Nanopó de zircônia: um novo material para celulares 5G "atrás"

Fonte: Ciência e Tecnologia Diariamente: O processo tradicional de produção do pó de zircônia produzirá uma grande quantidade de resíduos, especialmente a grande quantidade de águas residuais alcalinas de baixa concentração que são difíceis de tratar, causando grave poluição ambiental. O moinho de bolas de alta energia é uma tecnologia de preparação de material eficiente e que economiza energia, que pode melhorar a compacidade e a dispersibilidade da cerâmica de zircônia e tem uma boa perspectiva de aplicação industrial. Com o advento da tecnologia 5G, os smartphones estão silenciosamente mudando seu próprio "equipamento ". A comunicação 5G usa o espectro acima de 3 gigahertz (Ghz) ​​e seu comprimento de onda milimétrico é muito curto. Se o telefone móvel 5G usar um backplane de metal, ele interferirá seriamente ou protegerá o sinal. Portanto, materiais cerâmicos com características de ausência de blindagem de sinal, alta dureza, forte percepção e excelente desempenho térmico próximo aos materiais metálicos tornaram-se gradualmente uma escolha importante para as empresas de telefonia móvel entrarem na era 5G. Bao Jinxiao, professor da Universidade de Ciência e Tecnologia da Mongólia Interior, disse aos repórteres que, como um importante material inorgânico não metálico, novos materiais cerâmicos se tornaram a melhor escolha para materiais de backboard de smartphones.Na era 5G, a backboard de telefones celulares precisa ser atualizada urgentemente. Wang Sikai, gerente geral da Mongólia Interior Jingtao Zirconium Industry Co., Ltd. (doravante denominada Jingtao Zirconium Industry), disse ao repórter que, de acordo com os dados divulgados pela Counterpoint, uma instituição de pesquisa de renome mundial, as remessas globais de smartphones irão atingir 1,331 bilhão de unidades em 2020. Com a crescente demanda por cerâmica de zircônia usada em tabelas de telefones celulares, sua pesquisa e desenvolvimento e tecnologia de preparação também atraíram muito atenção.Como um novo material cerâmico com conteúdo técnico extremamente alto, o material cerâmico de zircônia pode ser competente para o ambiente de trabalho severo para o qual os materiais metálicos, materiais poliméricos e a maioria dos outros materiais cerâmicos não são competentes. Como peças estruturais, os produtos cerâmicos de zircônia têm sido aplicados em muitas indústrias, como energia, aeroespacial, máquinas, automóveis, tratamento médico, etc., e o consumo anual global é superior a 80.000 toneladas. mostraram maiores vantagens tecnológicas na fabricação de tabelas de telefones celulares, e a cerâmica de zircônia tem uma perspectiva de desenvolvimento mais ampla. "O desempenho da cerâmica de zircônia depende diretamente do desempenho dos pós, portanto, o desenvolvimento de tecnologia de preparação controlável de pós de alto desempenho, tornou-se o elo mais crítico na preparação de cerâmica de zircônia e no desenvolvimento de dispositivos cerâmicos de zircônia de alto desempenho. " Wang Sikai disse francamente. O método verde de moagem de bolas de alta energia é muito procurado por especialistas. A produção nacional de nanopó de zircônia adota principalmente o processo químico úmido, e o óxido de terras raras é usado como estabilizador para produzir nanopó de zircônia. Este processo tem as características de grande capacidade de produção e boa uniformidade dos componentes químicos dos produtos, mas a desvantagem é que uma grande quantidade de resíduos será produzida no processo de produção, especialmente uma grande quantidade de águas residuais alcalinas de baixa concentração que são difíceis de tratar e que, se não forem tratadas adequadamente, causarão grave poluição e danos ao meio ambiente ecológico. "De acordo com a pesquisa, são necessárias cerca de 50 toneladas de água para produzir uma tonelada de pó cerâmico de zircônia estabilizado com ítria, que produzirá uma grande quantidade de águas residuais, e a recuperação e tratamento de águas residuais aumentará muito o custo de produção. "Wang Sikai disse. Com a melhoria da lei de proteção ambiental da China, as empresas que preparam