Тюнинг 3д на русском: {{ ‘add_block.title’ | t }}

★ 3д тюнинг | Информация

Пользователи также искали:

3д тюнинг на пк, на русском, на пк, онлайн на русском играть, 3d tuning car online, 3d, tuning car studio онлайн, car tuning, 3д тюнинг на русском, 3д тюнинг на пк, 3д тюнинг онлайн на русском играть, 3d тюнинг ваз, 3д тюнинг, realistic, tuning, тюнинг, 3d тюнинга, 3d тюнинг, тюнинг 3д, 3д тюнинг 3d тюнинг, 3d tuning, 3д тюнинге, тюнинга, тюнингом, тюнингу, 3д тюнинга,

Переводчик – словарь и онлайн перевод на английский, русский, немецкий, французский, украинский и другие языки.

| Как перевести «3d tuning на русском

                                               

Swanky Tunes

Swanky Tunes (Шикарные Мелодии) — российский диджей трио. группа была сформирована в 1998 году в Смоленске. Он состоит из Вадим Шпак, Дмитрий Бурыкин и Станислав Зайцев. Единственными российскими производителями, которые выпустили совместный хит с Tiesto (Тиесто) трек «Make Some Noise» и трек «No One Knows Who We Are» с Kaskade (Каскейд). Играл на вечеринках Tiesto (Тиесто) «Club Life» и был резидентом в клубе Pacha (Пача) Ибица XS Лас-Вегас, при поддержке Avicii (Получить) американское турне «LE7ELS» и Swedish House Mafia (Шведский Дом Мафия) Мировой тур «One Last Tour». Номинанты премии МУЗ-ТВ в категории «Лучшая песня на иностранном языке» хиты «Fix Me» и «Skin & Bones». Являются авторами композиции «Here We Go», которая стала официальным саундтреком к фильму «Форсаж 6». Swanky Tunes (Шикарные Мелодии) — двукратные обладатели профессиональной премии «Russian Dance Music Awards» в категории «Лучший музыкальный проект года». Регулярный участник музыкальных фестивалей Европы и Америки: Tomorrowland (Завтралэнда), Global Gathering (Глобальный Сбор), Electric Daisy Carnival (Электрический Дейзи Карнавал), Ultra Music Festival (Ультра Музыкальный Фестиваль), Sensation (Ощущение), Electric Zoo (Электрический Зоопарк) и Tomorrow World (Завтра Мир), Alfa Future People (Альфа Люди Будущего). следы Swanky Tunes (Шикарные Мелодии) опубликовано на этикетках Sony Music (Сони Мьюзик), Universal Music (Универсальный Музыка), Spinnin Records (Крутятся Пластинки), Ultra Music (Ультра Музыка), Axtone, Musical Freedom (Музыкальную Свободу), Revealed Recordings (Выявлены Записи), Doorn Records (Дорн Записи), Flamingo Recordings (Фламинго Записи), Dim Mak (Дим Мак). В 2015 году впервые попал в список Top 100 DJs (Топ 100 Диджеев) версия DJ Magazine (Диджей журнал) для 97 место. В 2016 взял 27 место в 2017 взял 99 положение, и в 2018 71 линии.

Диджеев Нет. 1 в русская версия Alfa Future Awards (Альфа Будущих Наград) 2015 и 2016. Лидеров российского графике iTunes / Shazam (в iTunes / Шазам) вместе с Going Deeper (Ухожу Глубже) ремикс LP — Lost On You (Потерял На Вас).

Игры ваз 2114 играть 3д тюнинг. Игра «Тюнинг русской машины ВАЗ

Тюнинг авто — это создание интересного, а парой инновационного и экспериментального дизайна, позволяющий самовыразиться владельцу транспортного средства. Учитывая немалую стоимость транспортного средства, производить доработки «в живую» — удовольствие достаточно затратное. Допускать ошибки или устанавливать обвес на машину в нескольких возможных вариациях не всегда представляется возможным. тюнинг автомобиля позволяет воочию лицезреть плоды творчества и преобразований без существенных затрат.

Безграничные возможности

Созданная талантливыми программистами мультимедийная программа по автомобилей открывает перед творческими людьми, в том числе и автолюбителями, возможность изменять внешний вид, а так же подскажет как правильно , как отечественного, так и зарубежного производства.

Рисунок Ваз 2115

Современная инновационная мультимедийная разработка, позволяющая совершать 3d тюнинг русских машин, содержит набор трехмерных изображений автомобилей большинства из моделей российского автопрома. В дополнение к моделям существующим моделям идут и виртуальные трехмерные комплектующие:

• спойлеры,
• бампера,
• диски,
• фары,
• пороги и многое другое.

Данный гаджет позволяет менять цвет кузова, создавать дизайнерские аэрографии.

Создаем уникальный дизайн ВАЗ 2115

Прежде чем приступить к дизайну отечественного автомобиля ВАЗ 2115, следует выбрать данную модель из базы данных приложения. Все технические характеристики машины будут в точности соблюдены ее виртуальным прообразом. Потому даже цвет кузова машины выбираем заводской. Это уже в дальнейшем, совершая тюнинг такой модели авто, как ВАЗ 2115, мы с вами подберем для нее и нужный цвет и, возможно, даже аэрографию.

А в начале заменим колеса. Из списка, приведенного в доступном и понятном меню, выбираем иконку с символикой колеса. Кликаем по ней мышкой и перед нами открывается весь ряд возможных колес. Сюда входят и скаты и диски. Выбираем любой из понравившихся и навешиваем на базу.

Точно также поступаем со всеми другими элементами. После того, как нами завершен виртуальный тюнинг, мы можем сделать снимок нашей работы и разместить его хоть у себя в виртуальном гараже, хоть выставить на продажу через специально для этого предназначенную доску объявлений.

Виртуальная доска объявлений

Мультимедийное приложение по модернизации машин располагает своей виртуальной доской объявлений. На ней, в принципе, как и на реальной, можно разместить личные объявления о покупке или продаже той или иной модели автомобиля, созданного либо предназначенного для создания, непосредственно в самом гаджете.

3D tuning ВАЗ 2115

Смело производите тюнинг русских авто, фото которых Вы также сможете размещать на доске объявлений. Только не забудьте выбрать соответствующий раздел. Также фото своих переделанных машин Вы сможете разместить и на других интернет ресурсах — форумах, блогах, комментариях к статьям про автотюнинг, например.

Неоспоримые преимущества данного сервиса

В заключении особо хочется выделить основные особенности мультимедийной программы «Виртуальный тюнинг»:

Распашные двери на ВАЗ 2115

• Наличие большой базы реальных трехмерных машин и комплектующих к ним.
• Возможность установки/снятия комплектующих на виртуальную модель.
• Сохранение в базе данных своих дизайнерских проектов.
• Изменение цветовой гаммы и подбор спектра цветов по своему усмотрению.
• Создание индивидуальной аэрографии.
• Сохранение фотографий машины после переделок на диске компьютера.
• Возможность выполнения виртуального тюнинга отечественного авто.
• Использование информации о продавцах и покупателях.

Который может легко затеряться среди своих собратьев. Особенно сейчас, когда возможности для тюнинга стали неограниченными. Но как выбрать то, что действительно подойдёт вашей машине, будет сочетаться по цвету, форме и создавать единую концепцию. Это действительно сложно, если не использовать виртуальный тюнинг 3Д. Звучит красиво и солидно, но что скрывается под этой обёрткой?

Виртуальный тюнинг становится доступным для каждого автовладельца

Что получит пользователь софта для виртуального автотюнинга

Сложно игнорировать возможности, которые открывают перед нами высокие компьютерные технологии. Одна из них — это виртуальный тюнинг автомобилей. При правильном выборе программы или онлайн-ресурса можно добиться поразительных результатов в процессе изменения внешности своего ТС. Изучение салона и кузова детально и тщательно, подбор каждой детали и цвета — это только часть тех возможностей, которые открывает перед автолюбителем 3D-тюнинг авто. Надоела вам старая панель, коробка передач, обивка салона или вид кузова — всё можно изменить. Даже, более того, возможно протестировать новое звуковое оборудование и посмотреть, как будет выглядеть освещение в салоне.

Нет никакой необходимости заранее обращаться к специалистам по автомобильному тюнингу. Создать новый образ машины можно и дома.

Обзор программ для виртуального тюнинга авто в 3D

В свободном доступе находятся программы, которые позволяют проводить изменения с внешностью автомобиля.

1. Cinema 4D выступает любимицей многих пользователей, среди которых найдётся немало профессионалов. Используя его первый раз, может сложиться . Это может быть связано с тем, что создатели программы часто выпускают обновления, предлагают большое количество модулей, которые позволяют создавать сумасшедшие графические элементы. Рассматриваемая программа для тюнинга авто 3D имеет встроенный русскоязычный интерфейс и создаёт картинку с высоким разрешением. Последнее преимущество позволяет хорошо рассмотреть каждый сантиметр своей обновлённой машины.

1. Blender можно было бы считать достойным вариантом, если не брать во внимание одну особенность — работа с загруженными фотографиями в большом разрешении проходит трудно. В этой программе легко создавать новые объекты.

1. Неидеальная, требовательная, но солидная Tuning Car Studio. Фотография с низким разрешением и неудовлетворительного качества просто не пройдёт через систему фильтров. После всех изменений, которые вы пожелаете проделать со своей машиной, будет сформировано чёткое изображение. Работа с привязкой к реальному времени, возможность изменять и интерьера.

1. Dimilights Embed послужит достойным вариантом в том случае, если планируется проведение лёгкого тюнинга и пользователь не обладает высокими навыками работы с подобными редакторами. Качество конечного изображения будет не настолько хорошим, как в предыдущей программе.

1. Отдельного слова заслуживают два продукта, которые на территории России пользуются очень высокой популярностью, — это «Виртуальный тюнинг автомобиля PC» и «Виртуальный тюнинг иномарок» (Virtual Tuning 2). Первая программа позволяет работать со всеми популярными марками отечественных машин. Трёхмерные изображения высокого качества уже загружены в программу. Пользователю необходимо только найти свой автомобиль и начать творить, преображая кузов и салон по своему усмотрению.

Вторая программа подходит владельцам иномарок. Изображения в трёхмерном пространстве самых распространённых моделей авто от иностранных производителей позволят без труда найти свою машину. Это, наверное, единственное отличие между этими двумя софтами. В остальном они очень похожи. Изменяя свою машину через эти программы, можно параллельно просматривать информацию относительно деталей, выбирать производителей, изучать актуальные цены и места, где их можно приобрести.

Когда виртуальный тюнинг машин будет завершён, можно распечатать все использованные детали и сохранить конечное изображение авто.

Мы не стали упоминать компьютерные игры, через которые также можно проводить . Таким методом уже никто не пользуется, поскольку появились более удобные, узкоспециализированные и современные способы виртуального изменения ТС.

Обзор онлайн-сервисов для виртуального тюнинга авто в 3D

Всё познаётся в сравнении. Вот и программы, которые были описаны немного выше, не кажутся такими удобными и совершенными, когда начинаешь использовать онлайн-ресурсы. В софтах, которые необходимо скачивать и устанавливать на ПК, редко встречаются обновления, имеется неполная база изображений машин, а возможности для тюнинга ограничены стандартными средствами. Совсем другое дело — тюнинг в онлайн-режиме. Ни одного из перечисленных недостатков здесь не встречается.

