x
поиск

*Зарегистрированные пользователи могут быстрее оформлять заказы, отслеживать их статус и просматривать историю покупок.

Авторизация

корзина

Исследователи 3D-печатают высокоэффективные стойкие термоэлектрические материалы

  • 04 марта 2025 10:40:00
  • Просмотров: 37

Быстрое, локализованное управление теплом важно для электронных устройств и может иметь применение в диапазоне от материалов для ношения до лечения ожогов. В то время как так называемые термоэлектрические материалы превращают разность температур в электрическое напряжение и наоборот, их эффективность часто ограничена, а их производство дорогостоящее и расточительное.

Исследователи из Института науки и технологий Австрии (ISTA) использовали технику 3D-печати для изготовления высокоэффективных термоэлектрических материалов, что значительно снизило затраты на производство.

Термоэлектрические охладители, также называемые твердотельными холодильниками, могут вызвать локальное охлаждение с помощью электрического тока для передачи тепла с одной стороны устройства на другую. Длительный срок службы, неуязвимость к утечкам, возможность регулировки размера и формы, а также отсутствие подвижных частей (таких как циркулирующие жидкости) делают эти устройства идеальными для различных систем охлаждения, таких как электроника.

Однако изготовление их из слитков связано с большими затратами и образованием большого количества отходов. Кроме того, производительность устройств остается ограниченной.




Теперь команда из Института науки и технологий Австрии (ISTA) во главе с профессором энергетических наук Вербунда, разработала высокоэффективные термоэлектрические материалы из термоэлектрических материалов. "Наша инновационная интеграция 3D-печати в производство термоэлектрических охладителей значительно повышает эффективность производства и снижает затраты", - говорит Сюй.

Кроме того, в отличие от предыдущих попыток 3D-печати термоэлектрических материалов этот метод дает материалы со значительно более высокими характеристиками. Профессор ISTA Ибаньес добавляет: «Благодаря производительности на коммерческом уровне, наша работа имеет потенциал выйти за пределы академических кругов, сохраняя практическую значимость и привлекая интерес отраслей, ищущих применение в реальном мире».

Хотя все материалы демонстрируют определенный термоэлектрический эффект, часто он слишком незначителен, чтобы быть полезным. Материалы, обладающие достаточно высоким термоэлектрическим эффектом, обычно являются так называемыми «вырожденными полупроводниками», то есть «легированными» полупроводниками, в которые намеренно вводят примеси, чтобы они вели себя как проводники.

Современные термоэлектрические охладители производятся с использованием технологии производства слитков – дорогостоящих и энергоемких процессов, требующих интенсивных процессов механической обработки после производства, при которых тратится много материала.

«Благодаря нашей нынешней работе мы можем 3D-печатать именно необходимую форму термоэлектрических материалов. Кроме того, получаемые устройства оказывают чистый эффект охлаждения воздуха на 50 градусов. Это означает, что наши 3D-печатные материалы работают так же, как и те, которые значительно дороже в производстве», — говорит Сюй.

Таким образом, команда ученых материалов ISTA предлагает масштабированный и экономически эффективный метод производства термоэлектрических материалов, обходя энергоемкие и трудоемкие этапы.




Кроме применения методов 3D печати для производства термоэлектрических материалов, команда разработала чернила таким образом, чтобы по мере испарения растворителя-носителя между зернами образовывались эффективные и прочные атомные связи, создавая сеть атомно связанных материалов.

В результате межфазные химические связи улучшают передачу заряда между зернами. Это объясняет, как команде удалось повысить термоэлектрические характеристики материалов напечатанных на 3D-принтере, а также пролить новый свет на транспортные свойства пористых материалов.

«Мы применили технику 3D-печати на основе экструзии и разработали рецептуру чернил, чтобы обеспечить целостность напечатанной структуры и усилить связь частиц. Это позволило нам изготовить первые термоэлектрические охладители из печатных материалов со сравнительной производительностью с устройствами на основе слитков, сэкономив материалы и энергию», — говорит Ибаньес.

Помимо быстрого управления теплом в электронике и переносных устройствах термоэлектрические охладители могут применяться в медицине, в частности для лечения ожогов и снятия напряжения мышц. Кроме того, метод сборки краски, разработанный командой ученых ISTA, можно адаптировать для других материалов, которые будут использоваться в высокотемпературных термоэлектрических генераторах – устройствах, которые могут генерировать электрическое напряжение от разности температур.

"Мы успешно реализовали подход полного цикла, от оптимизации термоэлектрических характеристик сырья до изготовления стабильного, высокопроизводительного конечного продукта", - говорит Ибаньес.

Сюй добавляет: "Наша работа предлагает трансформационное решение для производства термоэлектрических устройств и предвещает новую эру эффективных и устойчивых термоэлектрических технологий".

 

Другие статьи

В Monofilament представлена линейка Elastan различной твердости: D70, D100, D160. Elastan D100 имеет наибольшую гамму цветов: белый, бежевый, желтый, красный, синий, зеленый, металлик, черный, а D70 и D160 в наличие белого и черного цветов. Проблему с уникальным цветом можно решить, заказав нужyный индивидуальный цвет в количестве от 3 кг.  Подробнее→
  • 06 марта 2019 15:35:45
  • Отзывов: 0
В процессе 3Д печати важным фактором является хорошая адгезия печатаного изделия к платформе 3Д принтера. Если первый слой печатного изделия не прилипает к платформе, то существует большая вероятность, что 3д печать не будет успешной.  Подробнее→
  • 25 декабря 2018 18:54:58
  • Отзывов: 0
ASA - acrylonitrile styrene acrylate - одна из достойных альтернатив ABS пластику, идеально подходить для эксплуатации в условиях окружающей среды. В связи с этим основные сферы его использования – автомобилестроение, элементы ландшафтного дизайна, технические изделия для наружного применения, рекламы. Кроме высоких  твердости, жесткости и относительной простоты 3д печати, ASA обладает  Подробнее→
  • 30 сентября 2018 21:30:02
Прозрачность изделий полученных с мононитей, светопропускание которых достигает до 97%, с помощью FDM 3D печати, значительно уменьшается за счет наложение слоев друг на друга, что приводит к рассеиванию световых лучей. Наилучшего эффекта светопропускания напечатанного изделия, как было замечено, возможно достичь после постобработки SAN пластика.  Подробнее→
  • 26 января 2023 13:55:17
  • Отзывов: 0
АВS pro это новый усовершенствованный пластик на основе АВS, в котором устранены основные недостатки АВS, такие как: деламинация и деформация при FDM 3D печати объёмных изделий, хрупкость напечатанных изделий при эксплуатации, низкая стойкость к УФ излучению. Помимо полного отсутствия явлений деламинации и деформации при FDM 3D печати объёмных изделий, АВS pro обладает повышенными показателями прочнос  Подробнее→
  • 28 мая 2018 14:44:06
  • Отзывов: 0
message_pomylka