Nanopolvo de circonio: un nuevo material para los teléfonos móviles 5G "detrás"

Fuente: Science and Technology Daily: El proceso de producción tradicional de polvo de circonio producirá una gran cantidad de desechos, especialmente una gran cantidad de aguas residuales alcalinas de baja concentración que son difíciles de tratar, lo que causa una grave contaminación ambiental. El fresado de bolas de alta energía es una tecnología de preparación de materiales eficiente y que ahorra energía, que puede mejorar la compacidad y la dispersabilidad de las cerámicas de circonio y tiene una buena perspectiva de aplicación industrial. Con la llegada de la tecnología 5G, los teléfonos inteligentes están cambiando silenciosamente su propio "equipo". ". La comunicación 5G utiliza el espectro por encima de los 3 gigahercios (Ghz) ​​y su longitud de onda milimétrica es muy corta. Si el teléfono móvil 5G utiliza una placa posterior de metal, interferirá gravemente con la señal o la protegerá. Por lo tanto, los materiales cerámicos con las características de ausencia de blindaje de señal, alta dureza, fuerte percepción y excelente rendimiento térmico cercano a los materiales metálicos se han convertido gradualmente en una opción importante para que las empresas de telefonía móvil ingresen a la era 5G. Bao Jinxiao, profesor de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Mongolia Interior, dijo a los periodistas que, como importante material inorgánico no metálico, los nuevos materiales cerámicos se han convertido en la mejor opción para los materiales del tablero de los teléfonos inteligentes. En la era 5G, el tablero de los teléfonos móviles debe actualizarse urgentemente. Wang Sikai, director general de Inner Mongolia Jingtao Zirconium Industry Co., Ltd. (en adelante, Jingtao Zirconium Industry), dijo al periodista que, según los datos publicados por Counterpoint, una institución de investigación de renombre mundial, los envíos mundiales de teléfonos inteligentes aumentarán. alcanzar 1.331 millones de unidades en 2020. Con la creciente demanda de cerámicas de circonio utilizadas en tableros de teléfonos móviles, su tecnología de I+D y preparación también ha atraído mucha atención. Como nuevo material cerámico con un contenido técnico extremadamente alto, el material cerámico de circonio puede ser competente para entorno de trabajo hostil para el que los materiales metálicos, los materiales poliméricos y la mayoría de los demás materiales cerámicos no son competentes. Como piezas estructurales, los productos cerámicos de circonio se han aplicado en muchas industrias como la energética, aeroespacial, de maquinaria, automotriz, de tratamientos médicos, etc., y el consumo anual global supera las 80.000 toneladas. Con el advenimiento de la era 5G, los dispositivos cerámicos han mostrado mayores ventajas tecnológicas en la fabricación de tableros de teléfonos móviles, y las cerámicas de circonio tienen una perspectiva de desarrollo más amplia. "El rendimiento de las cerámicas de circonio depende directamente del rendimiento de los polvos, por lo que el desarrollo de una tecnología de preparación controlable de polvos de alto rendimiento se ha convertido en el eslabón más crítico en la preparación de cerámicas de circonio y el desarrollo de dispositivos cerámicos de circonio de alto rendimiento". Wang Sikai dijo con franqueza. Los expertos buscan mucho el método ecológico de molienda de bolas de alta energía. La producción nacional de nanopolvo de circonio adopta principalmente un proceso químico húmedo y el óxido de tierras raras se utiliza como estabilizador para producir nanopolvo de circonio. Este proceso tiene las características de una gran capacidad de producción y una buena uniformidad de los componentes químicos de los productos, pero la desventaja es que se producirá una gran cantidad de residuos en el proceso de producción, especialmente una gran cantidad de aguas residuales alcalinas de baja concentración que son difíciles de tratar y que, si no se manejan adecuadamente, causarán una grave contaminación y daños al medio ambiente ecológico. "Según la encuesta, se necesitan alrededor de 50 toneladas de agua para producir una tonelada de polvo cerámico de circonio estabilizado con itria, lo que producirá una gran cantidad de aguas residuales, y la recuperación y el tratamiento de las aguas residuales aumentarán considerablemente el costo de producción". Dijo Sikai. Con la mejora de la ley de protección ambiental de China, las empresas que preparan nanopolvo de circonio mediante el método químico húmedo enfrentan dificultades sin precedentes. