Cirkonija nanopulveris: jauns materiāls 5G mobilā tālruņa “aizkulisēm”

Avots: Science and Technology Daily: Tradicionālais cirkonija pulvera ražošanas process rada lielu daudzumu atkritumu, īpaši lielu daudzumu zemas koncentrācijas sārmainu notekūdeņu, kurus ir grūti attīrīt, radot nopietnu vides piesārņojumu. Augstas enerģijas lodīšu dzirnavas ir enerģiju taupoša un efektīva materiālu sagatavošanas tehnoloģija, kas var uzlabot cirkonija keramikas kompaktumu un disperģējamību, un tai ir labas rūpnieciskas pielietojuma iespējas. Līdz ar 5G tehnoloģijas parādīšanos viedtālruņi klusi maina savu "aprīkojumu". 5G sakari izmanto spektru virs 3 gigaherciem (GHz), un tā milimetru viļņu garums ir ļoti īss. Ja 5G mobilais tālrunis izmanto metāla aizmugures plakni, tas nopietni traucēs vai ekranēs signālu. Tāpēc keramikas materiāli ar signāla neekranēšanas, augstas cietības, spēcīgas uztveres un izcilām termiskām īpašībām, kas ir tuvu metāla materiāliem, pakāpeniski ir kļuvuši par svarīgu izvēli mobilo tālruņu uzņēmumiem, lai ienāktu 5G laikmetā. Iekšējās Mongolijas Zinātnes un tehnoloģiju universitātes profesors Bao Dzjiņsiao žurnālistiem pastāstīja, ka jauni keramikas materiāli kā svarīgs neorganisks nemetālisks materiāls ir kļuvuši par labāko izvēli viedtālruņu aizmugures materiāliem. 5G laikmetā mobilo tālruņu aizmugures ir steidzami jāuzlabo. Iekšējās Mongolijas Jingtao cirkonija rūpniecības uzņēmuma (turpmāk tekstā — Jingtao cirkonija rūpniecības) ģenerāldirektors Vans Sikai žurnālistiem pastāstīja, ka saskaņā ar pasaulē atzītas pētniecības iestādes Counterpoint publicētajiem datiem, globālās viedtālruņu piegādes 2020. gadā sasniegs 1,331 miljardu vienību. Pieaugot pieprasījumam pēc cirkonija keramikas, ko izmanto mobilo tālruņu aizmugures materiālos, lielu uzmanību ir piesaistījusi arī tās pētniecība un attīstība, kā arī sagatavošanas tehnoloģija. Kā jauns keramikas materiāls ar ārkārtīgi augstu tehnisko saturu, cirkonija keramikas materiāls var būt piemērots skarbajai darba videi, kurai metāla materiāli, polimēru materiāli un lielākā daļa citu keramikas materiālu nav piemēroti. Kā konstrukcijas detaļas cirkonija keramikas izstrādājumi ir izmantoti daudzās nozarēs, piemēram, enerģētikā, aviācijā, mašīnbūvē, automobiļos, medicīnā utt., un globālais gada patēriņš pārsniedz 80 000 tonnu. Līdz ar 5G ēras iestāšanos keramikas ierīces ir parādījušas lielākas tehnoloģiskās priekšrocības mobilo tālruņu aizmugurējo paneļu ražošanā, un cirkonija keramikai ir plašākas attīstības perspektīvas. "Cirkonija keramikas veiktspēja ir tieši atkarīga no pulveru veiktspējas, tāpēc augstas veiktspējas pulveru kontrolējamas sagatavošanas tehnoloģijas izstrāde ir kļuvusi par vissvarīgāko saikni cirkonija keramikas sagatavošanā un augstas veiktspējas cirkonija keramikas ierīču izstrādē," atklāti teica Vans Sikai. "Zaļā augstas enerģijas lodīšu malšanas metode ir ļoti pieprasīta ekspertu vidū." Cirkonija nanopulvera ražošanā vietējā tirgū galvenokārt tiek izmantots mitrais ķīmiskais process, un retzemju oksīds tiek izmantots kā stabilizators cirkonija nanopulvera ražošanā. Šim procesam ir raksturīga liela ražošanas jauda un produktu ķīmisko komponentu laba vienveidība, taču trūkums ir tāds, ka ražošanas procesā radīsies liels daudzums atkritumu, īpaši liels daudzums zemas koncentrācijas sārmainu notekūdeņu, kurus ir grūti attīrīt, un, ja tie netiek pareizi apstrādāti, tie radīs nopietnu piesārņojumu un kaitējumu ekoloģiskajai videi. "Saskaņā ar aptauju, vienas tonnas itrija stabilizēta cirkonija keramikas pulvera ražošanai nepieciešamas aptuveni 50 tonnas ūdens, kas radīs lielu daudzumu notekūdeņu, un notekūdeņu reģenerācija un attīrīšana ievērojami palielinās ražošanas izmaksas," sacīja Vans Sikai. "Uzlabojot Ķīnas vides aizsardzības likumu, uzņēmumi, kas ražo cirkonija nanopulveri ar mitro ķīmisko metodi, saskaras