07.05.2025 by Dr. Chiara Baldini, Aileen Sammler
توصيف مخلوط ملح NaNO₃-KNo₃₃ باستخدام NETZSCH أجهزة التحليل الحراري وتمييزه باستخدام أجهزة التحليل الحراري وحيود الأشعة السينية
تخدم الأملاح وأنظمة الأملاح طيفًا واسعًا من التطبيقات في العديد من الصناعات وفي الحياة اليومية - من حفظ الأغذية والنكهات إلى المستحضرات الصيدلانية والأدوية والزراعة ومعالجة المياه. بالإضافة إلى ذلك، تُعد مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأملاح ضرورية في القطاعات الصناعية مثل التصنيع الكيميائي والمعادنوإنتاج الطاقة، بما في ذلك التقنيات النووية والشمسية.
رؤى جديدة حول ثبات طور NaNO₃-KNo₃₃ لتخزين الطاقة الحرارية
وتركز دراستنا الأخيرة على نظام NaNO₃-KNO₃، وهو سائل نقل الحرارة المستخدم على نطاق واسع ومواد تخزين الطاقة الحرارية في محطات الطاقة الشمسية المركزة (CSP). وعلى الرغم من تطبيقه على نطاق واسع، إلا أن التناقضات في مخططات طور التوازن لا تزال قائمة بسبب تكوين الطور المستقر الذي يتأثر بالظروف التجريبية.
من خلال دمج قياس المسعر بالمسح التفاضلي (DSC)، والتحليل الميكانيكي الحراري (TMA)، وتحليل وميض الليزر (LFA)، وحيود الأشعة السينية عالي الحرارة (HTXRD)، اكتسبنا رؤى أعمق في الخصائص الحرارية والهيكلية للنظام. والجدير بالذكر، أكد التحليل الحراري عالي الحرارة (HTXRD) تكوين أطوار المحلول الصلب القابل للاستقرار، مما يعزز الحاجة إلى نهج حراري وهيكلي مشترك لفهم سلوك المادة بشكل كامل.
وتتناول الورقة العلمية الحديثة"التحليل الشامل لتكوين الطور النقيض في نظام NaNO₃-KNo₃₃₃₃ عن طريق التحليل الحراري وحيود الأشعة السينية عالي الحرارة"، التي نُشرت في مجلة أبحاث وتكنولوجيا المواد، هذه التناقضات بشكل مباشر.
في هذه الدراسة، تم استخدام نهج متعدد التقنيات بما في ذلك قياس المسعر بالمسح التفاضلي (NETZSCH DSC 204 F1 Phoenix® )، والتحليل الميكانيكي الحراري (NETZSCH TMA 402 F1 Hyperion® )، وتحليل الوميض الليزري (NETZSCH LFA 467 HyperFlash®) وحيود الأشعة السينية عالي الحرارة (HTXRD - سلسلة إمبيريان 3).
تظهر النتائج اختلافات كبيرة في درجات حرارة الانتقال وتغيرات الحجم بين دورتي التسخين الأولى والثانية. وبالإضافة إلى ذلك، أكدت دراسات الأشعة السينية ذات درجة الحرارة العالية تكوين واستمرار الأطوار القابلة للاستقرار، مما أدى إلى حل التناقضات التي لم يتم حلها سابقًا في البيانات المبلغ عنها.
ويؤدي دمج التقنيات التجريبية المتقدمة في التحليل الحراري إلى تعزيز موثوقية الخصائص الفيزيائية الحرارية بشكل كبير، وهو أمر بالغ الأهمية لتطوير قواعد بيانات ديناميكية حرارية موثوقة. ويدعم هذا التكامل تطوير مواد مبتكرة محسّنة لنطاقات درجات حرارة متنوعة، وبالتالي تحسين كفاءة واستدامة العمليات الصناعية وحلول تخزين الطاقة.
للاطلاع على مزيد من التفاصيل حول الأساليب والنتائج، يمكن الاطلاع على الورقة البحثية الكاملة على الإنترنت:
شكر وتقدير
أُجريت هذه الدراسة من خلال الجهود التعاونية للباحثين من NETZSCH-Gerätebau GmbH (سيلب، ألمانيا)، وMalvern Panalytical B.V. (ألميلو، 7602 EA، هولندا)، وForschungszentrum Jülich GmbH، IMD-1 (يوليش، ألمانيا). نشكر بامتنان المساهمات القيمة للمؤلفين والدعم الذي قدمته مؤسساتهم.
شاهد أيضاً ندوتنا عبر الإنترنت أنظمة الملح استكشاف الحدود التجريبية
تشكل أنظمة الأملاح مجموعة متميزة من المواد إلى جانب الأكاسيد والمعادن. ويرجع استخدامها على نطاق واسع كوسائط لنقل الحرارة أو مفاعلات كيميائية في صناعات رئيسية مثل المعادن والطاقة النووية والشمسية إلى خصائصها الفيزيائية الحرارية الفريدة إلى جانب انخفاض تكلفتها وتوافرها نسبياً. إن الجمع بين الأملاح مع الكاتيونات والأنيونات المختلفة يزيد بشكل كبير من تنوع التطبيقات. ويعتمد التحديد الدقيق للخصائص الفيزيائية الحرارية مثل الكثافة والسعة الحرارية والانتشار الحراري اعتمادًا كبيرًا على إعداد العينة واختيار مواد البوتقة. كما أن المعلومات المتعلقة بالثبات الحراري وسلوك التبخر/التحلل للأملاح مهمة أيضًا لتفسير النتائج التجريبية. يمكن أن تشكل بعض مخاليط الأملاح أطوارًا قابلة للاستقرار، والتي قد تعتمد على برنامج درجة الحرارة أو غيرها من بارامترات المعدات التجريبية.
ستتم مناقشة كل هذه المشاكل والحلول الممكنة لفحص أنظمة الأملاح باستخدام أجهزة TG/DTA/DSC/TMA/LFA في ندوتنا عبر الإنترنت.