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de desarrollar una tecnología de preparación de nanopolvo de circonio ecológica y de bajo costo. "En este contexto, se ha convertido en un punto de investigación para preparar nanopolvo de circonio mediante un proceso de producción más limpio y con menor consumo de energía, entre los cuales el método de molienda de bolas de alta energía es el más buscado por los círculos científicos y tecnológicos". novedoso. El molino de bolas de alta energía se refiere al uso de energía mecánica para inducir reacciones químicas o para inducir cambios en la estructura y propiedades de los materiales, a fin de preparar nuevos materiales. Como nueva tecnología, obviamente puede reducir la energía de activación de la reacción, refinar el tamaño del grano, mejorar en gran medida la uniformidad de la distribución de las partículas de polvo, mejorar la combinación de la interfaz entre sustratos, promover la difusión de iones sólidos e inducir reacciones químicas a baja temperatura, por lo tanto mejorando la compacidad y dispersabilidad de los materiales. Es una tecnología de preparación de materiales eficiente y que ahorra energía con buenas perspectivas de aplicación industrial. El mecanismo de coloración único crea cerámicas coloridas. En el mercado internacional, los materiales en nanopolvo de circonio han entrado en la etapa de desarrollo industrial. Wang Sikai dijo a los periodistas: "En los países y regiones desarrollados como Estados Unidos, Europa occidental y Japón, la escala de producción del nanopolvo de circonio es grande y las especificaciones del producto son relativamente completas. Especialmente las empresas multinacionales estadounidenses y japonesas, tiene obvio ventajas competitivas en la patente de cerámica de circonio Según Wang Sikai, en la actualidad, la nueva industria de fabricación de cerámica de China se encuentra en una etapa de rápido desarrollo y la demanda de polvo cerámico aumenta año tras año, por lo que es cada vez más urgente. desarrollar el proceso de producción de nueva circona nanométrica. En los últimos dos años, algunos institutos de investigación y empresas nacionales también han comenzado a investigar y producir nanopolvo de circonia de forma independiente, pero la mayor parte de la investigación y el desarrollo aún se encuentran en la etapa de pequeña escala. producción de prueba en el laboratorio, con producción pequeña y variedad única En el proyecto "Nanopolvo de circonio de tierras raras de color" implementado por Ceramic Zirconia Industry, el nanopolvo de circonio se preparó mediante el método de reacción de estado sólido de molienda de bolas de alta energía. "Se utiliza agua. como medio de molienda para moler y refinar las partículas, de modo que se pueda obtener un polvo de grano no aglomerado con un tamaño de 100 nanómetros, que no contamina, tiene un bajo costo y una buena estabilidad del lote", dijo Bao Xin. La tecnología de preparación no solo puede cumplir con los requisitos de polvo del tablero cerámico de teléfonos móviles 5G, materiales de recubrimiento de barrera térmica para motores de turbina de aviación, bolas de cerámica, cuchillos de cerámica y otros productos, sino que también puede popularizarse y aplicarse en la preparación de más polvos cerámicos como como preparación de polvo compuesto de óxido de cerio. De acuerdo con el mecanismo de coloración de desarrollo propio, el equipo técnico de Ceramic Zirconium Industry adoptó la síntesis en fase sólida y el método compuesto para colorear sin introducir iones metálicos adicionales mediante la optimización del proceso. Las cerámicas de circonio preparadas con este método no solo tienen una alta saturación de color y buena humectabilidad, pero tampoco afecta las propiedades mecánicas originales de las cerámicas de circonio. "El tamaño de partícula original del polvo de circonio de tierras raras de color producido con base en la nueva tecnología es nanométrico, que tiene las características de tamaño de partícula uniforme, alta actividad de sinterización, baja temperatura de sinterización, etc. En comparación con el proceso de producción tradicional, el completo El consumo de energía se reduce significativamente. La eficiencia de la producción y el rendimiento del procesamiento cerámico mejoran enormemente. Los dispositivos cerámicos avanzados preparados con este método tienen excelentes propiedades como alta resistencia, alta tenacidad y alta dureza ", dijo Wang Sikai.