Nanopolvere di zirconio: un nuovo materiale per il telefono cellulare 5G "dietro".

Fonte: Science and Technology Daily: Il tradizionale processo di produzione della polvere di zirconio produrrà una grande quantità di rifiuti, in particolare la grande quantità di acque reflue alcaline a bassa concentrazione che sono difficili da trattare, causando un grave inquinamento ambientale. La fresatura a sfere ad alta energia è una tecnologia di preparazione dei materiali efficiente e a risparmio energetico, che può migliorare la compattezza e la disperdibilità della ceramica di zirconio e ha buone prospettive di applicazione industriale. Con l'avvento della tecnologia 5G, gli smartphone stanno cambiando silenziosamente le proprie "attrezzature" ". La comunicazione 5G utilizza lo spettro superiore a 3 gigahertz (Ghz) ​​e la sua lunghezza d'onda millimetrica è molto breve. Se il telefono cellulare 5G utilizza un backplane in metallo, interferirà gravemente o proteggerà il segnale. Pertanto, i materiali ceramici con le caratteristiche di assenza di schermatura del segnale, elevata durezza, forte percezione ed eccellenti prestazioni termiche vicine ai materiali metallici sono gradualmente diventati una scelta importante per le società di telefonia mobile per entrare nell'era 5G. Bao Jinxiao, professore presso l'Università di Scienza e Tecnologia della Mongolia Interna, ha detto ai giornalisti che, essendo un importante materiale inorganico non metallico, i nuovi materiali ceramici sono diventati la scelta migliore per i materiali del tabellone dello smartphone. Nell'era 5G, il tabellone del telefono cellulare deve essere aggiornato urgentemente. Wang Sikai, direttore generale della Mongolia Interna Jingtao Zirconium Industry Co., Ltd. (di seguito denominata Jingtao Zirconium Industry), ha detto al giornalista che, secondo i dati rilasciati da Counterpoint, un istituto di ricerca di fama mondiale, le spedizioni globali di smartphone aumenteranno raggiungere 1,331 miliardi di unità nel 2020. Con la crescente domanda di ceramica di zirconio utilizzata nei pannelli posteriori dei telefoni cellulari, anche la sua tecnologia di ricerca e sviluppo e di preparazione ha attirato molta attenzione. un nuovo materiale ceramico con un contenuto tecnico estremamente elevato, il materiale ceramico in zirconio può essere adatto per il duro ambiente di lavoro per il quale i materiali metallici, i materiali polimerici e la maggior parte degli altri materiali ceramici non sono competenti. Come parti strutturali, i prodotti ceramici in zirconio sono stati applicati in molti settori come energia, aerospaziale, macchinari, automobili, cure mediche, ecc. E il consumo annuo globale è di oltre 80.000 tonnellate. Con l'avvento dell'era 5G, i dispositivi ceramici hanno mostrato maggiori vantaggi tecnologici nella realizzazione di tabelloni per telefoni cellulari e la ceramica in zirconio ha una prospettiva di sviluppo più ampia. "Le prestazioni della ceramica all'ossido di zirconio dipendono direttamente dalle prestazioni delle polveri, quindi lo sviluppo di una tecnologia di preparazione controllabile di polveri ad alte prestazioni è diventato l'anello più critico nella preparazione della ceramica all'ossido di zirconio e nello sviluppo di dispositivi ceramici all'ossido di zirconio ad alte prestazioni. " Wang Sikai ha detto francamente. Il metodo ecologico di macinazione a sfere ad alta energia è molto ricercato dagli esperti. La produzione nazionale di nanopolvere di zirconio adotta principalmente un processo chimico umido e l'ossido di terre rare viene utilizzato come stabilizzante per produrre nanopolvere di zirconio. Questo processo ha le caratteristiche di una grande capacità produttiva e di una buona uniformità dei componenti chimici dei prodotti, ma lo svantaggio è che nel processo di produzione verrà prodotta una grande quantità di rifiuti, in particolare una grande quantità di acque reflue alcaline a bassa concentrazione che sono difficili da trattare e, se non gestite correttamente, causeranno un grave inquinamento e danni all'ambiente ecologico. "Secondo l'indagine, sono necessarie circa 50 tonnellate di acqua per produrre una tonnellata di polvere ceramica di zirconio stabilizzata con ittrio, che produrrà una grande quantità di acque reflue e il recupero e il trattamento delle acque reflue aumenterà notevolmente i costi di produzione. "Wang Ha detto Sikai. Con il miglioramento della legge cinese sulla protezione ambientale, le imprese che preparano la nanopolvere di zirconio con il metodo chimico umido