На просторах интернета можно без труда отыскать множество сайтов, которые позволяют менять внешность авто, подбирать различные варианты для апгрейда внешнего облика и внутреннего убранства. Мы остановились на самом первом и популярном сайте, возможности которого превосходят все другие ресурсы. Такой 3D-тюнинг удовлетворит все ваши пожелания.

www.3dtuning.com — этот сайт любим многими российскими автовладельцами. Существенное преимущество заключается в русском интерфейсе, чем не могут похвастаться другие аналогичные ресурсы. Возможности для изменения внешности авто огромны. Можно подобрать диски, поменять колёса, изменить фары, поэкспериментировать с цветом и формой капота, бампера, крыльев. Всего и не перечислить, но эксклюзивные моменты уточнить можно:

• редактирование клиренса;
• вариации с подвеской;
• функция тонирования стёкол;
• активизация неоновых ламп;
• использование для окрашивания экстерьера любого цвета из гаммы RGB, которая представлена в полном составе;
• придание краске матовости или глянцевого блеска.

Уделив этому ресурсу всего 20 минут, вы получите картинку полностью изменившийся машины, владельцем которой являетесь. Все запчасти, изображения которых были применены в процессе преображения, существуют и выпускаются . Выведя полученный результат на бумагу, можно легко воплотить все изменения в реальность.

На этом сайте можно общаться с другими автовладельцами, обмениваться идеями и делиться задумками, искать необходимые запчасти и элементы для тюнинга.

Виртуальный 3D-тюнинг важен, полезен и часто необходим. С его помощью можно совершать удивительные вещи, проявлять свои творческие способности, проверять и тренировать дизайнерские навыки. Для многих аэрографов и профессионалов в области апгрейда возможности виртуального тюнинга являются незаменимыми. А как ещё можно исключить неудачные решения, отбросить возможный брак в работе и приумножить качество услуг.

Старый добрый хэтчбек. История и тюнинг ВАЗ 2114

История

Семейство автомобилей «Лада Самара 2» было бы не полным, если бы в него не была бы включена рестайлинговая версия автомобиля ВАЗ 2109 – легендарной «девятки». В новом модельном ряду это место занял ВАЗ 2114 – пятидверный хэтчбек, впервые сошедший с конвейера Волжского автомобильного завода в 2001 году, поступивший в серию в 2003-м, занявший место девятой модели и производимый по сей день.

Кстати, говоря, что ВАЗ 2114 является аналогом «девятки», мы допускаем небольшую неточность, так как на самом деле базой для этой модели послужил ВАЗ 21093 – наиболее удачная модификация оригинального автомобиля. По аналогии со всей серией «Самара 2», новая модель получила ряд изменений, коснувшихся, в первую очередь, дизайна автомобиля и некоторых его основных узлов.

ВАЗ 2114 стал более обтекаемым в сравнении с ВАЗ 21093. Этот элемент дизайна создает интересный эффект – корни первой серии «Лада Самара» узнаются с трудом. Особенно, если смотреть на автомобиль спереди. Задняя часть, правда осталась более узнаваемой, но фирменные резкие углы все же просматриваются не так явно. Помимо этого, «корма» получила несколько измененный задний бампер и обновленный блок задних фонарей. Передняя часть унаследована от ВАЗ 2115, появившегося в продаже несколько ранее. Именно от него взята конструкция переднего бампера и спойлера, оптика, форма радиаторной решетки и пр. Передний и задний бамперы стали окрашиваться в цвет кузова, а по бокам кузова появились молдинги и обтекатели порогов.

В отличие от ВАЗ 21093 изменилась и начинка салона. В него стали устанавливаться более комфортные сидения. При этом, как и в «универсале», спинка заднего сиденья может складываться, повышая при этом объем багажного отсека. ВАЗ 2114 стал оснащаться электростеклоподъемниками, регулируем по высоте рулевым колесом и пр. предметами комфорта (насколько это возможно для отечественного авто).

На ВАЗ 2114 устанавливается инжекторный 8v двигатель объемом 1,5 литра, аналогичный все серии «Лада Самара 2». В 2007 году был выполнен небольшой тюнинг двигателя ВАЗ 2114 и автомобили этой модели стали оснащаться 1,6-литровым двигателем, соответствующий классу Euro 3. Эта модификация получила индекс ВАЗ 21144. Она также предполагала использование пластиковых ресиверов вместо алюминиевых, установку обновленной «торпеды», новой панели приборов и бортового компьютера.

Интересной модификацией является и автомобиль ВАЗ 211440-24. Выполнена она была в 2009 году на предприятии ЗАО «Супер-Авто». Данная модификация предполагает установку 16-ти клапанного двигателя объемом 1,6 литров, который позволяет повысить мощность автомобиля до 89 л.с. Эта модификация стала комплектоваться 14-дюймовыми колесами, конструкторы изменили коробку передач, тормозную систему. Еще одна подобная модификация была выполнена в 2010 году, тогда в «Супер-Авто» решили установить на ВАЗ 2114 16-ти клапанный двигатель от «Lada Priora». Этот агрегат также имеет объем 1,6 литров и более высокую мощность, составляющую 98 л.с.

ВАЗ 2114 подвергался и внешним изменениям со стороны конструкторов. В 2008 году на автомобиль стали устанавливаться узкие молдинги в отличие от изначальных широких.

Тюнинг ВАЗ 2114

Аналогично другим автомобилям Волжского автомобильного завода, широкое распространение получил тюнинг ВАЗ 2114 во всех его проявлениях. Кстати, мы еще ни разу не упоминали о том, какой конечный результат можно применить, комбинируя стайлинг и технический тюнинг ВАЗ 2114. Так, к примеру, многих клиентов интересует лишь внешняя составляющая. В этой ситуации достаточно провести лишь легкий стайлинг ВАЗ 2114 и тюнинг салона ВАЗ 2114. В результате подобных мероприятий получается авто, мало рассчитанное на участие в соревнованиях, но способное подчеркнуть оригинальность и стиль его владельца.

Кардинально противоположным вариантом является «волк в овечьей шкуре». Специалистами проводится основательный тюнинг двигателя, трансмиссии, тормозной системы ВАЗ 2114 (см. предыдущие статьи). Однако внешность машины оставляется нетронутой. Такой автомобиль уверенно может участвовать в ралли, кольцевых гонках, драг-рейсинге.

Русский тюнинг самого дорогого Porsche / TopCar

Немногочисленные российские тюнеры редко балуют нас готовым продуктом. Реже попадаются действительно достойные экземпляры. Один из них — новый Porsche Panamera Stingray.

Для большинства российских автовладельцев «русский тюнинг» сводится к девяти тонировке с «ксеноновым» прямоточным глушителем и большим задним антикрылом на крышке багажника. Для большинства западных автомобилистов «русский тюнинг» означает безвкусный дизайн, но дорогая машина, которая привлекает внимание на дороге, но не всегда вызывает позитивные эмоции.О функциональности или улучшении летно-технических характеристик автомобиля, а этого часто нет. Тем не менее, российские мастера периодически создают гармоничные и довольно стильные автомобили на базе серийных образцов иностранного производства. Например, недавно одна из российских компаний показала модифицированный Subaru Impreza WRX STI, разработку которой авторы все внимание было сосредоточено на спортивном качестве и Функциональность модели внешне не впечатляет. Еще один удачный пример «русского тюнинга» готова показать компания TopCar, работаю над доработкой экстерьера дорогого авто.В «портфеле» компании Tuning Porsche, BMW и Bentley. Последняя разработка компании — Porsche Panamera Stingray, на базе новейшего кузова Штутгартского автоконцерна. TopCar недавно представил первые изображения автомобилей, которые будут представлять Россия на важнейшем тюнинговом шоу Essen Motor Show 2009. Отличием от серии «Панамера» будет аэродинамический обвес, разработанный компанией. Например, «русская» Panamera получит дополнительные воздухозаборники, включая две «ноздри» на капоте, передний спойлер из углеродного волокна, фиксированный задний спойлер (в серийной машине выдвигается автоматически на высоте скорости или по команде водителя), задний диффузор и, конечно же, новый передний бампер и боковая «юбка».Кстати, почти все детали сделаны из углепластика, в том числе и Накладки на боковые воздухозаборники, охлаждающие передние тормоза. Легкий материал не только эффектно смотрится, но и не добавляет лишнего веса автомобилю. Ведь двигатель «Стингрей» серийный останется.

www.dni.ru
Оригинал статьи: http://www.dni.ru/auto/2009/9/7/174407.html

Немецкие технологии и российская оптика! Spec Auto делает это возможным!

Время чтения ок. 4 минуты

Недавно мы увидели, что для Lowrider можно использовать старую Волгу ГАЗ-21 или сделать рестомод Widebody на 180 л.с.Современные компоненты в старой классике популярны как никогда, и тема Restomod вездесуща. Наоборот, однако, все выглядит совершенно иначе. Современный автомобиль выглядит как старая классика, за некоторыми исключениями, такими как кабриолет BMW ETA 02 или обвес C1 для Corvette C5, гораздо реже. Украинский тюнер делает упор именно на эту модификацию Spec автонастройки Special. Современные « Western cars » С огромными усилиями трансформировались в облик старинных автомобилей советских времен.И, видимо, людей, которые действительно хотят, чтобы старая классика из Советского Союза вернулась на улицы, более чем достаточно.

Mercedes CL 500 Coupe преобразование

Почему бы все-таки не Волга-ГАЗ 21, ГАЗ-12 ЗИМ и К ° — красивые машины, которые привлекают внимание, особенно с некоторыми современными комплектующими. Например, тюнер использует большой Mercedes CL 500 Coupe серии C215, чтобы переделать его в переделку Волга-ГАЗ 21. Однако не как полная копия, а с собственными идеями и особенно с множеством современных компонентов.Например, бело-голубой фотоавтомобиль Волга-ГАЗ 21 имеет встроенные в фартук ультрасовременные дневные ходовые огни, которые, тем не менее, безошибочно интерпретируют дизайн того времени. Самым большим преимуществом такого повседневного ( или как вы это называете? ) являются современные технологии, такие как шасси ABC с активной подвеской колес, мощный пятилитровый V8 мощностью 306 л.с. и 460 нм и, конечно же, все важные для безопасности компоненты, такие как ABS, ASR, подушки безопасности, натяжители ремней и т. д.

ничто не кажется невозможным

Преобразования более или менее сложные. Например, на предприятии уже изготовлен кабриолет BMW 645Ci с передком «Волга», также ведутся переоборудование под «несоветские автомобили». Намного сложнее, когда заказчик хочет оригинальный кузов классики на современном шасси. Но такие переделки уже проведены с минимальными визуальными изменениями и находятся в пути. И даже сумасшедшие автомобили, такие как Бэтмобиль или точная копия прототипа Himera Q, можно найти на сайте тюнера.Если мы получим информацию о более подробной информации своевременно, то, конечно же, для этого отчета будет обновление. Вы будете проинформированы об этом, если просто воспользуетесь нашим фидом для подписки. Получайте удовольствие от просмотра картинок и оставайтесь верными нам!

