Нанопорошок діоксиду цирконію: новий матеріал для «заду» мобільного телефону 5G

Джерело: Science and Technology Daily: Традиційний процес виробництва порошку діоксиду цирконію призведе до утворення великої кількості відходів, особливо великої кількості лужних стічних вод низької концентрації, які важко очищати, що спричиняє серйозне забруднення навколишнього середовища. Високоенергетичний кульовий млинок — це енергозберігаюча та ефективна технологія підготовки матеріалу, яка може покращити компактність і дисперсійність цирконієвої кераміки та має гарну перспективу промислового застосування. З появою технології 5G смартфони тихо змінюють своє власне «обладнання». ". Зв'язок 5G використовує спектр вище 3 гігагерц (ГГц), а довжина хвилі міліметра дуже коротка. Якщо мобільний телефон 5G використовує металеву задню плату, це створюватиме серйозні перешкоди або екрануватиме сигнал. Таким чином, керамічні матеріали з характеристиками відсутності екранування сигналу, високою міцністю, сильним сприйняттям і чудовими тепловими характеристиками, близькими до металевих матеріалів, поступово стали важливим вибором для компаній мобільних телефонів, щоб увійти в еру 5G. Бао Цзіньсяо, професор Науково-технічного університету Внутрішньої Монголії, сказав журналістам, що як важливий неорганічний неметалічний матеріал, нові керамічні матеріали стали найкращим вибором для матеріалів для задньої панелі смартфона. В епоху 5G панель мобільного телефону потребує оновлення. терміново. Ван Сікай, генеральний менеджер Inner Mongolia Jingtao Zirconium Industry Co., Ltd. (далі – Jingtao Zirconium Industry), сказав журналісту, що згідно з даними, опублікованими Counterpoint, всесвітньо відомою дослідницькою установою, глобальні поставки смартфонів будуть досягне 1,331 мільярда одиниць у 2020 році. Зі збільшенням попиту на цирконієву кераміку, яка використовується в панелях мобільних телефонів, її науково-дослідні розробки та технологія підготовки також привернули велику увагу. Будучи новим керамічним матеріалом з надзвичайно високим технічним вмістом, цирконієва кераміка може бути компетентною для важкі робочі умови, для яких металеві, полімерні матеріали та більшість інших керамічних матеріалів непридатні. Керамічні вироби з діоксиду цирконію як структурні частини застосовуються в багатьох галузях, таких як енергетика, аерокосмічна промисловість, машинобудування, автомобілебудування, лікування тощо, а глобальне річне споживання становить понад 80 000 тонн. З настанням ери 5G керамічні пристрої стали показали більші технологічні переваги у виготовленні панелей для мобільних телефонів, а цирконієва кераміка має ширшу перспективу розвитку. «Ефективність цирконієвої кераміки безпосередньо залежить від продуктивності порошків, тому розробка контрольованої технології приготування високоефективних порошків стала найважливішою ланкою в підготовці цирконієвої кераміки та розробці високоефективних цирконієвих керамічних пристроїв». Ван Сікай відверто сказав. Метод зеленого високоенергетичного кульового млина дуже затребуваний експертами. Внутрішнє виробництво нанопорошку діоксиду цирконію здебільшого використовує мокрий хімічний процес, а оксид рідкоземельних елементів використовується як стабілізатор для виробництва нанопорошку диоксиду цирконію. Цей процес має характеристики великої виробничої потужності та хорошої однорідності хімічних компонентів продуктів, але недоліком є що в процесі виробництва буде утворюватися велика кількість відходів, особливо велика кількість лужних стічних вод низької концентрації, які важко очищати, і якщо з ними не поводитись належним чином, це призведе до серйозного забруднення та шкоди екологічному середовищу. «Згідно з дослідженням, для виробництва однієї тонни керамічного порошку діоксиду цирконію, стабілізованого оксидом ітрію, потрібно приблизно 50 тонн води, що призведе до утворення великої кількості стічних вод, а відновлення та очищення стічних вод значно збільшить вартість виробництва». Ван – сказав Сікай. З удосконаленням закону про охорону навколишнього середовища в Китаї підприємства, які