게시 및 게시 날짜 : 2019/03/01

고바카라 커뮤니티장 밀도와 견고성을 결합한 개발 위상 변경 바카라 커뮤니티장 재료

-전자, 기계 및 구조 구성 요소 내부에서 녹지 않고 저장 및 냉각-

포인트

  • 우수한 바카라 커뮤니티장 능력을 갖춘 이산화 바이드 산화 바이드의 바오나듐 분말의 고밀도 소결 및 성형을 허용하는 개발 된 기술
  • 바나듐 이외의 바인더 또는 다른 물질이 사용되지 않으므로 바카라 커뮤니티장 밀도를 손상시키지 않고 기계적 강도가 향상됩니다
  • 녹지 않고 바카라 커뮤니티장 재료로 기능하므로 전자 장치 및 구조에서 열이 사용되는 것을 방지하는 데 사용될 수 있습니다


요약

국립 선진 산업 과학 기술 연구소 [Nakabachi Ryoji의 회장] (이하 "AIST")자기 분말 야금 연구 센터[리서치 센터 이사 오자키 키미히로] 엔트로피 자료 팀 Fujita Maya, Nakayama Hiroyuki의 연구팀 인 Fujita Maya, 수석 연구원, 최고 연구원, 비싸다바카라 커뮤니티장밀도와 견고성을 결합한 이산화통위상 변경개발 된 바카라 커뮤니티장 부품

AIST는 이전에 이산화 바이나듐을 발표했습니다소결내가 할 수있는 것을 찾았지만 그것을 얻는다소결 바디깨지기 쉬운 구성 요소로 사용할 수 없습니다 이번에는 소결 중에 바나듐과 산소 사이에 특별한 반응을 일으키는 분말 원료를 개발하여 이전에 고형화하기가 매우 어려웠으며 물질의 위상 변화를 제어 할 수있는 이산화 바이 노드 디움이 더 쉬워졌습니다큰 열8856_9140

요약 다이어그램
이산화 바이나듐의 대량 성분과 얼음 및 바나듐 이산화통 분말과 같은 기존 재료의 비교


개발의 사회적 배경

지속 가능한 사회를 목표로하는 기술에는 에너지 절약 및 에너지 저장이 포함되지만 에너지 저장은 지금까지 에너지 절약에 비해 많은 관심을 끌지 못했습니다 그러나 최근에 사용되지 않은 열 (미사용 열)을 복구하고 사용하는 효과적인 방법은 환경에서 폐기되었습니다 특히 열을 수집하고 필요할 때 사용하는 바카라 커뮤니티장 기술의 개발이 예상됩니다 이 중에서, 열 변화 (잠재 열)를 사용하는 위상 변화 재료 (열 변화)는 바카라 커뮤니티장 기능과 같은 고체 변화와 같은 위상 변화와 관련하여 바카라 커뮤니티장 밀도가 크며 활발하게 개발되었습니다 또한, 잠열 생성 동안 온도가 변하지 않기 때문에, 위상 변화 유형 바카라 커뮤니티장 재료는 전자 장치 및 심한 온도 변화를 싫어하는 다른 장치의 열에 대한 대응으로 사용될 것으로 예상됩니다 그러나, 많은 종래의 재료는 빙수 또는 파라핀과 같은 액체로 용해되는 고형물 형태의 위상 변화를 사용하여 용기로부터의 열 손실 등이 액화 된 물질을 유지합니다 반면에, 고체에서 전자의 위상 변화를 활용하기 때문에 녹을 수없는 일부 물질이 있으며, 파라핀 등과 비슷한 부피당 열 변화가있는 이산화 바이나듐과 같은 물질도 알려져있다 그러나, 이들 재료는 산업 공급 형태의 분말로 제한되었으며 구성 요소로서 다루기가 어려웠다 특히, 이산화 바이나듐은 소결하기가 어렵고, 가압에 의해 강제 응고가 적용될 때, 결정에서 변형이 발생하고, 잠열 감소, 수지, 유리 등이 바인더로 사용될 때, 이산화 바이드륨의 부피 비율은 바카라 커뮤니티장 밀도를 감소시킨다

연구 기록

AIST는 전자의 자유도와 상 변화와 관련된 열 현상에서 발생하는 위상 변화를 상업적으로 활용하는 것을 목표로합니다 전자스핀yaORBIT동시에 관여하고 위상 변화를 활용하는 산업 성분을 제조하는 방법을 확립합니다 이번에는 우리가 이전에 소유 한 파우더 소결 기술을 기반으로, 우리는 주로 큰 열 변화와 기계적 강도를 이산화 바디움과 결합하는 벌크 멤버를 개발하기 위해 노력해 왔습니다

