مع التقدم المستمر للتكنولوجيا، أصبح البحث والتطوير وتطبيق المواد الجديدة بشكل متزايد قوة مهمة تدفع تقدم الصناعة. في الآونة الأخيرة، مادة تغيير الطور القائمة على مسحوق الألومنيوم (PCM) لآلة بثق لولبية مزدوجة GTE35، مخصصة بواسطة ماكينات جرانوويل من اجل عميل في الخارجوقد نجحت الشركة في إتمام عملية التشغيل قبل التسليم. ويمثل هذا الإعلان البدء في استخدام هذه المعدات المبتكرة في مجالات البحث العلمي والإنتاج، ودعم تطوير تكنولوجيا المواد المتغيرة الطور.

جرانويل GTE35 لآلة بثق لولبية مزدوجة
جدول المحتويات
تبديل1. التصميم الفريد ومزايا آلة البثق اللولبية المزدوجة Gte35
يعتمد جهاز البثق اللولبي المزدوج للمختبر GTE35 على تصميم أسطواني فريد من نوعه ذو هيكل مقسم، مما يوفر العديد من المزايا المهمة:
1) .التنظيف السريع:يتيح التصميم فتح الأسطوانة بسرعة، مما يتيح التنظيف الشامل لبقايا المواد. تسهل هذه الميزة بشكل كبير انتقال المستخدم بين المواد المختلفة، مما يقلل الوقت المطلوب لتنظيف أسطوانة الآلة. غالبًا ما تتطلب تصميمات الأسطوانات المتكاملة التقليدية وقتًا وجهدًا كبيرين للتفكيك والتنظيف، في حين تعالج الأسطوانة ذات الهيكل المنقسم هذه المشكلة بشكل فعال، مما يعزز الكفاءة التجريبية.
2) البحث عبر الإنترنت:تتيح الأسطوانة ذات الهيكل المنقسم للمستخدمين دراسة حالة ذوبان المواد عبر الإنترنت. ومن خلال مراقبة وتسجيل التغيرات في الوقت الفعلي في المادة أثناء المعالجة، يمكن للباحثين الحصول على دعم بيانات أكثر موثوقية، وهو أمر مهم في مجال علوم المواد.
3) معالجة الاستثناءات:أثناء العملية التجريبية، تحدث مواقف غير طبيعية مثل انحشار البراغي من حين لآخر. يسمح تصميم الأسطوانة ذات الهيكل المنقسم بالوصول السريع إلى الداخل في هذه الحالات، مما يسهل تنظيف المواد المنصهرة داخل التجويف. هذا يتجنب العمل الشاق المطلوب لتفكيك الأسطوانات المتكاملة التقليدية ويقلل من وقت تعطل المعدات، مما يعزز استمرارية واستقرار التجارب.
4) التحكم في درجة الحرارة:تم تجهيز آلة البثق ذات المسمارين المختبريين GTE35 أيضًا بنظام تحكم متقدم في درجة الحرارة يضمن توزيعًا موحدًا ومستقرًا لدرجة الحرارة أثناء التجارب. وهذا مهم بشكل خاص للتجارب التي تتطلب التحكم الدقيق في درجة الحرارة، مما يساهم في دقة وإمكانية تكرار النتائج التجريبية.

أسطوانة Granuwel ذات الهيكل المنقسم
2. تصنيف مواد تغير الطور
يمكن تصنيف مواد تغيير الطور (PCM) إلى ثلاث فئات رئيسية بناءً على تركيبها الكيميائي وخصائصها الفيزيائية: PCM العضوية، وPCM غير العضوية، وPCM القائمة على المواد الحيوية.
- مواد التغير الطوري العضوية، والتي تشمل بشكل أساسي 1. مواد التغير الطوري العضوية، والتي تشمل بشكل أساسي الأحماض وإستراتها، والتي تشمل بشكل أساسي شمع البارافين والأحماض الدهنية وإستراتها وبولي إيثيلين جليكول (PEG) وبولي فينيل بيروليدون (PVP) وحمض البولي لاكتيك (PLA). يتميز شمع البارافين المستخرج من البترول بخواص كيميائية مستقرة وحرارة كامنة عالية للتغير الطوري، ويستخدم على نطاق واسع في سخانات المياه بالطاقة الشمسية وعزل المباني وتبريد المعدات الإلكترونية. تمتلك الأحماض الدهنية وإستراتها، والتي تشتق عادة من الزيوت الحيوانية والنباتية، قابلية جيدة للتحلل البيولوجي والاستقرار الحراري، وهي مناسبة لتنظيم درجة الحرارة في المنسوجات وتغليف المواد الغذائية. بولي إيثيلين جليكول (PEG) هو مادة بوليمرية صناعية غير سامة وعديمة الرائحة مع درجات حرارة متغيرة للتغير الطوري قابلة للتعديل، وتستخدم على نطاق واسع في المستلزمات الطبية ومستحضرات التجميل ومنتجات العناية الشخصية. يلعب البولي فينيل بيروليدون (PVP) وحمض البوليكتيك (PLA) دورًا في أنظمة توصيل الأدوية والهندسة الطبية الحيوية وكذلك في مواد التعبئة والتغليف والطباعة ثلاثية الأبعاد بسبب قابلية ذوبانهما الجيدة وتوافقهما الحيوي وقابليتهما للتحلل البيولوجي على التوالي.