(фото / с: автонастройка спецификаций)

Конечно, этого не произошло. В нашем тюнинговом журнале есть еще десятки тысяч отчетов по настройке. Вы хотите их всех увидеть? Просто нажмите ЗДЕСЬ и осмотритесь.Или вас особенно интересует тема body SWAP? Тогда следующий отрывок определенно правильный.

Реплика прототипа Himera Q

Немецкие технологии и российская оптика

«Tuningblog. eu» — мы держим вас в курсе тюнинга и стайлинга автомобилей в нашем тюнинговом журнале и каждый день представляем вам самые последние тюнингованные автомобили со всего мира. Лучше всего подписаться на нашу ленту, и вы будете автоматически проинформированы, как только появится что-то новое для этого сообщения и, конечно, также для всех других публикаций.

Вас также может заинтересовать

Тюнинг двигателя — 3D-модели CAD и 2D-чертежи

Настройка двигателя — это настройка или модификация двигателя внутреннего сгорания или его блока управления, также известного как его ECU (Engine Control Unit). Он регулируется для обеспечения оптимальной производительности, увеличения выходной мощности двигателя, экономичности или долговечности. Эти цели могут быть взаимоисключающими, и двигатель может быть расстроен в отношении выходной мощности (мощности) в обмен на лучшую экономичность или более длительный срок службы двигателя из-за уменьшения нагрузки на компоненты двигателя.

Тюнинг двигателей имеет долгую историю, почти такую ​​же долгую, как и история развития автомобиля, берущая свое начало с разработки ранних гоночных автомобилей и послевоенного движения хот-родов. Тюнинг может описывать широкий спектр регулировок и модификаций, от обычной регулировки карбюратора и системы зажигания до значительных капитальных ремонтов двигателя. С другой стороны, настройка характеристик двигателя может включать пересмотр некоторых проектных решений, принятых на довольно ранней стадии разработки двигателя.

Установка оборотов холостого хода, воздушно-топливного отношения, баланса карбюратора, зазоров между свечами зажигания и распределителя, а также угла опережения зажигания являлась регулярным техническим обслуживанием всех старых двигателей и последними, но важными шагами в настройке гоночного двигателя. На современных двигателях, оснащенных электронным зажиганием и впрыском топлива, некоторые или все эти задачи автоматизированы, хотя они по-прежнему требуют периодической калибровки.

Тюнинг двигателя

Под тюнингом обычно понимается плановое обслуживание двигателя в соответствии со спецификациями производителя.В соответствии с рекомендациями производителя необходимо периодически выполнять настройку, чтобы автомобиль работал должным образом. По сравнению с более старыми автомобилями, современные автомобили обычно требуют лишь небольшого количества доработок в течение примерно 250 000 километров (160 000 миль) или 10 лет жизни. Это может быть связано с улучшением производственного процесса с уменьшением дефектов и ошибок за счет автоматизации компьютера, а также значительным улучшением качества расходных материалов, таких как доступность полностью синтетического моторного масла.

Настройки могут включать следующее:

Раньше механики, заканчивающие настройку спортивного автомобиля, такого как Ferrari, несколько раз ездили по треку, чтобы сжечь любой накопившийся углерод; это известно как итальянская настройка.

Чип-тюнинг

Современные двигатели оснащены системой управления двигателем (EMS) / блоком управления двигателем (ECU), которые можно изменять в соответствии с различными настройками, обеспечивая различные уровни производительности. Производители часто производят несколько двигателей, которые используются в более широком диапазоне моделей и платформ, и это позволяет производителям продавать автомобили на различных рынках с различными правилами, не тратя деньги на разработку и проектирование различных двигателей, соответствующих этим правилам.Это также позволяет использовать один двигатель нескольким различным брендам, настроенным в соответствии с рынком их конкретного покупателя.

Переналадка

Remapping — это новейшая и простейшая форма настройки двигателя на первом этапе, выполняемая в основном на автомобилях с турбонаддувом, работающих с современными ЭБУ. Большинство последних автомобилей работают на ЭБУ, в основном поставляемых Bosch или Delphi Technologies, которые имеют встроенное ПО, управляющее различными параметрами работы двигателей с впрыском топлива. Заводская прошивка разработана для достижения баланса между расходом топлива, мощностью, крутящим моментом, выбросами топлива, надежностью, интервалами обслуживания и т. Д.Все заводские версии прошивки никогда не будут использовать весь потенциал двигателей и будут недостаточно настроены для достижения вышеупомянутых факторов.

Сейчас многие производители создают один двигатель и используют различные прошивки, также известные как карты, для достижения разных уровней мощности, чтобы различать продукты (автомобили), такие как VAG 2.0TDI, доступные в 140PS и 170PS, по сути, имеющие схожие внутренние компоненты.

Это дает пользователям возможность раскрыть больший потенциал двигателя с небольшими изменениями в заводском программном обеспечении.

Многие в индустрии настройки производительности занимаются этим. Это делается путем считывания заводской прошивки с автомобиля с помощью специальных инструментов из порта OBD. Некоторые из основных поставщиков инструментов — CMD, Alientech, Magic Motorsports и т. Д. Инструменты можно подключить к порту OBD на любом автомобиле, чтобы прочитать заводской файл. Этот файл сохраняется на компьютере, и для чтения этого конкретного типа файлов доступно различное программное обеспечение.

Эти файлы настраиваются под различные параметры, такие как впрыск топлива, давление наддува, давление в рампе, давление топливного насоса, угол зажигания, повышение скорости, ограничители оборотов и крутящего момента, коррекция температуры воды, ограничители дыма, удаление системы рециркуляции отработавших газов и т. Д.

Эти параметры настроены до безопасных пределов, которые устанавливаются на основе испытаний и опыта эксперта, так что разблокированная производительность достигается при безопасных уровнях надежности, расхода топлива и выбросов.

Эти настройки могут быть сделаны таким образом, чтобы мы могли контролировать заправку и наддув на требуемых оборотах, тем самым достигая ожидаемых результатов. Соответственно, карта может быть настроена для лучшего низкого уровня для использования в городе или лучшего высокого уровня для производительности на трассе, или общей карты, дающей мощность во всем диапазоне линейным образом.

После того, как настройки сделаны, отредактированный файл записывается обратно в ЭБУ с помощью тех же инструментов, которые использовались для чтения. Как только это будет сделано, двигатель заводится и проверяется на работоспособность, уровень дыма и любые другие сбои. Любая точная настройка выполняется в соответствии с обратной связью, в результате чего получается более производительный и эффективный двигатель.

После завершения переназначения рекомендуется сократить интервалы замены масла. Масло — главный фактор надежности. Если вы обрабатываете двигатель полностью синтетическим свежим маслом в течение приличных интервалов, двигатель проработает много миль.

Температура выхлопных газов сейчас будет выше, поэтому не выполняйте WOT в течение длительного периода времени и регулярно работайте на холостом ходу перед выключением, чтобы турбонагнетатель остыл.

Настройка производительности

Настройка

Performance фокусируется на настройке двигателя для автоспорта, хотя многие такие автомобили никогда не участвуют в соревнованиях, а скорее созданы для шоу или отдыха. В этом контексте выходная мощность, крутящий момент и отзывчивость двигателя имеют первостепенное значение, но также важны надежность и топливная экономичность.В гонках двигатель должен быть достаточно мощным, чтобы выдерживать дополнительную нагрузку на него, и автомобиль должен иметь достаточно топлива, поэтому он часто намного мощнее и эффективнее, чем любая массовая конструкция, на которой он может быть основан. В частности, трансмиссия, карданный вал и любые другие компоненты трансмиссии, передающие нагрузку, могут нуждаться в модификации, чтобы выдерживать нагрузку от повышенной мощности.

Практически во всех случаях люди заинтересованы в увеличении выходной мощности двигателя. Для достижения этой цели было разработано множество испытанных и проверенных методов, но все они, по сути, работают для увеличения скорости (и, в меньшей степени, эффективности) сгорания в данном двигателе. Это достигается за счет подачи большего количества воздушно-топливной смеси в двигатель, увеличения степени сжатия (требуется бензин с более высоким октановым числом), более быстрого сжигания и более быстрого избавления от продуктов жизнедеятельности — это увеличивает объемный КПД. Для проверки количества топливовоздушной смеси часто используются измерители соотношения воздух-топливо.Вес этого топлива влияет на общие характеристики автомобиля, поэтому экономия топлива является конкурентным преимуществом. Это также означает, что настройка двигателя должна происходить в контексте развития автомобиля в целом.

Конкретные способы увеличения мощности включают:

