Nature.com-a gireniňiz üçin sag boluň.Ulanylýan brauzer wersiýaňyzyň çäkli CSS goldawy bar.Iň oňat tejribe üçin täzelenen brauzeri ulanmagy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de Gabat geliş tertibini öçüriň).Şol aralykda, dowamly goldawy üpjün etmek üçin sahypany stil we JavaScript bolmazdan hödürläris.
Adorbsion sowadyjy ulgamlaryň we ýylylyk nasoslarynyň bazar paýy adaty kompressor ulgamlary bilen deňeşdirilende henizem az.Arzan ýylylygy ulanmagyň uly artykmaçlygyna garamazdan (gymmat elektrik işleriniň ýerine), adsorbsion ýörelgelerine esaslanýan ulgamlary ornaşdyrmak henizem birnäçe ýörite programmalar bilen çäklenýär.Atedok edilmeli esasy kemçilik, ýylylyk geçirijiliginiň pesligi we adsorbentiň pes durnuklylygy sebäpli belli bir güýjüň peselmegi.Söwda adsorbsion sowadyjy ulgamlaryň häzirki ýagdaýy, sowadyş kuwwatyny optimizirlemek üçin örtülen plastinka ýylylyk çalşyjylaryna esaslanýan adsorberlere esaslanýar.Netijeler, örtügiň galyňlygynyň peselmeginiň köpçülikleýin geçiriş impedansynyň peselmegine sebäp bolýandygy we ýerüsti meýdanynyň geçiriji gurluşlaryň göwrümine çenli ýokarlanmagy netijelilige zyýan bermezden güýji artdyrýandygy mälimdir.Bu işde ulanylýan demir süýümler 2500–50,000 m2 / m3 aralygynda belli bir ýer meýdanyny üpjün edip biler.Örtük öndürmek üçin metal ýüzlerde, şol sanda metal süýümlerde duz gidratlarynyň gaty inçe, ýöne durnukly örtüklerini almagyň üç usuly, ýokary güýçli dykyzlykly ýylylyk çalşyjyny ilkinji gezek görkezýär.Alýumin anodizasiýasyna esaslanýan ýerüsti bejergisi örtük bilen substratyň arasynda has berk baglanyşyk döretmek üçin saýlanýar.Alnan ýeriň mikrostrukturasy elektron mikroskopiýa arkaly seljerildi.Jemi şöhlelenmäniň azalmagy “Furyer” infragyzyl spektroskopiýa we energiýa dispersiýa rentgen spektroskopiýasy barlagda islenýän görnüşleriň bardygyny barlamak üçin ulanyldy.Gidratlary emele getirmek ukyby birleşdirilen termogravimetriki derňew (TGA) / diferensial termogravimetriki derňew (DTG) bilen tassyklandy.MgSO4 örtüginde 0,07 g (suw) / g (birleşme) -den pes hil tapyldy, takmynan 60 ° C-de suwsuzlygyň alamatlaryny görkezýär we rehidrasiýadan soň köpelýär.Oňyn netijeler, SrCl2 we ZnSO4 bilen, 100 ° C-den pes 0.02 g / g köpçülik tapawudy bilen alyndy.Gidroksietilseluloza örtügiň durnuklylygyny we ýelmeşmegini ýokarlandyrmak üçin goşundy hökmünde saýlandy.Önümleriň adsorbsion häsiýetleri bir wagtyň özünde TGA-DTG tarapyndan bahalandyryldy we olaryň ýelmeşmegi ISO2409-da beýan edilen synaglaryň esasynda usul bilen häsiýetlendirildi.CaCl2 örtüginiň yzygiderliligi we ýelmeşmesi, 100 ° C-den pes temperaturalarda takmynan 0,1 g / g agram tapawudy bilen adsorbsion kuwwatyny saklamak bilen ep-esli gowulaşýar.Mundan başga-da, MgSO4 100 ° C-den pes temperaturalarda 0,04 g / g-den köp tapawudyny görkezip, gidratlary emele getirmek ukybyny saklaýar.Ahyrynda örtülen metal süýümler barlanýar.Netijeler, Al2 (SO4) 3 bilen örtülen süýüm gurluşynyň täsirli ýylylyk geçirijiliginiň arassa Al2 (SO4) 3 göwrümi bilen deňeşdirilende 4,7 esse ýokary bolup biljekdigini görkezýär.Öwrenilen örtükleriň örtügi wizual gözden geçirildi we içki gurluşy kesişleriň mikroskopik şekili bilen baha berildi.Galyňlygy takmynan 50 µm bolan Al2 (SO4) 3 örtügi alyndy, ýöne has birmeňzeş paýlanmagy gazanmak üçin umumy amal optimizirlenmeli.
Adsorbsion ulgamlary soňky birnäçe onýyllygyň dowamynda adaty gysyş ýylylyk nasoslaryna ýa-da sowadyjy ulgamlara ekologiýa taýdan arassa alternatiwany üpjün edýändigi sebäpli köp ünsi çekdi.Rahatlyk standartlarynyň we dünýädäki ortaça temperaturanyň ýokarlanmagy bilen, adsorbsion ulgamlary ýakyn wagtda gazylyp alynýan ýangyçlara garaşlylygy azaldyp biler.Mundan başga-da, adsorbsion sowadyjyda ýa-da ýylylyk nasoslarynda islendik gowulaşma ýylylyk energiýa ammaryna geçirilip bilner, bu bolsa esasy energiýany tygşytly ulanmak mümkinçiliginiň goşmaça artmagyny görkezýär.Adsorbsion ýylylyk nasoslarynyň we sowadyjy ulgamlaryň esasy artykmaçlygy, pes ýylylyk massasy bilen işlemegidir.Bu olary gün energiýasy ýa-da galyndy ýylylygy ýaly pes temperatura çeşmeleri üçin amatly edýär.Energiýa saklaýyş amaly taýdan adsorbsiýa, duýgur ýa-da gizlin ýylylyk saklanyşy bilen deňeşdirilende has ýokary energiýa dykyzlygynyň we az energiýa ýaýramagynyň artykmaçlygyna eýe.
