Starke Solarenergie (CSP) wird von anderen erneuerbaren Energiequellen unterschieden, indem man Wärmespeicher (TES) und herkömmliche Hitzemaschinen verwendet, um Energie Bedarfs- zu schicken. Jedoch um wettbewerbsfähigen levelized Energiekosten (LCOE) zu erzielen, müssen CSP-Systemkosten verringert werden.
Neue Studien einiger dreifacher periodischer minimaler Oberflächen (TPMS) und der periodischen Knotenoberflächen, da Wärmetauscher gezeigt haben, dass Oberflächen Schwarz-D TPMS ausgezeichnete Wärmeübertragungseigenschaften haben. Übergangshartmetalle, -Borides und -zusammensetzungen der Gruppe IV-VI sind die allgemeinsten ultrahocherhitzten keramischen Materialien (UHTC). Vor der Einleitung der additiven Herstellung, waren TPMS-Geräte schwierig zu fabrizieren.
Mit vorhergehenden Herstellungsarten keramischen TPMS Strukturen verglichen, entwickelt sich klebender Jet-additive Herstellung als viel versprechende und ersteigbare Methode der Formung von Keramik. Klebendes Jet-Drucken ist verwendet worden, um UHTC-Wärmetauscherplatten im Verbindung mit reagierender Infiltration zu fabrizieren, aber ist nicht verwendet worden, um Strukturen UHTC TPMS zu fabrizieren, die zu den hohen relativen Dichten gesintert werden. Lektionen lernten von Sintern Nanomaterials vorschlagen, dass niedrige rohe Dichte während des Formteils nicht immer eine Frage ist und dass, gute Einheitlichkeit zu erzielen wichtiger ist.
In dieser Studie demonstrierten die Autoren die Möglichkeit der additiven Herstellung des klebenden Sprays von UHTC-TPMS Strukturen, indem sie leere Kandidaten sinterten und druckten. Komponenten mit mindestens 92% theoretischer relativer Dichte wurden geschaffen, die auch Teil des TPMS sind.
Die Zieldichte stellt den Übergang vom Vermittler zum Endstadium des Sinterns dar, das notwendig ist, um komplexe Fastnetzformen zur vollen Dichte zu sintern und Gasdurchdringung unter Verwendung der Technik Sinterns HIP zu unterdrücken. Der Zweck des Teils der Demonstration TPMS war, zu sehen, wenn die Druck- und Sinternparameter, die von den Probestücken erhalten wurden, auf die komplexe Geometrie anwendbar waren, die für den Wärmetauscherentwurf verwendet würde.
Das Team druckte 9 Kubik-TPMS Stücke cm 3 und sinterte sie, ohne sie zu verzerren oder zu brechen. Entwurfstopologien, Materialien und Herstellungsfortschritte werden dargestellt, um beste in klasseleistung in den flüssigen Chlorverbindungssalzen in CSP-Wärmetauschern zu erzielen.
Die Forscher besprechen den Gebrauch von einer Kombination Mappenjet-der additiven Herstellung und -c$sinterns, ZrB2-MoSi2-based UHTC-TPMS Zellen zu errichten. Wegen seiner guten Verarbeitungseigenschaften und -qualität wurde ZrB2-MoSi2 absichtlich als ungültiger Kandidat beschlossen, um die Möglichkeit eines UHTC-TPMS Wärmetauschers zu zeigen, bis das beste UHTC-Material für diese Anwendung bestimmt sein könnte.
Es wurde gezeigt, dass additive Herstellung des klebenden Sprays verwendet werden kann, um UHTC-TPMS Strukturen zu drucken und zu sintern. Um Verzerrung effektiv zu begrenzen, wurde es gefunden dass eine Raum-Begrenzungsstrategie erforderlich war. Es war in der Lage, herkömmliche Pulverviehbestände mit einem d50 von ungefähr 2-3 m, die selbe Größe zu benutzen, die in herkömmlicher UHTC Verarbeitung verwendet wurde. Diese Materialien werden zu einer theoretischen relativen Dichte von 92-98% gesintert, das genügend ist, zu verhindern, dass Wärmetauscherflüssigkeiten Überschreiten durch die Wände, Trennen der zwei Regionen und thermischen isostatic Druck zulassen, wenn höhere Dichten angefordert werden.