• Увеличение рабочего объема двигателя одним или обоими из двух методов: «расточка» — увеличение диаметра цилиндров и поршней, или «поглаживание» — использование коленчатого вала с большим ходом.
• Использование карбюраторов большего размера или нескольких карбюраторов для создания более контролируемой топливно-воздушной смеси для сжигания и более плавной подачи ее в двигатель. В современных двигателях чаще используется впрыск топлива, который может быть модифицирован аналогичным образом.
• Увеличивает размер тарельчатых клапанов в двигателе, уменьшая таким образом ограничение на пути поступления топливно-воздушной смеси и выхода выхлопных газов из цилиндра. Использование нескольких клапанов на цилиндр дает тот же эффект — часто бывает труднее установить несколько небольших клапанов, чем иметь более крупные отдельные клапаны, из-за требуемого механизма клапана.Однако трудно найти место для одного большого клапана на впуске и большого клапана на выпускной стороне. Иногда для улучшения потока устанавливаются большой выпускной клапан и два впускных клапана меньшего размера. Поскольку давление, создаваемое во время сгорания, обеспечивает большую силу для выпуска отработавших газов, чем сила, доступная для впуска чистого заряженного газа, требуется большая площадь впускного клапана для обеспечения более легкого потока. Общая площадь двух впускных клапанов меньшего размера больше, чем у одного выпускного клапана, что обеспечивает более легкий входной поток.Вот почему выпускные клапаны обычно меньше по площади, чем впускные.
• Использование более крупногабаритных, более гладких и менее искривленных впускных и выпускных коллекторов. Это помогает поддерживать скорость газов. Точно так же отверстия в головке блока цилиндров можно увеличить и сгладить. Это называется переносом головки блока цилиндров, обычно с помощью стенда для измерения расхода воздуха для тестирования и проверки эффективности модификаций. Коллекторы с крутыми поворотами вынуждают воздушно-топливную смесь разделяться с высокими скоростями, поскольку топливо более плотное, чем воздух.
• Отверстие большего диаметра может проходить прямо через всю выхлопную систему, используя трубы большего диаметра и глушители с низким противодавлением, а также через впускную систему с воздушными коробками большего диаметра и высокопроизводительными воздушными фильтрами с большим расходом. Модификации глушителя изменят звук двигателя автомобиля, обычно делая его громче; для некоторых тюнеров это сам по себе желательный эффект.
• Увеличение высоты открытия клапана (подъем) путем изменения профилей кулачков на распределительном валу или отношения подъема (рычага) коромысел клапанов (верхний клапан, или OHV, двигатели), или толкателей кулачков (верхний кулачок или OHC, двигатели).
• Оптимизация фаз газораспределения для повышения эффективности сжигания — обычно это увеличивает мощность в одном диапазоне рабочих оборотов за счет снижения в других. Для многих приложений этот компромисс приемлем. Обычно этого можно достичь, установив распредвал с другим профилем. См. Также фазы газораспределения, изменение фаз газораспределения.
• Повышение степени сжатия за счет уменьшения размера камеры сгорания, что позволяет более эффективно использовать создаваемое в цилиндре давление и приводить к более быстрому сгоранию топлива, за счет использования поршней с большей высотой сжатия или более тонких прокладок головки, или за счет использования фрезерного станка или «сбривая» ГБЦ.Высокая степень сжатия может вызвать детонацию двигателя, если не используется высокооктановое топливо.
• принудительная индукция; добавление турбокомпрессора или нагнетателя. Воздушно-топливная смесь, поступающая в цилиндры, увеличивается за счет сжатия воздуха. Дополнительные преимущества могут быть реализованы путем охлаждения сжатого (и, таким образом, нагретого) всасываемого воздуха с помощью промежуточного охладителя воздух-воздух или воздух-вода.
• Использование топлива с более высоким содержанием энергии и добавление окислителя, такого как закись азота.
• Использование топлива с лучшими характеристиками подавления детонации (гоночное топливо, E85, метанол, спирт) для увеличения опережения газораспределения
• Снижение потерь на трение путем обработки движущихся частей с меньшими допусками, чем было бы приемлемо для производства, или путем замены деталей.Типичным примером этого является в двигателях с верхним расположением клапанов замена производственных коромысел на замену, включающую роликовые подшипники в ролике, контактирующем со штоком клапана.
• Уменьшение «вращающейся массы», которая включает коленчатый вал, шатуны, поршни и маховик. Это может улучшить реакцию дроссельной заслонки за счет меньшей инерции вращения, а также снизить общий вес автомобиля. Этого можно добиться, используя детали из сплава вместо стали. Однако тяжелый коленчатый вал может отпустить необходимость в маховике (что является обычным для двигателей V6).
• Изменение характеристик настройки электронным способом, путем смены прошивки EMS. Эта настройка микросхемы часто работает, потому что современные двигатели предназначены для выработки большей мощности, чем требуется, которая затем снижается EMS, чтобы двигатель работал плавно в более широком диапазоне оборотов с низким уровнем выбросов. Это называется изменением настройки и обеспечивает долговечные двигатели и возможность увеличения выходной мощности позже для моделей с фейслифтингом. В последнее время выбросы сыграли большую роль в дестабилизации, и двигатели часто меняют настройку для получения определенного выброса углерода по налоговым причинам.
• Понижение температуры под капотом, что приводит к снижению температуры на впуске двигателя и, следовательно, к увеличению мощности. Часто это делается путем установки теплоизоляции (обычно теплозащитного экрана, термоизоляционного покрытия или другого типа управления теплом выхлопных газов) на выпускном коллекторе или вокруг него. Это гарантирует, что больше тепла будет отводиться из области под капотом.
• Изменение расположения воздухозаборника, перемещение его от выхлопной системы и системы радиатора для снижения температуры на впуске.Кроме того, воздухозаборник может быть перемещен в области с более высоким давлением воздуха из-за аэродинамических эффектов, что приводит к эффектам, аналогичным (хотя и меньшим) принудительной индукции.

Выбор модификации во многом зависит от желаемой степени повышения производительности, бюджета и характеристик двигателя, который необходимо модифицировать. Модернизация системы впуска, выпуска и чипа обычно входит в число первых модификаций, поскольку они самые дешевые, вносят разумные общие улучшения, в то время как другой распределительный вал, например, требует компромисса с плавностью хода на низких оборотах двигателя в пользу улучшений на высоких оборотах двигателя.

Кроме того, тюнеры могут также использовать аналитические инструменты, чтобы помочь оценить и спрогнозировать влияние модификаций на характеристики автомобиля.

Определения

Капитальный ремонт

Отремонтированный двигатель — это двигатель, который был снят, разобран (разобран), очищен, осмотрен, отремонтирован по мере необходимости и испытан с использованием процедур, утвержденных заводским руководством по обслуживанию. Процедура обычно включает хонингование, новые поршневые кольца, подшипники, прокладки, сальники. Если это сделает компетентный производитель двигателей, двигатель будет работать как новый.Двигатель может быть отремонтирован до «новых пределов» или «пределов обслуживания» или их комбинации с использованием использованных запчастей, запчастей от новых производителей оригинального оборудования (OEM) или новых запчастей. История предыдущей эксплуатации двигателя сохраняется и возвращается с нулевым количеством часов с момента капитального ремонта.

Часто производители запчастей являются поставщиками запчастей для основных производителей двигателей (например, Ishino производит как OEM, так и послепродажные прокладки головки цилиндров и клапанной крышки для Nissan VG30E.Часто логотип Nissan отпечатан на детали OEM, в то время как марка поставщиков OEM будет отпечатана на той же самой детали при продаже на вторичном рынке.) ^[1]

Верхний ремонт распространяется только на замену компонентов внутри головки блока цилиндров. без снятия двигателя с автомобиля, например, при замене клапана и коромысла. Он может включать или не включать клапан , рабочий клапан . Однако капитальный ремонт распространяется на весь двигатель в сборе, что требует снятия двигателя с транспортного средства и переноса его на стойку двигателя .Капитальный ремонт двигателя относится к капитальному ремонту. Для сравнения: капитальный ремонт стоит больше, чем капитальный ремонт.

«Новые пределы» — это одобренные заводским руководством по обслуживанию посадки и допуски, с которыми производится новый двигатель. Это может быть достигнуто путем использования стандартного или утвержденных заниженных допусков и завышенных допусков . «Пределы обслуживания» — это допустимые посадки и допуски на износ, указанные в заводском руководстве по эксплуатации, при которых новая ограничительная часть может ухудшиться и по-прежнему оставаться пригодным для использования компонентом.Это также может быть достигнуто с использованием стандартного и утвержденных заниженных допусков и завышенных допусков . ^[1]

Восстановленный

Восстановление — это термин, обозначающий двигатель, собранный в соответствии с заводскими спецификациями, например: «как новый». Хотя часто покупатель может принять это за использование совершенно новых запчастей, это не всегда так. По крайней мере, будет использоваться блок цилиндров, как и большинство других деталей. При качественном ремонте часто требуются новые поршни и расточка коленчатого и распределительного валов.

Чертеж

Проектировать двигатель означает построить его в точном соответствии со спецификациями конструкции, ограничениями и допусками, установленными инженерами OEM или другими пользователями, такими как высокопроизводительное гоночное или тяжелое промышленное оборудование. Это похоже на то, как исследуются, проектируются и строятся многие другие виды механического оборудования, такие как подводная лодка или гидравлический пресс.

Поскольку немногие имеют возможность на самом деле план , и из-за денежного стимула утверждать, что один выполнил работу, многие люди пришли к мнению, что чертеж означает лишь то, что все спецификации перепроверены.Серьезные усилия при создании чертежа привели к получению допусков, превышающих заводские, возможно, с индивидуальными спецификациями, соответствующими применению. Общие цели включают в себя переработку двигателя для достижения номинальной мощности для конструкции его производителя (потому что не все двигатели массового производства выдают номинальную мощность), а также восстановление двигателя для получения большей мощности от данной конструкции, чем предполагалось (потому что на заказ двигатели часто могут быть переделаны под другие спецификации). Запроектированные компоненты позволяют более точно балансировать возвратно-поступательные части и вращающиеся узлы, так что меньшая мощность теряется из-за чрезмерных вибраций двигателя и других механических недостатков.

В идеале, чертежи выполняются на компонентах, снятых с производственной линии перед обычной балансировкой и чистовой обработкой. Если готовые компоненты имеют чертеж, существует риск того, что дальнейшее удаление материала ослабит компонент. Хотя это не имеет ничего общего с чертежом как таковым , облегчение компонентов обычно является преимуществом при условии сохранения баланса и достаточной прочности, а более точная обработка, как правило, укрепляет деталь за счет устранения точек напряжения, поэтому во многих случаях настройки производительности умеет работать с готовыми комплектующими.

Например, производитель двигателя может указать спецификацию торцевого зазора поршневого кольца от 0,003 до 0,006 дюйма для общего использования в потребительских автомобилях. Для двигателя для гонок на выносливость, который работает при стабильно высоких температурах, может потребоваться «проектная» спецификация от 0,0045 «до 0,0050». Для двигателя дрэг-рейсинга, который работает только короткими рывками, оптимальным является более жесткий допуск от 0,0035 до 0,0040 дюйма. Таким образом, «план» может означать более жесткие или более слабые зазоры, в зависимости от цели.

История

Электронный тестер зажигания «Igniscope» был произведен компанией English Electric в 1940-х годах, первоначально как «тип UED» для использования в военных целях во время Второй мировой войны. ^[2] Послевоенная версия электронного тестера зажигания типа ZWA рекламировалась как «первая в своем роде, использующая совершенно новую технику». ^[3]

В Igniscope использовалась электронно-лучевая трубка, обеспечивающая полностью визуальный метод диагностики. Он был изобретен D. Napier & Son, дочерней компанией English Electric, и были применены британские патенты 495478, 495547 и 563502. ^[4] Igniscope был способен диагностировать скрытые и фактические неисправности как в катушке, так и в системах зажигания от магнето, включая плохое соединение с аккумулятором, проблемы с точками и конденсатором, неисправность распределителя и зазор свечи зажигания. ^[5] Одной из функций был контроль «загрузки», который делал скрытые неисправности более заметными.

Руководство UED включает порядок зажигания свечей зажигания танков и автомобилей, используемых британскими вооруженными силами ^[6]

См. Также

Идеальная пара для настройки фильтров: CST Studio Suite® и R & S®ZNB

Решение Rohde & Schwarz

Для настройки в реальных условиях CST Studio Suite® поддерживает соединения USB, разъема и Ethernet для широкого спектра векторных анализаторов цепей Rohde & Schwarz.R & S®ZNB — это ведущий векторный анализатор цепей для производственных сред, в котором особое внимание уделяется скорости, динамическому диапазону и простоте эксплуатации. Он сочетает в себе высокую точность измерения с исключительной скоростью — лучше 5 мкс на точку. Это обеспечивает короткое время развертки, например 4 мс для 401 точки. Кроме того, векторный анализатор цепей R & S®ZNB сочетает высокую пропускную способность с высокой чувствительностью и низким уровнем шума трассы. Базовый блок R & S®ZNB обычно обеспечивает динамический диапазон 140 дБ (при полосе ПЧ 10 Гц), что превосходит другие сопоставимые продукты на рынке.Дополнительные расширения динамического диапазона обеспечивают динамический диапазон до 150 дБ (реальный динамический диапазон без сжатия приемников при низких коэффициентах передачи).

Полностью интегрированный и простой в использовании
Настройка фильтра состоит из четырех шагов:

• Калибровка векторного анализатора цепей R & S®ZNB и выполнение измерений S-параметров на DUT
• Установите удаленное соединение между CST Filter Designer 3D, работающим на ПК, и векторным анализатором цепей R & S®ZNB. Программа автоматически считывает измеренные данные в реальном времени
• На основе выбранной топологии фильтра программа извлекает матрицу связи из измеренных S-параметров
• Планки погрешностей показывают, до какой степени расстроены связи и саморезонансы. Это обеспечивает необходимую информацию для оптимизации оборудования фильтра с помощью его механизмов настройки, таких как винты, переменные конденсаторы и варакторные диоды.

