א דאנק פארן באזוכן Nature.com. די בראַוזער ווערסיע וואָס איר ניצט האט באַגרענעצטע CSS שטיצע. פֿאַר די בעסטע דערפאַרונג, מיר רעקאָמענדירן אַז איר ניצט אַן דערהייַנטיקטן בראַוזער (אָדער דיאַקטיווירט קאָמפּאַטיביליטי מאָדע אין אינטערנעט עקספּלאָרער). אין דער דערווייל, צו ענשור ווייטערדיקע שטיצע, וועלן מיר רענדערן דעם וועבזייטל אָן סטילן און דזשאַוואַסקריפּט.
דער מאַרק טייל פון אַדסאָרפּשאַן קיל סיסטעמען און היץ פּאָמפּעס איז נאָך גאַנץ קליין קאַמפּערד צו טראַדיציאָנעלע קאָמפּרעסאָר סיסטעמען. טראָץ דעם ריזיקן מייַלע פון ​​ניצן ביליק היץ (אַנשטאָט טייַער עלעקטרישע אַרבעט), די ימפּלאַמענטיישאַן פון סיסטעמען באזירט אויף אַדסאָרפּשאַן פּרינציפּן איז נאָך לימיטעד צו אַ ביסל ספּעציפיש אַפּלאַקיישאַנז. דער הויפּט כיסרון וואָס דאַרף זיין עלימינירט איז די פאַרקלענערן אין ספּעציפיש מאַכט רעכט צו נידעריק טערמאַל קאַנדאַקטיוויטי און נידעריק פעסטקייַט פון די אַדסאָרבענט. קראַנט שטאַט פון דער קונסט קאמערציעלע אַדסאָרפּשאַן קיל סיסטעמען זענען באזירט אויף אַדסאָרבערז באזירט אויף פּלאַטע היץ וועקסלערס קאָוטאַד צו אָפּטימיזירן קיל קאַפּאַציטעט. די רעזולטאַטן זענען באַוווסט אַז דיקריסינג די גרעב פון די קאָוטינג פירט צו אַ פאַרקלענערן אין די מאַסע אַריבערפירן ימפּידאַנס, און ינקריסינג די ייבערפלאַך שטח צו באַנד פאַרהעלטעניש פון די קאַנדאַקטיוו סטראַקטשערז ינקריסיז מאַכט אָן קאַמפּראַמיסינג עפעקטיווקייַט. די מעטאַל פייבערז געניצט אין דעם אַרבעט קענען צושטעלן אַ ספּעציפיש ייבערפלאַך שטח אין די קייט פון 2500-50,000 m2/m3. דריי מעטהאָדס פֿאַר באַקומען זייער דין אָבער סטאַביל קאָוטינגז פון זאַלץ כיידרייטז אויף מעטאַל סערפאַסיז, ​​אַרייַנגערעכנט מעטאַל פייבערז, פֿאַר די פּראָדוקציע פון ​​קאָוטינגז דעמאַנסטרירן פֿאַר די ערשטער מאָל אַ הויך מאַכט געדיכטקייַט היץ וועקסלער. די ייבערפלאַך באַהאַנדלונג באַזירט אויף אַלומינום אַנאָדיזינג איז אויסדערוויילט צו שאַפֿן אַ שטאַרקערע בונד צווישן די קאָוטינג און די סאַבסטראַט. די מיקראָסטרוקטור פון די רעזולטאַט ייבערפלאַך איז אַנאַלייזד ניצן סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּיע. רידוסט גאַנץ רעפלעקציע פוריע טראַנספאָרמאַציע ינפראַרעד ספּעקטראָסקאָפּיע און ענערגיע דיספּערסיוו X-שטראַל ספּעקטראָסקאָפּיע זענען געניצט צו קאָנטראָלירן די בייַזייַן פון די געוואונטשע מינים אין די אַסיי. זייער פיייקייט צו פאָרעם כיידרייטס איז באשטעטיקט דורך קאַמביינד טערמאָגראַווימעטריק אַנאַליסיס (TGA) / דיפערענטשאַל טערמאָגראַווימעטריק אַנאַליסיס (DTG). שלעכט קוואַליטעט איבער 0.07 ג (וואַסער) / ג (קאָמפּאָסיט) איז געפֿונען אין די MgSO4 קאָוטינג, ווייַזונג וואונדער פון דיכיידריישאַן ביי וועגן 60 °C און רעפּראָדוסיבל נאָך רעכיידריישאַן. positive רעזולטאַטן זענען אויך באקומען מיט SrCl2 און ZnSO4 מיט אַ מאַסע חילוק פון וועגן 0.02 ג / ג אונטער 100 °C. הידראָקסיעטילסעליאַלאָוס איז אויסדערוויילט ווי אַן אַדיטיוו צו פאַרגרעסערן די פעסטקייַט און אַדכיזשאַן פון די קאָוטינג. די אַדסאָרפּטיווע אייגנשאַפטן פון די פּראָדוקטן זענען עוואַלויִרט געוואָרן דורך סיימאַלטייניאַס TGA-DTG און זייער אַדכיזשאַן איז קעראַקטעריזירט געוואָרן דורך אַ מעטאָד באַזירט אויף די טעסץ באַשריבן אין ISO2409. די קאָנסיסטענסי און אַדכיזשאַן פון די CaCl2 קאָוטינג איז באַדייטנד פֿאַרבעסערט בשעת עס האַלט זיין אַדסאָרפּשאַן קאַפּאַציטעט מיט אַ וואָג חילוק פון וועגן 0.1 ג/ג ביי טעמפּעראַטורן אונטער 100 °C. אין דערצו, MgSO4 האַלט די פיייקייט צו פאָרעם כיידרייטן, ווייַזנדיק אַ מאַסע חילוק פון מער ווי 0.04 ג/ג ביי טעמפּעראַטורן אונטער 100 °C. צום סוף, קאָוטאַד מעטאַל פייבערז זענען געפּrüפֿט. די רעזולטאַטן ווייַזן אַז די עפעקטיוו טערמאַל קאַנדאַקטיוויטי פון די פיברע סטרוקטור קאָוטאַד מיט Al2(SO4)3 קען זיין 4.7 מאָל העכער קאַמפּערד צו די באַנד פון ריין Al2(SO4)3. די קאָוטינג פון די שטודירט קאָוטינגז איז געפּrüפֿט וויזשוואַלי, און די ינערלעך סטרוקטור איז עוואַלויִרט ניצן אַ מיקראָסקאָפּיש בילד פון די קרייַז סעקשאַנז. אַ קאָוטינג פון Al2(SO4)3 מיט אַ גרעב פון וועגן 50 µm איז באקומען, אָבער דער קוילעלדיק פּראָצעס מוז זיין אָפּטימיזעד צו דערגרייכן אַ מער מונדיר פאַרשפּרייטונג.
אַדסאָרפּשאַן סיסטעמען האָבן באַקומען אַ סך אויפֿמערקזאַמקייט אין די לעצטע עטלעכע יאָרצענדליקער, ווײַל זיי צושטעלן אַן ענווייראָנמענטאַלי-פֿרײַנדלעכע אַלטערנאַטיוו צו טראַדיציאָנעלע קאַמפּרעסיע היץ פּאָמפּעס אָדער קיל סיסטעמען. מיט די שטײַגנדיקע קאָמפֿאָרט סטאַנדאַרדן און גלאָבאַלע דורכשניטלעכע טעמפּעראַטורן, קענען אַדסאָרפּשאַן סיסטעמען רעדוצירן די אָפּהענגיקייט פֿון פֿאָסילע ברענשטאָפֿן אין דער נאָענטער צוקונפֿט. דערצו, יעדע פֿאַרבעסערונג אין אַדסאָרפּשאַן קיל אָדער היץ פּאָמפּעס קען ווערן איבערגעפֿירט צו טערמישע ענערגיע סטאָרידזש, וואָס רעפּרעזענטירט אַן נאָך פֿאַרגרעסערונג אין דעם פּאָטענציאַל פֿאַר עפֿעקטיוו נוצן פֿון ערשטיקער ענערגיע. דער הויפּט פֿאָרטייל פֿון אַדסאָרפּשאַן היץ פּאָמפּעס און קיל סיסטעמען איז אַז זיי קענען אַרבעטן מיט אַ נידעריקער היץ מאַסע. דאָס מאַכט זיי פּאַסיק פֿאַר נידעריק טעמפּעראַטור קוואלן ווי זונ ענערגיע אָדער אָפּפֿאַל היץ. אין טערמינען פֿון ענערגיע סטאָרידזש אַפּליקאַציעס, האָט אַדסאָרפּשאַן דעם פֿאָרטייל פֿון העכערער ענערגיע געדיכטקייט און ווייניקער ענערגיע דיסיפּאַציע קאַמפּערד צו סענסיבלע אָדער לאַטענט היץ סטאָרידזש.