Adsorbsion ýylylyk nasoslary we sowadyjy ulgamlar, bug gysyş kärdeşleri ýaly termodinamiki sikl bilen hereket edýärler.Esasy tapawut, kompressor komponentlerini adsorberler bilen çalyşmak.Bu element orta basyşda pes basyşly sowadyjy buglary siňdirip bilýär, suwuk sowuk bolanda-da has sowadyjy bugarýar.Adsorbsiýanyň entalpiýasyny (ekzoterm) ýok etmek üçin adsorberiň yzygiderli sowamagyny üpjün etmeli.Adsorber ýokary temperaturada täzelenýär, sowadyjy bugyň çökmegine sebäp bolýar.Atingyladyş desorpsiýanyň (endotermiki) entalpiýasyny üpjün etmegi dowam etdirmeli.Adorbsion prosesleri temperaturanyň üýtgemegi bilen häsiýetlendirilýändigi sebäpli, ýokary güýç dykyzlygy ýokary ýylylyk geçirijiligini talap edýär.Şeýle-de bolsa, pes ýylylyk geçirijiligi programmalaryň köpüsinde esasy kemçilikdir.
Geçirijiligiň esasy meselesi, adsorbsiýa / desorpsiýa buglarynyň akymyny üpjün edýän ulag ýoluny saklamak bilen ortaça bahasyny ýokarlandyrmakdyr.Muňa ýetmek üçin köplenç iki çemeleşme ulanylýar: birleşdirilen ýylylyk çalşyjylar we örtülen ýylylyk çalşyjylar.Iň meşhur we üstünlikli birleşdirilen materiallar uglerod esasly goşundylary, ýagny giňeldilen grafit, işjeňleşdirilen uglerod ýa-da uglerod süýümlerini ulanýanlardyr.Oliveýra we başgalar.306 W / kg çenli belli bir sowadyş kuwwaty (SCP) we 0,46-a çenli öndürijilik koeffisiýenti (COP) bolan adsorber öndürmek üçin 2 sany emdirilen giňeldilen grafit tozy.Zajaczkowski we başgalar.3 giňeldilen grafit, uglerod süýümi we kalsiý hloridiň umumy geçirijiligi 15 W / mK bilen birleşmegi teklip etdi.Jian et al4 kükürt kislotasy bilen kompozitleri iki basgançakly adsorbsion sowadyş siklinde substrat hökmünde giňeldilen tebigy grafit (ENG-TSA) bilen bejerdi.Modelde COP 0,215-den 0.285-e, SCP-den 161,4-den 260,74 W / kg-a çenli çaklanyldy.
Şu wagta çenli iň amatly çözgüt örtülen ýylylyk çalşyjydyr.Bu ýylylyk çalşyjylaryň örtük mehanizmlerini iki kategoriýa bölmek bolar: göni sintez we ýelim.Iň üstünlikli usul, degişli reagentlerden ýylylyk çalşyjylaryň üstünde göni adsorbsion materiallaryň emele gelmegini öz içine alýan göni sintezdir.Sotech5, Fahrenheit GmbH tarapyndan öndürilen sowadyjylaryň toplumynda ulanmak üçin örtülen zeolit ​​sintez etmegiň usulyny patentledi.Schnabel et al6 poslamaýan polatdan örtülen iki zeolitiň öndürijiligini synagdan geçirdi.Şeýle-de bolsa, bu usul diňe ýörite adsorbentler bilen işleýär, bu ýelimler bilen örtügi gyzykly alternatiwa edýär.Baglaýjylar, sorbentiň ýelmeşmegini we / ýa-da köpçülikleýin geçirilmegini goldamak üçin saýlanan passiw maddalar, ýöne adsorbsiýa ýa-da geçirijiligi ýokarlandyrmakda hiç hili rol oýnamaýar.Freni we başgalar.AQSOA-Z02 zeolit ​​bilen örtülen 7 örtükli alýumin ýylylyk çalşyjy, palçykdan ýasalan baglaýjy bilen durnuklaşdyryldy.Calabrese we al.8 polimer baglaýjylar bilen zeolit ​​örtükleriniň taýýarlanyşyny öwrendi.Ammann we al.9 poliwinil spirtiniň magnit garyndylaryndan gözenekli zeolit ​​örtüklerini taýýarlamagyň usulyny teklip etdiler.Alumina (alumina) mahabat berijide 10 baglaýjy hökmünde hem ulanylýar.Biziň bilşimize görä, sellýuloza we gidroksietil sellýuloza diňe fiziki adsorbentler 11,12 bilen bilelikde ulanylýar.Käwagt ýelim boýag üçin ulanylmaýar, 13 gurluşy özbaşdak gurmak üçin ulanylýar.Alginat polimer matrisalaryň köp duz gidratlary bilen birleşmegi, guradylanda syzmagyň öňüni alýan we ýeterlik köpçülikleýin geçirmegi üpjün edýän çeýe kompozit monjuk gurluşlaryny emele getirýär.Bentonit we attapulgit ýaly toýunlar kompozitleri taýýarlamak üçin baglaýjy hökmünde ulanyldy15,16,17.Etilseluloza kalsiý hloridi18 ýa-da natriý sulfid19 mikroenkapsulata ulanylýar.
