Mae pŵer solar crynodedig (CSP) yn cael ei wahaniaethu oddi wrth ffynonellau ynni adnewyddadwy eraill trwy ddefnyddio storio ynni thermol (TES) a pheiriannau gwres confensiynol i anfon ynni yn ôl y galw. Fodd bynnag, er mwyn cyflawni cost ynni wedi'i lefelu cystadleuol (LCOE), rhaid lleihau costau system PDC.
Mae astudiaethau diweddar o sawl arwyneb lleiaf cyfnodol triphlyg (TPMS) ac arwynebau nodol cyfnodol fel cyfnewidwyr gwres wedi dangos bod gan arwynebau TPMS Schwarz-D briodweddau trosglwyddo gwres ardderchog. carbidau metel trawsnewid grŵp IV-VI, borides a chyfansoddion yw'r deunyddiau cerameg tymheredd uwch-uchel (UHTC) mwyaf cyffredin. Cyn cyflwyno gweithgynhyrchu ychwanegion, roedd dyfeisiau TPMS yn anodd eu gwneud.
O'i gymharu â dulliau blaenorol o weithgynhyrchu strwythurau TPMS ceramig, mae gweithgynhyrchu ychwanegion jet gludiog yn datblygu fel dull addawol a graddadwy o ffurfio cerameg. Defnyddiwyd argraffu jet gludiog i wneud platiau cyfnewidydd gwres UHTC ar y cyd â ymdreiddiad adweithiol, ond ni chafodd ei ddefnyddio i wneud strwythurau TPMS UHTC wedi'u sinteru i ddwysedd cymharol uchel. Mae'r gwersi a ddysgwyd o sintering nanomaterials yn awgrymu nad yw dwysedd crai isel yn ystod mowldio bob amser yn broblem a bod cyflawni unffurfiaeth dda yn bwysicach.
Yn yr astudiaeth hon, dangosodd yr awduron ymarferoldeb gweithgynhyrchu ychwanegion chwistrell gludiog o strwythurau UHTC-TPMS trwy sintro ac argraffu ymgeiswyr gwag. Crëwyd cydrannau ag o leiaf 92 y cant o ddwysedd cymharol damcaniaethol, sydd hefyd yn rhan o'r TPMS.
Mae'r dwysedd targed yn cynrychioli'r trawsnewid o'r canolradd i'r cam olaf o sintering, sy'n angenrheidiol i sintro ffurfiau ger-rwyd cymhleth i ddwysedd llawn ac atal treiddiad nwy gan ddefnyddio'r dechneg HIP sintering. Pwrpas y rhan TPMS arddangos oedd gweld a oedd y paramedrau argraffu a sintro a gafwyd o'r sbesimenau prawf yn berthnasol i'r geometreg gymhleth a fyddai'n cael ei defnyddio ar gyfer dyluniad y cyfnewidydd gwres.
Argraffodd y tîm ddarnau TPMS 9 cm 3 ciwbig a'u sinteru heb eu hystumio na'u torri. Cyflwynir topolegau dylunio, deunyddiau a datblygiadau gwneuthuriad i gyflawni perfformiad gorau yn y dosbarth mewn halwynau clorid tawdd mewn cyfnewidwyr gwres PDC.
Mae'r ymchwilwyr yn trafod y defnydd o gyfuniad o weithgynhyrchu ychwanegion jet rhwymwr a sintro i adeiladu celloedd ZrB yn seiliedig ar UHTC-TPMS. Oherwydd ei nodweddion prosesu da a'i ansawdd, dewiswyd ZrB2-MoSi2 yn fwriadol fel ymgeisydd annilys i ddangos dichonoldeb cyfnewidydd gwres UHTC-TPMS hyd nes y gellid pennu'r deunydd UHTC gorau ar gyfer y cais hwn.
Dangoswyd y gellir defnyddio gweithgynhyrchu ychwanegion chwistrell gludiog i argraffu a sinter strwythurau UHTC-TPMS. Er mwyn cyfyngu ar afluniad yn effeithiol, canfuwyd bod angen strategaeth cyfyngu gofod. Roedd yn gallu defnyddio porthiant powdr confensiynol gyda d50 o tua 2-3 m, yr un maint a ddefnyddir mewn prosesu UHTC confensiynol. Mae'r deunyddiau hyn yn cael eu sintered i ddwysedd cymharol ddamcaniaethol o 92-98 y cant, sy'n ddigon i atal hylifau cyfnewidydd gwres rhag pasio trwy'r waliau, gan wahanu'r ddau ranbarth a chaniatáu ar gyfer pwysau isostatig thermol pan fo angen dwysedd uwch.