si trovano ad affrontare difficoltà senza precedenti. Pertanto, c'è un urgente bisogno di sviluppare una tecnologia di preparazione ecologica e a basso costo della nanopolvere di zirconio. "In questo contesto, è diventato un punto caldo di ricerca per preparare la nano-polvere di zirconio mediante un processo di produzione più pulito e a basso consumo energetico, tra cui il metodo di macinazione a sfere ad alta energia è il più ricercato dagli ambienti scientifici e tecnologici. "Bao Jin's romanzo. La macinazione a palle ad alta energia si riferisce all'uso di energia meccanica per indurre reazioni chimiche o indurre cambiamenti nella struttura e nelle proprietà dei materiali, in modo da preparare nuovi materiali. Essendo una nuova tecnologia, può ovviamente ridurre l'energia di attivazione della reazione, affinare la dimensione del grano, migliorare notevolmente l'uniformità di distribuzione delle particelle di polvere, migliorare la combinazione dell'interfaccia tra i substrati, promuovere la diffusione di ioni solidi e indurre reazioni chimiche a bassa temperatura, quindi migliorare la compattezza e la disperdibilità dei materiali. È una tecnologia di preparazione dei materiali efficiente e a risparmio energetico con buone prospettive di applicazione industriale. L'esclusivo meccanismo di colorazione crea ceramiche colorate. Nel mercato internazionale, i materiali in nanopolvere di zirconio sono entrati nella fase di sviluppo industriale. Wang Sikai ha detto ai giornalisti: "Nei paesi e nelle regioni sviluppati come gli Stati Uniti, l'Europa occidentale e il Giappone, la scala di produzione della nano-polvere di zirconio è ampia e le specifiche del prodotto sono relativamente complete. Soprattutto le multinazionali americane e giapponesi, è ovvio vantaggi competitivi nel brevetto della ceramica di zirconio. Secondo Wang Sikai, attualmente, la nuova industria manifatturiera della ceramica cinese è in una fase di rapido sviluppo e la domanda di polvere ceramica aumenta di anno in anno, quindi è sempre più urgente. sviluppare il processo di produzione di nuova zirconia nanometrica. Negli ultimi due anni, anche alcuni istituti di ricerca e imprese nazionali hanno iniziato a ricercare e produrre in modo indipendente nano-polvere di zirconio, ma la maggior parte della ricerca e dello sviluppo è ancora in fase di piccola scala. produzione di prova in laboratorio, con produzione ridotta e varietà singola Nel progetto "Color Rare Earth Zirconia Nanopowder" implementato da Ceramic Zirconia Industry, la nanopolvere di zirconio è stata preparata mediante macinazione a sfere ad alta energia allo stato solido. metodo di reazione. "L'acqua viene utilizzata come mezzo di macinazione per macinare e raffinare le particelle, in modo da poter ottenere polvere di grano non agglomerata con una dimensione di 100 nanometri, che non ha inquinamento, basso costo e buona stabilità del lotto", ha affermato Bao Xin . La tecnologia di preparazione non solo può soddisfare i requisiti di polvere del tabellone in ceramica dei telefoni cellulari 5G, dei materiali di rivestimento a barriera termica per i motori a turbina aeronautici, delle sfere in ceramica, dei coltelli in ceramica e di altri prodotti, ma può anche essere resa popolare e applicata nella preparazione di più polveri ceramiche come come preparazione di polvere composita di ossido di cerio. Secondo il meccanismo di colorazione auto-sviluppato, il team tecnico dell'industria ceramica dello zirconio ha adottato la sintesi in fase solida e il metodo composito per la colorazione senza introdurre ioni metallici aggiuntivi attraverso l'ottimizzazione del processo. Le ceramiche di zirconio preparate con questo metodo non solo hanno un'elevata saturazione del colore e una buona bagnabilità, ma non influenzano anche le proprietà meccaniche originali della ceramica di zirconio. "La dimensione originale delle particelle della polvere di zirconio colorata di terre rare prodotta sulla base della nuova tecnologia è nanometrica, che ha le caratteristiche di dimensione particellare uniforme, elevata attività di sinterizzazione, bassa temperatura di sinterizzazione e così via. Rispetto al processo di produzione tradizionale, il processo completo il consumo di energia è significativamente ridotto. L'efficienza produttiva e la resa della lavorazione della ceramica sono notevolmente migliorate. I dispositivi ceramici avanzati preparati con questo metodo hanno proprietà eccellenti come elevata resistenza, elevata tenacità e elevata durezza ", ha affermato Wang Sikai.