मैट के कुछ क्षेत्र अवरुद्ध हो जाते हैं, लेकिन कुछ सरंध्रता बरकरार रहती है।इस मामले में, संरचनाओं के चौराहे पर नमक का निर्माण आसानी से देखा जाता है, जिससे पुष्टि होती है कि कोटिंग प्रक्रिया मुख्य रूप से तरल की सतह के तनाव के कारण होती है, न कि नमक और धातु सब्सट्रेट के बीच की बातचीत के कारण।
स्ट्रोंटियम क्लोराइड (SrCl2) और HEC के संयोजन के परिणामों ने पिछले उदाहरणों (तालिका 3) के समान गुण दिखाए।इस मामले में, नमूने का पतला भाग लगभग पूरी तरह से ढका हुआ है।केवल व्यक्तिगत छिद्र दिखाई देते हैं, जो नमूने से भाप निकलने के परिणामस्वरूप सूखने के दौरान बनते हैं।मैट साइड पर देखा गया पैटर्न पिछले मामले के समान है, क्षेत्र नमक से अवरुद्ध है और फाइबर पूरी तरह से कवर नहीं हुए हैं।
हीट एक्सचेंजर के थर्मल प्रदर्शन पर रेशेदार संरचना के सकारात्मक प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए, लेपित रेशेदार संरचना की प्रभावी तापीय चालकता निर्धारित की गई और शुद्ध कोटिंग सामग्री के साथ तुलना की गई।तापीय चालकता को ज्ञात तापीय चालकता के साथ एक संदर्भ सामग्री का उपयोग करके चित्र 15 ए में दिखाए गए फ्लैट पैनल डिवाइस का उपयोग करके एएसटीएम डी 5470-2017 के अनुसार मापा गया था।अन्य क्षणिक माप विधियों की तुलना में, यह सिद्धांत वर्तमान अध्ययन में उपयोग की जाने वाली छिद्रपूर्ण सामग्रियों के लिए फायदेमंद है, क्योंकि माप स्थिर स्थिति में और पर्याप्त नमूना आकार (आधार क्षेत्र 30 × 30 मिमी 2, ऊंचाई लगभग 15 मिमी) के साथ किया जाता है।अनिसोट्रोपिक तापीय चालकता के प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए शुद्ध कोटिंग सामग्री (संदर्भ) और लेपित फाइबर संरचना के नमूने फाइबर की दिशा में और फाइबर की दिशा के लंबवत माप के लिए तैयार किए गए थे।नमूना तैयार करने के कारण सतह की खुरदरापन के प्रभाव को कम करने के लिए नमूनों को सतह (P320 ग्रिट) पर पीसा गया था, जो नमूने के भीतर की संरचना को प्रतिबिंबित नहीं करता है।