Gözenekli metal gurluşy bolan kompozitleri goşmaça ýylylyk çalşyjylara we örtülen ýylylyk çalşyjylara bölmek bolar.Bu desgalaryň artykmaçlygy ýokary aýratyn ýer meýdanydyr.Bu, sowadyjy sikliň umumy netijeliligini peseldýän inert massasy goşulmazdan adsorbent bilen metalyň arasynda has uly aragatnaşyk ýüzüni döredýär.Lang we ş.m.20, alýumin bal ary gurluşy bilen zeolit ​​adsorberiniň umumy geçirijiligini ýokarlandyrdy.Gillerminot we başgalar.21 mis we nikel köpügi bilen NaX zeolit ​​gatlaklarynyň ýylylyk geçirijiligini gowulandyrdy.Kompozitler fazany üýtgetmek materiallary (PCM) hökmünde ulanylsa-da, Li we ş.m.22 we Zhao we başgalar.23 hem himisorbsiýa üçin gyzyklanma döredýär.Giňeldilen grafitiň we metal köpügiň öndürijiligini deňeşdirip, soňkusynyň diňe poslama mesele bolmadyk halatynda has gowudygyny aýtdylar.Palomba we başgalar.ýakynda beýleki metal gözenekli gurluşlary deňeşdirdiler24.Van der Pal we başgalar.25 köpüklere salnan metal duzlaryny öwrendiler.Öňki mysallaryň hemmesi bölejik adsorbentleriniň dykyz gatlaklaryna gabat gelýär.Metal gözenekli gurluşlar, has amatly çözgüt bolan adsorberleri örtmek üçin ulanylmaýar.Zeolitler bilen baglanyşmagyň mysalyny Wittştadt we ş.m. tapyp bilersiňiz.26 ýöne has ýokary energiýa dykyzlygyna garamazdan duz gidratlaryny baglamak synanyşygy edilmedi 27.
Şeýlelik bilen, bu makalada adsorbent örtükleri taýýarlamagyň üç usuly öwreniler: (1) baglaýjy örtük, (2) göni reaksiýa we (3) ýerüsti bejermek.Gidroksietilseluloza, öň habar berlen durnuklylyk we fiziki adsorbentler bilen bilelikde gowy örtük ýelimlenmegi sebäpli bu işde esasy zatdy.Bu usul ilki tekiz örtükler üçin derňelip, soňra metal süýümli gurluşlara ulanyldy.Ondan öň adsorbent örtükleriň emele gelmegi bilen himiki reaksiýalaryň mümkinçiliginiň deslapky derňewi habar berildi.Öňki tejribe indi metal süýümli gurluşlaryň örtügine geçirilýär.Bu iş üçin saýlanan ýerüsti bejergisi, alýumin anodizasiýa esaslanýan usuldyr.Alýumin anodizasiýa estetiki maksatlar üçin metal duzlary bilen üstünlikli birleşdirildi29.Bu ýagdaýlarda gaty durnuk we poslama garşy örtükler alyp bolýar.Şeýle-de bolsa, haýsydyr bir adsorbsiýa ýa-da desorpsiýa prosesini amala aşyryp bilmeýärler.Bu kagyz, asyl amalyň ýelimleýji häsiýetlerini ulanyp köpçüligiň hereket etmegine mümkinçilik berýän bu çemeleşmäniň bir görnüşini hödürleýär.Biziň bilşimize görä, bu ýerde beýan edilen usullaryň hiç biri öň öwrenilmedi.Olar gaty gyzykly täze tehnologiýany görkezýärler, sebäbi ýygy-ýygydan öwrenilýän fiziki adsorbentlerden birnäçe artykmaçlygy bolan gidratly adsorbent örtükleriniň döremegine mümkinçilik berýär.
Bu synaglar üçin substrat hökmünde ulanylýan möhürlenen alýumin plitalary Çehiýanyň ALINVEST Břidličná tarapyndan üpjün edildi.Olarda 98,11% alýumin, 1,3622% demir, 0,3618% marganes we mis, magniý, kremniý, titanium, sink, hrom we nikeliň yzlary bar.
Kompozitleri öndürmek üçin saýlanan materiallar, termodinamiki aýratynlyklaryna laýyklykda, 120 ° C-den pes temperaturalarda adsorbin / desorb edip bilýän suwuň mukdaryna baglylykda saýlanýar.
Magniý sulfat (MgSO4) iň gyzykly we öwrenilen gidratly duzlaryň biridir30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41.Termodinamiki häsiýetler yzygiderli ölçelip, adsorbsion sowadyjy, ýylylyk nasoslary we energiýa saklaýyş ugurlary üçin amatly tapyldy.Gury magniý sulfat CAS-Nr.7487-88-9 99% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, Germaniýa) ulanyldy.
Kalsiý hloridi (CaCl2) (H319) başga bir gowy öwrenilen duz, sebäbi gidraty gyzykly termodinamiki aýratynlyklara eýedir41,42,43,44.Kalsiý hlorid geksahidrat CAS-.ok.7774-34-7 97% ulanyldy (Grüssing, GmbH, Filsum, Niedersachsen, Germaniýa).
Sink sulfat (ZnSO4) (H3O2, H318, H410) we gidratlary pes temperatura adsorbsion amallary üçin amatly termodinamiki häsiýetlere eýedir 45,46.Sink sulfat geptahidrat CAS-Nr.7733-02-0 99.5% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, Germaniýa) ulanyldy.
