Kontsentreeritud päikeseenergia (CSP) eristub teistest taastuvatest energiaallikatest, kasutades soojusenergia salvestamist (TES) ja tavalisi soojusmootoreid, et edastada energiat nõudmisel. Konkurentsivõimelise ühtlustatud energiakulu (LCOE) saavutamiseks tuleb aga CSP süsteemi kulusid vähendada.
Hiljutised uuringud mitme kolmekordse perioodilise miinimumpinna (TPMS) ja perioodiliste sõlmepindade kohta soojusvahetitena on näidanud, et Schwarz-D TPMS pindadel on suurepärased soojusülekande omadused. IV-VI rühma siirdemetallide karbiidid, boriidid ja komposiidid on kõige levinumad ülikõrge temperatuuriga keraamilised (UHTC) materjalid. Enne lisaainete tootmise kasutuselevõttu oli TPMS-seadmeid keeruline valmistada.
Võrreldes varasemate keraamiliste TPMS-struktuuride valmistamise meetoditega, on liimijoaga lisandi tootmine kujunemas paljulubavaks ja skaleeritavaks keraamika vormimismeetodiks. Liimjoaga trükkimist on kasutatud UHTC soojusvahetiplaatide valmistamiseks koos reaktiivse infiltratsiooniga, kuid seda ei ole kasutatud suure suhtelise tihedusega paagutatud UHTC TPMS-struktuuride valmistamiseks. Nanomaterjalide paagutamisest saadud õppetunnid viitavad sellele, et madal toortihedus vormimise ajal ei ole alati probleem ja et hea ühtluse saavutamine on olulisem.
Selles uuringus näitasid autorid UHTC-TPMS struktuuride liimipihustuslisandite valmistamise teostatavust tühjade kandidaatide paagutamise ja printimise teel. Loodi vähemalt 92-protsendilise teoreetilise suhtelise tihedusega komponendid, mis on samuti osa TPMS-ist.
Sihttihedus tähistab üleminekut paagutamise vahepealsest etapist lõppfaasi, mis on vajalik keerukate peaaegu võrguvormide paagutamiseks täistiheduseni ja gaasi läbitungimise pärssimiseks, kasutades paagutamise HIP tehnikat. TPMS-i demonstratsiooniosa eesmärk oli näha, kas katsekehadest saadud trükkimise ja paagutamise parameetrid on rakendatavad keeruka geomeetria jaoks, mida soojusvaheti projekteerimisel kasutada.
Meeskond trükkis 9 cm 3 kuupmeetrised TPMS-i tükid ja paagutas neid ilma neid moonutamata või purustamata. Esitatakse disaini topoloogiad, materjalid ja valmistamise edusammud, et saavutada oma klassi parim jõudlus sulakloriidsoolade puhul CSP soojusvahetites.
Teadlased arutavad sideainejoa lisandite valmistamise ja paagutamise kombinatsiooni kasutamist ZrB{0}}MoSi2-põhiste UHTC-TPMS rakkude ehitamiseks. Oma heade töötlemisomaduste ja kvaliteedi tõttu valiti ZrB2-MoSi2 tahtlikult kehtetuks kandidaadiks, et demonstreerida UHTC-TPMS soojusvaheti teostatavust, kuni selle rakenduse jaoks on võimalik kindlaks teha parim UHTC materjal.
Näidati, et liimipihustuslisandite tootmist saab kasutada UHTC-TPMS struktuuride printimiseks ja paagutamiseks. Moonutuste tõhusaks piiramiseks leiti, et vaja on ruumi piiravat strateegiat. See suutis kasutada tavalist pulbrilist lähteainet, mille d50 oli ligikaudu 2-3 m, mis on sama suur, mida kasutatakse tavapärases UHTC-töötluses. Need materjalid paagutatakse teoreetilise suhtelise tiheduseni 92-98 protsenti, mis on piisav selleks, et vältida soojusvaheti vedelike läbimist läbi seinte, eraldades kaks piirkonda ja võimaldades suuremat tihedust vajades soojusisostaatilist rõhku.