ar nepieredzētām grūtībām. Tāpēc ir steidzami jāizstrādā videi draudzīga un lēta cirkonija nanopulvera sagatavošanas tehnoloģija." “Ņemot vērā iepriekš minēto, cirkonija nanopulvera sagatavošana, izmantojot tīrāku un mazāku enerģijas patēriņu, ir kļuvusi par pētniecības centru, starp kuriem zinātnes un tehnoloģiju aprindās vispieprasītākā ir augstas enerģijas lodīšu malšanas metode. Bao Džina romāns. Augstas enerģijas lodīšu malšana attiecas uz mehāniskās enerģijas izmantošanu, lai izraisītu ķīmiskas reakcijas vai izraisītu izmaiņas materiālu struktūrā un īpašībās, lai sagatavotu jaunus materiālus. Kā jauna tehnoloģija tā acīmredzami var samazināt reakcijas aktivācijas enerģiju, uzlabot graudu izmēru, ievērojami uzlabot pulvera daļiņu sadalījuma vienmērīgumu, uzlabot saskarnes kombināciju starp substrātiem, veicināt cieto jonu difūziju un izraisīt ķīmiskās reakcijas zemā temperatūrā, tādējādi uzlabojot materiālu kompaktumu un disperģējamību. Tā ir enerģiju taupoša un efektīva materiālu sagatavošanas tehnoloģija ar labām rūpnieciskā pielietojuma perspektīvām. Unikāls krāsošanas mehānisms rada krāsainu keramiku. Starptautiskajā tirgū cirkonija nanopulvera materiāli ir sasnieguši rūpnieciskās attīstības stadiju. Vans Sikai žurnālistiem sacīja: “Attīstītajās valstīs un reģionos, piemēram, Amerikas Savienotajās Valstīs, Rietumeiropā un Japānā, cirkonija nanopulvera ražošanas apjoms ir liels, un produktu specifikācijas ir samērā pilnīgas. Īpaši Amerikas un Japānas starptautiskajiem uzņēmumiem ir acīmredzamas konkurences priekšrocības cirkonija keramikas patentēšanā. Pēc Vana Sikai teiktā, pašlaik Ķīnas jaunā keramikas ražošanas nozare strauji attīstās, un pieprasījums pēc keramikas pulvera gadu no gada pieaug, tāpēc arvien steidzamāk ir attīstīt jauna nanometru cirkonija ražošanas procesu. Pēdējo divu gadu laikā daži vietējie pētniecības institūti un uzņēmumi ir sākuši patstāvīgi pētīt un ražot cirkonija nanopulveri, taču lielākā daļa pētniecības un izstrādes joprojām notiek neliela mēroga izmēģinājumu ražošanā laboratorijā ar nelielu produkciju un vienu šķirni. Keramikas cirkonija rūpniecības īstenotajā projektā “Krāsaino retzemju cirkonija nanopulveris” cirkonija nanopulveris tika sagatavots ar augstas enerģijas lodīšu malšanas cietvielu reakcijas metodi.” Ūdens tiek izmantots kā malšanas vide daļiņu malšanai un rafinēšanai, lai iegūtu neaglomerētu graudu pulveri ar izmēru 100 "Var iegūt nanometrus, kas nerada piesārņojumu, ir zemas izmaksas un nodrošina labu partijas stabilitāti," sacīja Bao Sjiņs. "Šī sagatavošanas tehnoloģija var ne tikai apmierināt 5G mobilo tālruņu keramikas pamatnes, aviācijas turbīnu dzinēju siltumizolācijas pārklājuma materiālu, keramikas bumbiņu, keramikas nažu un citu produktu pulvera prasības, bet to var arī popularizēt un pielietot citu keramikas pulveru, piemēram, cērija oksīda kompozītmateriālu pulvera, sagatavošanā. Saskaņā ar pašu izstrādāto krāsošanas mehānismu, keramikas cirkonija rūpniecības tehniskā komanda pieņēma cietfāzes sintēzes un kompozītmateriālu krāsošanas metodi, neieviešot papildu metāla jonus, izmantojot procesa optimizāciju. Ar šo metodi sagatavotajai cirkonija keramikai ir ne tikai augsta krāsu piesātinājuma un laba mitrināmība, bet tā arī neietekmē cirkonija keramikas sākotnējās mehāniskās īpašības." "Pamatojoties uz jauno tehnoloģiju ražotā krāsainā retzemju cirkonija pulvera sākotnējais daļiņu izmērs ir nanometrs, kam piemīt vienmērīgs daļiņu izmērs, augsta saķepināšanas aktivitāte, zema saķepināšanas temperatūra utt. Salīdzinot ar tradicionālo ražošanas procesu, ievērojami samazinās kopējais enerģijas patēriņš. Ievērojami uzlabojas ražošanas efektivitāte un keramikas apstrādes raža. "Ar šo metodi izgatavotajām uzlabotajām keramikas ierīcēm ir izcilas īpašības, piemēram, augsta izturība, augsta sīkstums un augsta cietība," sacīja Vans Sikai.