Нанопорошок циркония: новый материал для мобильного телефона 5G «за спиной»

Источник: Science and Technology Daily: Традиционный процесс производства порошка диоксида циркония приводит к образованию большого количества отходов, особенно большого количества щелочных сточных вод низкой концентрации, которые трудно очищать, что приводит к серьезному загрязнению окружающей среды. Высокоэнергетическая шаровая мельница — это энергосберегающая и эффективная технология подготовки материала, которая может улучшить компактность и диспергируемость циркониевой керамики и имеет хорошую перспективу промышленного применения. С появлением технологии 5G смартфоны незаметно меняют собственное «оборудование». ". Связь 5G использует спектр выше 3 гигагерц (ГГц), а длина волны миллиметрового диапазона очень коротка. Если в мобильном телефоне 5G используется металлическая объединительная плата, это будет серьезно мешать сигналу или экранировать его. Таким образом, керамические материалы с характеристиками отсутствия защиты сигнала, высокой твердостью, сильным восприятием и превосходными тепловыми характеристиками, близкими к металлическим материалам, постепенно стали важным выбором для компаний мобильных телефонов, вступающих в эпоху 5G. Бао Цзиньсяо, профессор Университета науки и технологий Внутренней Монголии, сообщил журналистам, что новые керамические материалы, будучи важным неорганическим неметаллическим материалом, стали лучшим выбором для материалов задней панели смартфона. В эпоху 5G задняя панель мобильного телефона нуждается в обновлении. срочно. Ван Сикай, генеральный директор компании Внутренней Монголии Jingtao Zirconium Industry Co., Ltd. (именуемой в дальнейшем Jingtao Zirconium Industry), сообщил репортеру, что, согласно данным, опубликованным всемирно известным исследовательским институтом Counterpoint, глобальные поставки смартфонов увеличатся. достигнет 1,331 миллиарда единиц в 2020 году. В связи с растущим спросом на циркониевую керамику, используемую в корпусах мобильных телефонов, ее исследования, разработки и технология подготовки также привлекли большое внимание. В качестве нового керамического материала с чрезвычайно высоким техническим содержанием циркониевый керамический материал может быть подходящим для суровые рабочие условия, к которым не подходят металлические материалы, полимерные материалы и большинство других керамических материалов. В качестве конструкционных деталей изделия из циркониевой керамики применяются во многих отраслях, таких как энергетика, аэрокосмическая промышленность, машиностроение, автомобилестроение, медицина и т. д., а годовое потребление в мире составляет более 80 000 тонн. С наступлением эры 5G керамические устройства стали продемонстрировали большие технологические преимущества при изготовлении панелей для мобильных телефонов, а циркониевая керамика имеет более широкие перспективы развития. «Эффективность циркониевой керамики напрямую зависит от характеристик порошков, поэтому разработка технологии контролируемого приготовления высокоэффективных порошков стала наиболее важным звеном в приготовлении циркониевой керамики и разработке высокопроизводительных устройств из циркониевой керамики». Ван Сикай сказал откровенно. Метод экологически чистого высокоэнергетического шарового измельчения пользуется большим спросом среди экспертов. Внутреннее производство нанопорошка диоксида циркония в основном использует мокрый химический процесс, а оксид редкоземельных элементов используется в качестве стабилизатора для производства нанопорошка диоксида циркония. Этот процесс имеет характеристики большой производственной мощности и хорошей однородности химических компонентов продуктов, но недостатком является что в производственном процессе будет образовываться большое количество отходов, особенно большое количество щелочных сточных вод с низкой концентрацией, которые трудно очищать, и если не обращаться с ними должным образом, это приведет к серьезному загрязнению и нанесению ущерба экологической среде. «Согласно исследованию, для производства одной тонны циркониевого керамического порошка, стабилизированного иттрием, требуется около 50 тонн воды, что приведет к образованию большого количества сточных вод, а восстановление и очистка сточных вод значительно увеличит себестоимость продукции». Ван Сикай сказал. С усовершенствованием законодательства Китая об охране окружающей среды предприятия, производящие нанопорошок диоксида циркония