Zirkonia-nanopoeder: een nieuw materiaal voor "achter" 5G mobiele telefoons

Bron: Science and Technology Daily: Het traditionele productieproces van zirkoniumoxidepoeder zal een grote hoeveelheid afval produceren, vooral de grote hoeveelheid alkalisch afvalwater met een lage concentratie, dat moeilijk te behandelen is en ernstige milieuvervuiling veroorzaakt. Hoogenergetisch kogelfrezen is een energiebesparende en efficiënte materiaalvoorbereidingstechnologie, die de compactheid en dispergeerbaarheid van zirkoniumoxide-keramiek kan verbeteren en een goed industrieel toepassingsperspectief heeft. Met de komst van 5G-technologie veranderen smartphones stilletjes hun eigen "apparatuur ". 5G-communicatie maakt gebruik van het spectrum boven 3 gigahertz (Ghz) ​​en de millimetergolfgolflengte is erg kort. Als de 5G mobiele telefoon een metalen backplane gebruikt, zal deze het signaal ernstig verstoren of afschermen. Daarom zijn keramische materialen met de kenmerken van geen signaalafscherming, hoge hardheid, sterke perceptie en uitstekende thermische prestaties in de buurt van metalen materialen geleidelijk een belangrijke keuze geworden voor mobiele telefoonbedrijven om het 5G-tijdperk te betreden. Bao Jinxiao, een professor aan de Inner Mongolia University of Science and Technology, vertelde verslaggevers dat nieuwe keramische materialen, als belangrijk anorganisch niet-metaalachtig materiaal, de beste keuze zijn geworden voor achterbordmaterialen voor smartphones. In het 5G-tijdperk moet het achterbord voor mobiele telefoons worden geüpgraded. dringend. Wang Sikai, algemeen directeur van Inner Mongolia Jingtao Zirconium Industry Co., Ltd. (hierna Jingtao Zirconium Industry genoemd), vertelde de verslaggever dat volgens de gegevens vrijgegeven door Counterpoint, een wereldberoemde onderzoeksinstelling, de wereldwijde smartphoneverzendingen zullen toenemen. zal in 2020 1,331 miljard eenheden bereiken. Met de toenemende vraag naar zirkoniumoxide-keramiek dat wordt gebruikt in backboards voor mobiele telefoons, heeft de R&D- en voorbereidingstechnologie ook veel aandacht getrokken. Als nieuw keramisch materiaal met extreem hoge technische inhoud kan zirkoniumoxide-keramisch materiaal geschikt zijn voor de zware werkomgeving waar metalen materialen, polymeermaterialen en de meeste andere keramische materialen niet geschikt voor zijn. Als structurele onderdelen zijn zirkoniumoxide-keramische producten toegepast in veel industrieën, zoals energie, ruimtevaart, machines, auto's, medische behandelingen, enz., en het wereldwijde jaarlijkse verbruik bedraagt ​​meer dan 80.000 ton. Met de komst van het 5G-tijdperk zijn keramische apparaten heeft grotere technologische voordelen laten zien bij het maken van backboards voor mobiele telefoons, en zirkoniumkeramiek heeft een breder ontwikkelingsperspectief. "De prestaties van zirkoniumoxide-keramiek zijn rechtstreeks afhankelijk van de prestaties van poeders, dus het ontwikkelen van controleerbare bereidingstechnologie van hoogwaardige poeders is de meest kritische schakel geworden bij de bereiding van zirkoniumoxide-keramiek en de ontwikkeling van hoogwaardige zirkoniumoxide-keramische apparaten." zei Wang Sikai openhartig. De groene, energierijke kogelmaalmethode is zeer gewild bij experts. De binnenlandse productie van zirkoniumoxide-nanopoeder maakt meestal gebruik van een nat chemisch proces, en zeldzame aardoxide wordt gebruikt als stabilisator om zirkoniumoxide-nanopoeder te produceren. Dit proces heeft de kenmerken van een grote productiecapaciteit en een goede uniformiteit van chemische componenten van producten, maar het nadeel is dat er tijdens het productieproces een grote hoeveelheid afval zal worden geproduceerd, vooral een grote hoeveelheid alkalisch afvalwater met een lage concentratie, dat moeilijk te behandelen is en dat, als het niet op de juiste manier wordt behandeld, ernstige vervuiling en schade aan het ecologische milieu zal veroorzaken. "Volgens het onderzoek is er ongeveer 50 ton water nodig om één ton met yttriumoxide gestabiliseerd keramisch zirkoniumoxidepoeder te produceren, wat een grote hoeveelheid afvalwater zal produceren, en het terugwinnen en behandelen van afvalwater zal de productiekosten aanzienlijk verhogen." zei Sikai. Met de verbetering van de Chinese milieubeschermingswet worden de ondernemingen die zirkoniumoxide-nanopoeder bereiden met behulp van natchemische