אַדסאָרפּציע היץ פּאָמפּעס און קיל סיסטעמען נאָכפאָלגן דעם זעלבן טערמאָדִינאַמישן ציקל ווי זייערע פארע קאַמפּרעסיע קאַונערפּאַרץ. דער הויפּט חילוק איז דער פאַרבייַט פון קאַמפּרעסער קאַמפּאָונאַנץ מיט אַדסאָרבערז. דער עלעמענט איז ביכולת צו אַדסאָרבירן נידעריק דרוק קילמאַטעריאַל פארע ביי מיטלמעסיקע טעמפּעראַטורן, עוואַפּאָרייטינג מער קילמאַטעריאַל אפילו ווען די פליסיק איז קאַלט. עס איז נייטיק צו ענשור קעסיידערדיק קילן פון די אַדסאָרבער צו ויסשליסן די ענטהאַלפּי פון אַדסאָרפּציע (עקסאָטהערם). דער אַדסאָרבער איז רידזשענערייטיד ביי הויך טעמפּעראַטור, וואָס פאַרשאַפן די קילמאַטעריאַל פארע צו דעסאָרבירן. הייצונג מוז פאָרזעצן צו צושטעלן די ענטהאַלפּי פון דעסאָרפּציע (ענדאָטהערם). ווייַל אַדסאָרפּציע פּראָצעסן זענען קעראַקטערייזד דורך טעמפּעראַטור ענדערונגען, הויך מאַכט געדיכטקייַט ריקווייערז הויך טערמאַל קאַנדאַקטיוויטי. אָבער, נידעריק טערמאַל קאַנדאַקטיוויטי איז ביי ווייַט די הויפּט כיסרון אין רובֿ אַפּלאַקיישאַנז.
די הויפּט פּראָבלעם פון קאַנדאַקטיוויטי איז צו פאַרגרעסערן איר דורכשניטלעך ווערט בשעתן אויפהאלטן דעם טראַנספּאָרט וועג וואָס גיט דעם שטראָם פון אַדסאָרפּטיאָן/דעסאָרפּטיאָן פארע. צוויי צוגאַנגען ווערן אָפט געניצט צו דערגרייכן דאָס: קאָמפּאָזיט היץ וועקסלערס און קאָוטאַד היץ וועקסלערס. די מערסט פאָלקס און מצליח קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלס זענען די וואָס נוצן טשאַד-באַזירט אַדאַטיווז, נעמליך יקספּאַנדיד גראַפיט, אַקטיווייטיד טשאַד, אָדער טשאַד פייבערז. אָליוועיראַ עט על. 2 ימפּרעגנייטאַד יקספּאַנדיד גראַפיט פּודער מיט קאַלסיום קלאָריד צו פּראָדוצירן אַן אַדסאָרבער מיט אַ ספּעציפיש קאָאָלינג קאַפּאַציטעט (SCP) פון אַרויף צו 306 W/kg און אַ קאָואַפישאַנט פון פאָרשטעלונג (COP) פון אַרויף צו 0.46. זאַדזשאַקקאָווסקי עט על. 3 פארגעשטעלט אַ קאָמבינאַציע פון ​​יקספּאַנדיד גראַפיט, טשאַד פיברע און קאַלסיום קלאָריד מיט אַ גאַנץ קאַנדאַקטיוויטי פון 15 W/mK. דזשיאַן עט על4 טעסטעד קאַמפּאַזאַץ מיט שוועבל זויער באַהאַנדלט יקספּאַנדיד נאַטירלעך גראַפיט (ENG-TSA) ווי סאַבסטראַט אין אַ צוויי-סטאַגע אַדסאָרפּטיאָן קאָאָלינג ציקל. דער מאָדעל האָט פאָרויסגעזאָגט COP פֿון 0.215 ביז 0.285 און SCP פֿון 161.4 ביז 260.74 W/kg.
די מערסט לעבנספֿעאיקע לייזונג איז ביי ווייט דער באדעקטער היץ-אויסטוישער. די באדעקטע מעקאניזמען פון די היץ-אויסטוישערס קענען צעטיילט ווערן אין צוויי קאטעגאריעס: דירעקטע סינטעז און קלעפּשטאָפֿן. די מערסט געלונגענע מעטאָדע איז דירעקטע סינטעז, וואָס באַשטייט פֿון דער פֿאָרמירונג פֿון אַדסאָרבירנדיקע מאַטעריאַלן גלייך אויף דער ייבערפֿלאַך פֿון היץ-אויסטוישערס פֿון די פּאַסיקע רעאַגענטן. Sotech5 האָט פּאַטענטירט אַ מעטאָדע פֿאַר סינטעזירן באדעקטן זעאָליט פֿאַר נוצן אין אַ סעריע קולערס פֿאַבריצירט דורך Fahrenheit GmbH. Schnabel et al6 האָבן געטעסט די פּערפֿאָרמאַנס פֿון צוויי זעאָליטן באדעקט אויף ומבאַפֿלעקטן שטאָל. אָבער, דער מעטאָדע אַרבעט נאָר מיט ספּעציפֿישע אַדסאָרבענטן, וואָס מאַכט באדעקטן מיט קלעפּשטאָפֿן אַן אינטערעסאַנטע אַלטערנאַטיווע. בינדערס זענען פּאַסיווע סובסטאַנצן אויסגעקליבן צו שטיצן סאָרבענט אַדכיזשאַן און/אָדער מאַסע-טראַנספֿער, אָבער שפּילן קיין ראָלע אין אַדסאָרפּציע אָדער קאָנדוקטיוויטי פֿאַרבעסערונג. Freni et al. 7 האָבן באדעקטע אַלומינום היץ-אויסטוישערס מיט AQSOA-Z02 זעאָליט סטאַביליזירט מיט אַ ליים-באַזירטן בינדער. Calabrese et al.8 האָבן שטודירט די צוגרייטונג פֿון זעאָליט באדעקטן מיט פּאָלימערישע בינדערס. אממאן און אנדערע9 האבן פארגעשלאגן א מעטאד פארן צוגרייטן פאראזע זעאליט באדעקונגען פון מאגנעטישע געמישן פון פאליוויניל אלקאהאל. אלומינע (אלומינע) ווערט אויך גענוצט אלס בינדער 10 אין דעם אדסארבאר. לויט אונזער וויסן, ווערן צעלולאזע און הידראקסיעטיל צעלולאזע נאר גענוצט אין קאמבינאציע מיט פיזישע אדסארבענטן11,12. מאנchmal ווערט דער קליי נישט גענוצט פאר דער פארב, נאר ווערט גענוצט צו בויען די סטרוקטור 13 אליין. די קאמבינאציע פון ​​אלגינאט פאלימער מאטריצעס מיט פארשידענע זאלץ הידראטן פארמירט פלעקסיבלע קאמפאזיט בעד סטרוקטורן וואס פארמיידן ליקאַדזש בעת טריקענען און צושטעלן גענוג מאסע טראנספער. ליים ווי בענטאנייט און אטאפולגיט זענען גענוצט געווארן אלס בינדער פאר דער צוגרייטונג פון קאמפאזיטן15,16,17. עטילצעלולאזע איז גענוצט געווארן צו מיקראענקאפסולירן קאלציום כלוריד18 אדער סאדיום סולפייד19.