nanopó de zircônia pelo método químico úmido estão enfrentando dificuldades sem precedentes. Portanto, há uma necessidade urgente de desenvolver uma tecnologia de preparação de nanopó de zircônia verde e de baixo custo. "Neste contexto,tornou-se um ponto de pesquisa para preparar nanopó de zircônia por meio de um processo de produção mais limpo e com menor consumo de energia, entre os quais o método de moagem de alta energia é o mais procurado pelos círculos científicos e tecnológicos. "Bao Jin's romance. O moinho de bolas de alta energia refere-se ao uso de energia mecânica para induzir reações químicas ou para induzir mudanças na estrutura e propriedades dos materiais, de modo a preparar novos materiais. Como uma nova tecnologia, pode obviamente reduzir a energia de ativação da reação, refinar o tamanho do grão, melhorar significativamente a uniformidade de distribuição das partículas de pó, melhorar a combinação de interface entre substratos, promover a difusão de íons sólidos e induzir reações químicas de baixa temperatura, assim melhorando a compactação e dispersibilidade dos materiais. É uma tecnologia de preparação de material eficiente e que economiza energia, com boas perspectivas de aplicação industrial. O mecanismo de coloração exclusivo cria cerâmicas coloridas. No mercado internacional, os materiais em nanopó de zircônia entraram na fase de desenvolvimento industrial. Wang Sikai disse aos repórteres: "Em países e regiões desenvolvidos como Estados Unidos, Europa Ocidental e Japão, a escala de produção de nanopó de zircônia é grande e as especificações do produto são relativamente completas. Especialmente empresas multinacionais americanas e japonesas,É óbvio vantagens competitivas na patente de cerâmica de zircônia De acordo com Wang Sikai, atualmente, a nova indústria de fabricação de cerâmica da China está em um estágio de rápido desenvolvimento e a demanda por pó cerâmico está aumentando ano a ano, por isso é cada vez mais urgente. desenvolver o processo de produção de nova zircônia nanométrica Nos últimos dois anos, alguns institutos de pesquisa e empresas nacionais também começaram a pesquisar e produzir de forma independente nanopó de zircônia, mas a maior parte da pesquisa e desenvolvimento ainda está no estágio de produção experimental em pequena escala. no laboratório, com pequena produção e variedade única No projeto de "Nanopó de Zircônia de Terras Raras Coloridas" implementado pela Indústria de Zircônia Cerâmica, o nanopó de zircônia foi preparado por reação de estado sólido de moagem de alta energia. método."A água é usada como meio de moagem para moer e refinar as partículas, de modo que possa ser obtido pó de grão não aglomerado com tamanho de 100 nanômetros, que não tem poluição, baixo custo e boa estabilidade de lote." A tecnologia de preparação não só pode atender aos requisitos de pó da tabela de cerâmica para telefones celulares 5G, materiais de revestimento de barreira térmica para motores de turbina de aviação, bolas de cerâmica, facas de cerâmica e outros produtos, mas também pode ser popularizada e aplicada na preparação de mais pós cerâmicos, como como preparação de pó composto de óxido de cério. De acordo com o mecanismo de coloração autodesenvolvido, a equipe técnica da Indústria Cerâmica de Zircônio adotou a síntese em fase sólida e o método compósito para coloração sem a introdução de íons metálicos extras por meio da otimização do processo. molhabilidade, mas também não afeta as propriedades mecânicas originais da cerâmica de zircônia. "O tamanho de partícula original do pó colorido de zircônia de terras raras produzido com base na nova tecnologia é nanômetro, que tem as características de tamanho de partícula uniforme, alta atividade de sinterização, baixa temperatura de sinterização e assim por diante. Comparado com o processo de produção tradicional, o abrangente o consumo de energia é significativamente reduzido.A eficiência da produção e o rendimento do processamento cerâmico são bastante melhorados. Os dispositivos cerâmicos avançados preparados por este método têm excelentes propriedades, como alta resistência, alta tenacidade e alta dureza ", disse Wang Sikai.