Nanopulbere de zirconiu: un material nou pentru „în spatele” telefonului mobil 5G

Sursa: Science and Technology Daily: Procesul tradițional de producție al pulberii de zirconiu va produce o cantitate mare de deșeuri, în special cantitatea mare de ape uzate alcaline cu concentrație scăzută, care este dificil de tratat, provocând o poluare gravă a mediului. Măcinarea cu bile de înaltă energie este o tehnologie eficientă și economisitoare de energie de pregătire a materialelor, care poate îmbunătăți compactitatea și dispersibilitatea ceramicii din zirconiu și are o bună perspectivă de aplicare industrială. Odată cu apariția tehnologiei 5G, telefoanele inteligente își schimbă în liniște propriul „echipament”. ". Comunicarea 5G folosește spectrul de peste 3 gigaherți (Ghz), iar lungimea de undă milimetrică este foarte mică. Dacă telefonul mobil 5G folosește un backplane metalic, acesta va interfera serios sau va proteja semnalul. Prin urmare, materialele ceramice cu caracteristicile de ecranare fără semnal, duritate ridicată, percepție puternică și performanță termică excelentă aproape de materialele metalice au devenit treptat o alegere importantă pentru companiile de telefonie mobilă pentru a intra în era 5G. Bao Jinxiao, profesor la Universitatea de Știință și Tehnologie din Mongolia Interioară, a declarat reporterilor că, ca material anorganic nemetalic important, noile materiale ceramice au devenit cea mai bună alegere pentru materialele pentru panoul pentru telefoane inteligente. În era 5G, panoul pentru telefonul mobil trebuie să fie modernizat. urgent. Wang Sikai, directorul general al Inner Mongolia Jingtao Zirconium Industry Co., Ltd. (denumită în continuare Jingtao Zirconium Industry), a declarat reporterului că, potrivit datelor publicate de Counterpoint, o instituție de cercetare de renume mondial, livrările globale de smartphone-uri vor ajunge la 1,331 miliarde de unități în 2020. Odată cu creșterea cererii de ceramică din zirconiu utilizată în panourile telefoanelor mobile, tehnologia sa de cercetare și dezvoltare și de pregătire a atras, de asemenea, multă atenție. Fiind un material ceramic nou cu conținut tehnic extrem de ridicat, materialul ceramic din zirconiu poate fi competent pentru mediu de lucru dur pentru care nu sunt competente materialele metalice, materialele polimerice și majoritatea celorlalte materiale ceramice. Ca piese structurale, produsele ceramice din zirconiu au fost aplicate în multe industrii precum energie, aerospațială, mașini, automobile, tratament medical etc., iar consumul anual global este de peste 80.000 de tone. Odată cu apariția erei 5G, dispozitivele ceramice au au demonstrat avantaje tehnologice mai mari în realizarea panourilor pentru telefoane mobile, iar ceramica din zirconiu are o perspectivă de dezvoltare mai largă. „Performanța ceramicii cu zirconiu depinde în mod direct de performanța pulberilor, astfel încât dezvoltarea tehnologiei controlabile de preparare a pulberilor de înaltă performanță, a devenit cea mai critică verigă în prepararea ceramicii cu zirconiu și dezvoltarea dispozitivelor ceramice cu zirconiu de înaltă performanță.” spuse Wang Sikai sincer. Metoda verde de măcinare cu bile de înaltă energie este foarte căutată de experți. Producția internă de nano-pulbere de zirconiu adoptă în mare parte un proces chimic umed, iar oxidul de pământuri rare este utilizat ca stabilizator pentru a produce nano-pulbere de zirconiu. Acest proces are caracteristicile unei capacități mari de producție și o bună uniformitate a componentelor chimice ale produselor, dar dezavantajul este că o cantitate mare de deșeuri va fi produsă în procesul de producție, în special o cantitate mare de ape uzate alcaline cu concentrație scăzută, care este dificil de tratat, iar dacă nu este manipulată corespunzător, va cauza poluare gravă și deteriorarea mediului ecologic. „Conform sondajului, este nevoie de aproximativ 50 de tone de apă pentru a produce o tonă de pulbere ceramică de zirconiu stabilizat cu ytriu, care va produce o cantitate mare de apă uzată, iar recuperarea și tratarea apelor uzate va crește foarte mult costul de producție. „Wang spuse Sikai. Odată cu îmbunătățirea legislației chineze privind protecția