קאָמפּאָסיטן מיט אַ פּאָרעז מעטאַל סטרוקטור קענען ווערן צעטיילט אין אַדיטיוו היץ וועקסלערס און קאָוטאַד היץ וועקסלערס. דער מייַלע פון ​​די סטרוקטורן איז די הויך ספּעציפיש ייבערפלאַך שטח. דאָס רעזולטאַטן אין אַ גרעסערע קאָנטאַקט ייבערפלאַך צווישן אַדסאָרבענט און מעטאַל אָן די צוגאב פון אַן ינערט מאַסע, וואָס ראַדוסאַז די קוילעלדיק עפעקטיווקייַט פון די קילקייַט ציקל. לאַנג עט על. 20 האָבן פֿאַרבעסערט די קוילעלדיק קאַנדאַקטיוויטי פון אַ זעאָליט אַדסאָרבער מיט אַן אַלומינום האָניקוואָק סטרוקטור. גילערמינאָט עט על. 21 פֿאַרבעסערט די טערמאַל קאַנדאַקטיוויטי פון NaX זעאָליט לייַערס מיט קופּער און ניקאַל פּינע. כאָטש קאַמפּאַזאַץ זענען געניצט ווי פאַסע ענדערונג מאַטעריאַלס (PCMs), די פיינדינגז פון לי עט על. 22 און זשאַאָ עט על. 23 זענען אויך פון אינטערעס פֿאַר כעמיזאָרפּשאַן. זיי קאַמפּערד די פאָרשטעלונג פון יקספּאַנדיד גראַפיט און מעטאַל פּינע און געשלאסן אַז די לעצטע איז בילכער בלויז אויב קעראָוזשאַן איז נישט אַ אַרויסגעבן. פּאַלאָמבאַ עט על. האָבן לעצטנס קאַמפּערד אנדערע מעטאַליק פּאָרעז סטרוקטורן 24. וואַן דער פּאַל עט על. האָבן געלערנט מעטאַל זאַלץ עמבעדיד אין פּינעס 25. אַלע פריערדיקע ביישפילן קאָרעספּאָנד צו געדיכטע לייַערס פון פּאַרטיקולאַטע אַדסאָרבענץ. מעטאַל פּאָרעזע סטרוקטורן ווערן פּראַקטיש נישט געניצט צו באַדעקן אַדסאָרבערס, וואָס איז אַ מער אָפּטימאַלע לייזונג. אַ בייַשפּיל פון בינדונג צו זעאָליטן קען מען געפֿינען אין וויטשטאַט און אַנדערע 26, אָבער קיין פּרוּוו איז נישט געמאַכט געוואָרן צו בינדן זאַלץ הידראַטן טראָץ זייער העכערער ענערגיע געדיכטקייט 27.
אזוי, דריי מעטאדן פארן צוגרייטן אדסאָרבענט באַדעקונגען וועלן אויסגעפארשט ווערן אין דעם אַרטיקל: (1) בינדער באַדעקונג, (2) דירעקטע רעאַקציע, און (3) ייבערפלאַך באַהאַנדלונג. הידראָקסיעטילסעלולאָז איז געווען דער בינדער פון ברירה אין דעם אַרבעט צוליב פריער באריכטעטער פעסטקייט און גוטע באַדעקונג אַדכיזשאַן אין קאָמבינאַציע מיט פיזישע אדסאָרבענץ. דעם מעטאָד איז געווען ערשט אויסגעפארשט פֿאַר פלאַך באַדעקונגען און שפּעטער געווענדט צו מעטאַל פיברע סטרוקטורן. פריער, אַ פאָרלייפיק אַנאַליסיס פון די מעגלעכקייט פון כעמישע רעאַקציעס מיט די פאָרמירונג פון אדסאָרבענט באַדעקונגען איז געווען באריכטעט. פריערדיקע דערפאַרונג ווערט איצט טראַנספערד צו די באַדעקונג פון מעטאַל פיברע סטרוקטורן. די ייבערפלאַך באַהאַנדלונג אויסדערוויילט פֿאַר דעם אַרבעט איז אַ מעטאָד באַזירט אויף אַלומינום אַנאָדייזינג. אַלומינום אַנאָדייזינג איז געווען הצלחה קאַמביינד מיט מעטאַל זאַלץ פֿאַר עסטעטישע צוועקן29. אין די קאַסעס, זייער סטאַביל און קעראָוזשאַן-קעגנשטעליק באַדעקונגען קענען זיין באקומען. אָבער, זיי קענען נישט דורכפירן קיין אַדסאָרפּטיאָן אָדער דעסאָרפּטיאָן פּראָצעס. דעם פּאַפּיר פּרעזענטירט אַ וואַריאַנט פון דעם צוגאַנג וואָס אַלאַוז מאַסע צו זיין באוועגט ניצן די אַדכיזיוו פּראָפּערטיעס פון דעם אָריגינעל פּראָצעס. לויט אונדזער וויסן, קיין פון די מעטאָדן באַשריבן דאָ זענען פריער געלערנט. זיי רעפּרעזענטירן אַ זייער אינטערעסאַנטע נייע טעכנאָלאָגיע ווײַל זיי דערמעגלעכן די פאָרמירונג פון כיידרייטאַד אַדסאָרבענט קאָוטינגז, וואָס האָבן אַ צאָל מעלות איבער די אָפט שטודירטע פיזישע אַדסאָרבענץ.
די געשטעמפּלטע אַלומינום פּלאַטעס געניצט ווי סאַבסטראַטן פֿאַר די עקספּערימענטן זענען צוגעשטעלט געוואָרן דורך ALINVEST Břidličná, טשעכיי. זיי אַנטהאַלטן 98.11% אַלומינום, 1.3622% אייַזן, 0.3618% מאַנגאַן און שפּורן פון קופּער, מאַגנעזיום, סיליקאָן, טיטאַניום, צינק, קראָום און ניקעל.
די מאַטעריאַלן אויסגעקליבן פֿאַר דער פּראָדוקציע פֿון קאָמפּאָזיטן ווערן אויסגעקליבן לויט זייערע טערמאָדִינאַמישע אייגנשאַפֿטן, נעמלעך, לויט דער מאָס וואַסער וואָס זיי קענען אַדסאָרבירן/דעסאָרבירן ביי טעמפּעראַטורן אונטער 120°C.
מאַגנעזיום סולפֿאַט (MgSO4) איז איינער פֿון די אינטערעסאַנטסטע און שטודירטע כיידרירטע זאַלץ30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41. די טערמאָדִינאַמישע אייגנשאַפֿטן זענען סיסטעמאַטיש געמאָסטן געוואָרן און געפֿונען צו זיין פּאַסיק פֿאַר אַפּליקאַציעס אין די פֿעלדער פֿון אַדסאָרפּציע קילקייט, היץ פּאָמפּעס און ענערגיע סטאָרידזש. טרוקענע מאַגנעזיום סולפֿאַט CAS-Nr.7487-88-9 99% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, דייטשלאַנד) איז געניצט געוואָרן.
קאַלסיום קלאָריד (CaCl2) (H319) איז נאָך אַ גוט-געשטודירטער זאַלץ ווײַל זײַן כיידראַט האט אינטערעסאַנטע טערמאָדינאַמישע אייגנשאַפֿטן41,42,43,44. קאַלסיום קלאָריד העקסאַכיידראַט CAS-נומער 7774-34-7 97% געניצט (Grüssing, GmbH, Filsum, Niedersachsen, דײַטשלאַנד).
צינק סולפֿאַט (ZnSO4) (H3O2, H318, H410) און זייַנע הידראַטן האָבן טערמאָדינאַמישע אייגנשאַפֿטן פּאַסיק פֿאַר נידעריק-טעמפּעראַטור אַדסאָרפּציע פּראָצעסן45,46. צינק סולפֿאַט העפּטאַהידראַט CAS-Nr.7733-02-0 99.5% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, דייטשלאַנד) איז געניצט געוואָרן.
סטראָנטיום קלאָריד (SrCl2) (H318) האט אויך אינטערעסאנטע טערמאָדינאַמישע אייגנשאַפטן4,45,47 כאָטש עס ווערט אָפט קאָמבינירט מיט אַמאָניאַק אין אַדסאָרפּציע היץ פּאָמפּע אָדער ענערגיע סטאָרידזש פאָרשונג. סטראָנטיום קלאָריד העקסאַכיידרייט CAS-Nr.10.476-85-4 99.0–102.0% (Sigma Aldrich, סט. לואיס, מיזורי, USA) איז געניצט געוואָרן פֿאַר דער סינטעז.