- المواد غير العضوية المتغيرة الطور، بما في ذلك الأملاح المائية مثل كبريتات الصوديوم العشارية الهيدرات وكلوريد الكالسيوم الهكساهيدرات. تمتص هذه المواد كمية كبيرة من الحرارة أثناء الذوبان وتستخدم بشكل أساسي في أنظمة التدفئة الشمسية السلبية وصناديق التبريد في لوجستيات سلسلة التبريد. تتمتع المعادن مثل الألومنيوم والزنك أيضًا بخصائص تغير الطور ويمكن استخدامها كوسائط توصيل حراري عالية الأداء. بالإضافة إلى ذلك، فإن السبائك المعدنية مثل سبيكة الجاليوم والإنديوم والقصدير (GaInSn) لها تطبيقات مهمة في تبريد الأجهزة الإلكترونية ومجال الطيران. تمتلك مركبات التداخل الجرافيتي، المكونة من الجرافيت والمعادن القلوية أو العناصر الأخرى، موصلية كهربائية وحرارية ممتازة، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في تكنولوجيا البطاريات وأنظمة الإدارة الحرارية.
- مواد تغيير الطور القائمة على المواد البيولوجية، والتي تتكون في المقام الأول من الزيوت النباتية ومشتقات السليلوز والكيتوزان واللجنين والمواد القائمة على البروتين ومستخلصات الطحالب ومنتجات التخمير الميكروبية. يتم استخراج هذه المواد من المنتجات الثانوية الزراعية والألياف النباتية وقشور القشريات ومنتجات معالجة الأخشاب والمصادر الحيوانية أو النباتية، وتمثل موارد مستدامة. يمكن استخدامها في حفظ الأغذية والتحكم في درجة الحرارة في البيوت الزجاجية الزراعية ومعالجة المياه والمجال الطبي الحيوي.

مادة تغيير الطور القائمة على مسحوق الألومنيوم (PCM)
3. آفاق تطبيق مواد تغير الطور (Pcm)
تخزين الطاقة الجديدة
- تخزين الطاقة الحرارية الشمسية:تستطيع مواد تغيير الطور امتصاص وتخزين الحرارة الشمسية الزائدة أثناء النهار وإطلاقها في الليل أو أثناء ذروة الطلب، مما يوفر إمدادًا ثابتًا من الطاقة الحرارية. لا يعمل هذا التطبيق على تحسين كفاءة استخدام الطاقة الشمسية فحسب، بل يقلل أيضًا من الاعتماد على مصادر الطاقة التقليدية.
- أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية:في أنظمة توليد الطاقة الحرارية الأرضية والتدفئة، يمكن أن تعمل مواد تغيير الطور كوسيلة تخزين حرارية مؤقتة لموازنة الفرق بين العرض والطلب، مما يعزز كفاءة تشغيل النظام والجدوى الاقتصادية.
- تحويل طاقة الرياح:بالنسبة لتوليد طاقة الرياح، يمكن أن تؤدي التقلبات في سرعة الرياح إلى عدم استقرار الناتج الكهربائي. من خلال استخدام مواد تغيير الطور لتخزين الطاقة، من الممكن تخزين الطاقة أثناء فترات انخفاض سرعة الرياح وإطلاقها أثناء سرعات الرياح العالية، مما يجعل طاقة الرياح أكثر استقرارًا وموثوقية.
- استغلال طاقة المحيط:في تكنولوجيا تحويل الطاقة الحرارية للمحيطات، يمكن استخدام مواد تغيير الطور لتعزيز الكفاءة الحرارية للنظام عن طريق امتصاص الحرارة من مياه البحر وإطلاقها عند الحاجة، مما يوفر إمكانيات جديدة لتطوير الطاقة البحرية.
إدارة الحرارة للبطارية
- حزمة بطارية السيارة الكهربائية:مع انتشار المركبات الكهربائية على نطاق واسع، أصبحت الإدارة الحرارية لحزم البطاريات أكثر أهمية. يمكن لمواد تغيير الطور امتصاص الحرارة المتولدة أثناء تشغيل البطارية بشكل فعال، مما يمنع ارتفاع درجة الحرارة الذي قد يؤدي إلى تدهور الأداء أو حتى حوادث السلامة.