Модель фильтра была разработана с помощью CST Filter Designer 3D и смоделирована с помощью CST Studio Suite®.При точном производственном процессе такой же результат будет получен из реальных измерений с помощью R & S®ZNB, когда оборудование настроено в соответствии с моделируемой матрицей связи.

3D-среда CST Filter Designer показана на снимке экрана ниже, где измеренные S-параметры считываются из R & S®ZNB. Планки погрешностей показывают, в какой степени каждый элемент матрицы отклоняется от оптимальной настройки.

Плитка под камень: коллекция Tune — Ceramiche Refin S.П.А.

Natural Swing

Беспрецедентное сочетание каменных материалов из разных регионов Северной Европы, собранных и смешанных для создания оригинальных узоров и оттенков.

Тонкие прожилки, мелкие зерна и песчаные поверхности сливаются воедино в коллекции Tune, которая доступна как в большом, так и в среднем размере, чтобы улучшить баланс поверхностей и придать элегантность всем параметрам: 120 × 120, 60 × 120 , 60 × 60, 30 × 60 и наружная версия, 90 × 90 OUT2.0.

Естественная палитра в цветах Снега, Скалы, Лавы и Пустыни дополняется тремя различными типами мозаики: Muretto 3D, которая выделяется своими наклонными канавками, Mosaico Linea, которая состоит из горизонтальных полос разной высоты, и Mosaico, который инкапсулирует квадратные и прямоугольные мозаичные плитки неправильных размеров.

Snow

• 120×120 / 48 ”x48” Soft R 9 мм MK17
• 60×120 / 24 ”x48” Soft R 9 мм NA90
• 60×60 / 24 ”x24” R 9 мм NB23
• 60×60 / 24 ”x24 ”Soft R 9 мм NB24
• 30×60 / 12” x24 ”R 9 мм NB11
• 30×60 / 12” x24 ”Soft R 9 мм NB12

Rock

• 120×120 / 48” x48 ”Soft R 9mm MK15
• 60×120 / 24 ”x48” Мягкое R 9 мм NA88
• 60×60 / 24 ”x24” R 9 мм NB21
• 60×60 / 24 ”x24” Мягкое R 9 мм NB22
• 30×60 / 12 ”x24” R 9 мм NB09
• 30×60 / 12 ”x24” Мягкий R 9 мм NB10
• 90×90 / 36 ”x36” R OUT2. 0 20 мм NA08
• 60×90 / 24 ”x36” R OUT2.0 20 мм NH51
• 60×60 / 24 ”x24” R OUT2.0 20 мм NH55

Lava

• 120×120 / 48 ”X48” Мягкий R 9 мм MK13
• 60×120 / 24 ”x48” Мягкий R 9 мм NA86
• 60×60 / 24 ”x24” R 9 мм NB19
• 60×60 / 24 ”x24” Мягкий R 9 мм NB20
• 30×60 / 12 ”x24” R 9 мм NB07
• 30×60 / 12 ”x24” Мягкое R 9 мм NB08
• 90×90 / 36 ”x36” R OUT2.0 20 мм NA07
• 60×90 / 24 ”x36” R OUT2.0 20 мм NH50
• 60×60 / 24 ”x24” R OUT2.0 20 мм NH54

Desert

• 120×120 / 48 ”X48” Мягкий R 9 мм MK11
• 60×120 / 24 ”x48” Мягкий R 9 мм NA84
• 60×60 / 24 ”x24” R 9 мм NA91
• 60×60 / 24 ”x24” Мягкий R 9 мм NA92
• 30×60 / 12 ”x24” R 9 мм NB05
• 30×60 / 12 ”x24” Мягкое R 9 мм NB06
• 90×90 / 36 ”x36” R OUT2.0 20 мм NH52
• 60×90 / 24 ”x36” R OUT2.0 20 мм Nh59
• 60×60 / 24 ”x24” R OUT2.0 20 мм NH53

9001 9 мм

• 120x 120x см / 48 дюймов x 48 дюймов R
• 60 x 120 см / 24 дюймов x 48 дюймов R
• 60 x 60 см / 24 дюймов x 24 дюймов R
• 30 x 60 см / 12 дюймов x 24 дюйма R

20 мм

• 90 x 90 см / 36 дюймов x 36 ”R
• 60×90 см / 24” x36 ”R
• 60×60 см / 24” x24 ”R

Кажется, мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings. COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}} / 500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$ item}} {{l10n_strings.ТОВАРЫ}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.LANGUAGE}} {{$ select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR}}

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$ select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

На пути к архитектуре катализаторов с цифровым управлением: иерархическое нанопористое золото посредством 3D-печати

Abstract

Монолитные нанопористые металлы, полученные в результате удаления сплавов, имеют уникальную биконепрерывную твердую / пустотную структуру, которая обеспечивает как большую площадь поверхности, так и высокую электропроводность, что делает их идеальными кандидатами для различные энергетические приложения. Однако многие из этих приложений получат большую выгоду от интеграции спроектированной иерархической макропористой сетевой структуры, которая увеличивает и направляет массовый транспорт. Мы сообщаем о трехмерном (трехмерном) нанесенном иерархическом нанопористом золоте (3DP-hnp-Au) со спроектированной неслучайной макроархитектурой путем сочетания трехмерной печати и расплавления. Материал демонстрирует три различных шкалы структурной длины: от цифровой макропористой сетевой структуры (от 10 до 1000 мкм) до наноразмерной морфологии пор / связок (от 30 до 500 нм), контролируемой удалением сплавов.Измерения сверхемкости, падения давления и катализа показывают, что трехмерная иерархическая природа наших печатных нанопористых металлов заметно улучшает массоперенос и скорость реакции как для жидкостей, так и для газов. Наш подход может быть применен к различным системам сплавов и может революционизировать конструкцию (электро) химических заводов, изменив масштабные соотношения между объемом и площадью поверхности катализатора.

ВВЕДЕНИЕ

Монолитные нанопористые металлы, часто создаваемые комбинацией этапов легирования и удаления легирования, состоят из извилистой, биконтинуальной сети наноразмерных пор и металлических связок.Эти уникальные структурные характеристики делают монолитные нанопористые металлы идеальными кандидатами для широкого круга приложений, требующих одновременного быстрого переноса массы, тепла и электронов ( 1 ). При снятии легирования бинепрерывная структура нанопористого металла создается путем селективного удаления менее благородного компонента многокомпонентного (чаще всего бинарного) сплава в коррозионных условиях ( 2 ). Например, нанопористое золото (np-Au) может быть образовано путем селективного растворения серебра (Ag) из сплавов Ag-Au, часто с использованием азотной кислоты в качестве агрессивного травителя.Морфология нанопористого металла (и размер элемента) может быть настроена в зависимости от материала и параметров процесса (например, исходного состава сплава, выбора конкретного химического состава коррозии и коррозионных химических агентов, выбора электролита, приложенного электрического потенциала и времени удаления сплава), где производство нанопористых металлов с унимодальным распределением пор и связок по размерам ( 3 ). Нанопористые металлы ценятся за их физические, структурные, механические, термические и функциональные свойства, включая пористость с открытыми ячейками (обычно ~ 70% по объему), большое отношение площади поверхности к объему, механическую упругость и высокую теплопроводность и электропроводность ( 4 ).Однако известно, что объемные нанопористые металлы также страдают от транспортных ограничений, когда перенос массы на основе диффузии через извилистую нанопористую сеть является медленным, ограничивая доступную площадь поверхности и в конечном итоге уменьшая преимущества использования объемных нанопористых металлов для (электро) катализа ( 5 , 6 ), сенсоры ( 7 ), исполнительные механизмы ( 8 ), электрохимические энергетические системы ( 9 ), а также химическое разделение и хроматография ( 10 ).По сравнению со своими неиерархическими аналогами, нанопористые металлы со структурной иерархией — те, что встречаются в природе, например, в легких и сосудистой сети — могут преодолеть эти ограничения за счет включения макропористых транспортных «магистралей», которые охватывают многие масштабы, таким образом гарантируя, что площадь поверхности остается большой, но остается доступный. Реализация быстрого направленного переноса требует разработки новых технологий производства, которые создают спроектированные анизотропные макропоры.

Предыдущие исследования пытались получить изотропные иерархически структурированные объемные нанопористые металлы ( 2 , 11 — 13 ).Например, были разработаны стратегии для создания np-Au с бимодальным распределением пор по размерам путем многократного отжига и (повторного) удаления сплава с последовательным удалением Ag ( 2 , 11 , 12 ). Иерархический np-Au был получен путем покрытия жертвенных полимерных шаблонов пленками сплава Ag-Au с последующим удалением полимера и Ag ( 13 ). Тем не менее, эти подходы к производству страдают от ограниченной гибкости материала и, что более важно, не в состоянии создавать детерминированные, упорядоченные и анизотропные иерархические структуры, необходимые для адаптации механического поведения и прямого транспорта для новых приложений, таких как трехмерные (3D) химические реакторы, усовершенствованные каталитические системы, проточные батареи и проточные электроды. Теперь мы демонстрируем спроектированные нанопористые металлы с контролем над множеством масштабов структуры, достигаемые путем комбинирования маршрутов обработки «снизу вверх» и удаления сплавов с методами трехмерной печати «сверху вниз».