Strontium hlorid (SrCl2) (H318) hem gyzykly termodinamiki aýratynlyklara eýedir4,45,47, ýöne köplenç adsorbsion ýylylyk nasosynda ýa-da energiýa saklaýyş gözleglerinde ammiak bilen birleşdirilýär.Sintez üçin Strontium hlorid heksahidrat CAS-Nr.10.476-85-4 99.0–102.0% (Sigma Aldriç, Sent-Luis, Missuri, ABŞ) ulanyldy.
Mis sulfat (CuSO4) (H302, H315, H319, H410) hünär edebiýatynda ýygy-ýygydan duş gelýän gidratlaryň arasynda däl, termodinamiki aýratynlyklary pes temperaturaly programmalar üçin gyzyklanma döredýär48,49.Sintez üçin mis sulfat CAS-Nr.7758-99-8 99% (Sigma Aldriç, Sent-Luis, MO, ABŞ) ulanyldy.
Magniý hlorid (MgCl2), ýylylyk energiýasyny saklamak pudagynda soňky döwürde has köp ünsi çeken gidratly duzlaryň biridir.Synaglar üçin magniý hlorid heksahidrat CAS-Nr.7791-18-6 arassa derman derejesi (Applichem GmbH., Darmştad, Germaniýa) ulanyldy.
Aboveokarda belläp geçişimiz ýaly, şuňa meňzeş amaly programmalarda oňyn netijeler sebäpli gidroksietil sellýuloza saýlandy.Sintezimizde ulanylýan material gidroksietil sellýuloza CAS-Nr 9004-62-0 (Sigma Aldriç, Sent-Luis, MO, ABŞ).
Metal süýümler gysyş we süzme bilen birleşdirilen gysga simlerden ýasalýar, bu erişiň çykarylyşy (CME) 52 diýilýär.Bu olaryň ýylylyk geçirijiliginiň diňe önümçilikde ulanylýan metallaryň köp geçirijiligine we soňky gurluşyň gözenekliligine däl-de, eýsem sapaklaryň arasyndaky baglanyşyklaryň hiline hem baglydygyny aňladýar.Süýümler izotrop däl we önümçilik wagtynda belli bir ugurda paýlanmaga ýykgyn edýär, bu bolsa transvers ugurdaky ýylylyk geçirijiligini has pes edýär.
Suw sorujy häsiýetleri wakuum paketinde (Netzsch TG 209 F1 Libra) bir wagtyň özünde termogravimetriki derňew (TGA) / diferensial termogravimetriki derňew (DTG) ulanylyp derňeldi.Ölçegler akýan azot atmosferasynda 10 ml / min akym tizliginde we alýumin oksidi haçly ýerlerde 25-den 150 ° C çenli aralykda geçirildi.Heatingyladyş tizligi 1 ° C / min, nusganyň agramy 10-dan 20 mg-a çenli, ölçegi 0,1 μg.Bu işde birligiň üstündäki köpçülik tapawudynyň uly näbelliligiň bardygyny bellemelidiris.TGA-DTG-de ulanylýan nusgalar gaty kiçi we tertipsiz kesilýär, bu bolsa sebitlerini kesgitlemegi nädogry edýär.Bu gymmatlyklar diňe uly gyşarmalar göz öňünde tutulsa has uly meýdana ekstrapolýasiýa edilip bilner.
Güýçlendirilen umumy şöhlelenme “Furyer” transformator infragyzyl (ATR-FTIR) spektri, Bruker Vertex 80 v FTIR spektrometrinde (Bruker Optik GmbH, Leipzig, Germaniýa) ATR platina aksesuarlaryny (Bruker Optik GmbH, Germaniýa) satyn aldy.Arassa gury göwher kristallarynyň spektrleri, synag synaglary üçin fon hökmünde nusgalary ulanmazdan ozal vakuumda ölçenildi.Nusgalar wakuumda 2 sm-1 spektral çözgüdi we ortaça 32 sany skaner ulanyp ölçenildi. Tolkun sany 8000-den 500 sm-1 aralygynda.Spektral derňew OPUS programmasy arkaly geçirildi.
SEM derňewi 2 we 5 kV naprýa .eniýeleri tizleşdirmek üçin Zeiss-den DSM 982 Gemini ulanyp geçirildi.Energiýa dispersiýa rentgen spektroskopiýasy (EDX), Peltier sowadylan kremniniň drift detektory (SSD) bilen Termo Fişer Ulgam 7 ulanyp geçirildi.
Metal plitalary taýýarlamak 53-nji suratda görkezilişi ýaly geçirildi. Ilki bilen tabagy 50% kükürt kislotasyna çümdüriň.15 minut.Soň bolsa 1 M natriý gidroksid erginine takmynan 10 sekuntda girizildi.Soňra nusgalar köp mukdarda distillendirilen suw bilen ýuwuldy we distillendirilen suwa 30 minut çümdi.Deslapky ýerüsti bejergiden soň, nusgalar 3% doýgun ergine çümdürildi.HEC we maksatly duz.Ahyrynda, çykaryň we 60 ° C-de guradyň.
Anodizasiýa usuly passiw metaldaky tebigy oksid gatlagyny güýçlendirýär we güýçlendirýär.Alýumin panelleri gaty ýagdaýda kükürt kislotasy bilen anodlaşdyryldy we soňra gyzgyn suwda möhürlendi.Anodizasiýa 1 mol / l NaOH (600 s) bilen ilkibaşda emele geldi, soň bolsa 1 mol / l HNO3 (60 s) zyýansyzlandyryldy.Elektrolit ergini 2,3 M H2SO4, 0.01 M Al2 (SO4) 3 we 1 M MgSO4 + 7H2O garyndysydyr.Anodizasiýa (40 ± 1) ° C, 30 mA / cm2 1200 sekuntda geçirildi.Möhürlemek prosesi materiallarda beýan edilişi ýaly dürli duzly erginlerde geçirildi (MgSO4, CaCl2, ZnSO4, SrCl2, CuSO4, MgCl2).Nusga 1800 sekund gaýnadylýar.
