Nanoproszek cyrkonii: nowy materiał „za” telefonem komórkowym 5G

Źródło: Science and Technology Daily: Tradycyjny proces produkcji proszku cyrkonowego będzie generował dużą ilość odpadów, zwłaszcza dużą ilość ścieków alkalicznych o niskim stężeniu, które są trudne do oczyszczenia, powodując poważne zanieczyszczenie środowiska. Wysokoenergetyczne mielenie kulowe to energooszczędna i wydajna technologia przygotowania materiału, która może poprawić zwartość i dyspersyjność ceramiki cyrkonowej i ma dobre perspektywy zastosowań przemysłowych. Wraz z pojawieniem się technologii 5G smartfony po cichu zmieniają swój własny „sprzęt”. Komunikacja 5G wykorzystuje widmo powyżej 3 gigaherców (Ghz), a jej długość fali milimetrowej jest bardzo krótka. Jeśli telefon komórkowy 5G używa metalowej płyty tylnej, będzie ona poważnie zakłócać lub ekranować sygnał. Dlatego materiały ceramiczne o cechach braku ekranowania sygnału, wysokiej twardości, silnej percepcji i doskonałych właściwościach termicznych zbliżonych do materiałów metalowych stopniowo stały się ważnym wyborem dla firm telefonii komórkowej, aby wejść w erę 5G. Bao Jinxiao, profesor na Uniwersytecie Nauki i Technologii w Mongolii Wewnętrznej, powiedział reporterom, że jako ważny nieorganiczny materiał niemetaliczny, nowe materiały ceramiczne stały się najlepszym wyborem materiałów na tylne panele smartfonów. W erze 5G tylne panele telefonów komórkowych muszą zostać pilnie zmodernizowane. Wang Sikai, dyrektor generalny Inner Mongolia Jingtao Zirconium Industry Co., Ltd. (zwanej dalej Jingtao Zirconium Industry), powiedział reporterowi, że według danych opublikowanych przez Counterpoint, światowej sławy instytucję badawczą, globalne dostawy smartfonów osiągną 1,331 miliarda sztuk w 2020 roku. Wraz ze wzrostem popytu na ceramikę cyrkonową stosowaną w tylnych panelach telefonów komórkowych, jej badania i rozwój oraz technologia przygotowania również przyciągnęły dużą uwagę. Jako nowy materiał ceramiczny o niezwykle wysokiej zawartości technicznej, materiał ceramiczny cyrkonowy może być kompetentny w trudnym środowisku pracy, w którym materiały metalowe, materiały polimerowe i większość innych materiałów ceramicznych nie są kompetentne. Jako elementy konstrukcyjne, produkty ceramiczne z cyrkonii znalazły zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, takich jak energetyka, lotnictwo, maszyny, motoryzacja, leczenie itp., a globalne roczne zużycie przekracza 80 000 ton. Wraz z nadejściem ery 5G, urządzenia ceramiczne wykazały większe zalety technologiczne w produkcji tylnych paneli telefonów komórkowych, a ceramika cyrkonowa ma szersze perspektywy rozwoju. „Wydajność ceramiki cyrkonowej zależy bezpośrednio od wydajności proszków, dlatego opracowanie kontrolowanej technologii przygotowywania wysokowydajnych proszków stało się najważniejszym ogniwem w przygotowywaniu ceramiki cyrkonowej i rozwoju wysokowydajnych urządzeń ceramicznych z cyrkonii. „Wang Sikai powiedział szczerze. Zielona metoda wysokoenergetycznego mielenia kulowego jest bardzo poszukiwana przez ekspertów. Krajowa produkcja nanoproszku cyrkonowego w większości przyjmuje mokry proces chemiczny, a tlenek ziem rzadkich jest stosowany jako stabilizator do produkcji nanoproszku cyrkonowego. Proces ten charakteryzuje się dużą wydajnością produkcyjną i dobrą jednorodnością składników chemicznych produktów, ale wadą jest to, że w procesie produkcyjnym powstaje duża ilość odpadów, zwłaszcza duża ilość ścieków alkalicznych o niskim stężeniu, które są trudne do oczyszczenia, a jeśli nie zostaną odpowiednio obsłużone, spowodują poważne zanieczyszczenie i szkody dla środowiska ekologicznego. „Według badania, do wyprodukowania jednej tony ceramicznego proszku cyrkonowego stabilizowanego tlenkiem itru potrzeba około 50 ton wody, co spowoduje powstanie dużej ilości ścieków, a odzyskiwanie i oczyszczanie ścieków znacznie zwiększy koszty produkcji. „Powiedział Wang