קופּער סולפֿאַט (CuSO4) (H302, H315, H319, H410) איז נישט צווישן די הידראַטן וואָס מען טרעפֿט אָפֿט אין דער פּראָפֿעסיאָנעלער ליטעראַטור, כאָטש זייַנע טערמאָדינאַמישע אייגנשאַפֿטן זענען אינטערעסאַנט פֿאַר נידעריקע טעמפּעראַטור אַפּליקאַציעס48,49. קופּער סולפֿאַט CAS-Nr.7758-99-8 99% (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA) איז געניצט געוואָרן פֿאַר דער סינטעז.
מאַגנעזיום כלאָריד (MgCl2) איז איינס פון די כיידרירטע זאַלץ וואָס האָט לעצטנס באַקומען מער אויפֿמערקזאַמקייט אין דעם פֿעלד פֿון טערמישער ענערגיע סטאָרידזש50,51. מאַגנעזיום כלאָריד העקסאַכיידראַט CAS-Nr.7791-18-6 ריין פֿאַרמאַסוטיקאַל גראַד (Applichem GmbH., דאַרמשטאַט, דײַטשלאַנד) איז געניצט געוואָרן פֿאַר די עקספּערימענטן.
ווי דערמאנט פריער, איז הידראָקסיעטיל צעלולאָזע אויסגעקליבן געוואָרן צוליב די פּאָזיטיווע רעזולטאַטן אין ענלעכע אַפּליקאַציעס. דער מאַטעריאַל געניצט אין אונדזער סינטעז איז הידראָקסיעטיל צעלולאָזע CAS-נומער 9004-62-0 (סיגמאַ אַלדריטש, סעינט לואיס, מיזורי, USA).
מעטאַל פֿײַבערס ווערן געמאַכט פֿון קורצע דראָטן פֿאַרבונדן צוזאַמען דורך קאָמפּרעסיע און סינטערינג, אַ פּראָצעס באַקאַנט ווי קרוסיבל מעלט עקסטראַקציע (CME)52. דאָס מיינט אַז זייער טערמישע קאַנדאַקטיוויטי דעפּענדס ניט בלויז אויף די מאַסע קאַנדאַקטיוויטי פון די מעטאַלן געניצט אין דער פּראָדוקציע און די פּאָראָסיטי פון דער לעצטער סטרוקטור, אָבער אויך אויף דער קוואַליטעט פון די פֿאַרבינדונגען צווישן די פֿעדעם. די פֿײַבערס זענען ניט יסאָטראָפּיק און טענד צו זיין פֿאַרשפּרייט אין אַ געוויסע ריכטונג בעת פּראָדוקציע, וואָס מאַכט די טערמישע קאַנדאַקטיוויטי אין דער טראַנסווערסאַל ריכטונג פיל נידעריקער.
די וואַסער אַבזאָרפּשאַן אייגנשאַפטן זענען אויסגעפאָרשט געוואָרן מיט סימולטאַנישע טערמאָגראַווימעטרישע אַנאַליז (TGA)/דיפערענציעלע טערמאָגראַווימעטרישע אַנאַליז (DTG) אין אַ וואַקוום פּאַקעט (Netzsch TG 209 F1 Libra). די מעסטונגען זענען דורכגעפירט געוואָרן אין אַ פליסנדיקער שטיקשטאָף אַטמאָספער מיט אַ לויפן קורס פון 10 מל/מינוט און אַ טעמפּעראַטור קייט פון 25 צו 150°C אין אַלומינום אָקסייד קרוסיבלעס. די הייצונג קורס איז געווען 1 °C/מינוט, די מוסטער וואָג האט ווערייִרט פון 10 צו 20 מג, די רעזאָלוציע איז געווען 0.1 μg. אין דעם אַרבעט, זאָל מען באַמערקן אַז דער מאַסע חילוק פּער אַפּאַראַט ייבערפלאַך האט אַ גרויסע אַנסערטאַנטי. די מוסטערן געניצט אין TGA-DTG זענען זייער קליין און ירעגולערלי שנייַדן, וואָס מאכט זייער שטח באַשטימונג נישט פּינקטלעך. די ווערטן קענען בלויז עקסטראַפּאָלירט ווערן צו אַ גרעסערע שטח אויב גרויסע דיווייישאַנז ווערן גענומען אין חשבון.
פארשוואכטע טאטאל רעפלעקציע פוריע טראנספארם אינפרארויט (ATR-FTIR) ספּעקטרא זענען אויפגעכאפט געווארן אויף א Bruker Vertex 80 v FTIR ספּעקטראמעטער (Bruker Optik GmbH, לייפּציג, דייטשלאנד) ניצנדיג אן ATR פּלאַטינום אַקסעסאָרי (Bruker Optik GmbH, דייטשלאנד). די ספּעקטרא פון ריינע טרוקענע דימענט קריסטאלן זענען געמאסטן געווארן גלייך אין וואַקוום איידער מען האט גענוצט די מוסטערן אלס א הינטערגרונט פאר עקספערימענטאלע מעסטונגען. די מוסטערן זענען געמאסטן געווארן אין וואַקוום ניצנדיג א ספּעקטראלע רעזאָלוציע פון ​​2 cm-1 און א דורכשניטלעכע צאל סקענס פון 32. וועיוון נומער קייט פון 8000 ביז 500 cm-1. ספּעקטראלע אנאליז איז דורכגעפירט געווארן ניצנדיג די OPUS פראגראם.
SEM אנאליז איז דורכגעפירט געווארן מיט א DSM 982 Gemini פון Zeiss ביי פארשנעלערטע וואלטאזשן פון 2 און 5 kV. ענערגיע דיספערסיווע X-שטראל ספעקטראסקאפיע (EDX) איז דורכגעפירט געווארן מיט א Thermo Fischer סיסטעם 7 מיט א Peltier געקילטן סיליקאן דריפט דעטעקטאר (SSD).
די צוגרייטונג פון מעטאַל פּלאַטעס איז דורכגעפירט געוואָרן לויט דער פּראָצעדור ענלעך צו דער באַשריבענער אין 53. ערשטנס, טונקט די פּלאַטע אין 50% שוועבל זויער. 15 מינוט. דערנאָך זענען זיי אַרײַנגעפֿירט געוואָרן אין 1 M נאַטריום הידראָקסייד לייזונג פֿאַר אַרום 10 סעקונדעס. דערנאָך זענען די מוסטערן געוואַשן געוואָרן מיט אַ גרויסער מאָס דיסטילירט וואַסער, און דערנאָך אײַנגעווייקט אין דיסטילירט וואַסער פֿאַר 30 מינוט. נאָך דער פֿאָרלעפֿיקער ייבערפֿלאַך באַהאַנדלונג, זענען די מוסטערן אַרײַנגעטונקען געוואָרן אין אַ 3% געזעטיקטער לייזונג. HEC און ציל זאַלץ. צום סוף, נעמט זיי אַרויס און טריקנט זיי בײַ 60°C.
די אנאדיזירן מעטאָדע פֿאַרשטאַרקט און פֿאַרשטאַרקט די נאַטירלעכע אָקסייד שיכט אויף דעם פּאַסיוון מעטאַל. די אַלומינום פּאַנעלן זענען אַנאָדיזירט געוואָרן מיט שוועבל זויער אין אַ פֿאַרהאַרטעטן צושטאַנד און דערנאָך פֿאַרזיגלט אין הייס וואַסער. נאָך אַנאָדיזירן איז געקומען אַן ערשטיקע עטשינג מיט 1 מאָל/ל NaOH (600 סעקונדעס) און דערנאָך נויטראַליזאַציע אין 1 מאָל/ל HNO3 (60 סעקונדעס). די עלעקטראָליט לייזונג איז אַ געמיש פֿון 2.3 M H2SO4, 0.01 M Al2(SO4)3, און 1 M MgSO4 + 7H2O. אַנאָדיזירן איז דורכגעפֿירט געוואָרן ביי (40 ± 1)°C, 30 mA/cm2 פֿאַר 1200 סעקונדעס. דער פֿאַרזיגלונג פּראָצעס איז דורכגעפֿירט געוואָרן אין פֿאַרשידענע זאַלץ וואַסער לייזונגען ווי באַשריבן אין די מאַטעריאַלן (MgSO4, CaCl2, ZnSO4, SrCl2, CuSO4, MgCl2). די מוסטער איז געקאָכט אין איר פֿאַר 1800 סעקונדעס.
