Vorteile für den Benutzer
- Die Hochgeschwindigkeits-Videokamera HPV-X3 ermöglicht Hochgeschwindigkeitsaufnahmen mit bis zu 20 Mfps.
- Die Kamera ist in der Lage, hochauflösende Bilder der hochfrequenten Schwingungen von Mikrobläschen und der
Die Form ändert sich während ihres Kontraktionsprozesses.
Einführung
Lithium-Ionen-Batterien spielen aufgrund ihrer hohen Energiedichte und hervorragenden Ladeeffizienz eine wichtige Rolle in verschiedenen elektronischen Geräten. Um die Batterieleistung zu verbessern, werden Batteriematerialien und Verarbeitungsmethoden aktiv entwickelt. Eine der Bewertungsmethoden für mechanische Eigenschaften ist die Festigkeitsmessung. Das Metall (Stromabnehmer), das in den Elektroden von Lithium-Ionen-Batterien verwendet wird, wird während des Herstellungsprozesses einer Zugkraft ausgesetzt. Die Bewertung der Temperaturabhängigkeit ist erforderlich, da das Metall während der Herstellung auch Wärme ausgesetzt ist. In dieser Application News wird ein Arbeitsablauf vorgestellt, der aus der Bewertung der Zugfestigkeit von Metallfolien besteht, die als Elektroden für Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden. Die Tests wurden bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt, um die Temperaturabhängigkeit der Zugfestigkeit zu bewerten. Das verwendete Gerät wird ebenfalls beschrieben.
Messsystem
Der Beobachtungsaufbau, der Mikroskopschnitt und eine schematische Darstellung des Mikroskopschnitts sind in Abb. 2, 3 bzw. 4 dargestellt. Abb. 3 ist eine vergrößerte Ansicht des weiß umrandeten Bereichs in Abb. 2. Eine Glaszelle, die das Substrat und entgastes Wasser enthielt, wurde in das Mikroskop eingesetzt. Der Laser wurde von der Rückseite des Glassubstrats aus fokussiert, um Blasen zu erzeugen. Die erzeugten Blasen wurden mit dem HPV-X3 aus einer horizontalen Richtung relativ zur Substratoberfläche beobachtet. Zur Beleuchtung wurde eine Laserlichtquelle mit einer Wellenlänge von 640 nm (Cavilux) verwendet.
Messsystem
Der Beobachtungsaufbau, der Mikroskopschnitt und eine schematische Darstellung des Mikroskopschnitts sind in Abb. 2, 3 bzw. 4 dargestellt. Abb. 3 ist eine vergrößerte Ansicht des weiß umrandeten Bereichs in Abb. 2. Eine Glaszelle, die das Substrat und entgastes Wasser enthielt, wurde in das Mikroskop eingesetzt. Der Laser wurde von der Rückseite des Glassubstrats aus fokussiert, um Blasen zu erzeugen. Die erzeugten Blasen wurden mit dem HPV-X3 aus einer horizontalen Richtung relativ zur Substratoberfläche beobachtet. Zur Beleuchtung wurde eine Laserlichtquelle mit einer Wellenlänge von 640 nm (Cavilux) verwendet.
Ergebnisse der Beobachtung
Zunächst wurde das gesamte Phänomen der vibrierenden Wasserdampf-Mikrobläschen mit einer Geschwindigkeit von 1 Mfps aufgenommen, und es wurde
bestätigten, dass sich die Mikrobläschen wiederholt ausdehnen und zusammenziehen. Der Prozess von der Blasenbildung bis zur
verschwinden, ist in Abb. 5 dargestellt. Wie in Abb. 5(14) und (15) zu sehen ist, kann das Verhalten der Blasen kurz vor dem Verschwinden bei 1 Mfps nicht im Detail erfasst werden. Als nächstes wurde die Bildaufnahmegeschwindigkeit auf 20 Mfps geändert. Die Ergebnisse sind in Abb. 6 dargestellt. Die Form der Blasenspitze während des Kontraktionsprozesses erscheint in Abb. 5 und 6(1) und (2) bogenförmig. Mit fortschreitender Kontraktion ändert sich dies jedoch, und in Abb. 6(5) ist zu erkennen, dass die Form der Spitze kurzzeitig scharf wird.
Schlussfolgerung
Mit der Hochgeschwindigkeits-Videokamera HPV-X3 wird das wiederholte Ausdehnen und Zusammenziehen von Wasserdampf-Mikrobläschen
das durch Laserbestrahlung erzeugt wird, aufgenommen. Das HPV-X3 ist in der Lage, Hochgeschwindigkeitsaufnahmen mit bis zu 20 Mfps zu machen, und durch
Bei der Aufnahme mit dieser Höchstgeschwindigkeit konnten die hochfrequenten Schwingungen der Blasen sowie die Formänderungen während des Kontraktionsprozesses beobachtet werden.
Referenzen
1) Namura, K., Okai, S., Kumar, S., Nakajima, K., Suzuki, M.:
Advanced Materials Interfaces, 7 (18) (2020) 2000483.
Verwandte Anwendungen
1. Oszillationsanalyse von Wasserdampfblasen unter Verwendung von Hochgeschwindigkeits
Videokamera - Hochgeschwindigkeitsbildgebung im Sub-MHz-Bereich
Oszillationen -, Anwendungshinweis Nr. 84
Zusammenarbeit bei der Fotografie:
Abteilung für Mikrotechnik, Graduiertenschule für Ingenieurwesen,
Universität Kyoto
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