мокрым химическим методом, сталкиваются с беспрецедентными трудностями. Поэтому существует острая необходимость в разработке экологически чистой и недорогой технологии получения нанопорошка диоксида циркония. «На этом фоне он стал горячей точкой для исследований по приготовлению нанопорошка диоксида циркония с помощью более чистого и менее энергозатратного производственного процесса, среди которого метод высокоэнергетического шарового измельчения является наиболее востребованным в научных и технологических кругах». Бао Цзинь роман. Высокоэнергетическое шаровое измельчение относится к использованию механической энергии для запуска химических реакций или изменения структуры и свойств материалов с целью получения новых материалов. В качестве новой технологии она, очевидно, может снизить энергию активации реакции, уточнить размер зерна, значительно улучшить однородность распределения частиц порошка, улучшить комбинацию интерфейсов между подложками, способствовать диффузии твердых ионов и вызвать низкотемпературные химические реакции, таким образом улучшение компактности и дисперсности материалов. Это энергосберегающая и эффективная технология подготовки материала с хорошими перспективами промышленного применения. Уникальный механизм окраски позволяет создавать красочную керамику. На международном рынке нанопорошковые материалы из циркония вступили в стадию промышленного развития. Ван Сикай сообщил журналистам: «В развитых странах и регионах, таких как США, Западная Европа и Япония, масштабы производства нанопорошка диоксида циркония велики, а спецификации продукта относительно полны. Особенно это очевидно для американских и японских транснациональных компаний. конкурентные преимущества в патенте на циркониевую керамику По словам Ван Сикая, в настоящее время новая керамическая промышленность Китая находится на стадии быстрого развития, и спрос на керамический порошок растет с каждым годом, поэтому становится все более актуальным. разработать процесс производства нового нанопорошка диоксида циркония. За последние два года некоторые отечественные научно-исследовательские институты и предприятия также начали самостоятельно исследовать и производить нанопорошок диоксида циркония, но большая часть исследований и разработок все еще находится на стадии мелкомасштабных исследований. пробное производство в лаборатории с небольшой производительностью и единичным сортом. В проекте «Цветной нанопорошок редкоземельного циркония», реализованном компанией Ceramic Zirconia Industry, нанопорошок циркония был получен методом твердофазной реакции высокоэнергетического шарового измельчения. Используется вода. в качестве мелющей среды для измельчения и измельчения частиц, так что можно получить неагломерированный зерновой порошок размером 100 нанометров, который не загрязняет окружающую среду, имеет низкую стоимость и хорошую стабильность партии», — сказал Бао Синь. Технология приготовления может не только удовлетворить требования к порошкам керамической панели мобильного телефона 5G, материалов термобарьерного покрытия для авиационных турбинных двигателей, керамических шариков, керамических ножей и других продуктов, но также может быть популяризирована и применена при приготовлении большего количества керамических порошков, таких как в качестве препарата композиционного порошка оксида церия. В соответствии с самостоятельно разработанным механизмом окраски техническая группа компании Ceramic Zirconium Industry применила твердофазный синтез и композитный метод для окраски без введения дополнительных ионов металлов за счет оптимизации процесса. Циркониевая керамика, приготовленная этим методом, не только имеет высокую насыщенность цвета и хорошие смачиваемость, но также не влияет на исходные механические свойства циркониевой керамики. «Исходный размер частиц цветного порошка редкоземельного циркония, произведенного на основе новой технологии, составляет нанометр, который имеет характеристики однородного размера частиц, высокую активность спекания, низкую температуру спекания и т. д. По сравнению с традиционным производственным процессом, комплексный потребление энергии значительно снижается. Эффективность производства и производительность обработки керамики значительно улучшаются. Усовершенствованные керамические устройства, изготовленные этим методом, обладают превосходными свойствами, такими как высокая прочность, высокая ударная вязкость и высокая твердость», — сказал Ван Сикай.