דריי פֿאַרשידענע מעטאָדן פֿאַר פּראָדוצירן קאָמפּאָזיטן זענען אויסגעפֿאָרשט געוואָרן: קלעפּיקע באַשיטונג, דירעקטע רעאַקציע, און אויבערפֿלאַך באַהאַנדלונג. די מעלות און חסרונות פֿון יעדער טרענירונג מעטאָדע ווערן סיסטעמאַטיש אַנאַליזירט און דיסקוטירט. דירעקטע אָבסערוואַציע, נאַנאָימאַגינג, און כעמישע/עלעמענטאַלע אַנאַליז זענען געניצט געוואָרן צו אָפּשאַצן די רעזולטאַטן.
אַנאָדיזירן איז אויסגעקליבן געוואָרן ווי אַ קאָנווערסיע ייבערפלאַך באַהאַנדלונג מעטאָדע צו פאַרגרעסערן די אַדכיזשאַן פון זאַלץ כיידרייטן. די ייבערפלאַך באַהאַנדלונג שאַפט אַ פּאָרעזע סטרוקטור פון אַלומינאַ (אַלומינאַ) גלייך אויף דער אַלומינום ייבערפלאַך. טראַדיציאָנעל, באַשטייט די מעטאָדע פון ​​צוויי סטאַגעס: די ערשטע סטאַגע שאַפט אַ פּאָרעזע סטרוקטור פון אַלומינום אָקסייד, און די צווייטע סטאַגע שאַפט אַ קאָוטינג פון אַלומינום הידראָקסייד וואָס פאַרמאַכט די פּאָרעס. די פאלגענדע זענען צוויי מעטאָדן פון בלאָקירן זאַלץ אָן בלאָקירן צוטריט צו דער גאַז פאַזע. די ערשטע באַשטייט פון אַ האָניקוואָב סיסטעם ניצן קליינע אַלומינום אָקסייד (Al2O3) רערן באַקומען אין דעם ערשטן שריט צו האַלטן די אַדסאָרבענט קריסטאַלן און פאַרגרעסערן זייַן אַדכיזשאַן צו מעטאַל סערפאַסיז. די רעזולטאַט האָניקוואָבקס האָבן אַ דיאַמעטער פון וועגן 50 נם און אַ לענג פון 200 נם (פיגור 1אַ). ווי פריער דערמאנט, די קאַוויטיז זענען יוזשאַוואַלי פארמאכט אין אַ צווייטן שריט מיט אַ דין שיכט פון Al2O(OH)2 באָעהמיט געשטיצט דורך די אַלומינאַ רער קאָכן פּראָצעס. אין דער צווייטער מעטאָדע, ווערט דער פאַרזיגלונג פּראָצעס מאָדיפיצירט אויף אַזאַ וועג אַז די זאַלץ קריסטאַלן ווערן איינגעכאפט אין אַ גלייכמעסיק דעקנדיקער שיכט פון בעהמיט (Al2O(OH)), וואָס ווערט נישט גענוצט פֿאַר פאַרזיגלונג אין דעם פאַל. די צווייטע שטאַפּל ווערט דורכגעפירט אין אַ געזעטיקטער לייזונג פון דעם קאָרעספּאָנדירנדיקן זאַלץ. די באַשריבענע מוסטערן האָבן גרייסן אין דעם קייט פון 50-100 נאַנאָמעטער און זעען אויס ווי געשפּריצטע טראָפּנס (פיגור 1ב). די ייבערפלאַך באַקומען ווי אַ רעזולטאַט פון דעם פאַרזיגלונג פּראָצעס האט אַ אויסגעשפּראָכענע ספּיישאַל סטרוקטור מיט אַ פאַרגרעסערט קאָנטאַקט שטח. דעם ייבערפלאַך מוסטער, צוזאַמען מיט זייערע פילע פֿאַרבינדונג קאָנפיגוראַציעס, איז ידעאַל פֿאַר טראָגן און האַלטן זאַלץ קריסטאַלן. ביידע באַשריבענע סטרוקטורן דערשייַנען צו זיין באמת פּאָרעז און האָבן קליינע קאַוויטיז וואָס דערשייַנען צו זיין גוט פּאַסיק פֿאַר האַלטן זאַלץ כיידראַטן און אַדסאָרבירן פארע צו דעם זאַלץ בעשאַס אָפּעראַציע פון ​​דעם אַדסאָרבער. אָבער, עלעמענטאַר אַנאַליז פון די ייבערפלאַכן ניצן EDX קען דעטעקטירן שפּורן פון מאַגנעזיום און שוועבל אויף דער ייבערפלאַך פון בעהמיט, וואָס ווערן נישט דעטעקטירט אין דעם פאַל פון אַן אַלומינאַ ייבערפלאַך.
די ATR-FTIR פון דעם מוסטער האט באשטעטיקט אז דער עלעמענט איז געווען מאַגנעזיום סולפֿאַט (זע בילד 2ב). דער ספּעקטרום ווייזט כאַראַקטעריסטישע סולפֿאַט יאָן שפּיצן ביי 610–680 און 1080–1130 cm–1 און כאַראַקטעריסטישע גיטער וואַסער שפּיצן ביי 1600–1700 cm–1 און 3200–3800 cm–1 (זע בילד 2א, ג). די אנוועזנהייט פון מאַגנעזיום יאָנען ענדערט כּמעט נישט דעם ספּעקטרום54.
(א) EDX פון א בועהמיט באדעקטע MgSO4 אלומיניום פלאטע, (ב) ATR-FTIR ספּעקטראַ פון בועהמיט און MgSO4 באַדעקונגען, (ג) ATR-FTIR ספּעקטראַ פון ריין MgSO4.
אויפהאלטן די אדסארפציע עפעקטיווקייט איז באשטעטיקט געווארן דורך TGA. אויף פיג. 3ב ווייזט מען א דעזארפציע שפיץ פון בערך 60°C. די שפיץ שטימט נישט איבער מיט דער טעמפעראטור פון די צוויי שפיצן באמערקט אין TGA פון ריין זאלץ (פיג. 3א). די איבערחזרנדיקייט פון די אדסארפציע-דעזארפציע ציקל איז געווארן עוואלוירט, און די זעלבע קורווע איז באמערקט געווארן נאכדעם וואס די סעמפלען זענען געשטעלט געווארן אין א פייכטע אטמאספערע (פיג. 3ג). די אונטערשיידן באמערקט אין דער צווייטער שטאפל פון דעזארפציע קענען זיין דער רעזולטאט פון אויסטריקעניש אין א פליסנדיקער אטמאספערע, ווייל דאס פירט אפט צו אומפארענדיגטע אויסטריקעניש. די ווערטן שטימען איבער מיט בערך 17.9 ג/מ2 אין דער ערשטער אויסטריקעניש און 10.3 ג/מ2 אין דער צווייטער אויסטריקעניש.
פארגלייך פון TGA אנאליז פון בעהמיט און MgSO4: TGA אנאליז פון ריין MgSO4 (א), געמיש (ב) און נאך רעהידראטאציע (ג).
די זעלבע מעטאָדע איז דורכגעפירט געוואָרן מיט קאַלסיום קלאָריד ווי אַדסאָרבענט. די רעזולטאַטן ווערן פּרעזענטירט אין פיגור 4. וויזועלע דורכקוק פון דער ייבערפלאַך האָט אַנטפּלעקט קליינע ענדערונגען אין דעם מעטאַלישן גלאַנץ. דער פוטער איז קוים קענטיק. SEM האָט באַשטעטיקט די אנוועזנהייט פון קליינע קריסטאַלן גלייך פאַרשפּרייט איבער דער ייבערפלאַך. אָבער, TGA האָט נישט געוויזן קיין דעכידראַטאַציע אונטער 150°C. דאָס קען זיין צוליב דעם פאַקט אַז דער פּראָפּאָרציע פון ​​זאַלץ איז צו קליין קאַמפּערד צו דער גאַנצער מאַסע פון ​​דעם סאַבסטראַט פֿאַר דעטעקציע דורך TGA.
די רעזולטאַטן פון דער אויבערפלאַך באַהאַנדלונג פון דער קופּער סולפֿאַט באַדעקונג דורך דער אַנאָדיזינג מעטאָדע ווערן געוויזן אין פיגור 5. אין דעם פאַל, די ערוואַרטעטע איינפֿירונג פון CuSO4 אין דער אַל אָקסייד סטרוקטור איז נישט פֿאָרגעקומען. אַנשטאָט, ווערן לויזע נאָדלען באַמערקט ווי זיי ווערן געוויינטלעך געניצט פֿאַר קופּער הידראָקסייד Cu(OH)2 געניצט מיט טיפּישע טורקיז פֿאַרבן.
