Nanopoudre de zircone : un nouveau matériau pour les téléphones portables "derrière" la 5G

Source : Science and Technology Daily : Le processus de production traditionnel de poudre de zircone produira une grande quantité de déchets, en particulier une grande quantité d'eaux usées alcalines à faible concentration qui sont difficiles à traiter, provoquant une grave pollution de l'environnement. Le broyage à billes à haute énergie est une technologie de préparation de matériaux économe en énergie et efficace, qui peut améliorer la compacité et la dispersibilité des céramiques de zircone et a de bonnes perspectives d'application industrielle. Avec l'avènement de la technologie 5G, les téléphones intelligents changent tranquillement leur propre « équipement » ". La communication 5G utilise le spectre supérieur à 3 gigahertz (Ghz) ​​et sa longueur d’onde millimétrique est très courte. Si le téléphone mobile 5G utilise un fond de panier métallique, celui-ci interférera sérieusement avec le signal ou le protégera. Par conséquent, les matériaux céramiques présentant les caractéristiques d'absence de blindage du signal, de dureté élevée, de forte perception et d'excellentes performances thermiques proches des matériaux métalliques sont progressivement devenus un choix important pour les entreprises de téléphonie mobile pour entrer dans l'ère 5G. Bao Jinxiao, professeur à l'Université des sciences et technologies de Mongolie intérieure, a déclaré aux journalistes qu'en tant que matériau inorganique non métallique important, les nouveaux matériaux céramiques sont devenus le meilleur choix pour les matériaux de panneau arrière de téléphone intelligent. À l'ère de la 5G, le panneau arrière de téléphone portable doit être mis à niveau. instamment. Wang Sikai, directeur général de Jingtao Zirconium Industry Co., Ltd. de Mongolie intérieure (ci-après dénommée Jingtao Zirconium Industry), a déclaré au journaliste que selon les données publiées par Counterpoint, un institut de recherche de renommée mondiale, les expéditions mondiales de smartphones seront atteindre 1,331 milliard d'unités en 2020. Avec la demande croissante de céramiques de zircone utilisées dans les panneaux arrière des téléphones portables, sa technologie de R&D et de préparation a également attiré beaucoup d'attention. En tant que nouveau matériau céramique à contenu technique extrêmement élevé, le matériau céramique de zircone peut être compétent pour le environnement de travail difficile pour lequel les matériaux métalliques, les matériaux polymères et la plupart des autres matériaux céramiques ne sont pas compétents. En tant que pièces structurelles, les produits en céramique de zircone ont été utilisés dans de nombreuses industries telles que l'énergie, l'aérospatiale, les machines, l'automobile, les traitements médicaux, etc., et la consommation annuelle mondiale dépasse 80 000 tonnes. Avec l'avènement de l'ère 5G, les appareils en céramique ont a montré de plus grands avantages technologiques dans la fabrication de panneaux arrière pour téléphones portables, et les céramiques de zircone ont des perspectives de développement plus larges. "Les performances des céramiques de zircone dépendent directement des performances des poudres, c'est pourquoi le développement d'une technologie de préparation contrôlable de poudres hautes performances est devenu le maillon le plus critique dans la préparation des céramiques de zircone et le développement de dispositifs en céramique de zircone hautes performances. " Wang Sikai a dit franchement. La méthode de broyage à billes verte à haute énergie est très recherchée par les experts. La production nationale de nanopoudre de zircone adopte principalement un processus chimique humide, et l'oxyde de terre rare est utilisé comme stabilisant pour produire de la nanopoudre de zircone. Ce processus présente les caractéristiques d'une grande capacité de production et d'une bonne uniformité des composants chimiques des produits, mais l'inconvénient est qu'une grande quantité de déchets sera produite au cours du processus de production, en particulier une grande quantité d'eaux usées alcalines à faible concentration, difficiles à traiter et qui, si elles ne sont pas traitées correctement, entraîneront une grave pollution et des dommages à l'environnement écologique. "Selon l'enquête,Il faut environ 50 tonnes d'eau pour produire une tonne de poudre céramique de zircone stabilisée à l'yttria, ce qui produira une grande quantité d'eaux usées, et la récupération et le traitement des eaux usées augmenteront considérablement le coût de production. "Wang dit Sikai. Avec l'amélioration de la loi chinoise sur la protection de l'environnement, les entreprises préparant la nanopoudre de zircone par voie chimique humide sont confrontées à des