연구 컨텐츠

이번에는 바나듐 산화물 파우더를 소결 할 때 발생하는 산소와 바나듐 사이의 반응을 조사함으로써, 출발 분말을 조정하는 방법을 고안했다 출발 분말을 소결함으로써, 위상 변화는 주요 성분으로서 이산화 바이나듐을 갖는 바카라 커뮤니티장 부재를 주요 성분으로, 이는 고바카라 커뮤니티장 밀도와 견고성을 모두 달성합니다 간단한 실험실 장치를 사용하더라도 그림에 표시된 큰 디스크 모양의 벌크 부재 1 (직경 50 mm x 두께 5 mm)을 쉽게 얻었습니다 이 부분은Vickers 경도HV 300 이상,압축 강도160 MPa 이상의 기계적 강도를 보호합니다 그림과 같이 도 2,이 값은 기존의 재료 (조정되지 않은 이산화 바이나듐 파우더의 소화 된 몸체)와 비교하여 상당히 개선되며, 부분 처리를 위해 조정 된 세라믹 재료 (소위 가공 세라믹)와 거의 동일합니다 따라서 절단 등으로 모든 형태로 쉽게 처리 할 수 있습니다 또한, 오늘날 우리가 개발 한 이산화 바다듐 성분의 바카라 커뮤니티장 밀도는 이산화 바이드오드 분말의 잠재 열에서 파생 된 바카라 커뮤니티장 밀도 (약 250 j/cm3)의 약 95%이며, 이산화 바이드 산화 바이드의 특성을 유지하는 벌크 멤버임을 나타냅니다 지금까지, 이산화 바다듐 분말에 세 번째 유형의 원소를 추가함으로써 (70 ° C 정도의 위상 변화 온도), 바카라 커뮤니티장 작동 온도 범위를 결정하는 위상 변화 온도는 5 ° C 이하에서 100 ° C에서 100 ° C까지 조정될 수 있지만,이 시간이 발달 한 기술은 또한 세 번째 유형의 원소가 추가 될 수 있도록 제 3 가지 유형의 원소가 추가 될 수있게하여 제 3 가지 유형의 온도를 조절할 수있게함으로써 제 3 가지 유형의 온도를 조절할 수 있습니다

전통적으로 0 ° C 근처의 바카라 커뮤니티장 재료는 얼음입니다 (바카라 커뮤니티장 밀도 333 J/CM3)는 대표적인 예이며, 파라핀 지방 (바카라 커뮤니티장 밀도 약 150-200 J/cm3)는 40 ° C ~ 70 ° C 범위의 바카라 커뮤니티장 응용에 대한 응용 프로그램을 개발하고 있습니다 이들은 열이 큰 바카라 커뮤니티장 밀도를 가지지 만, 위상이 변할 때 모두 녹아 내기 때문에 용기 등이 모양을 유지하고 녹은 위상이 흘러 나오는 것을 방지했습니다 그러나, 컨테이너 등은 물체와 바카라 커뮤니티장 부재 사이의 열 전달 될 때 바카라 커뮤니티항이되어 바카라 커뮤니티장 밀도가 감소하고 바카라 커뮤니티장에 필요한 시간의 지연이 줄어 듭니다 이번에 개발 된 바카라 커뮤니티장 재료는 얼음 및 파라핀과 비슷한 바카라 커뮤니티장 밀도를 가지며 작동 온도는 이러한 기존 재료의 작동 온도 범위를 커버 할 수 있습니다 또한, 바카라 커뮤니티장 용량을 가진 멤버로 처리 될 수 있기 때문에 예를 들어, 열 교환기의 핀 모양으로 처리하거나 물체와 직접 열을 교환하거나 전자 장치 하우징의 일부를 직접 구성 할 수 있습니다

그림 1
그림 1 : 발달 된 위상 변경 바카라 커뮤니티장 구성 요소
왼쪽은 절단 직후에 소결 회원입니다

그림 2
그림 2 : 이산화 바나듐 상기 바카라 커뮤니티장 재료 (개발 된 재료) 이번에 개발되었으며 소결 바이나듐 상 위상 변화 바카라 커뮤니티장 재료
기존의 바나듐 산화제 분말을 사용한 구성 요소의 압축 강도 비교

미래 계획

앞으로 우리는 개발 한 구성 요소의 열전도율을 평가할 것이며, 바카라 커뮤니티장 온도 범위 및 바카라 커뮤니티장량과 같은 사용 목적에 따라 특성을 조정할 수 있도록 재료를 계속 설계 할 것입니다 또한, 조작 테스트는 열교환 기 등을 모방하는 모듈을 사용하여 수행됩니다 또한 앞으로, 우리는 전기장, 압력 등을 적용하여 적극적으로 축적되고 열을 소비하는 것을 목표로합니다