די אנאדיזירטע אויבערפלאך באהאנדלונג איז אויך געטעסט געווארן אין קאמבינאציע מיט סטראנטיום כלוריד. די רעזולטאטן האבן געוויזן אומגלייכע באדעקונג (זעה פיגור 6א). כדי צו באשטימען צי דער זאלץ האט באדעקט די גאנצע אויבערפלאך, איז דורכגעפירט געווארן אן EDX אנאליז. די קורווע פאר א פונקט אין דער גרויער געגנט (פונקט 1 אין פיגור 6ב) ווייזט ווייניג סטראנטיום און א סך אלומיניום. דאס ווייזט אויף א נידריגן אינהאלט פון סטראנטיום אין דער געמאסטענער זאנע, וואס, אין דער ריי, ווייזט אויף א נידריגע באדעקונג פון סטראנטיום כלוריד. פארקערט, ווייסע געגנטן האבן א הויכן אינהאלט פון סטראנטיום און א נידריגן אינהאלט פון אלומיניום (פונקטן 2–6 אין פיגור 6ב). EDX אנאליז פון דער ווייסער געגנט ווייזט טונקעלערע פונקטן (פונקטן 2 און 4 אין פיגור 6ב), נידריג אין כלור און הויך אין שוועבל. דאס קען ווייזן אויף דער פארמאציע פון ​​סטראנטיום סולפאט. העלערע פונקטן שפיגלען אפ הויכן כלור אינהאלט און נידריגן שוועבל אינהאלט (פונקטן 3, 5, און 6 אין פיגור 6ב). דאס קען דערקלערט ווערן דורך דעם פאקט אז דער הויפט טייל פון דער ווייסער באדעקונג באשטייט פון דעם ערווארטעטן סטראנטיום כלוריד. די TGA פון דעם מוסטער האט באשטעטיקט די אינטערפּרעטאַציע פון ​​דער אַנאַליז מיט אַ שפּיץ ביי דער כאַראַקטעריסטישער טעמפּעראַטור פון ריין סטראָנטיום קלאָריד (פיגור 6c). זייער קליינער ווערט קען זיין גערעכטפארטיקט דורך אַ קליינעם חלק זאַלץ אין פאַרגלייך מיט דער מאַסע פון ​​דעם מעטאַל שטיצע. די דעזאָרפּציע מאַסע באַשטימט אין די עקספּערימענטן קאָרעספּאָנדירט צו דער סומע פון ​​7.3 ג/מ2 וואָס איז אַרויסגעגעבן פּער אַפּאַראַט שטח פון דעם אַדסאָרבער ביי אַ טעמפּעראַטור פון 150°C.
עלאָקסאַל-באַהאַנדלטע צינק סולפֿאַט קאָוטינגז זענען אויך געטעסט געוואָרן. מאַקראָסקאָפּיש, איז די קאָוטינג אַ זייער דין און איינהייטלעך שיכט (פיגור 7אַ). אָבער, SEM האט געוויזן אַ ייבערפלאַך שטח באדעקט מיט קליינע קריסטאַלן אפגעשיידט דורך ליידיקע געביטן (פיגור 7ב). די TGA פון די קאָוטינג און סאַבסטראַט איז געווען קאַמפּערד צו יענע פון ​​​​ריינעם זאַלץ (פיגור 7ג). ריינעם זאַלץ האט איין אַסימעטריש שפּיץ ביי 59.1°C. די באדעקטע אַלומינום האט געוויזן צוויי קליינע שפּיצן ביי 55.5°C און 61.3°C, וואָס ווייַזט די בייַזייַן פון צינק סולפֿאַט כיידרייט. דער מאַסע חילוק וואָס איז געוויזן געוואָרן אין דעם עקספּערימענט קאָרעספּאָנדירט צו 10.9 ג/מ² ביי אַ דיכיידריישאַן טעמפּעראַטור פון 150°C.
ווי אין דער פריערדיקער אַפּליקאַציע53, איז הידראָקסיעטיל צעלולאָז גענוצט געוואָרן ווי אַ בינדער צו פֿאַרבעסערן די אַדכיזשאַן און פעסטקייט פֿון דער סאָרבענט קאָוטינג. מאַטעריאַל קאָמפּאַטאַביליטי און ווירקונג אויף אַדסאָרפּשאַן פאָרשטעלונג איז געווען אַססעססעד דורך TGA. די אַנאַליז איז דורכגעפֿירט אין באַציִונג צו דער גאַנצער מאַסע, ד״ה די מוסטער כולל אַ מעטאַל פּלאַטע געניצט ווי אַ קאָוטינג סאַבסטראַט. אַדכיזשאַן איז טעסטעד דורך אַ טעסט באַזירט אויף די קראָס נאָטש טעסט דעפינירט אין די ISO2409 ספּעסיפיקאַציע (קען נישט טרעפן די נאָטש סעפּאַראַציע ספּעסיפיקאַציע דיפּענדינג אויף די ספּעסיפיקאַציע גרעב און ברייט).
באַדעקן די פּאַנעלן מיט קאַלסיום קלאָריד (CaCl2) (זע בילד 8a) האָט רעזולטירט אין אַן אומגלייכע פאַרשפּרייטונג, וואָס איז נישט באמערקט געוואָרן אין דער ריינער אַלומינום באַשיטונג געניצט פֿאַר דעם טראַנסווערסאַל נאָטש טעסט. קאַמפּערד צו די רעזולטאַטן פֿאַר ריינעם CaCl2, ווייַזט TGA (פיגור 8b) צוויי כאַראַקטעריסטישע שפּיצן וואָס זענען גערוקט צו נידעריקערע טעמפּעראַטורן פון 40 און 20°C, ריספּעקטיוולי. דער קראָס-סעקשאַן טעסט דערלויבט נישט אַן אָביעקטיוון פאַרגלייַך ווייַל די ריינע CaCl2 מוסטער (מוסטער אויף דער רעכטער זייט אין בילד 8c) איז אַ פּודערדיקער אָפּזאַץ, וואָס אַראָפּנעמט די אויבערשטע פּאַרטיקלען. די HEC רעזולטאַטן האָבן געוויזן אַ זייער דין און איינהייטלעך באַשיטונג מיט צופֿרידנשטעלנדיקער אַדכיזשאַן. דער מאַסע חילוק געוויזן אין בילד 8b קאָרעספּאָנדירט צו 51.3 ג/מ2 פּער אַפּאַראַט שטח פון דעם אַדסאָרבער ביי אַ טעמפּעראַטור פון 150°C.
פאזיטיווע רעזולטאטן אין טערמינען פון אדכעזיע און איינהייטלעכקייט זענען אויך באקומען געווארן מיט מאַגנעזיום סולפֿאַט (MgSO4) (זעה בילד 9). אנאליז פון דעם דעזאָרפּציע פּראָצעס פון דער באַדעקונג האט געוויזן די אנוועזנהייט פון איין שפּיץ פון בערך 60°C. די טעמפּעראַטור קאָרעספּאָנדירט צו דעם הויפּט דעזאָרפּציע שריט וואָס מען זעט אין דער דעכידראַטאַציע פון ​​ריינע זאַלץ, וואָס רעפּרעזענטירט נאָך אַ שריט ביי 44°C. עס קאָרעספּאָנדירט צו דעם איבערגאַנג פון העקסאַכיידראַט צו פּענטאַכיידראַט און ווערט נישט באמערקט אין פאַל פון באַדעקונגען מיט בינדערס. קראָס-סעקשאַן טעסץ ווייַזן פֿאַרבעסערטע פאַרשפּרייטונג און אדכעזיע קאַמפּערד צו באַדעקונגען געמאַכט מיט ריינעם זאַלץ. דער מאַסע חילוק באמערקט אין TGA-DTC קאָרעספּאָנדירט צו 18.4 ג/מ2 פּער אַפּאַראַט שטח פון דעם אַדסאָרבער ביי אַ טעמפּעראַטור פון 150°C.