В последнее время методы 3D-печати и аддитивного производства используются для создания сложных многомасштабных архитектур, которые нарушают традиционные законы масштабирования и приводят к ранее недостижимым комбинациям структурных, механических, химических, термических и функциональных свойств ( 14 — 17 ).Здесь мы сообщаем о трехмерной печати Au и Ag «чернил» при комнатной температуре, о технике трехмерной печати на основе экструзии, известной как прямое написание чернил (DIW), которая в сочетании с процессами легирования и удаления сплавов создает иерархические структуры нанопористого металла, состоящие из НП-Au. Наши напечатанные на 3D-принтере иерархические нанопористые структуры золота (3DP-hnp-Au) заметно увеличивают перенос ионов под действием электрического поля (до 10 раз) и перенос массы под давлением (до 10 ⁵ раз). В нашем процессе печати используется трехосная система позиционирования для печати трехмерных архитектур путем выдавливания непрерывной нити через сопло микромасштабирования и создания структур послойно ( 18 ).В то время как керамические ( 19 ), металлические ( 20 ), полимерные ( 21 ) и другие чернила на углеродной основе ( 22 , 23 ) были разработаны для печати широкого спектра функциональных устройств ( 24 ), композитные чернила, которые позволяют контролируемую интеграцию нанопор путем удаления сплава для получения иерархических нанопористых металлов, не были продемонстрированы.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Образцы 3DP-hnp-Au были приготовлены с помощью ряда стадий печати, отжига и удаления сплавов (рис.1). Сначала мы создали вязкие пастообразные чернила, состоящие из смеси микрочастиц Ag и Au с общим атомным соотношением Ag / Au = 70:30. Этот состав сплава был выбран потому, что он приводит к механически прочным структурам np-Au после удаления легирования ( 25 ). Краска снижает вязкость в присутствии сдвиговых потоков, что позволяет печатать при умеренном давлении, и быстро восстанавливает модуль упругости при выходе из сопла для достижения сохранения формы, необходимой для успешной 3D-печати (рис.S1) ( 26 ). Чтобы создать трехмерную архитектуру, мы загрузили чернила в цилиндр шприца, удалили весь захваченный газ из смеси чернил, прикрепили микронасадку и надавили на печатающую головку, чтобы нанести чернила на плоскую подложку под числовым программным управлением компьютера (рис. 1A и фильм S1) . Готовые к печати части зеленого тела состояли из дискретных частиц Au и Ag, связанных полимером. Для образования однородных сплавов Ag-Au напечатанные структуры подвергаются термообработке при 850 ° C в течение 12 часов на воздухе (рис. 1B).Длина диффузии, L , была оценена с использованием закона Фика, L = (2 D · t ) ^1/2 , где D — коэффициент диффузии, а t — время диффузии. . Здесь D определяется как D ₀ exp (- E _a / RT ), где D ₀ — температурно-независимый коэффициент диффузии (см ² / с ), E _a — энергия активации диффузии (кал / моль), R — газовая постоянная [Дж / (моль · К)], а T — абсолютная температура (К).Использование заявленных значений ( 27 ) для D ₀ и E _a ( D ₀ = 0,23 см ² / с и E _a = 43,54 кал / моль для диффузии Ag в Au и D ₀ = 0,35 см ² / с и E _a = 46,67 кал / моль для диффузии Au в Ag, соответственно), диффузионная длина Ag в Au и По расчетам, Au в Ag при 850 ° C в течение 12 часов составляет 80 и 57 мкм соответственно. Это намного превышает размер частиц Au и Ag от 10 до 20 мкм, что позволяет получить однородный сплав. Кроме того, термическое разложение полимерного связующего создает микромасштабную пористость внутри печатных элементов. На последнем этапе создается наноразмерная пористость путем погружения термообработанной легированной детали в ванну с концентрированной азотной кислотой (HNO ₃ ) для удаления Ag (рис. 1C).

Рис. 1 3DP-hnp-Au демонстрирует контроль над структурой, которая охватывает более семи порядков величины в масштабах длины, от сантиметров до нанометров.

( A от до C ) Схематические изображения (A) красок для 3D-печати, состоящих из смесей микрочастиц Au и Ag, полимерного связующего и растворителя (связующее и растворитель обозначены зеленым цветом). (B) На этапе отжига происходит сплавление фаз Au и Ag и удаление полимерного связующего для получения микромасштабной пористости. (C) Стадия удаления легирования выборочно удаляет фазу Ag, что приводит к наноразмерной пористости. Оптические изображения в масштабе 1 мм для многослойных структур, подобных дереву, для печати ( D ), отжига и легирования ( E ) и этапов удаления легирования ( F ).Показаны изображения, полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), на которых изображена эволюция структуры после этапов печати, отжига (и легирования) и удаления сплавов в масштабе 100 мкм (от G до I ), в масштабе 10 мкм ( J до L ), в масштабе 1 мкм (от M до O ) и в масштабе 100 нм (от P до R ). ( S и T ) Укрупнение наноструктуры после повторного отжига. Масштабные линейки: 1 мм (от D до F), 100 мкм (от G до I), 10 мкм (от J до L), 1 мкм (от M до O и S) и 100 нм (от P до R и T).

Наш 3DP-hnp-Au имеет иерархическую структуру, которая охватывает более семи порядков по шкале длины — от сантиметров до нанометров. Самый большой масштаб длины (то есть макромасштаб) напрямую контролируется процессом 3D-печати и, таким образом, является наиболее детерминированным по своей структуре и направлению. Процесс печати определяет форму образца и создает архитектуру макромасштаба, которая состоит из нитей с размерами элементов, которые обычно составляют порядка 100 мкм с расстоянием между центрами между нитями (например, макропорами), которые могут простираться от Расстояние от 10 мкм до более 1 мм (рис.1, Г — Е). Следующий уровень структуры состоит из пор микромасштаба (от ~ 1 до 10 мкм), созданных испарением растворителя и разложением полимерного связующего (рис. 1, от J до L). Частицы легируются при отжиге (рис. 1, M и N), а на этапе удаления сплава (рис. 10) создается наноразмерная пористость с размерами связок и пор порядка от ~ 10 до 100 нм (рис. 1, P — R). ). Добавление второго этапа отжига после удаления легирования увеличивает наноразмерную структуру, увеличивая ее от наномасштаба до микромасштаба (рис.1, S и T) ( 28 , 29 ).

Отметим, что структуры, похожие на поленницы, на момент печати имеют диаметр волокон ~ 150 мкм с расстоянием между центрами волокон ~ 300 мкм. Напечатанные структуры окрашены в коричневый цвет (рис. 1D). При легировании они приобретают белый серебристый цвет (рис. 1E) и переходят в темно-золотистый цвет при удалении сплава (рис. 1F). Эти изменения цвета вызваны как композиционными, так и структурными изменениями, которые происходят на этапах послепечатной обработки.Термическая обработка приводит к небольшой объемной усадке (<10%), тогда как после удаления сплава наблюдается незначительная усадка. Напечатанные структуры состоят из плотно упакованных смесей микрочастиц Au и Ag с небольшими порами (рис. 1, G и J). При отжиге из-за слияния и укрупнения частиц Au и Ag образуются крупные ограненные зерна, что приводит к образованию сплава Ag-Au (рис. 1, H, K, N и Q). Общая микромасштабная пористость и размер пор регулируются путем настройки общего содержания растворителя и полимерного связующего. При легировании образуется 3DP-hnp-Au с размерами связок и пор ~ 40 нм (рис. 1, O и R). Поперечное сечение сломанной нити подтверждает однородность нанопористой структуры по всем удаленным нитям (рис. 2). Анализ методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS) 3DP-hnp-Au выявляет ~ 2 атомных% (ат.%) Остаточного Ag, что аналогично остаточному содержанию Ag в объемном np-Au, полученном в результате свободной коррозии ( 30 ). На рис. 1 (S и T) показано, что размер наноразмерных элементов увеличивается с ~ 40 до 500 нм за счет повторного отжига при 500 ° C в течение 1 часа.Этот второй этап отжига влияет только на наноразмерную структуру, потому что температура недостаточно высока или время достаточно велико для значительного укрупнения крупномасштабной структуры, сформированной во время начальной стадии отжига 850 ° C, применяемой для образования сплава. Распределение размеров связок np-Au и 3DP-hnp-Au до и после отжига составляет 50 ± 11 нм, 40 ± 7 нм и 552 ± 114 нм, соответственно (рис. S2).

Рис. 2 Поверхности излома показывают, что структура однородна по всем удаленным филаментам.

( A ) СЭМ-изображение, показывающее поверхность излома нити с удаленным сплавом. В процессе отжига образовались крупные зерна и ограненные поверхности. ( B ) СЭМ-изображение с более высоким разрешением поверхности излома и ( C ) СЭМ-изображение с самым высоким разрешением поверхности излома, показывающие, что связки и морфология пор в наномасштабе распространяются по всему объему напечатанных волокон. Масштабные линейки 10 мкм (A), 1 мкм (B) и 100 нм (C).

Процесс 3D-печати, использованный для этой работы, позволяет детерминированно формировать паттерн общей формы образца и микромасштабной архитектуры (рис.3). Тестовый образец, состоящий из параллельных линий с систематически изменяющимся расстоянием между центрами волокон, использовался для определения предела разрешения композитных чернил Ag-Au. При размере элемента диаметром 200 мкм расстояние между нитями составляло всего ~ 50 мкм (рис. 3A). Минимально возможный размер печатных элементов зависит от размера частиц краски и реологии. Замена микрочастиц, используемых в этом исследовании, на наночастицы должна позволить формировать более мелкие детали. Мы также продемонстрировали печать многослойных структур, включая спиральные, сотовые, полые столбчатые, а также квадратные и радиальные решетчатые структуры (рис.3, Б — Е). Рисунок 3 (от B до D) состоит из двухмерных экструдированных структур, где верхние слои полностью поддерживаются нижележащими слоями, тогда как квадратные и радиальные решетчатые структуры на рис. 3 (E и F) имеют элементы, которые должны перекрывать зазоры в нижележащих слоях. Относительную плотность периодических структур 3DP-hnp-Au можно регулировать в широком диапазоне, изменяя диаметр и расстояние между нитями.

Рис. 3 Напечатанные на 3D-принтере структуры Ag-Au с различной геометрией на макроуровне и микромасштабной архитектурой.

( A ) Оптическое изображение однослойного массива параллельных линейных волокон. Оптические изображения многослойной спирали с высоким соотношением сторон ( B ), ( C ) сот, ( D ) массива полых столбов, ( E ) линейной простой кубической решетки и ( F ) круговой радиальной решетки конструкции. (A), (B), (C) и (E) показаны как напечатанные, а (D) и (F) показаны после отжига. Масштабные линейки 200 мкм (A) и 2 мм (от B до F).

Многоуровневая иерархическая структура 3DP-hnp-Au улучшает электрокинетический поток через поры, заполненные электролитом, что продемонстрировано циклической вольтамперометрией (CV) и спектроскопией электрохимического импеданса (EIS) (рис.4). Электрохимически доступные площади поверхности как np-Au, так и 3DP-hnp-Au были определены с использованием метода удаления оксида Au. Метод предполагает, что после выполнения положительного сканирования поверхность Au покрывается монослоем кислорода, который затем уменьшается во время отрицательного сканирования (рис. 4A). Оба материала имеют очень похожие гравиметрические площади поверхности: 5 м ² / г для np-Au по сравнению с 4,7 м ² / г для 3DP-hnp-Au. Измеренные площади поверхности np-Au согласуются с ранее сообщенными значениями ( 2 , 31 ), и их сходство является результатом их сопоставимого наноразмерного размера связки, который как для np-Au, так и для 3DP-hnp-Au , имеет диаметр около 40 нм.EIS, собранный при потенциале холостого хода в 0,5 M растворе H ₂ SO ₄ , был проведен для оценки ограничений переноса ионов путем измерения частотной характеристики емкости и, следовательно, электрокинетического потока, вызванного небольшими возмущениями электрического поля. Графики Найквиста показывают, что и np-Au, и 3DP-hnp-Au демонстрируют чисто емкостный отклик (рис. S3). Графики «емкость-частота» показывают ожидаемое уменьшение емкости с увеличением частоты (рис. 4B). На низких частотах оба материала демонстрируют одинаковые значения емкости, соответствующие их сопоставимым удельным поверхностям.Однако частота, при которой емкость уменьшается до 50% от ее порогового значения низкой частоты (10 ⁻² Гц), примерно в 10 раз выше для образца 3DP-hnp-Au. Улучшенная производительность образца 3DP-hnp-Au напрямую отражает более быстрый электрокинетический поток через поры, заполненные электролитом. Кинетика макроскопической зарядки оценивалась путем проведения экспериментов со скачком потенциала в области двойного слоя, где происходят только нефарадические процессы. Сначала образец выдерживали в течение 60 с при начальном потенциале E _i = 0 В (по сравнению с Ag / AgCl) до тех пор, пока поверхность не была полностью заряжена, после чего производился скачок потенциала до 0.6 В (по сравнению с Ag / AgCl) при отслеживании переходной токовой характеристики (рис. 4C). Кинетику зарядки оценивали путем сравнения времени ( t _1/2 ), когда ток спадал до своего полумаксимального значения. 3DP-hnp-Au ( t _1/2 = 0,38 с) заряжается примерно в два раза быстрее, чем np-Au ( t _1/2 = 0,67 с), что подтверждает улучшенные массопереносные свойства 3DP. -hnp-Au, наблюдаемый в экспериментах EIS.

