Zirkonoxid-Nanopulver: Ein neues Material für „hinter“ 5G-Mobiltelefonen

Quelle: Science and Technology Daily: Der traditionelle Herstellungsprozess von Zirkonoxidpulver erzeugt eine große Menge Abfall, insbesondere große Mengen alkalischen Abwassers mit niedriger Konzentration, das schwer zu behandeln ist und schwere Umweltverschmutzung verursacht. Das Hochenergie-Kugelmahlen ist eine energiesparende und effiziente Materialaufbereitungstechnologie, die die Kompaktheit und Dispergierbarkeit von Zirkonoxidkeramiken verbessern kann und gute industrielle Anwendungsaussichten hat. Mit dem Aufkommen der 5G-Technologie ändern Smartphones stillschweigend ihre eigene „Ausrüstung“. ". Die 5G-Kommunikation nutzt das Spektrum über 3 Gigahertz (GHz) und seine Millimeterwellenwellenlänge ist sehr kurz. Wenn das 5G-Mobiltelefon eine Metallrückwandplatine verwendet, wird das Signal erheblich gestört oder abgeschirmt. Daher sind Keramikmaterialien mit den Eigenschaften keiner Signalabschirmung, hoher Härte, starker Wahrnehmung und hervorragender thermischer Leistung in der Nähe von Metallmaterialien für Mobilfunkunternehmen nach und nach zu einer wichtigen Wahl für den Eintritt in die 5G-Ära geworden. Bao Jinxiao, Professor an der Universität für Wissenschaft und Technologie der Inneren Mongolei, sagte Reportern, dass neue Keramikmaterialien als wichtiges anorganisches nichtmetallisches Material die beste Wahl für Rückwandmaterialien für Smartphones geworden seien. Im 5G-Zeitalter muss die Rückwandplatine von Mobiltelefonen aufgerüstet werden dringend. Wang Sikai, General Manager der Inner Mongolia Jingtao Zirconium Industry Co., Ltd. (im Folgenden als Jingtao Zirconium Industry bezeichnet), sagte dem Reporter, dass nach den von Counterpoint, einem weltbekannten Forschungsinstitut, veröffentlichten Daten die weltweiten Smartphone-Lieferungen steigen werden im Jahr 2020 1,331 Milliarden Einheiten erreichen. Mit der steigenden Nachfrage nach Zirkonoxidkeramik für Mobiltelefon-Rückwände hat auch die Forschungs- und Entwicklungs- und Vorbereitungstechnologie große Aufmerksamkeit erregt. Als neues Keramikmaterial mit extrem hohem technischen Inhalt kann Zirkonoxidkeramikmaterial für die Verwendung geeignet sein raue Arbeitsumgebung, für die Metallmaterialien, Polymermaterialien und die meisten anderen Keramikmaterialien nicht geeignet sind. Als Strukturteile werden Zirkonoxid-Keramikprodukte in vielen Branchen wie Energie, Luft- und Raumfahrt, Maschinenbau, Automobil, medizinische Behandlung usw. eingesetzt, und der weltweite Jahresverbrauch liegt bei über 80.000 Tonnen. Mit dem Aufkommen der 5G-Ära sind auch Keramikgeräte dazugekommen haben größere technologische Vorteile bei der Herstellung von Mobiltelefon-Rückwänden gezeigt, und Zirkonoxidkeramik hat eine breitere Entwicklungsperspektive. „Die Leistung von Zirkonoxidkeramik hängt direkt von der Leistung von Pulvern ab. Daher ist die Entwicklung einer kontrollierbaren Aufbereitungstechnologie für Hochleistungspulver zum wichtigsten Glied bei der Herstellung von Zirkonoxidkeramik und der Entwicklung von Hochleistungs-Zirkonoxidkeramikgeräten geworden.“ sagte Wang Sikai offen. Die umweltfreundliche Hochenergie-Kugelmahlmethode ist bei Experten sehr gefragt. Die inländische Produktion von Zirkoniumoxid-Nanopulver erfolgt größtenteils nach einem nasschemischen Verfahren, und Seltenerdoxid wird als Stabilisator zur Herstellung von Zirkoniumoxid-Nanopulver verwendet. Dieses Verfahren zeichnet sich durch eine große Produktionskapazität und eine gute Gleichmäßigkeit der chemischen Komponenten der Produkte aus, hat jedoch den Nachteil dass im Produktionsprozess eine große Menge an Abfall erzeugt wird, insbesondere eine große Menge an alkalischem Abwasser mit niedriger Konzentration, das schwer zu behandeln ist und bei unsachgemäßer Handhabung zu ernsthafter Verschmutzung und Schädigung der ökologischen Umwelt führen wird. „Laut der Umfrage werden etwa 50 Tonnen Wasser benötigt, um eine Tonne Yttriumoxid-stabilisiertes Zirkonoxid-Keramikpulver herzustellen, was eine große Menge Abwasser erzeugt, und die Rückgewinnung und Behandlung des Abwassers wird die Produktionskosten erheblich erhöhen.