mediului, întreprinderile care prepară nano-pulbere de zirconiu prin metoda chimică umedă se confruntă cu dificultăți fără precedent. Prin urmare, este nevoie urgentă de a dezvolta o tehnologie ecologică și ieftină de preparare a nano-pulberii de zirconiu. „În acest context, a devenit un punct fierbinte de cercetare pentru a pregăti nano-pulbere de zirconiu printr-un proces de producție mai curat și cu un consum mai mic de energie, printre care metoda de măcinare cu bile de înaltă energie este cea mai căutată de cercurile științifice și tehnologice. „Bao Jin's roman. Măcinarea cu bile de mare energie se referă la utilizarea energiei mecanice pentru a induce reacții chimice sau pentru a induce modificări în structura și proprietățile materialelor, astfel încât să se pregătească noi materiale. Ca o nouă tehnologie, poate reduce în mod evident energia de activare a reacției, poate rafina dimensiunea granulelor, poate îmbunătăți considerabil uniformitatea distribuției particulelor de pulbere, poate îmbunătăți combinația de interfață între substraturi, poate promova difuzia ionilor solizi și poate induce reacții chimice la temperatură joasă, astfel îmbunătățirea compactității și dispersabilității materialelor. Este o tehnologie de preparare a materialelor care economisește energie și este eficientă, cu perspective bune de aplicare industrială. Mecanismul unic de colorare creează ceramică colorată. Pe piața internațională, materialele nano-pulbere de zirconiu au intrat în stadiul de dezvoltare industrială. Wang Sikai a declarat reporterilor: „În țările și regiunile dezvoltate, cum ar fi Statele Unite, Europa de Vest și Japonia, scara de producție de nano-pulbere de zirconiu este mare, iar specificațiile produsului sunt relativ complete. În special companiile multinaționale americane și japoneze, este evident avantaje competitive în brevetul ceramicii cu zirconiu, potrivit lui Wang Sikai, în prezent, noua industrie de fabricare a ceramicii din China se află într-o etapă de dezvoltare rapidă, iar cererea de pulbere ceramică crește de la an la an, așa că este din ce în ce mai urgent să se facă. Dezvoltarea procesului de producție a noului zirconiu nanometric În ultimii doi ani, unele institute și întreprinderi interne de cercetare au început, de asemenea, să cerceteze și să producă în mod independent nano-pulbere de zirconiu, dar cea mai mare parte a cercetării și dezvoltării este încă în stadiul de dezvoltare la scară mică. producție de probă în laborator, cu producție mică și o singură varietate În proiectul „Color Rare Earth Zirconia Nanopowder” implementat de Ceramic Zirconia Industry, nanopulbere de zirconiu a fost preparată prin metoda de reacție în stare solidă de măcinare cu bile de înaltă energie. Se folosește apă. ca mediu de măcinare pentru a măcina și a rafina particulele, astfel încât să se poată obține pulbere de cereale neaglomerată cu o dimensiune de 100 de nanometri, care nu are poluare, costuri reduse și o bună stabilitate a lotului.” a spus Bao Xin. Tehnologia de preparare nu poate satisface numai cerințele de pulbere ale panoului ceramic pentru telefonul mobil 5G, materiale de acoperire cu barieră termică pentru motoare cu turbină de aviație, bile ceramice, cuțite ceramice și alte produse, dar poate fi popularizată și aplicată și în prepararea mai multor pulberi ceramice, cum ar fi ca preparat de pulbere compozită de oxid de ceriu. Conform mecanismului de colorare auto-dezvoltat, echipa tehnică a Ceramic Zirconium Industry a adoptat sinteza în fază solidă și metoda compozită pentru colorare fără a introduce ioni de metal suplimentari prin optimizarea procesului. umectare, dar nici nu afectează proprietățile mecanice originale ale ceramicii din zirconiu. „Dimensiunea inițială a particulelor pulberii de zirconiu de pământuri rare de culoare produsă pe baza noii tehnologii este nanometrul, care are caracteristicile dimensiunii particulelor uniforme, activitate ridicată de sinterizare, temperatură scăzută de sinterizare și așa mai departe. În comparație cu procesul de producție tradițional, sistemul cuprinzător consumul de energie este redus semnificativ. Eficiența producției și randamentul de prelucrare a ceramicii sunt mult îmbunătățite.