виготовляють нанопорошок діоксиду цирконію мокрим хімічним методом, стикаються з безпрецедентними труднощами. Тому існує нагальна потреба в розробці екологічної та недорогої технології приготування нанопорошку диоксиду цирконію. «На цьому фоні він став дослідницькою точкою для отримання нанопорошку діоксиду цирконію за допомогою чистішого та менш енергоспоживаючого виробничого процесу, серед якого метод високоенергетичного кульового млину є найбільш затребуваним у наукових і технологічних колах». Бао Цзінь роман. Високоенергетичне кульове подрібнення стосується використання механічної енергії для індукування хімічних реакцій або індукування змін у структурі та властивостях матеріалів для отримання нових матеріалів. Будучи новою технологією, вона, очевидно, може зменшити енергію активації реакції, уточнити розмір зерен, значно покращити рівномірність розподілу частинок порошку, покращити комбінацію розділу між субстратами, сприяти дифузії твердих іонів і індукувати низькотемпературні хімічні реакції, таким чином. підвищення компактності та дисперсності матеріалів. Це енергозберігаюча та ефективна технологія підготовки матеріалу з хорошими перспективами промислового застосування. Унікальний механізм фарбування створює кольорову кераміку. На міжнародному ринку нанопорошкові матеріали з діоксиду цирконію вийшли на стадію промислового розвитку. Ван Сікай сказав журналістам: «У розвинутих країнах і регіонах, таких як Сполучені Штати, Західна Європа та Японія, масштаби виробництва нанопорошку діоксиду цирконію великі, а специфікації продукту відносно повні. Особливо американські та японські транснаціональні компанії, очевидно. Конкурентні переваги в патенті цирконієвої кераміки, за словами Ван Сікая, в даний час нова керамічна промисловість Китаю знаходиться на стадії швидкого розвитку, і попит на керамічний порошок зростає з кожним роком, тому стає все більш актуальним. розробити процес виробництва нового нанометрового діоксиду цирконію. За останні два роки деякі вітчизняні науково-дослідні інститути та підприємства також почали самостійно досліджувати та виробляти нанопорошок диоксиду цирконію, але більшість досліджень і розробок все ще знаходяться на стадії малого масштабу. пробне виробництво в лабораторії з невеликою продуктивністю та єдиним різновидом. У проекті «Кольоровий рідкоземельний нанопорошок цирконію», реалізованому компанією Ceramic Zirconia Industry, нанопорошок цирконію був виготовлений за допомогою високоенергетичного методу твердофазної реакції. Використовується вода. як шліфувальне середовище для подрібнення та очищення частинок, щоб можна було отримати неагломерований зернистий порошок розміром 100 нанометрів, який не забруднює навколишнє середовище, має низьку вартість і хорошу стабільність партії", - сказав Бао Сінь. Технологія підготовки може не тільки задовольнити вимоги до порошку для керамічної панелі мобільного телефону 5G, матеріалів для покриття теплового бар’єру для авіаційних турбінних двигунів, керамічних кульок, керамічних ножів та інших продуктів, але також може бути популяризована та застосована для приготування більшої кількості керамічних порошків, таких як як композиційний порошок оксиду церію. Відповідно до власно розробленого механізму фарбування, технічна команда Ceramic Zirconium Industry запровадила твердофазний синтез і композитний метод фарбування без введення додаткових іонів металу завдяки оптимізації процесу. Цирконієва кераміка, виготовлена ​​цим методом, не лише має високу насиченість кольору та хорошу змочуваності, але також не впливають на початкові механічні властивості цирконієвої кераміки. «Оригінальний розмір частинок кольорового рідкоземельного порошку цирконію, виготовленого на основі нової технології, становить нанометр, який має характеристики рівномірного розміру частинок, високу активність спікання, низьку температуру спікання тощо. У порівнянні з традиційним виробничим процесом, комплексний Ефективність виробництва та вихід кераміки, виготовлені цим методом, мають чудові властивості, такі як висока міцність і висока твердість.