Sikai. Wraz z udoskonaleniem chińskiego prawa ochrony środowiska przedsiębiorstwa przygotowujące nanoproszek cyrkonii metodą chemiczną na mokro stają w obliczu niespotykanych dotąd trudności. Dlatego pilnie potrzeba opracowania zielonej i taniej technologii przygotowywania nanoproszeku cyrkonii. „W tym kontekście stało się to gorącym punktem badawczym w celu przygotowania nanoproszeku cyrkonii poprzez czystszy i mniej energochłonny proces produkcyjny, wśród którego metoda mielenia kulowego o wysokiej energii jest najbardziej poszukiwana przez kręgi naukowe i technologiczne. „Powieść Bao Jin. Mielenie kulowe o wysokiej energii odnosi się do wykorzystania energii mechanicznej w celu wywołania reakcji chemicznych lub wywołania zmian w strukturze i właściwościach materiałów, tak aby przygotować nowe materiały. Jako nowa technologia może oczywiście zmniejszyć energię aktywacji reakcji, udoskonalić wielkość ziarna, znacznie poprawić jednorodność rozkładu cząstek proszku, poprawić połączenie między powierzchniami, promować dyfuzję jonów stałych i wywoływać reakcje chemiczne w niskiej temperaturze, poprawiając w ten sposób zwartość i dyspersyjność materiałów. Jest to energooszczędna i wydajna technologia przygotowania materiałów z dobrymi perspektywami zastosowań przemysłowych. Unikalny mechanizm barwienia tworzy kolorową ceramikę. Na rynku międzynarodowym materiały nano-proszkowe z cyrkonii weszły w fazę rozwoju przemysłowego. Wang Sikai powiedział reporterom: „W krajach rozwiniętych i regionach, takich jak Stany Zjednoczone, Europa Zachodnia i Japonia, skala produkcji nanoproszku cyrkonowego jest duża, a specyfikacje produktu są stosunkowo kompletne. Zwłaszcza amerykańskie i japońskie firmy wielonarodowe, mają oczywiste przewagi konkurencyjne w zakresie patentów na ceramikę cyrkonową. Według Wang Sikai, obecnie nowy chiński przemysł ceramiczny znajduje się w fazie szybkiego rozwoju, a popyt na proszek ceramiczny rośnie z roku na rok, dlatego coraz pilniej jest rozwijać proces produkcji nowego nanometrowego cyrkonu. W ciągu ostatnich dwóch lat, niektóre krajowe instytuty badawcze i przedsiębiorstwa również rozpoczęły niezależne badania i produkcję nanoproszku cyrkonowego, ale większość badań i rozwoju jest nadal w fazie produkcji próbnej na małą skalę w laboratorium, z małą wydajnością i pojedynczą odmianą. W projekcie „Color Rare Earth Zirconia Nanopowder” wdrożonym przez Ceramic Zirconia Industry, nanoproszek cyrkonowy został przygotowany przez wysokoenergetyczne mielenie kulowe metoda reakcji w stanie stałym.”Woda jest używana jako medium mielące do mielenia i rafinowania cząstek, tak aby uzyskać nieaglomerowany proszek ziarnisty o rozmiarze 100 nanometrów, który nie powoduje zanieczyszczeń, jest tani i ma dobrą stabilność partii.” Bao Xin powiedział. Technologia przygotowania może nie tylko spełniać wymagania dotyczące proszku ceramicznej płyty tylnej telefonu komórkowego 5G, materiałów powłokowych z barierą termiczną do silników turbin lotniczych, kulek ceramicznych, noży ceramicznych i innych produktów, ale także może być popularyzowana i stosowana w przygotowaniu większej ilości proszków ceramicznych, takich jak przygotowanie 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 dobrą zwilżalność, ale również nie wpływa na pierwotne właściwości mechaniczne ceramiki cyrkonowej. „Oryginalny rozmiar cząstek proszku cyrkonowego ziem rzadkich w kolorze wytworzonego w oparciu o nową technologię wynosi nanometr, co ma cechy jednolitej wielkości cząstek, wysokiej aktywności spiekania, niskiej temperatury spiekania itd. W porównaniu z tradycyjnym procesem produkcyjnym, kompleksowe zużycie energii jest znacznie zmniejszone. Wydajność produkcji i wydajność obróbki ceramicznej są znacznie poprawione. Zaawansowane urządzenia ceramiczne przygotowane tą metodą mają doskonałe właściwości, takie jak wysoka wytrzymałość, wysoka wytrzymałość i wysoka twardość. „Powiedział Wang Sikai.