methoden geconfronteerd met ongekende problemen. Daarom is er een dringende behoefte aan de ontwikkeling van een groene en goedkope bereidingstechnologie voor zirkoniumoxide-nanopoeder. "Tegen deze achtergrond is het een onderzoekshotspot geworden om zirkoniumoxide-nanopoeder te bereiden door een schoner productieproces met een lager energieverbruik, waarvan de hoogenergetische kogelmaalmethode het meest gewild is in wetenschappelijke en technologische kringen." roman. Hoogenergetische kogelmalen verwijst naar het gebruik van mechanische energie om chemische reacties teweeg te brengen of om veranderingen in de structuur en eigenschappen van materialen teweeg te brengen, om zo nieuwe materialen te bereiden. Als nieuwe technologie kan het uiteraard de reactie-activeringsenergie verminderen, de korrelgrootte verfijnen, de distributie-uniformiteit van poederdeeltjes aanzienlijk verbeteren, de grensvlakcombinatie tussen substraten verbeteren, de diffusie van vaste ionen bevorderen en chemische reacties bij lage temperaturen veroorzaken. verbetering van de compactheid en dispergeerbaarheid van materialen. Het is een energiebesparende en efficiënte materiaalvoorbereidingstechnologie met goede industriële toepassingsmogelijkheden. Uniek kleurmechanisme creëert kleurrijk keramiek. Op de internationale markt zijn zirkoniumoxide-nanopoedermaterialen het stadium van industriële ontwikkeling ingegaan. Wang Sikai vertelde verslaggevers: “In ontwikkelde landen en regio’s zoals de Verenigde Staten, West-Europa en Japan is de productieschaal van zirkoniumoxide-nanopoeder groot en zijn de productspecificaties relatief compleet. Vooral Amerikaanse en Japanse multinationals hebben duidelijke concurrentievoordelen in het patent op zirkoniumoxide-keramiek Volgens Wang Sikai bevindt de nieuwe keramische productie-industrie in China zich momenteel in een fase van snelle ontwikkeling en neemt de vraag naar keramisch poeder jaar na jaar toe, dus het wordt steeds urgenter om dit te doen. ontwikkel het productieproces van nieuw nanometer-zirkoniumoxide. In de afgelopen twee jaar zijn sommige binnenlandse onderzoeksinstituten en bedrijven ook begonnen met het onafhankelijk onderzoeken en produceren van zirkoniumoxide-nanopoeder, maar het grootste deel van het onderzoek en de ontwikkeling bevindt zich nog steeds in de fase van kleinschaligheid. proefproductie in het laboratorium, met kleine output en enkele variëteit. In het project "Color Rare Earth Zirconia Nanopowder", geïmplementeerd door Ceramic Zirconia Industry, werd zirkoniumoxide nanopoeder bereid door middel van een hoogenergetische kogelmolen in vaste toestand. Er wordt water gebruikt. als maalmedium om de deeltjes te vermalen en te verfijnen, zodat niet-geagglomereerd graanpoeder met een grootte van 100 nanometer kan worden verkregen, dat geen vervuiling, lage kosten en goede batchstabiliteit heeft", aldus Bao Xin. De voorbereidingstechnologie kan niet alleen voldoen aan de poedervereisten van 5G keramische achterplaten voor mobiele telefoons, thermische barrièrecoatingmaterialen voor luchtvaartturbinemotoren, keramische ballen, keramische messen en andere producten, maar kan ook worden gepopulariseerd en toegepast bij de bereiding van meer keramische poeders zoals als ceriumoxide-composietpoederpreparaat. Volgens het zelfontwikkelde kleurmechanisme heeft het technische team van Ceramic Zirconium Industry vaste-fasesynthese en composietmethode voor kleuren aangenomen zonder extra metaalionen te introduceren door middel van procesoptimalisatie. Het zirkoniumoxide-keramiek bereid volgens deze methode heeft niet alleen een hoge kleurverzadiging en goede bevochtigbaarheid, maar hebben ook geen invloed op de oorspronkelijke mechanische eigenschappen van zirkoniumoxide-keramiek. "De oorspronkelijke deeltjesgrootte van het op de nieuwe technologie geproduceerde zeldzame-aarde-zirkoniumoxidepoeder is nanometer, dat de kenmerken heeft van een uniforme deeltjesgrootte, hoge sinteractiviteit, lage sintertemperatuur enzovoort. Vergeleken met het traditionele productieproces, het uitgebreide het energieverbruik is aanzienlijk verminderd. De productie-efficiëntie en het rendement van de keramische verwerking zijn aanzienlijk verbeterd. De geavanceerde keramische apparaten die volgens deze methode zijn vervaardigd, hebben uitstekende eigenschappen zoals hoge sterkte, hoge taaiheid en hoge hardheid, "zei Wang Sikai.