Nanoproszek cyrkonu: nowy materiał do „za” telefonem komórkowym 5G

Źródło: Science and Technology Daily: Tradycyjny proces produkcji proszku tlenku cyrkonu powoduje powstawanie dużej ilości odpadów, zwłaszcza dużej ilości alkalicznych ścieków o niskim stężeniu, które są trudne do oczyszczenia i powodują poważne zanieczyszczenie środowiska. Wysokoenergetyczne mielenie kulowe to energooszczędna i wydajna technologia przygotowania materiału, która może poprawić zwartość i dyspergowalność ceramiki cyrkonowej i ma dobre perspektywy zastosowania przemysłowego. Wraz z pojawieniem się technologii 5G smartfony po cichu zmieniają swój własny „sprzęt” „. Komunikacja 5G wykorzystuje widmo powyżej 3 gigaherców (Ghz), a długość fali milimetrowej jest bardzo krótka. Jeśli telefon komórkowy 5G ma metalową płytę montażową, może to poważnie zakłócać lub ekranować sygnał. Dlatego materiały ceramiczne charakteryzujące się brakiem ekranowania sygnału, wysoką twardością, dobrą percepcją i doskonałymi właściwościami termicznymi zbliżonymi do materiałów metalowych stopniowo stają się ważnym wyborem dla operatorów telefonii komórkowej wchodzących w erę 5G. Bao Jinxiao, profesor na Uniwersytecie Nauki i Technologii Mongolii Wewnętrznej, powiedział reporterom, że nowe materiały ceramiczne, jako ważny nieorganiczny materiał niemetaliczny, stały się najlepszym wyborem dla materiałów na tablice do smartfonów. W erze 5G tablica do telefonów komórkowych wymaga modernizacji pilnie. Wang Sikai, dyrektor generalny Inner Mongolia Jingtao Zirconium Industry Co., Ltd. (zwanej dalej Jingtao Zirconium Industry), powiedział reporterowi, że zgodnie z danymi opublikowanymi przez światowej sławy instytucję badawczą Counterpoint, globalne dostawy smartfonów będą osiągnąć 1,331 miliarda sztuk w 2020 r. Wraz z rosnącym popytem na ceramikę cyrkonową stosowaną w tablicach telefonów komórkowych, wiele uwagi przykuwają jej badania i rozwój oraz technologia przygotowania. Jako nowy materiał ceramiczny o niezwykle wysokim poziomie technicznym, materiał ceramiczny cyrkonowy może być odpowiedni dla trudne środowisko pracy, do którego nie nadają się materiały metalowe, polimerowe i większość innych materiałów ceramicznych. Jako części konstrukcyjne wyroby ceramiczne z tlenku cyrkonu znalazły zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, takich jak energetyka, przemysł lotniczy, maszynowy, samochodowy, leczenie itp., a globalne roczne zużycie wynosi ponad 80 000 ton. Wraz z nadejściem ery 5G urządzenia ceramiczne stały się wykazały większe przewagi technologiczne w produkcji tablic do telefonów komórkowych, a ceramika cyrkonowa ma szersze perspektywy rozwoju. „Wydajność ceramiki cyrkonowej zależy bezpośrednio od wydajności proszków, dlatego opracowanie technologii kontrolowanego przygotowania wysokowydajnych proszków stało się najważniejszym ogniwem w przygotowaniu ceramiki cyrkonowej i rozwoju wysokowydajnych urządzeń ceramicznych z tlenku cyrkonu.”. Wang Sikai powiedział szczerze. Ekologiczna, wysokoenergetyczna metoda mielenia kulowego jest bardzo poszukiwana przez ekspertów. Krajowa produkcja nanoproszku cyrkonu opiera się głównie na mokrym procesie chemicznym, a tlenek pierwiastka ziem rzadkich służy jako stabilizator do produkcji nanoproszku cyrkonu. Proces ten charakteryzuje się dużą wydajnością produkcyjną i dobrą jednorodnością składników chemicznych produktów, ale wadą jest to, że że w procesie produkcyjnym powstanie duża ilość odpadów, zwłaszcza duża ilość ścieków alkalicznych o niskim stężeniu, które są trudne do oczyszczenia, a jeśli nie zostaną właściwie zagospodarowane, będą powodować poważne zanieczyszczenie i szkody w środowisku ekologicznym. „Według badania do wyprodukowania jednej tony proszku ceramicznego tlenku cyrkonu stabilizowanego itrem potrzeba około 50 ton wody, co powoduje wytwarzanie dużej ilości ścieków, a odzysk i oczyszczanie ścieków znacznie zwiększa koszty produkcji”. Wang – powiedział Sikai. Wraz z poprawą chińskiego prawa ochrony środowiska przedsiębiorstwa przygotowujące nanoproszek cyrkonu metodą mokrą chemicznie napotykają bezprecedensowe trudności. Dlatego istnieje pilna