צוליב איגנאראציעס אויף דער ייבערפלאך, האט סטראנטיום כלוריד (SrCl2) אן אומגלייכע באַדעקונג אויף די פינען (פיגור 10א). אבער, די רעזולטאטן פון דעם טראנסווערסאלן קארב טעסט האבן געוויזן גלייכמעסיגע פארשפרייטונג מיט באדייטנד פארבעסערטע אדכעזיע (פיגור 10ג). TGA אנאליז האט געוויזן א זייער קליינעם אונטערשייד אין וואָג, וואס מוז זיין צוליב דעם נידעריקערן זאלץ אינהאלט קאמפערד צום מעטאל סאַבסטראַט. אבער, די טריט אויף דער קורווע ווייזן די אנוועזנהייט פון א דעהידראַטאַציע פּראָצעס, כאָטש דער שפּיץ איז פארבונדן מיט דער טעמפּעראַטור באקומען ווען מען כאַראַקטעריזירט ריין זאַלץ. די שפּיצן ביי 110°C און 70.2°C באמערקט אין פיגורן 10ב זענען אויך געפונען געוואָרן ווען מען אנאליזירט ריין זאַלץ. אבער, דער הויפּט דעהידראַטאַציע שריט באמערקט אין ריין זאַלץ ביי 50°C איז נישט געווען רעפלעקטירט אין די קורוועס ניצנדיק דעם בינדער. אין קאנטראסט, די בינדער געמיש האט געוויזן צוויי שפּיצן ביי 20.2°C און 94.1°C, וועלכע זענען נישט געמאסטן געוואָרן פארן ריין זאַלץ (פיגור 10ב). ביי א טעמפּעראַטור פון 150 °C, קאָרעספּאָנדירט דער באמערקטער מאַסע-אונטערשייד צו 7.2 ג/מ² פּער איינהייט-שטח פון דעם אַדסאָרבער.
די קאָמבינאַציע פֿון HEC און צינק סולפֿאַט (ZnSO4) האָט נישט געגעבן קיין אַקצעפּטאַבלע רעזולטאַטן (פֿיגור 11). TGA אַנאַליז פֿון דעם באַדעקטע מעטאַל האָט נישט אַנטפּלעקט קיין דעכידראַטאַציע פּראָצעסן. כאָטש די פֿאַרשפּרייטונג און אַדכיזשאַן פֿון דער באַדעקונג האָבן זיך פֿאַרבעסערט, זענען אירע אייגנשאַפֿטן נאָך ווײַט פֿון אָפּטימאַל.
דער פשוטסטער וועג צו באדעקן מעטאל פיבערס מיט א דינער און איינהייטלעכער שיכט איז נאַסע אימפּרעגנאַציע (פיגור 12אַ), וואָס נעמט אַרײַן די צוגרייטונג פון דעם ציל זאַלץ און אימפּרעגנאַציע פון ​​מעטאַל פיבערס מיט אַ וואַסעריקער לייזונג.
ווען מען גרייט זיך צו נאַסע אימפּרעגנאַציע, טרעפט מען צוויי הויפּט פּראָבלעמען. פֿון איין זײַט, פֿאַרהיט די ייבערפֿלאַך שפּאַנונג פֿון דער זאַלץ לייזונג די ריכטיקע אײַנפֿיר פֿון דער פֿליסיקייט אין דער פּאָרעזער סטרוקטור. קריסטאַליזאַציע אויף דער אויסערלעכער ייבערפֿלאַך (פֿיג. 12ד) און לופֿט בלאָזן פֿאַרשפּאַרט אינעווייניק פֿון דער סטרוקטור (פֿיג. 12ג) קענען נאָר פֿאַרקלענערט ווערן דורך פֿאַרמינערן די ייבערפֿלאַך שפּאַנונג און פֿאָר-נאַס מאַכן דעם מוסטער מיט דיסטילירט וואַסער. געצוואונגענע אויפֿלייזונג אין דעם מוסטער דורך עוואַקואירן די לופֿט אינעווייניק אָדער דורך שאַפֿן אַ לייזונג פֿלוס אין דער סטרוקטור זענען אַנדערע עפֿעקטיווע וועגן צו פֿאַרזיכערן אַ פֿולשטענדיקע אָנפֿילונג פֿון דער סטרוקטור.
די צווייטע פראבלעם וואס מען האט באגעגנט בעת די צוגרייטונג איז געווען דאס אוועקנעמען דעם פילם פון א טייל פונעם זאלץ (זעה בילד 12ב). די דערשיינונג ווערט כאראקטעריזירט דורך דער פארמאציע פון ​​א טרוקענער באַדעקונג אויף דער אויפלעזונגס-איבערפלאך, וואס שטעלט אפ די קאנוועקטיוו-סטימולירטע טריקעניש און הייבט אן דעם דיפוזיע-סטימולירטן פראצעס. דער צווייטער מעכאניזם איז פיל שטייטער ווי דער ערשטער. אלס רעזולטאט, איז א הויכע טעמפעראטור נויטיג פאר א גלייכבארע טריקעניש-צייט, וואס פארגרעסערט דעם ריזיקע פון ​​בלאזלעך וואס פארמירן זיך אינעווייניג אין דעם מוסטער. די פראבלעם ווערט געלייזט דורך איינפירן אן אלטערנאטיווע מעטאד פון קריסטאליזאציע באזירט נישט אויף קאנצענטראציע-ענדערונג (פארדאַמפּונג), נאר אויף טעמפעראטור-ענדערונג (ווי אין דעם ביישפיל מיט MgSO4 אין בילד 13).
סכעמאטישע רעפּרעזענטאַציע פון ​​דעם קריסטאַליזאַציע פּראָצעס בעת קילן און צעשיידונג פון האַרטע און פליסיקע פאַזעס מיט MgSO4.
געזעטיגטע זאלץ לייזונגען קענען צוגעגרייט ווערן ביי אדער העכער צימער טעמפעראטור (HT) מיט דעם מעטאד. אין דעם ערשטן פאל, איז קריסטאליזאציע געצוואונגען געווארן דורך נידעריגער מאכן די טעמפעראטור אונטער צימער טעמפעראטור. אין דעם צווייטן פאל, איז קריסטאליזאציע פארגעקומען ווען די מוסטער איז אפגעקילט געווארן צו צימער טעמפעראטור (RT). דער רעזולטאט איז א געמיש פון קריסטאלן (B) און אויפגעלייזטע (A), וועמענס פליסיגע טייל ווערט אוועקגענומען דורך קאמפרעסטע לופט. דער צוגאנג נישט נאר פארמיידט די פארמאציע פון ​​א פילם אויף די הידראטן, נאר אויך פארקלענערט די צייט וואס איז נויטיג פאר דער צוגרייטונג פון אנדערע קאמפאזיטן. אבער, די אוועקנעמונג פון פליסיקייט דורך קאמפרעסטע לופט פירט צו צוגעלייגטע קריסטאליזאציע פון ​​דעם זאלץ, וואס רעזולטירט אין א דיקערע באַדעקונג.
נאך א מעטאד וואס קען גענוצט ווערן צו באדעקן מעטאל-איבערפלאכן איז די דירעקטע פראדוקציע פון ​​ציל-זאלצן דורך כעמישע רעאקציעס. באדעקטע היץ-אויסטוישערס געמאכט דורך דער רעאקציע פון ​​זויערן אויף די מעטאל-איבערפלאכן פון פינען און רערן האבן א צאל מעלות, ווי באריכטעט אין אונזער פריערדיגער שטודיע. די אנווענדונג פון דעם מעטאד צו פיבערס האט געפירט צו זייער שלעכטע רעזולטאטן צוליב דער פארמאציע פון ​​גאזן בעת ​​דער רעאקציע. דער דרוק פון די וואסערשטאף-גאז-בלעבלען בויט זיך אויף אינעווייניג פון דער פראבע און פארשיבט זיך ווען דער פראדוקט ווערט ארויסגעווארפן (פיגור 14א).
די באַדעקונג איז געוואָרן מאָדיפֿיצירט דורך אַ כעמישע רעאַקציע צו בעסער קאָנטראָלירן די גרעב און פאַרשפּרייטונג פון דער באַדעקונג. די מעטאָדע באַשטייט פון דורכפֿירן אַ זויערן נעפּל שטראָם דורך דעם מוסטער (פֿיגור 14ב). דאָס ווערט ערוואַרטעט צו רעזולטירן אין אַ גלייכמעסיקער באַדעקונג דורך רעאַקציע מיטן סאַבסטראַט מעטאַל. די רעזולטאַטן זענען געווען צופֿרידנשטעלנדיק, אָבער דער פּראָצעס איז געווען צו לאַנגזאַם צו ווערן באַטראַכט ווי אַן עפֿעקטיווער מעטאָדע (פֿיגור 14ג). קירצערע רעאַקציע צייטן קענען דערגרייכט ווערן דורך לאָקאַליזירטע הייצונג.