Kompozitleri öndürmegiň üç dürli usuly derňeldi: ýelimleýji örtük, göni reaksiýa we ýerüsti bejermek.Her okuw usulynyň artykmaçlyklary we kemçilikleri yzygiderli derňelýär we ara alnyp maslahatlaşylýar.Netijelere baha bermek üçin göni gözegçilik, nanoimage we himiki / elementar derňew ulanyldy.
Anodizasiýa, duz gidratlarynyň ýelmeşmegini ýokarlandyrmak üçin öwrülişi ýerüsti bejeriş usuly hökmünde saýlandy.Bu ýerüsti bejergisi alýuminiň üstünde alýuminiň (alýuminiň) gözenekli gurluşyny döredýär.Däp bolşy ýaly, bu usul iki basgançakdan durýar: birinji etap alýumin oksidiniň gözenekli gurluşyny, ikinji basgançagy gözenekleri ýapýan alýumin gidroksidiň örtügini döredýär.Aşakda gaz fazasyna girişi päsgel bermezden duzy blokirlemegiň iki usuly bar.Birinjisi, adsorbent kristallaryny saklamak we metal ýüzlere ýapyşmagyny ýokarlandyrmak üçin ilkinji ädimde alnan ownuk alýumin oksidi (Al2O3) turbalary ulanyp, bal ary ulgamyndan durýar.Alnan bal arylarynyň diametri takmynan 50 nm we uzynlygy 200 nm (1a surat).Ozal bellenip geçilişi ýaly, bu boşluklar adatça alýumin turbasynyň gaýnadylmagy bilen goldanýan inçe gatlak Al2O (OH) 2 boehmit bilen ikinji ädimde ýapylýar.Ikinji usulda, bu möhürlemek prosesi duz kristallarynyň bu ýagdaýda möhürlemek üçin ulanylmaýan boehmit (Al2O (OH)) birmeňzeş örtük gatlagynda tutulmagy üçin üýtgedilýär.Ikinji etap, degişli duzuň doýgun ergininde amala aşyrylýar.Beýan edilen nagyşlaryň ululyklary 50–100 nm aralygynda bolup, pyrlanan damjalara meňzeýär (1-nji surat).Möhürlemek prosesi netijesinde alnan ýer, aragatnaşygyň köpelmegi bilen aýdyň giňişlik gurluşyna eýe.Bu ýerüsti nagyş, köp sanly konfigurasiýalary bilen birlikde, duz kristallaryny götermek we saklamak üçin amatlydyr.Beýan edilen iki gurluş hem hakykatdanam gözenekli bolup, adsorberiň işleýşinde duz gidratlaryny saklamak we buglary duzlara siňdirmek üçin oňaýly ýaly kiçijik boşluklar bar.Şeýle-de bolsa, EDX ulanyp, bu ýüzleriň elementar seljermesi, alýuminiň üstünde ýüze çykarylmadyk boehmitiň üstündäki magniý we kükürdiň mukdaryny kesgitläp biler.
Nusganyň ATR-FTIR elementiň magniý sulfatdygyny tassyklady (2b surata serediň).Spektrde 610–680 we 1080–1130 sm - 1-de häsiýetli sulfat ion pikleri we 1600–1700 sm - 1 we 3200–3800 sm - 1 häsiýetli panjara suw pikleri görkezilýär (2a surat, c).).Magniý ionlarynyň bolmagy spektri üýtgetmeýär diýen ýaly.
(a) Boehmit bilen örtülen MgSO4 alýumin plastinkasynyň EDX, (b) Boehmit we MgSO4 örtükleriniň ATR-FTIR spektri, (c) arassa MgSO4 ATR-FTIR spektri.
Adsorbsion netijeliligini saklamak TGA tarapyndan tassyklandy.Injirde.3b takmynan desorpsiýa derejesini görkezýär.60 ° C.Bu pik arassa duzuň TGA-da görlen iki pikiň temperaturasyna laýyk gelmeýär (3a surat).Adorbsiýa - desorpsiýa sikliniň gaýtalanmagyna baha berildi we nusgalary çygly atmosferada ýerleşdirenden soň şol egrilik synlandy (3-nji surat).Çökgünligiň ikinji tapgyrynda görlen tapawutlar, akýan atmosferada suwsuzlygyň netijesi bolup biler, sebäbi bu köplenç doly däl suwsuzlyga sebäp bolýar.Bu bahalar birinji suwda takmynan 17,9 g / m2, ikinji suwda 10,3 g / m2 gabat gelýär.
Boehmite we MgSO4-iň TGA derňewini deňeşdirmek: Arassa MgSO4 (a), garyndynyň (b) we rehidrasiýadan soň (c) TGA derňewi.
Edil şol usul adsorbent ýaly kalsiý hlorid bilen geçirildi.Netijeler 4-nji suratda görkezilýär. Surfaceeriň ýüzüni wizual gözden geçirmek, metal ýalpyldawuklykda ownuk üýtgeşmeleri ýüze çykardy.Sütük zordan görünýär.SEM üstünde deň paýlanan ownuk kristallaryň bardygyny tassyklady.Şeýle-de bolsa, TGA 150 ° C-den pes suwsuzlygy görkezmedi.Munuň sebäbi, TGA tarapyndan ýüze çykarylmagy üçin substratyň umumy massasy bilen deňeşdirilende duzuň paýynyň gaty az bolmagy bilen baglanyşykly bolup biler.