“ Wang Sagte Sikai. Mit der Verbesserung des chinesischen Umweltschutzgesetzes stehen Unternehmen, die Zirkonoxid-Nanopulver im nasschemischen Verfahren herstellen, vor beispiellosen Schwierigkeiten. Daher besteht ein dringender Bedarf an der Entwicklung einer umweltfreundlichen und kostengünstigen Herstellungstechnologie für Zirkonoxid-Nanopulver. „Vor diesem Hintergrund hat sich die Herstellung von Zirkonoxid-Nanopulver durch einen saubereren und energieärmeren Produktionsprozess zu einem Forschungsschwerpunkt entwickelt, wobei das Hochenergie-Kugelmahlverfahren in wissenschaftlichen und technologischen Kreisen am gefragtesten ist.“ Bao Jin's Roman. Unter Hochenergie-Kugelmahlen versteht man die Nutzung mechanischer Energie zur Auslösung chemischer Reaktionen oder zur Herbeiführung von Veränderungen in der Struktur und den Eigenschaften von Materialien, um so neue Materialien herzustellen. Als neue Technologie kann sie offensichtlich die Reaktionsaktivierungsenergie reduzieren, die Korngröße verfeinern, die Gleichmäßigkeit der Verteilung von Pulverpartikeln erheblich verbessern, die Grenzflächenkombination zwischen Substraten verbessern, die Diffusion fester Ionen fördern und somit chemische Reaktionen bei niedriger Temperatur auslösen Verbesserung der Kompaktheit und Dispergierbarkeit von Materialien. Es handelt sich um eine energiesparende und effiziente Materialaufbereitungstechnologie mit guten industriellen Anwendungsaussichten. Durch den einzigartigen Färbemechanismus entstehen farbenfrohe Keramiken. Auf dem internationalen Markt sind Zirkonoxid-Nanopulvermaterialien in die Phase der industriellen Entwicklung eingetreten. Wang Sikai sagte gegenüber Reportern: „In entwickelten Ländern und Regionen wie den Vereinigten Staaten, Westeuropa und Japan ist der Produktionsumfang von Zirkonoxid-Nanopulver groß und die Produktspezifikationen relativ vollständig. Insbesondere amerikanische und japanische multinationale Unternehmen,Es ist offensichtlich.“ Wettbewerbsvorteile beim Patent für Zirkonoxidkeramik. Laut Wang Sikai befindet sich Chinas neue Keramikindustrie derzeit in einer Phase der rasanten Entwicklung und die Nachfrage nach Keramikpulver steigt von Jahr zu Jahr, sodass dies immer dringlicher wird Entwicklung des Produktionsprozesses für neues Nanometer-Zirkonoxid. In den letzten zwei Jahren haben einige inländische Forschungsinstitute und Unternehmen auch damit begonnen, unabhängig Zirkonoxid-Nanopulver zu erforschen und zu produzieren, aber der Großteil der Forschung und Entwicklung befindet sich noch im kleinen Maßstab Versuchsproduktion im Labor, mit kleiner Produktion und einer einzigen Sorte. Im von Ceramic Zirconia Industry durchgeführten Projekt „Color Rare Earth Zirconia Nanopowder“ wurde Zirkoniumdioxid-Nanopulver durch eine hochenergetische Kugelmahl-Festkörperreaktionsmethode hergestellt. Es wird Wasser verwendet als Mahlmedium zum Mahlen und Verfeinern der Partikel, so dass nicht agglomeriertes Kornpulver mit einer Größe von 100 Nanometern erhalten werden kann, das keine Umweltverschmutzung, niedrige Kosten und eine gute Chargenstabilität aufweist“, sagte Bao Xin. Die Aufbereitungstechnologie kann nicht nur die Pulveranforderungen von 5G-Mobiltelefon-Keramikrückwänden, Wärmedämmbeschichtungsmaterialien für Flugzeugturbinentriebwerke, Keramikkugeln, Keramikmessern und anderen Produkten erfüllen, sondern kann auch bei der Herstellung weiterer Keramikpulver wie z als Ceroxid-Verbundpulverpräparat. Gemäß dem selbst entwickelten Färbemechanismus hat das technische Team von Ceramic Zirconium Industry durch Prozessoptimierung eine Festphasensynthese und ein Verbundverfahren zum Färben ohne Einführung zusätzlicher Metallionen übernommen. Die mit dieser Methode hergestellten Zirkonoxidkeramiken weisen nicht nur eine hohe Farbsättigung und eine gute Farbsättigung auf Benetzbarkeit, beeinträchtigen aber auch nicht die ursprünglichen mechanischen Eigenschaften der Zirkonoxidkeramik. „Die ursprüngliche Partikelgröße des auf Basis der neuen Technologie hergestellten farbigen Seltenerd-Zirkonoxidpulvers beträgt Nanometer, was die Eigenschaften einer gleichmäßigen Partikelgröße, einer hohen Sinteraktivität, einer niedrigen Sintertemperatur usw. aufweist. Im Vergleich zum traditionellen Produktionsprozess ist das umfassende Der Energieverbrauch wird erheblich reduziert. Die Produktionseffizienz und die Keramikverarbeitungsausbeute werden erheblich verbessert. Die mit dieser Methode hergestellten fortschrittlichen Keramikgeräte weisen hervorragende Eigenschaften wie hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit und hohe Härte auf.