כדי צו איבערקומען די חסרונות פון די אויבנדערמאנטע מעטאדן, איז שטודירט געווארן א באדעקונג מעטאד באזירט אויף די נוצן פון קלעפּשטאפן. HEC איז אויסגעקליבן געווארן באזירט אויף די רעזולטאטן וואס זענען פארגעשטעלט געווארן אין דעם פריערדיקן אפטייל. אלע מוסטערן זענען צוגעגרייט געווארן ביי 3% וואט. דער בינדער איז געמישט מיט זאלץ. די פיבערס זענען פארבאהאנדלט געווארן לויט דער זעלבער פראצעדור ווי פאר די ריפן, ד.ה. איינגעווייקט אין 50% וואל. אינערהאלב 15 מינוט. שוועבל זויער, דערנאך איינגעווייקט אין נאטריום הידראקסייד פאר 20 סעקונדעס, געוואשן אין דיסטילירט וואסער און צום סוף איינגעווייקט אין דיסטילירט וואסער פאר 30 מינוט. אין דעם פאל, איז צוגעגעבן געווארן אן עקסטערע שריט פאר אימפרעגנאציע. איינטונקען דעם מוסטער קורץ אין א פארדיןטער ציל זאלץ לייזונג און טריקענען ביי בערך 60°C. דער פראצעס איז דיזיינט צו מאדיפיצירן די ייבערפלאך פון דעם מעטאל, שאפנדיג נוקלעאציע זייטלעך וואס פארבעסערן די פארשפרייטונג פון דער באדעקונג אין דעם לעצטן שטאפל. די פיבראזע סטרוקטור האט איין זייט וואו די פילאמענטן זענען דינער און ענג פארפאקט, און די אנדערע זייט וואו די פילאמענטן זענען דיקער און ווייניגער פארשפרייט. דאס איז דער רעזולטאט פון 52 פאבריקאציע פראצעסן.
די רעזולטאַטן פֿאַר קאַלסיום קלאָריד (CaCl2) ווערן צוזאַמענגעפאַסט און אילוסטרירט מיט בילדער אין טאַבעלע 1. גוטע קאַווערידזש נאָך ינאָקולאַציע. אפילו יענע שטריקלען אָן קיין קענטיקע קריסטאַלן אויף דער ייבערפלאַך האָבן געהאַט פאַרקלענערטע מעטאַלישע רעפלעקציעס, וואָס ווײַזט אויף אַ ענדערונג אין ענדיקונג. אָבער, נאָכדעם וואָס די מוסטערן זענען אימפּרעגנירט געוואָרן מיט אַ וואַסעריקער געמיש פון CaCl2 און HEC און געטריקנט בײַ אַ טעמפּעראַטור פון בערך 60°C, זענען די קאָוטינגז קאָנצענטרירט געוואָרן בײַ די ינטערסעקשאַנז פון די סטרוקטורן. דאָס איז אַן עפֿעקט געפֿירט דורך דער ייבערפלאַך שפּאַנונג פון דער לייזונג. נאָך אײַנווייקן, בלייבט די פליסיקייט אינעווייניק פון דער מוסטער צוליב איר ייבערפלאַך שפּאַנונג. באַסיקאַלי פּאַסירט עס בײַ די ינטערסעקשאַן פון סטרוקטורן. די בעסטע זײַט פון דער מוסטער האט עטלעכע לעכער אָנגעפילט מיט זאַלץ. די וואָג איז געוואַקסן מיט 0.06 ג/קמ3 נאָך קאָוטינג.
באַדעקן מיט מאַגנעזיום סולפֿאַט (MgSO4) האָט פּראָדוצירט מער זאַלץ פּער איינהייט וואָלומען (טאַבעלע 2). אין דעם פאַל, איז די געמאָסטענע צוגאב 0.09 ג/קמ3. דער זוימען פּראָצעס האָט רעזולטירט אין אַ ברייטע מוסטער באַדעקונג. נאָך דעם באַדעקן פּראָצעס, בלאָקירט דער זאַלץ גרויסע שטחים פון דער דינער זייט פון דער מוסטער. אין דערצו, זענען עטלעכע שטחים פון דער מאַט בלאַקירט, אָבער עטלעכע פּאָראָזיטעט בלייבט. אין דעם פאַל, איז זאַלץ פאָרמאַציע לייכט באמערקט ביי דער ינטערסעקשאַן פון די סטרוקטורן, וואָס באַשטעטיקט אַז דער באַדעקן פּראָצעס איז דער הויפּט רעכט צו דער ייבערפלאַך שפּאַנונג פון דער פליסיקייט, און נישט די ינטעראַקציע צווישן דעם זאַלץ און דעם מעטאַל סאַבסטראַט.
די רעזולטאַטן פֿאַר דער קאָמבינאַציע פֿון סטראָנטיום כלאָריד (SrCl2) און HEC האָבן געוויזן ענלעכע אייגנשאַפֿטן צו די פֿריִערדיקע בײַשפּילן (טאַבעלע 3). אין דעם פֿאַל איז די דיןערע זײַט פֿון דער מוסטער כּמעט פֿולשטענדיק באַדעקט. נאָר יחידישע פּאָרן זענען קענטיק, געשאַפֿן בעת ​​טריקענען ווי אַ רעזולטאַט פֿון דער באַפֿרײַונג פֿון דאַמף פֿון דער מוסטער. דער מוסטער וואָס מען באַאָבאַכט אויף דער מאַטער זײַט איז זייער ענלעך צום פֿריִערדיקעם פֿאַל, דער געגנט איז פֿאַרשטאָפּט מיט זאַלץ און די פֿײַבערס זענען נישט פֿולשטענדיק באַדעקט.
כדי צו אפשאצן דעם פאזיטיוון עפעקט פון דער פיברעזער סטרוקטור אויף דער טערמישער פאָרשטעלונג פון דעם היץ-אויסטוישער, איז די עפעקטיווע טערמישע קאַנדאַקטיוויטי פון דער באדעקטער פיברעזער סטרוקטור באַשטימט געוואָרן און פאַרגליכן מיטן ריינעם קאָוטינג מאַטעריאַל. טערמישע קאַנדאַקטיוויטי איז געמאָסטן געוואָרן לויט ASTM D 5470-2017 ניצנדיק דעם פלאַך-טאַפֿעל מיטל געוויזן אין פיגור 15a ניצנדיק אַ רעפֿערענץ מאַטעריאַל מיט באַקאַנטער טערמישער קאַנדאַקטיוויטי. פאַרגליכן מיט אַנדערע טראַנזיענטע מעסטונג מעטאָדן, איז דעם פּרינציפּ אַדוואַנטיידזשאַס פֿאַר פּאָרעזע מאַטעריאַלן געניצט אין דער איצטיקער שטודיע, ווייל די מעסטונגען ווערן דורכגעפירט אין אַ סטאַבילן צושטאַנד און מיט אַ גענוגיקער מוסטער גרייס (באַזע שטח 30 × 30 מם², הייך אַפּראָקסימאַטלי 15 מם). מוסטערן פון דעם ריינעם קאָוטינג מאַטעריאַל (רעפֿערענץ) און דער באדעקטער פיברע סטרוקטור זענען צוגעגרייט געוואָרן פֿאַר מעסטונגען אין דער ריכטונג פון דער פיברע און פּערפּענדיקולאַר צו דער ריכטונג פון דער פיברע צו אפשאצן דעם עפעקט פון אַניזאָטראָפּיש טערמישע קאַנדאַקטיוויטי. די ספּעסאַמאַנז זענען געשליפן געוואָרן אויף דער ייבערפלאַך (P320 גריט) צו מינאַמיזירן דעם עפעקט פון ייבערפלאַך ראַפֿקייט רעכט צו ספּעסאַמאַן צוגרייטונג, וואָס שפּיגלט נישט אָפּ די סטרוקטור אין דער ספּעסאַמאַן.