Anodizasiýa usuly bilen mis sulfat örtügini ýerüsti bejermegiň netijeleri injirde görkezilýär.5. Bu ýagdaýda CuSO4-iň Al oksid gurluşyna garaşylýan goşulmagy bolmady.Munuň ýerine, adaty firuzeli boýaglar bilen ulanylýan mis gidroksid Cu (OH) 2 üçin ulanylýandygy üçin boş iňňeler synlanýar.
Anodlaşdyrylan ýerüsti bejergisi strontium hlorid bilen bilelikde synag edildi.Netijeler deň däl gurşawy görkezdi (6a surata serediň).Duzuň tutuş ýüzüni gurşap alandygyny ýa-da ýokdugyny anyklamak üçin EDX derňewi geçirildi.Çal reňkdäki nokat üçin egrilik (6b suratdaky 1-nji nokat) az strontium we köp alýumin görkezýär.Bu ölçenen zonada strontiniň az mukdaryny görkezýär, bu bolsa öz gezeginde strontium hloridiň pes örtügini görkezýär.Munuň tersine, ak ýerlerde strontiniň köp mukdary we alýuminiň pes mukdary bar (6-njy suratdaky 2–6 nokatlar).Ak meýdanyň EDX derňewi has gara nokatlary görkezýär (6b suratdaky 2 we 4 nokatlar), hlor az we kükürt ýokary.Bu strontium sulfatynyň emele gelmegini görkezip biler.Has açyk nokatlar ýokary hlor mukdaryny we kükürdiň pes mukdaryny görkezýär (6b suratdaky 3, 5 we 6 nokatlar).Muny ak örtügiň esasy böleginiň garaşylýan strontium hloridden ybaratdygy bilen düşündirip bolar.Mysal üçin TGA, derňewiň arassa strontium hloridiň häsiýetli temperaturasynda iň ýokary derejedäki düşündirişini tassyklady (6-njy surat).Olaryň ownuk bahasy, demir direginiň massasy bilen deňeşdirilende duzuň az bölegi bilen aklanyp bilner.Synaglarda kesgitlenen desorpsiýa massasy, 150 ° C temperaturada adsorberiň bir meýdany üçin berlen 7,3 g / m2 mukdaryna gabat gelýär.
Eloxal bilen bejerilen sink sulfat örtükleri hem synagdan geçirildi.Makroskopiki taýdan örtük gaty inçe we birmeňzeş gatlakdyr (7a surat).Şeýle-de bolsa, SEM boş ýerler bilen bölünen ownuk kristallar bilen örtülen bir meýdany ýüze çykardy (7-nji surat).Örtügiň we substratyň TGA arassa duz bilen deňeşdirildi (7-nji surat).Arassa duz 59.1 ° C derejesinde bir assimetrik pikdir.Örtülen alýumin, sink sulfat gidratynyň bardygyny görkezýän 55,5 ° C we 61.3 ° C derejesinde iki sany kiçijik pikiri görkezdi.Synagda ýüze çykarylan köpçülik tapawudy, 150 ° C suwsuzlyk temperaturasynda 10,9 g / m2 gabat gelýär.
Öňki programmada bolşy ýaly, sorbent örtüginiň ýelmeşmegini we durnuklylygyny ýokarlandyrmak üçin gidroksietil sellýuloza baglaýjy hökmünde ulanyldy.Maddy laýyklyk we adsorbsion öndürijiligine täsiri TGA tarapyndan bahalandyryldy.Derňew umumy massa degişlilikde amala aşyrylýar, ýagny nusgada örtük substraty hökmünde ulanylýan demir plastinka bar.Hesapyşma, ISO2409 spesifikasiýasynda kesgitlenen haç kesiş synagy esasynda synag edilýär (spesifikasiýanyň galyňlygyna we inine baglylykda kesiş bölüniş spesifikasiýasyna laýyk bolup bilmeýär).
Panelleri kalsiý hlorid (CaCl2) bilen örtmek (8a surata serediň) deňsiz paýlanmagyna sebäp boldy, bu kesel kesiş synagy üçin ulanylýan arassa alýumin örtükde görülmedi.Arassa CaCl2 netijeleri bilen deňeşdirilende, TGA (8b surat) degişlilikde 40 we 20 ° C pes temperaturalara tarap süýşýän iki häsiýetli pikiri görkezýär.Kesgitli synag obýektiw deňeşdirmäge mümkinçilik bermeýär, sebäbi arassa CaCl2 nusgasy (8c-nji suratda sag tarapdaky nusga) iň ýokarky bölejikleri aýyrýan tozan çökündi.HEC netijeleri kanagatlanarly ýelmeşip gaty inçe we birmeňzeş örtük görkezdi.Injirde görkezilen köpçülik tapawudy.8b, 150 ° C temperaturada adsorberiň bir meýdany üçin 51,3 g / m2 gabat gelýär.
Hesapyşma we birmeňzeşlik nukdaýnazaryndan oňyn netijeler magniý sulfaty (MgSO4) bilen hem alyndy (9-njy surata serediň).Örtügiň desorpsiýa prosesiniň seljermesi takmynan bir ýokary derejäniň bardygyny görkezdi.60 ° C.Bu temperatura, 44 ° C-de ýene bir ädim görkezýän arassa duzlaryň suwsuzlanmagynda görlen esasy desorpsiýa ädimine gabat gelýär.Geksahidratdan pentahidrata geçişine gabat gelýär we baglaýjylar bilen örtülen ýagdaýynda syn edilmeýär.Kesgitleýiş synaglary arassa duz ulanyp örtülen örtükler bilen deňeşdirilende gowulaşan paýlanyşy we ýelmeşmäni görkezýär.TGA-DTC-de görlen köpçülik tapawudy, 150 ° C temperaturada adsorberiň bir meýdany üçin 18,4 g / m2 deňdir.