- الأجهزة الإلكترونية المحمولة:تولد الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وغيرها من الأجهزة الإلكترونية المحمولة قدرًا كبيرًا من الحرارة أثناء الاستخدام لفترات طويلة. ويمكن أن يساعد استخدام مواد تغيير الطور هذه الأجهزة على تبديد الحرارة بشكل أكثر فعالية، مما يؤدي إلى إطالة عمرها وتحسين تجربة المستخدم.
- تبريد مركز البيانات:تولد الخوادم والأجهزة الإلكترونية الأخرى في مراكز البيانات قدرًا كبيرًا من الحرارة أثناء التشغيل. ويمكن أن يؤدي استخدام مواد تغيير الطور لإدارة الحرارة إلى تقليل استهلاك الطاقة بشكل كبير، وتقليل الحاجة إلى تكييف الهواء، والحفاظ على المعدات عند درجات حرارة تشغيل مثالية.
- حماية المعدات العسكرية:قد تتعرض بعض المعدات العسكرية لدرجات حرارة عالية عند تشغيلها في بيئات قاسية. ويمكن أن يوفر دمج مواد تغيير الطور طبقة حماية إضافية لهذه الأجهزة، مما يضمن تشغيلها بشكل طبيعي في ظل ظروف قاسية.
تنظيم درجة الحرارة في المباني والمجال الطبي
- المباني الذكية:بفضل دمجها مع تكنولوجيا إنترنت الأشياء، تستطيع مواد تغيير الطور تنظيم درجات الحرارة الداخلية تلقائيًا. على سبيل المثال، عندما ترتفع درجات الحرارة الخارجية، تمتص المواد الحرارة وتذوب؛ وعندما تنخفض درجات الحرارة الخارجية، تبدأ في التصلب وإطلاق الحرارة، وبالتالي الحفاظ على بيئة داخلية مريحة.
- غرف العمليات في المستشفى:إن متطلبات درجة الحرارة أثناء الجراحة صارمة للغاية. ويمكن استخدام مواد تغيير الطور للتحكم في تقلبات درجة الحرارة في غرف العمليات، مما يضمن سلامة وراحة الإجراءات الجراحية.
- سلسلة التبريد اللوجستية:يتطلب نقل الأدوية التحكم الصارم في درجة الحرارة. يمكن استخدام مواد تغيير الطور لتصنيع صناديق العزل الحراري، مما يضمن بقاء الأدوية ضمن نطاق درجة الحرارة المناسب طوال عملية النقل بأكملها.
صناعة النسيج
- معدات الرياضة الخارجية: الملابس المصممة لمحبي الرياضة في الهواء الطلق مصنوعة من مواد متغيرة الطور، قادرة على ضبط درجة الحرارة الداخلية تلقائيًا بناءً على التغيرات في درجات الحرارة الخارجية، مما يجعل مرتديها يشعرون بالراحة في جميع الأوقات.
- الملابس المهنية المتخصصة: يمكن أيضًا أن تتضمن الملابس المهنية الخاصة برجال الإطفاء ورواد الفضاء مواد تغير الطور لمواجهة التحديات في ظل ظروف درجات الحرارة القصوى. توفر هذه المواد الحماية اللازمة في اللحظات الحرجة، مما يضمن سلامة العمال.
4. التحديات واتجاهات البحث المستقبلية
على الرغم من الإمكانات التطبيقية الكبيرة لمواد تغير الطور، لا تزال هناك بعض التحديات، مثل انخفاض التوصيل الحراري، ومشاكل التسرب، والتكاليف المرتفعة. ستركز الأبحاث المستقبلية على تحسين التوصيل الحراري للمواد، وخفض تكاليف الإنتاج، وتطوير أنواع جديدة من مواد تغير الطور. ستوفر الاستراتيجيات المستوحاة من البيولوجيا وتطوير تكنولوجيا النانو نهجًا جديدًا لحل هذه المشاكل.
5. أهمية آلة البثق ذات اللولب المزدوج Gte35 من Granuwel Machinery
إن إطلاق آلة البثق ذات اللولب المزدوج GTE35 من Granuwel Machinery لا يوفر للعملاء أداة تجريبية فعالة فحسب، بل ويضخ أيضًا حيوية جديدة في تطوير مجال مواد تغيير الطور بالكامل. ومع استمرار تحسن التكنولوجيا وتعميق التطبيقات، لدينا سبب للاعتقاد بأن مواد تغيير الطور ستلعب دورًا أكثر أهمية في مجالات الطاقة والبيئة في المستقبل.