Инжир.4 Электрохимические измерения для оценки электрохимически доступной площади поверхности и переноса ионов под действием электрического поля в np-Au и 3DP-hnp-Au.

( A ) Циклические вольтамперограммы (скорость сканирования 10 мВ / с в 0,5 MH ₂ SO ₄ ), полученные из образцов np-Au (60 мг) и 3DP-hnp-Au (59 мг), показывающие Au пики уменьшения, используемые для расчета площади поверхности. ( B ) Зависимость емкости от частоты по данным EIS. ( C ) Кинетика заряда np-Au и 3DP-hnp-Au в ответ на скачки потенциала от E _i = 0 В до E _F = 0.6 В (по сравнению с Ag / AgCl). Время ( t _1/2 ), когда ток уменьшается до своего полувысокого значения, I / I ₀ = 0,5, используется для оценки кинетики заряда. Пунктирная линия показывает I / I ₀ = 0,5.

Многоуровневая иерархическая структура 3DP-hnp-Au также усиливает управляемый градиентом давления массоперенос по сравнению с его аналогом np-Au (Рис. 5). Транспортные свойства жидкостей оценивались в специальной установке проточной ячейки путем измерения перепада давления на мембранах np-Au и 3DP-hnp-Au в зависимости от скорости потока (рис.5А). Расчеты падения давления были выполнены на основе модели волоконного слоя для np-Au и модели квадратной трубы для 3DP-hnp-Au и сопоставлены с измерениями перепада давления для обоих материалов (рис. 5B). Падение давления np-Au превысило верхний предел датчика давления (103,4 кПа) для всех проверенных скоростей потока. Расчеты предсказывают падение давления на неиерархической np-Au мембране более чем на 10 ⁵ кПа. Для сравнения, 3DP-hnp-Au показывает падение давления менее 6.8 кПа для всех протестированных скоростей потока. Ожидается, что полное падение давления в одном канале квадратной решетки 3DP-hnp-Au будет происходить как из-за вязких эффектов, связанных с потоком в трубе, так и из-за выхода меньшего диаметра на конце трубы, который возникает из-за частичного обрушения боковой стенки во время печати. процесс (рис. 1D). Чтобы определить, какой эффект преобладает, мы сначала выполнили расчеты ламинарного падения давления, которые привели к падению давления на порядок меньше, чем экспериментальное наблюдение.Кроме того, эксперименты по падению давления демонстрируют нелинейное масштабное поведение, что дополнительно исключает вязкие эффекты. Экспериментально наблюдаемые нелинейные перепад давления и зависимость расхода, подтвержденные расчетным моделированием гидродинамики и аппроксимированные уравнением Бернулли (то есть уравнением S4), позволяют предположить, что в перепаде давления преобладает выпускной канал меньшего диаметра на выходе из трубы. Результаты расчетов согласуются с экспериментальными данными (рис. 5Б и рис. S4 и S5).

Инжир.5 Транспортные и каталитические реакции в np-Au и 3DP-hnp-Au.

( A ) Схематическое изображение проточной ячейки для жидкости. ( B ) Расчетные и экспериментальные графики зависимости падения давления от скорости потока показывают, что иерархическая структура 3DP-hnp-Au снижает падение давления в> 10 ⁵ раз по сравнению с np-Au. ( C ) Схематическое изображение потока газа через каталитический реактор с неподвижным слоем. ГХ-МС, газовая хроматография – масс-спектрометрия. ( D ) График зависимости скорости реакции от времени, который сравнивает гравиметрическую скорость реакции 3DP-hnp-Au (80 мг) и np-Au (160 мг) катализаторов окисления метанола с образованием метилформиата и диоксида углерода при повышенной температуре.

Нанопористые катализаторы на основе золота показали превосходную долгосрочную стабильность. По сравнению с их аналогами на основе наночастиц Au, они кажутся менее склонными к дезактивации из-за созревания Оствальда и миграции / коалесценции частиц, которые вместе быстро снижают скорость реакции ( 30 , 32 ). С другой стороны, объемные катализаторы np-Au страдают из-за ограничений массопереноса. Теперь иерархические катализаторы np-Au, особенно полученные в результате объединения новых методов 3D-печати и оптимизации дизайна, обещают преодолеть эти транспортные ограничения.Чтобы продемонстрировать преимущества внедрения иерархической трехмерной структуры для катализа, мы сравнили реакции np-Au и 3DP-hnp-Au в проточной ячейке (рис. 5C) и исследовали селективное частичное окисление спиртов (рис. 5D). ) ( 5 , 9 , 33 ). Эти каталитические материалы продемонстрировали сопоставимую селективность (от 70 до 90%) образования метилформиата из метанола, что подтверждает, что np-Au и 3DP-hnp-Au имеют сходный химический состав поверхности. Однако различия выявляются при сравнении скорости реакции на массу катализатора: катализатор 3DP-hnp-Au в два раза превосходит np-Au по этому показателю (рис.5D). Этот результат указывает на более эффективное использование доступного материала (и каталитических центров) в 3DP-hnp-Au и является прямым проявлением улучшенных транспортных характеристик. Предыдущая работа по неиерархическим мембранам катализатора показала, что большинство каталитических реакций происходит вблизи стороны каталитической мембраны, обращенной к потоку газа, если химические реакции протекают быстро по сравнению с массопереносом внутри пористой каталитической мембраны ( 34 ). Более высокая скорость реакции на массу катализатора каталитической мембраны 3DP-hnp-Au, таким образом, показывает, что большая часть внутренней поверхности катализатора способствует наблюдаемой реакционной способности.Эксперимент также доказывает, что совместное действие отжига и последующей обработки озоном эффективно удаляет все углеродные остатки из органического связующего вещества чернил Ag-Au DIW. Ожидается, что повышение разрешения и размера элементов нашего процесса 3D-печати с использованием чернил на основе наночастиц Ag-Au еще больше повысит эффективность архитектур катализаторов 3DP-hnp-Au.

Механические свойства наших образцов 3DP-hnp-Au важны для многих потенциальных применений, особенно если они связаны с градиентами давления в материале.В качестве предварительного испытания механических свойств материалов 3DP-hnp-Au, описанных в этой статье, мы выполнили макроскопическое испытание на одноосное сжатие с образцом относительной плотности 4% (то есть относительно объемной плотности золота, поэтому пористость составляет 96%). %). Соответствующая кривая напряжения-деформации показана на рис. S7. Исследуемый образец оставался монолитным на протяжении всего испытания на сжатие, обнаруживая его высокую пластичность. Прочность на сжатие (принятая как пересечение между областью начального нагружения и последующим плато напряжений) образца 3DP-hnp-Au с относительной плотностью 4% составляет около 1 МПа, что в ~ 10-15 раз ниже, чем значение, указанное для неиерархический np-Au с ~ 7 раз большей плотностью (~ 0.3) и аналогичные диаметры связок (от 30 до 40 нм) ( 35 ). Наблюдаемое уменьшение прочности на сжатие с относительной плотностью согласуется с моделью пластичности пенопласта Гибсона и Эшби, которая предсказывает, что прочность масштабируется с относительной плотностью до степени 3/2 ( 36 ). Таким образом, наш подход к 3D-печати позволяет регулировать плотность np-Au, не влияя на возможность подключения к сети, которая доминирует в зависимости прочности от плотности в np-Au с мономодальным распределением пор по размерам ( 37 ).

ОБСУЖДЕНИЕ

Объединив 3D-печать с передовыми материалами, мы создали новую парадигму для архитектур катализаторов на основе нанопористых материалов и специально продемонстрировали производство 3DP-hnp-Au с детерминированным контролем более чем на семь порядков по шкале длины. структура. Иерархические уровни структуры и пористости настраиваются отдельно путем изменения 3D-печати, состава чернил и условий удаления покрытия. Мы продемонстрировали этот метод, разработав пастообразные чернила с атомным соотношением Ag и Au ~ 2: 1.Эти чернила демонстрируют необходимые реологические свойства для печати и отвечают требованиям легирования / удаления легирования для получения np-Au. Описанный здесь метод прост и рентабелен. 3D-печать — это аддитивная технология, которая позволяет создавать рисунки произвольных макромасштабных форм-факторов и сложных микромасштабных архитектур без необходимости использования дорогостоящих и трудоемких субтрактивных методов производства. Чернила и технология, описанные в этой работе, могут быть адаптированы к другим технологиям на основе экструзии, которые оказались пригодными для массового производства.Снижение ограничений массопереноса и повышение реакционной способности без ущерба для селективности или стабильности означает, что можно использовать большую площадь поверхности активного материала. Это снижает общую необходимую массу катализатора, который в данном случае является дорогим драгоценным металлом. Иерархическое управление также способствует гетерогенной интеграции с другими функциональными устройствами и схемами тестирования, что ускоряет инновационный цикл проектирования-изготовления-тестирования. Кроме того, наш подход к 3D-печати может создавать композиционные градиенты в структуре, изменяя состав чернил на лету с помощью смешивающих печатающих головок, что обещает новый уровень структурного контроля и возможную функциональность для реакторных систем.Отметим, что этот подход может быть принят для других сплавов, включая системы сплавов на основе Cu и Ni. Дальнейшая работа будет направлена ​​на обратную оптимизацию конструкции, которая будет сосредоточена на разработке макро- и микромасштабных архитектур для проточных электродов электрокатализатора для таких приложений, как проточные батареи и реакции электрохимического восстановления диоксида углерода. В конечном счете, возможность контролировать масштабные соотношения между объемом и площадью поверхности катализатора может произвести революцию в конструкции химических реакторов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Подготовка чернил Ag-Au

Композитные чернила Ag-Au получали смешиванием 7 г Ag-глины [90 мас.% (Мас.%) Порошка серебра + 10 мас.% Воды и органического связующего; глина драгоценных металлов (PMC), Mitsubishi Materials] и 6 г глины Au (91,7 мас.% чистого золота + 8,3 мас.% органического связующего, воды и серебра; PMC, Mitsubishi Materials) с 0,5–1,0 г органического растворителя (PasteMaker, Sherri Haab), что соответствует в среднем от 70 ат.% Ag до 30 ат.% Au.Компоненты сплава перемешивали в планетарном центробежном смесителе (Thinky) в течение 1 мин.