Surfaceerüsti näsazlyklar sebäpli strontium hlorid (SrCl2) gabyklarda deň däl örtük bolýar (10a surat).Şeýle-de bolsa, transvers kesiş synagynyň netijeleri ep-esli gowulaşan ýelim bilen birmeňzeş paýlanyşy görkezdi (10-njy surat).TGA derňewi, agramyň gaty az tapawudyny görkezdi, bu metal substrat bilen deňeşdirilende duzuň az bolmagy sebäpli bolmaly.Şeýle-de bolsa, egriniň basgançaklary suwsuzlanmak prosesiniň bardygyny görkezýär, iň ýokary derejesi arassa duzy häsiýetlendirende alnan temperatura bilen baglanyşyklydyr.110 ° C we 70.2 ° C derejeler, injirde syn edildi.Arassa duz seljerilende 10b hem tapyldy.Şeýle-de bolsa, 50 ° C-de arassa duzda görlen esasy suwsuzlyk ädimi, baglaýjy ulanyp egrilerde görkezilmedi.Munuň tersine, baglaýjy garyndy arassa duz üçin ölçelmedik 20.2 ° C we 94.1 ° C derejesinde iki sany ýokary derejäni görkezdi (10b surat).150 ° C temperaturada, syn edilýän köpçülik tapawudy adsorberiň bir meýdany üçin 7,2 g / m2 gabat gelýär.
HEC bilen sink sulfatynyň (ZnSO4) birleşmegi kabul ederlikli netije bermedi (11-nji surat).Örtülen metalyň TGA derňewi hiç hili suwsuzlyk prosesini ýüze çykarmady.Örtügiň paýlanyşy we ýelmeşmegi gowulaşan hem bolsa, onuň häsiýetleri entek optimal däl.
Metal süýümleri inçe we birmeňzeş gatlak bilen örtmegiň iň ýönekeý usuly, çygly emdirmekdir (12a surat), bu maksatly duzy taýýarlamagy we metal süýümleri suwly ergin bilen emdirmegi öz içine alýar.
Çygly emdirmek üçin taýýarlananyňyzda iki sany esasy mesele ýüze çykýar.Bir tarapdan, şor ergininiň üstki dartylmagy suwuklygyň gözenekli gurluşa dogry goşulmagynyň öňüni alýar.Daşarky üstündäki kristallaşma (12-nji surat) we gurluşyň içinde galan howa köpürjikleri (12c-nji surat) diňe ýerüsti dartgynlygy peseltmek we distillendirilen suw bilen nusgany öňünden çyglamak arkaly peseldilip bilner.Içindäki howany ewakuasiýa etmek ýa-da gurluşda çözgüt akymyny döretmek arkaly nusgada mejbury dargamak, gurluşyň doly doldurylmagyny üpjün etmegiň beýleki täsirli usullarydyr.
Taýýarlyk döwründe ýüze çykan ikinji mesele, filmiň duzuň bir böleginden aýrylmagy boldy (12b surata serediň).Bu hadysa, konwektiw stimulirlenen guratmagy togtadýan we diffuziýa stimulirlenýän prosesi başlaýan eriş ýüzünde gury örtügiň emele gelmegi bilen häsiýetlendirilýär.Ikinji mehanizm birinjisinden has haýal.Netijede, guratmagyň wagty üçin ýokary temperatura talap edilýär, bu bolsa nusganyň içinde köpürjikleriň döremek howpuny ýokarlandyrýar.Bu mesele konsentrasiýa üýtgemegine (bugarmak) däl-de, temperaturanyň üýtgemegine esaslanýan kristallaşdyrmagyň alternatiw usulyny girizmek arkaly çözülýär (13-nji suratdaky MgSO4 bilen bolşy ýaly).
MgSO4 ulanyp, gaty we suwuk fazalary sowatmak we bölmek wagtynda kristallaşma prosesiniň shematiki görnüşi.
Bu usul bilen doýgun duz erginleri otag temperaturasynda (HT) taýýarlanyp bilner.Birinji ýagdaýda kristallaşma otag temperaturasyndan pes temperaturany peseltmek bilen mejbur edildi.Ikinji ýagdaýda, nusga otag temperaturasyna (RT) sowadylanda kristallaşma ýüze çykdy.Netijede kristallaryň (B) we erän (A) garyndysy bolup, suwuk bölegi gysylan howa bilen aýrylýar.Bu çemeleşme diňe bir bu gidratlarda filmiň emele gelmeginden gaça durman, eýsem beýleki kompozitleri taýýarlamak üçin zerur wagty hem azaldar.Şeýle-de bolsa, gysylan howa bilen suwuklygyň aýrylmagy duzuň goşmaça kristallaşmagyna getirýär we netijede has galyň örtük bolýar.
Metal ýüzleri örtmek üçin ulanyp boljak başga bir usul, himiki reaksiýalar arkaly maksatly duzlaryň göni öndürilmegini öz içine alýar.Öňki gözlegimizde habar berlişi ýaly, gabyklaryň we turbalaryň metal ýüzündäki kislotalaryň reaksiýasy bilen örtülen ýylylyk çalşyjylaryň birnäçe artykmaçlygy bar.Bu usulyň süýümlere ulanylmagy, reaksiýa wagtynda gazlaryň emele gelmegi sebäpli gaty erbet netijelere getirdi.Wodorod gaz köpürjikleriniň basyşy zondyň içinde emele gelýär we önüm çykarylanda üýtgeýär (14a surat).
