نیروی خورشیدی متمرکز (CSP) با استفاده از ذخیرهسازی انرژی حرارتی (TES) و موتورهای حرارتی معمولی برای ارسال انرژی در صورت تقاضا از دیگر منابع انرژی تجدیدپذیر متمایز میشود.با این حال، برای دستیابی به هزینه رقابتی سطح انرژی (LCOE)، هزینه های سیستم CSP باید کاهش یابد.
مطالعات اخیر روی چندین سطح حداقل دوره ای سه گانه (TPMS) و سطوح گرهی دوره ای به عنوان مبدل حرارتی نشان داده است که سطوح Schwarz-D TPMS دارای خواص انتقال حرارت عالی هستند.کاربیدها، بوریدها و کامپوزیت های فلزات واسطه گروه IV-VI رایج ترین مواد سرامیکی با دمای فوق العاده بالا (UHTC) هستند.قبل از معرفی تولید افزودنی، ساخت دستگاه های TPMS دشوار بود.
در مقایسه با روش های قبلی ساخت سازه های سرامیکی TPMS، ساخت افزودنی جت چسب به عنوان یک روش امیدوارکننده و مقیاس پذیر برای شکل دادن سرامیک در حال توسعه است.چاپ جت چسب برای ساخت صفحات مبدل حرارتی UHTC در ترکیب با نفوذ واکنشی استفاده شده است، اما برای ساخت سازه های UHTC TPMS متخلخل با چگالی نسبی بالا استفاده نشده است.درسهای آموختهشده از پخت نانومواد نشان میدهد که چگالی خام کم در طول قالبگیری همیشه مسئلهای نیست و دستیابی به یکنواختی خوب مهمتر است.
در این مطالعه، نویسندگان امکان ساخت افزودنی اسپری چسب سازههای UHTC-TPMS را با پخت و چاپ کاندیدهای خالی نشان دادند.مولفه هایی با حداقل 92 درصد چگالی نسبی نظری ایجاد شد که آنها نیز بخشی از TPMS هستند.
را
چگالی هدف نشان دهنده گذار از مرحله میانی به مرحله نهایی تف جوشی است، که برای تف جوشی اشکال پیچیده نزدیک به شبکه تا چگالی کامل و سرکوب نفوذ گاز با استفاده از روش تف جوشی HIP ضروری است.هدف از بخش نمایشی TPMS این بود که ببینیم آیا پارامترهای چاپ و تف جوشی بهدستآمده از نمونههای آزمایشی برای هندسه پیچیدهای که برای طراحی مبدل حرارتی استفاده میشود، قابل استفاده هستند یا خیر.
این تیم قطعات TPMS 9 سانتی متر مکعبی را چاپ کردند و آنها را بدون اعوجاج یا شکستن سینتر کردند.توپولوژیهای طراحی، مواد و پیشرفتهای ساخت برای دستیابی به بهترین عملکرد در کلاس نمکهای کلرید مذاب در مبدلهای حرارتی CSP ارائه شدهاند.
محققان در مورد استفاده از ترکیبی از تولید افزودنی جت بایندر و پخت برای ساخت سلولهای UHTC-TPMS مبتنی بر ZrB2-MoSi2 بحث میکنند.به دلیل ویژگی ها و کیفیت پردازش خوب، ZrB2-MoSi2 عمداً به عنوان یک نامزد نامعتبر برای نشان دادن امکان سنجی مبدل حرارتی UHTC-TPMS تا زمانی که بهترین ماده UHTC برای این کاربرد مشخص شود، انتخاب شد.
نشان داده شد که تولید افزودنی اسپری چسب را می توان برای چاپ و زینتر کردن ساختارهای UHTC-TPMS استفاده کرد.به منظور محدود کردن موثر اعوجاج، مشخص شد که یک استراتژی محدود کردن فضا مورد نیاز است.توانست از مواد اولیه پودر معمولی با d50 تقریباً 2-3 متر استفاده کند، همان اندازه ای که در پردازش UHTC معمولی استفاده می شود.این مواد تا یک چگالی نسبی تئوری 92-98 درصد پخته می شوند که برای جلوگیری از عبور سیالات مبدل حرارتی از دیواره ها، جداسازی دو ناحیه و ایجاد فشار ایزواستاتیک حرارتی در مواقعی که چگالی بالاتر مورد نیاز است، کافی است.
را