potrzeba opracowania ekologicznej i taniej technologii wytwarzania nanoproszku cyrkonu. „W tym kontekście stało się głównym ośrodkiem badań nad przygotowaniem nanoproszku cyrkonu w czystszym i zużywającym mniej energii procesie produkcyjnym, wśród których najbardziej poszukiwana w kręgach naukowych i technologicznych jest wysokoenergetyczna metoda mielenia kulowego. „Bao Jin's powieść. Wysokoenergetyczne mielenie kulowe oznacza wykorzystanie energii mechanicznej do wywołania reakcji chemicznych lub wywołania zmian w strukturze i właściwościach materiałów w celu przygotowania nowych materiałów. Jako nowa technologia może oczywiście zmniejszyć energię aktywacji reakcji, udoskonalić wielkość ziaren, znacznie poprawić równomierność dystrybucji cząstek proszku, poprawić kombinację powierzchni międzyfazowej między podłożami, promować dyfuzję jonów stałych i wywoływać reakcje chemiczne w niskiej temperaturze, a tym samym poprawa zwartości i dyspergowalności materiałów. Jest to energooszczędna i wydajna technologia przygotowania materiału o dobrych perspektywach zastosowań przemysłowych. Unikalny mechanizm barwienia tworzy kolorową ceramikę. Na rynku międzynarodowym materiały nanoproszkowe cyrkonu weszły w fazę rozwoju przemysłowego. Wang Sikai powiedział reporterom: „W krajach i regionach rozwiniętych, takich jak Stany Zjednoczone, Europa Zachodnia i Japonia, skala produkcji nanoproszku cyrkonu jest duża, a specyfikacje produktu są stosunkowo kompletne. Jest to oczywiste, zwłaszcza w przypadku międzynarodowych firm amerykańskich i japońskich przewaga konkurencyjna w patentach na ceramikę cyrkonową Według Wanga Sikai nowy chiński przemysł produkcji ceramiki znajduje się obecnie w fazie szybkiego rozwoju, a zapotrzebowanie na proszek ceramiczny rośnie z roku na rok, dlatego coraz pilniejsze jest jego wprowadzenie. opracować proces produkcji nowego nanometrowego tlenku cyrkonu W ciągu ostatnich dwóch lat niektóre krajowe instytuty badawcze i przedsiębiorstwa również rozpoczęły niezależne badania i produkcję nanoproszku cyrkonu, ale większość prac badawczo-rozwojowych jest wciąż na etapie małej skali. próbna produkcja w laboratorium, przy małej wydajności i pojedynczej odmianie. W projekcie „Color Rare Earth Zirconia Nanopowder” realizowanym przez Ceramic Zirconia Industry, nanoproszek cyrkonu został przygotowany metodą reakcji w stanie stałym przy wysokoenergetycznym mieleniu kulowym. „Wykorzystuje się wodę. jako środek mielący do mielenia i rafinacji cząstek, tak że można uzyskać niezbrylony proszek zbożowy o wielkości 100 nanometrów, który nie powoduje zanieczyszczeń, jest tani i ma dobrą stabilność partii.” powiedział Bao Xin. Technologia przygotowania może nie tylko spełniać wymagania proszkowe ceramicznej tablicy do telefonów komórkowych 5G, materiałów stanowiących barierę termiczną do turbinowych silników lotniczych, kulek ceramicznych, noży ceramicznych i innych produktów, ale może również zostać spopularyzowana i zastosowana do przygotowania większej liczby proszków ceramicznych, takich jak jako preparat w postaci proszku kompozytowego tlenku ceru. Zgodnie z samodzielnie opracowanym mechanizmem barwienia zespół techniczny Ceramic Zirconium Industry przyjął syntezę w fazie stałej i metodę kompozytową do barwienia bez wprowadzania dodatkowych jonów metali poprzez optymalizację procesu. Ceramika cyrkonowa przygotowana tą metodą ma nie tylko wysokie nasycenie kolorów i dobre zwilżalność, ale również nie wpływają na pierwotne właściwości mechaniczne ceramiki cyrkonowej. „Oryginalny rozmiar cząstek kolorowego proszku tlenku cyrkonu produkowanego w oparciu o nową technologię to nanometr, który charakteryzuje się jednolitym rozmiarem cząstek, wysoką aktywnością spiekania, niską temperaturą spiekania itd. W porównaniu z tradycyjnym procesem produkcyjnym, kompleksowy zużycie energii zostało znacznie zmniejszone. Wydajność produkcji i wydajność obróbki ceramiki uległy znacznej poprawie. Zaawansowane urządzenia ceramiczne przygotowane tą metodą charakteryzują się doskonałymi właściwościami, takimi jak wysoka wytrzymałość, wysoka wytrzymałość i wysoka twardość” – powiedział Wang Sikai.