Реология чернил

Реологические свойства композиционных чернил Ag-Au были измерены с помощью реометра с контролируемым напряжением (AR 2000ex, TA Instruments) с геометрией плоской пластины 40 мм и зазором 500 мкм. Всем измерениям предшествовала 1-минутная стадия кондиционирования при постоянной скорости сдвига 1 с ^-1 с последующим 10-минутным периодом покоя, чтобы позволить микроструктуре чернил преобразоваться. Сначала была проведена развертка деформации от 10 ^-1 до 10 ² с ^-1 для регистрации кажущейся вязкости как функции скорости сдвига.Также была проведена развертка напряжения от 10 ⁻² до 2 × 10 ³ Па при постоянной частоте 1 Гц для регистрации модуля накопления и модуля потерь как функции напряжения развертки. Предел текучести был определен как напряжение, при котором модуль упругости падает до 90% от значения плато.

3D-печать

Композитные чернила загружали в цилиндр шприца объемом 3 мл (Nordson EFD), прикрепленный с помощью Luer-Lok к конусной форсунке с плавным потоком [внутренний диаметр ( d ), 200 мкм].Пневматический дозатор жидкости (Ultimus V, Nordson EFD) обеспечивал соответствующее давление для выдавливания чернил через сопло. Шаблоны мишеней были напечатаны с использованием трехосного позиционирующего столика (ABL9000, Aerotech). Зеленые детали из серебра и золота 3D были напечатаны на кремниевой пластине с начальной высотой сопла 0,7 d для обеспечения адгезии к подложке. Эти напечатанные детали были высушены на воздухе, а затем подвергнуты термическому отжигу при 850 ° C для образования структур из сплава. Типичный напечатанный образец xyz размером 6 мм × 6 мм × 1.6 мм, но детали большего размера были напечатаны в демонстрационных целях. Используя массу образца после удаления сплава (60 мг), рассчитанная плотность составила 0,9 г / см ^-3 , что соответствует пористости 96%.

Dealloying

Ag был выборочно удален из напечатанных на 3D-принтере архитектур Ag-Au путем погружения отожженного образца в концентрированную азотную кислоту (70 мас.% HNO ₃ ) на 48 часов. После удаления слоя образцы несколько раз промывали деионизированной водой и сушили на воздухе в течение 24 часов.Количество удаленного Ag определяли путем измерения массы образца до и после удаления сплава.

Характеристика

Размер образцов определяли с помощью штангенциркуля с точностью 0,01 мм, а массу измеряли с помощью ультрамикровесов (XP24, Mettler Toledo) с точностью до 0,001 мг. Относительная плотность каждого образца рассчитывалась по измеренным массе и объему. Образцы получали с помощью цифровой оптической камеры и автоэмиссионного СЭМ (JEOL 7410) при ускоряющем напряжении 5 кэВ и рабочем расстоянии 8 мм.Элементный состав определялся методом EDS с использованием ускоряющего напряжения 10 кэВ. Макроскопические испытания на линейное сжатие были выполнены с использованием универсальной испытательной машины (Instron 5943), оснащенной тензодатчиком 1000 Н при номинальной скорости 10 мкм с ^-1 . Электрохимические измерения проводили на биологическом потенциостате ВСП-300. Электрохимические площади поверхности np-Au и 3DP-hnp-Au определяли методом CV с использованием площадей под пиками окисления и восстановления Au. Потенциальное окно от 0 до 1.Использовали 5 В (по сравнению с электродом сравнения Ag / AgCl) и скорость сканирования 10 мВ с ^-1 в 0,5 М растворе H ₂ SO ₄ (класс Американского химического общества, VWR). В качестве противоэлектрода использовалась платиновая проволока (диаметр 0,1 мм, длина 5 см). Эквивалент удельного заряда 450 мкКл · см ⁻² был использован для преобразования заряда, связанного с восстановлением оксида золота, в площадь поверхности, которую затем делили на массу образца, чтобы получить удельную площадь поверхности на единицу массы ( 33 ). .

Измерения EIS проводились в растворе 0,5 MH ₂ SO ₄ со сканированием частоты от 10 кГц до 10 мГц и амплитудой напряжения 5 мВ при потенциале 0,1 В. Сопротивление раствора ( R _с ) составляло 2,55 Ом. Сопротивление переносу заряда / электрона ( R _ct ) составляло 4,7 и 2,76 Ом для np-Au и 3DP-hnp-Au соответственно. Значения емкости рассчитывались из измеренной мнимой составляющей импеданса Z _im с использованием корреляции C = −1 / (2π fZ _im ), где f — частота ( 38 ).Объемный образец np-Au такой же массы, приготовленный путем удаления легирования объемного сплава Ag70Au30, использовался в качестве эталона. Сплав был вырезан и прокатан до аналогичной толщины образца с размером xyz 2,0 мм × 3,0 мм × 1,6 мм. Испытания на падение давления проводились в проточной ячейке специальной конструкции. Вход ячейки соединен с датчиком давления (Omega, PX209, 200g5v) с диапазоном обнаружения от 0 до 103,4 кПа. Края образцов np-Au и 3DP-hnp-Au были заделаны эпоксидной смолой, и скорость потока составляла от 0 до 0 мкм.0135 и 27,3 мл мин ^-1 (от 1 до 200 об / мин).

Селективное окисление метанола до метилформиата было использовано в качестве тестовой реакции для оценки массопереноса, вызванного градиентом давления, через мембрану из np-металла. Каталитические испытания проводились в кварцевом трубчатом реакторе, окруженном печью; диски np-Au и 3DP-hnp-Au были загружены в центр трубы реактора и удерживались на месте пробками из кварцевой ваты с обеих сторон дисков. Реактор и диски имели одинаковые диаметры, чтобы минимизировать обход реагентов.Температуру контролировали и измеряли с помощью термопары, расположенной прямо над дисками. Были приготовлены мембранные диски из Np-Au и 3DP-hnp-Au одинаковой толщины и аналогичного диаметра (оптические изображения представлены на вставках к рис. S6). Контрольный образец np-Au с унимодальным распределением пор по размеру имел диаметр 9,4 мм (такой же размер, как внутренний диаметр кварцевой трубки реактора) и толщину 400 мкм. Образец 3DP-hnp-Au имел диаметр 8,8 мм и был изготовлен путем печати четырех слоев концентрических кругов с расстоянием между слоями, равным диаметру нити; Радиус концентрических кругов каждого другого слоя был отрегулирован так, чтобы покрыть расстояние между волокнами внутри слоя, таким образом, не оставляя прямых путей прямой видимости для бесстолкновительного переноса газа.

Образцы 3DP-hnp-Au и np-Au загружали в кварцевую трубку реактора и помещали в печь. Образцы катализатора активировали с использованием ранее описанной процедуры активации озоном ( 39 ). Метанол вводили в реактор, барботируя Не через колбу с метанолом, поддерживаемую при комнатной температуре. Селективное окисление метанола начинали с постепенного увеличения от 50 ° до 150 ° C (10 ° C мин. ^–1 ) и наблюдения в течение более 10 часов (рис. S6). Были протестированы три различных реакционных условия (таблица S1): (i) 10% CH ₃ OH и 20% O ₂ в He с общим расходом 50 мл мин ^-1 , (ii) 10% CH ₃ OH и 5% O ₂ в He с общим расходом 50 мл мин. ^-1 , и (iii) 10% CH ₃ OH и 5% O ₂ в He с общим расход 75 мл мин ⁻¹ .Рабочие характеристики оценивали путем мониторинга выходящего потока с помощью газовой хроматографии-масс-спектрометрии (колонка HP-PLOT Q).

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Дополнительные материалы к этой статье доступны по адресу http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/4/8/eaas9459/DC1

Рис. S1. Реология исходных материалов Ag и Au и композиционных красок.

Рис. S2. Распределение связок по размеру.

Рис. S3. График Найквиста для np-Au и 3DP-hnp-Au при потенциале холостого хода.

Рис. S4. Вычислительная гидродинамика (CFD) моделирование поля скоростей квадратного канала с квадратным отверстием.

Рис. S5. Расчет падения давления в квадратном воздуховоде.

Рис. S6. Окисление метанола до метилформиата и диоксида углерода при 150 ° C.

Рис. S7. Кривая деформации сжатия 3DP-hnp-Au.

Таблица S1. Окисление метанола в различных условиях реакции для np-Au и 3DP-hnp-Au.

Фильм S1. 3D-печать чернилами Ag-Au для создания решетчатой ​​структуры.

Ссылки ( 40 — 43 )

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution, которая разрешает использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии, что в результате будет использовано , а не для коммерческой выгоды и при условии правильного цитирования оригинальной работы.

ССЫЛКИ И ПРИМЕЧАНИЯ

1. ↵
2. ↵
3. ↵
4. ↵

   A. Wittstock, J.Бинер, Дж. Эрлебахер, М. Баумер, Нанопористое золото : от древней технологии к высокотехнологичному материалу (Королевское химическое общество, 2012 г.).

5. ↵
6. ↵
7. ↵
8. ↵
9. ↵
10. ↵
11. ↵
12. ↵
13. ↵
9011 ↵
17. ↵
18. ↵
19. ↵
20. ↵
21. ↵
22. ↵
23. ↵
24. ↵
25. ↵
26. ↵
27. ↵
9011
28. ↵
29. ↵

30. D. А. Нильд, А. Бежан, Конвекция в пористой среде (Springer, ed. 4, 2006), т. 3.

31. C. N. Davies, Air Filtration (London Academic Press Inc., 1973).

32. ↵

    Р. Х. Перри, Д. В. Грин, Дж. О. Мэлони, Perry’s Handbook of Chemical Engineering (McGraw-Hill Companies Inc., изд. 8, 1997).

Благодарности: Мы благодарим Н. Дудуковича за его помощь в подготовке изображений и фотографии, а также Р.Чен за помощь со схематическими иллюстрациями. Номер версии IM: LLNL-JRNL-737039. Финансирование: Авторы благодарны за поддержку этого исследования под эгидой Министерства энергетики США по контракту DE-AC52-07NA27344, в рамках присуждения премии 17-FS-036 в области лабораторных исследований. Авторы также выражают признательность за поддержку Интегрированной мезомасштабной архитектуры для устойчивого катализа, исследовательского центра Energy Frontier, финансируемого Министерством энергетики США, Управлением науки, фундаментальных энергетических наук в рамках награды No.DE-SC0012573. Вклад авторов: C.Z., Z.Q., W.C., M.A.W., E.B.D., C.M.S. и J.B. задумали и спланировали эксперименты. C.Z., M.A.W. и W.C. разработали чернила и провели 3D-печать и пост-отжиг. Z.Q. и J.Y. исследовал процесс удаления образцов, напечатанных на 3D-принтере. Z.Q. провели SEM, EDS и электрохимический анализ. C.Z. проведены реологические эксперименты. Z.Q. и В.А.Б. измеренный перепад давления массообмена и теоретические расчеты. M.L., J.L. и C.M.F. проведены испытания на окисление метанола.C.Z., Z.Q., E.B.D. и J.B. несли основную ответственность за подготовку рукописи с участием всех других авторов. Все авторы обсудили результаты и прокомментировали рукопись. Рукопись написана при участии всех авторов. Все авторы одобрили окончательную версию рукописи. Конкурирующие интересы: Z.Q., J.B., W.C., E.B.D., C.M.S., M.A.W., J.Y. и C.Z. являются авторами заявки на патент, связанной с этой работой, поданной Ливерморской национальной лабораторией Лоуренса (15/7, подана 23 октября 2017 г.

No related posts.