Örtük, galyňlygy we paýlanyşyny has gowy dolandyrmak üçin himiki reaksiýa arkaly üýtgedildi.Bu usul, kislotaly duman akymyny nusgadan geçirmegi göz öňünde tutýar (14b surat).Substrat metal bilen reaksiýa arkaly birmeňzeş örtügiň döremegine garaşylýar.Netijeler kanagatlanarly boldy, ýöne täsirli usul hasaplamak üçin proses gaty haýaldy (14-nji surat).Lokallaşdyrylan ýyladyş arkaly has gysga reaksiýa wagtyna ýetip bolýar.
Aboveokardaky usullaryň kemçiliklerini ýeňip geçmek üçin ýelimleri ulanmaga esaslanýan örtük usuly öwrenildi.HEC öňki bölümde görkezilen netijelere esaslanyp saýlandy.Samhli nusgalar 3% wt derejesinde taýýarlandy.Baglaýjy duz bilen garylýar.Süýümler gapyrga ýaly prosedura laýyklykda taýýarlandy, ýagny 50% göwrümde siňdirildi.15 minudyň içinde.kükürt kislotasy, soňra natriý gidroksidine 20 sekunt siňdirilip, distillendirilen suwda ýuwuldy we 30 minutlap distillendirilen suwa batyryldy.Bu ýagdaýda, emdirilmezden ozal goşmaça ädim goşuldy.Nusgany gysga maksatly duz erginine çümdüriň we takmynan 60 ° C-de guradyň.Bu amal, soňky döwürde örtügiň paýlanyşyny gowulandyrýan nukleýasiýa meýdançalaryny döredip, metalyň ýüzüni üýtgetmek üçin niýetlenendir.Süýümli gurluşyň, filamentleriň has inçe we berk gaplanan bir tarapy, filamentleriň has galyň we az paýlanýan tarapy bar.Bu 52 önümçilik prosesiniň netijesidir.
Kalsiý hloridiň (CaCl2) netijeleri jemlenýär we 1-nji tablisadaky suratlar bilen görkezilýär. Sanjymdan soň gowy örtük.Evener ýüzünde görünmeýän kristallary bolmadyk hatarlarda-da demiriň şöhlelenmesi azaldy, bu bolsa ahyrky üýtgemäni görkezýär.Şeýle-de bolsa, nusgalar CaCl2 we HEC suwly garyndysy bilen emdirilip, takmynan 60 ° C temperaturada guradylandan soň, örtükler desgalaryň çatrygynda jemlenipdi.Bu, erginiň üstki dartylmagy sebäpli ýüze çykýan täsir.Suwdan soň, suwuklyk ýeriň dartylmagy sebäpli nusganyň içinde galýar.Esasan gurluşlaryň çatrygynda ýüze çykýar.Nusganyň iň gowy tarapynda duz bilen doldurylan birnäçe deşik bar.Örtükden soň agramy 0,06 g / sm3 ýokarlandy.
Magniý sulfat (MgSO4) bilen örtmek, birligiň göwrümine has köp duz öndürdi (2-nji tablisa).Bu ýagdaýda ölçenen ululyk 0,09 g / sm3.Ekiş prosesi giň nusga bilen örtüldi.Örtükden soň, duz nusganyň inçe tarapynyň uly ýerlerini bloklaýar.Mundan başga-da, matyň käbir ýerleri petiklenýär, ýöne käbir gözenek saklanýar.Bu ýagdaýda, gurluşlaryň kesişýän ýerinde duz emele gelmegi aňsatlyk bilen synlanýar we örtük prosesiniň esasan suwuklygyň üstki dartylmagy bilen däl-de, duz bilen metal substratyň özara täsiri bilen tassyklanýar.
Stronium hloridiň (SrCl2) we HEC-iň birleşmeginiň netijeleri öňki mysallara meňzeş häsiýetleri görkezdi (3-nji tablisa).Bu ýagdaýda, nusganyň inçe tarapy doly diýen ýaly örtülendir.Mysaldan bugyň çykmagy netijesinde guradylanda diňe aýratyn gözenekler görünýär.Mat tarapynda görlen nagyş öňki ýagdaýa gaty meňzeýär, meýdany duz bilen örtülendir we süýümler doly örtülenok.
Süýümli gurluşyň ýylylyk çalşyjynyň ýylylyk öndürijiligine oňyn täsirine baha bermek üçin örtülen süýümli gurluşyň täsirli ýylylyk geçirijiligi kesgitlenildi we arassa örtük materialy bilen deňeşdirildi.Malylylyk geçirijiligi ASTM D 5470-2017 laýyklykda 15a suratda görkezilen tekiz panel enjamy bilen belli ýylylyk geçirijiligi bolan salgylanma materialyny ulanyp ölçenildi.Beýleki wagtlaýyn ölçeg usullary bilen deňeşdirilende, bu ýörelge häzirki gözlegde ulanylýan gözenekli materiallar üçin amatlydyr, sebäbi ölçegler durnukly ýagdaýda we ýeterlik nusga ölçegi bilen (esasy meýdany 30 × 30 mm2, beýikligi takmynan 15 mm) amala aşyrylýar.Arassa örtük materialynyň (salgylanma) we örtülen süýüm gurluşynyň nusgalary süýümiň ugrunda we anizotrop ýylylyk geçirijiliginiň täsirine baha bermek üçin süýümiň ugruna perpendikulýar ölçegler üçin taýýarlandy.Nusgalar, nusganyň içindäki gurluşy görkezmeýän, nusga taýýarlygy sebäpli ýerüsti gödekligiň täsirini azaltmak üçin üstünde (P320 grit) ýerdedi.