difficultés sans précédent. Il est donc urgent de développer une technologie de préparation de nanopoudre de zircone verte et peu coûteuse. "Dans ce contexte,C'est devenu un point chaud de la recherche pour préparer des nano-poudres de zircone par un processus de production plus propre et à faible consommation d'énergie, parmi lesquels la méthode de broyage à billes à haute énergie est la plus recherchée par les cercles scientifiques et technologiques. "Bao Jin's roman. Le broyage à billes à haute énergie fait référence à l'utilisation d'énergie mécanique pour induire des réactions chimiques ou pour induire des modifications dans la structure et les propriétés des matériaux, afin de préparer de nouveaux matériaux. En tant que nouvelle technologie, elle peut évidemment réduire l'énergie d'activation de la réaction, affiner la taille des grains, améliorer considérablement l'uniformité de la distribution des particules de poudre, améliorer la combinaison d'interface entre les substrats, favoriser la diffusion des ions solides et induire des réactions chimiques à basse température, ainsi améliorant la compacité et la dispersibilité des matériaux. Il s'agit d'une technologie de préparation de matériaux économe en énergie et efficace avec de bonnes perspectives d'application industrielle. Un mécanisme de coloration unique crée des céramiques colorées. Sur le marché international, les nanopoudres de zircone sont entrées dans la phase de développement industriel. Wang Sikai a déclaré aux journalistes : « Dans les pays et régions développés comme les États-Unis, l'Europe occidentale et le Japon, l'échelle de production de nanopoudre de zircone est grande et les spécifications du produit sont relativement complètes. En particulier les sociétés multinationales américaines et japonaises,Cela a des conséquences évidentes. avantages compétitifs dans le brevet des céramiques de zircone. Selon Wang Sikai, à l'heure actuelle, la nouvelle industrie chinoise de fabrication de céramiques est dans une phase de développement rapide et la demande de poudre de céramique augmente d'année en année, il est donc de plus en plus urgent de le faire. développer le processus de production de nouvelle zircone nanométrique. Au cours des deux dernières années, certains instituts de recherche et entreprises nationaux ont également commencé à rechercher et à produire de manière indépendante de la nanopoudre de zircone, mais la plupart de la recherche et du développement en sont encore au stade à petite échelle. production d'essai en laboratoire, avec un faible rendement et une variété unique. Dans le projet de « Nanopoudre de zircone de terres rares colorées » mis en œuvre par l'industrie de la zircone céramique, la nanopoudre de zircone a été préparée par la méthode de réaction à l'état solide de broyage à billes à haute énergie. comme moyen de broyage pour broyer et affiner les particules, de sorte que l'on puisse obtenir une poudre de grains non agglomérée d'une taille de 100 nanomètres, sans pollution, à faible coût et avec une bonne stabilité de lot", a déclaré Bao Xin. La technologie de préparation peut non seulement répondre aux exigences en matière de poudre du panneau arrière en céramique pour téléphone portable 5G, des matériaux de revêtement de barrière thermique pour les moteurs à turbine d'aviation, des billes en céramique, des couteaux en céramique et d'autres produits, mais peut également être popularisée et appliquée dans la préparation d'un plus grand nombre de poudres en céramique telles que comme préparation de poudre composite d'oxyde de cérium. Selon le mécanisme de coloration auto-développé, l'équipe technique de l'industrie du zirconium en céramique a adopté la synthèse en phase solide et la méthode composite pour la coloration sans introduire d'ions métalliques supplémentaires grâce à l'optimisation du processus. Les céramiques de zircone préparées par cette méthode ont non seulement une saturation de couleur élevée et une bonne mouillabilité, mais n'affectent pas non plus les propriétés mécaniques d'origine des céramiques de zircone. "La taille originale des particules de la poudre de zircone de terre rare colorée produite sur la base de la nouvelle technologie est du nanomètre, qui présente les caractéristiques d'une taille de particule uniforme, d'une activité de frittage élevée, d'une faible température de frittage, etc. Par rapport au processus de production traditionnel, l'ensemble la consommation d'énergie est considérablement réduite. L'efficacité de la production et le rendement du traitement de la céramique sont grandement améliorés. Les dispositifs céramiques avancés préparés par cette méthode ont d'excellentes propriétés telles qu'une résistance élevée, une ténacité élevée et une dureté élevée ", a déclaré Wang Sikai.