터미널 설명

◆ 바카라 커뮤니티장
물질 안에 외부 열을 저장하는 것을 바카라 커뮤니티장이라고합니다 따뜻해지기 어려운 물질은 바카라 커뮤니티장 재료로 사용될 수 있지만, 이는 재료 자체의 온난화 및 냉각의 용이성이 커질 수 있고 재료의 위상 변화와 관련된 잠재 열이 위상 변화에서 가열 될 때 가열 될 때 가열 될 때 가열 될 때 가열 될 때 가열 될 때 가열이 흡수 될 때 가열 될 때 흡수 될 때 재료 자체의 온난화 및 냉각의 용이성이 커질 수있는 경우에 넓게 나눌 수 있습니다 전자의 친숙한 예는 콘크리트 또는 천연 석재를 사용한 열 보유이며, 후자는 얼음입니다 (잠재 열 333 j/cm3)로 인한 냉각 시스템입니다 바카라 커뮤니티장을 적극적으로 사용하면 사용하지 않은 열을 축적하여 사용해야 할 때 꺼낼 수도 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 위상 변경
고체 또는 액체와 같은 물질의 상태를 "위상"이라고하며, 액체로의 고체 용해되는 변화를 위상 변화 (또는 위상 전이)라고합니다 "위상"은 원자 및 분자와 관련이있을뿐만 아니라 금속 (위상)이 절연체 (위상)로 변경 될 때 위상 변화도 포함됩니다 이 위상 변화는 전자의 상이 변화하기 때문에 발생하고, 이산화 바이나듐은 전자의 위상 변화를 일으키는 물질이기 때문입니다[참조로 돌아 가기]
◆ 소결/소결 바디
고체 미세 분말이 친밀하게 형성 되고이 어셈블리가 용융점 아래의 고온으로 유지되면, 확산 유래 결합은 분말 사이에 발생합니다 이러한 변화가 더 진행됨에 따라 전체 어셈블리가 더 밀도가 높아져 소결 바디라고 불리는 성형 생성물이 생성됩니다 고온 상태의 실현에는 특별한 제한이 없으며, 조립을 고온 용광로로 고정 시키거나 분말에 활력으로 생성 된 Joule 열을 사용할 수 있습니다 분말 결합에 더하여, 소결 공정 동안 다양한 반응이 촉진 될 수있다 생성 된 소결 몸체는 재료로 처리 될 수 있으며, 소결 전후의 부피 변화가 계산되고 형상이 어셈블리에 추가되고 소결 후 바로 소결 바디의 모양이 거의 순 형태로 제어되는 기술도있다[참조로 돌아 가기]
◆ 큰 열
위상 변화 중에도 얼어 붙은 물과 같은 갑작스런 변화는 항상 열 변화를 포함하며이를 잠복 열이라고합니다 친숙한 예는 액체가 가스로 변할 때 증발이 발생할 때 발생하는 증발 열 (흡기)입니다 가스가 액화, 반대 변화 인 경우, 잠열의 징후는 증발과 반대이며, 액화 열 (열 소산)은 잠재 열로 생성된다[참조로 돌아 가기]
◆ 스핀
전하 외에도 전자는 스핀이라는 내부 상태로 인해 자기 극이 있습니다 전자가 하나에서 분리 된 상태로 정렬 된 단단한 변화로 회전하면, 위상을 바꾸고, 강자성-파라 마자 상자 변화라고 불리며, 열 변화가 자기의 변화와 함께 발생합니다 가스 액체 변화와 마찬가지로 스핀 변화로 인한 위상 변화가 가파르면 열 변화도 커집니다[참조로 돌아 가기]
◆ 궤도
고체의 전자 장치는 자유롭게 움직일 수 없으며 원자와 다른 전자 사이의 결합으로 인해 일반 유전자좌로 이동할 수 없습니다 이것을 궤도라고합니다 전자가 전체 고체 주위를 주위로 이동하는 금속 상으로부터 각 원자에 고정 된 절연 상으로 변할 때, 궤도 측면은 극적으로 변해 잠재 열이 변화합니다 [참조로 돌아 가기]
◆ Vickers Hardness
그것은 물질의 경도의 지표 중 하나입니다 다이아몬드 정사각형 피라미드는 일정한 하중 하에서 시험 조각의 표면에 눌러지고, Vickers 경도 HV는 시험 조각 표면과 하중에 나타나는 압입 영역 사이의 관계로부터 계산된다 HV는 스테인리스 스틸 및 강철과 같은 합금의 경우 150 ~ 300의 범위와 세라믹의 경우 알루미나의 경우 1,000의 범위가 있지만 가공을 위해 조정 된 세라믹의 경우 200 ~ 500 범위입니다[참조로 돌아 가기]
◆ 압축 강도
이것은 하중이 위와 아래에서 단면적 및 높이가있는 테스트 조각으로 적용되는 강도이며, 골절이 발생하기 전에 견딜 수있는 하중 값을 기반으로합니다 그것은 일반적인 콘크리트의 경우 약 10 MPa이고 강철의 경우 100 ~ 300 MPa이며 알루미나의 경우 2000 MPa 이상으로 조정할 수 있지만 가공의 경우 약 50 ~ 100 MPa입니다[참조로 돌아 가기]



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