Zirconia Nanopowder: Et nyt materiale til "bag" 5G-mobiltelefon

Kilde: Science and Technology Daily: Den traditionelle produktionsproces af zirconiapulver vil producere en stor mængde affald, især den store mængde lavkoncentreret alkalisk spildevand, som er vanskeligt at behandle, hvilket forårsager alvorlig miljøforurening.Højenergikuglefræsning er en energibesparende og effektiv materialeforberedelsesteknologi, som kan forbedre kompaktheden og dispergerbarheden af ​​zirconia keramik og har en god industriel applikationsudsigt. Med fremkomsten af ​​5G-teknologi ændrer smarttelefoner stille og roligt deres eget "udstyr ".5G-kommunikation bruger spektret over 3 gigahertz (Ghz), og dens millimeterbølgelængde er meget kort.Hvis 5G-mobiltelefonen bruger et metalbagplan, vil det alvorligt forstyrre eller afskærme signalet.Derfor er keramiske materialer med egenskaberne uden signalafskærmning, høj hårdhed, stærk opfattelse og fremragende termisk ydeevne tæt på metalmaterialer efterhånden blevet et vigtigt valg for mobiltelefonselskaber at gå ind i 5G-æraen.Bao Jinxiao, en professor ved Indre Mongoliets Universitet for Videnskab og Teknologi, fortalte journalister, at som et vigtigt uorganisk ikke-metallisk materiale er nye keramiske materialer blevet det bedste valg til smartphone-bagpladematerialer. I 5G-æraen skal mobiltelefonbagpladen opgraderes hurtigst muligt.Wang Sikai, general manager for Indre Mongoliet Jingtao Zirconium Industry Co., Ltd. (i det følgende benævnt Jingtao Zirconium Industry), fortalte reporteren, at ifølge data frigivet af Counterpoint, en verdenskendt forskningsinstitution, vil de globale smartphone-forsendelser nå 1,331 milliarder enheder i 2020. Med den stigende efterspørgsel efter zirconia keramik brugt i mobiltelefoner bagplader, har dets R&D og forberedelsesteknologi også tiltrukket sig stor opmærksomhed. Som et nyt keramisk materiale med ekstremt højt teknisk indhold, kan zirconia keramisk materiale være kompetent til hårdt arbejdsmiljø, som metalmaterialer, polymermaterialer og de fleste andre keramiske materialer ikke er kompetente til.Som strukturelle dele er zirconia keramiske produkter blevet anvendt i mange industrier såsom energi, rumfart, maskiner, biler, medicinsk behandling osv., og det globale årlige forbrug er over 80.000 tons. Med fremkomsten af ​​5G-æraen har keramiske enheder vist større teknologiske fordele ved fremstilling af mobiltelefon-bagplader, og zirconia keramik har et bredere udviklingsperspektiv."Ydeevnen af ​​zirconia keramik afhænger direkte af ydeevnen af ​​pulvere, så udvikling af kontrollerbar forberedelsesteknologi af højtydende pulvere, er det blevet det mest kritiske led i fremstillingen af ​​zirconia keramik og udvikling af højtydende zirconia keramiske enheder." sagde Wang Sikai ærligt.Grøn højenergi kuglefræsningsmetode er meget eftertragtet af eksperter.Indenlandsk produktion af zirconia nano-pulver vedtager for det meste våd kemisk proces, og sjældne jordarters oxid bruges som stabilisator til at producere zirconia nano-powder. Denne proces har karakteristika for stor produktionskapacitet og god ensartethed af kemiske komponenter i produkter, men ulempen er at der vil blive produceret en stor mængde affald i produktionsprocessen, især en stor mængde lavkoncentreret alkalisk spildevand, som er svært at behandle, og hvis det ikke håndteres korrekt, vil det medføre alvorlig forurening og skade på det økologiske miljø."Ifølge undersøgelsen tager det omkring 50 tons vand at producere et ton yttria-stabiliseret zirconia keramisk pulver, som vil producere en stor mængde spildevand, og genvinding og behandling af spildevand vil i høj grad øge produktionsomkostningerne. "Wang sagde Sikai.Med forbedringen af ​​Kinas miljøbeskyttelseslovgivning står de virksomheder, der fremstiller zirconia nano-pulver ved våd kemisk metode, over for hidtil usete vanskeligheder. Derfor er der et presserende behov for at udvikle en grøn og billig fremstillingsteknologi af zirconia nano-pulver."På denne baggrund er det blevet et forsknings-hotspot at fremstille zirconia nano-pulver ved en renere og lavere energiforbrug produktionsproces, blandt hvilke højenergi kuglefræsningsmetoden er den mest eftertragtede af de videnskabelige og teknologiske kredse. "Bao Jin's roman.Højenergikuglefræsning refererer til brugen af ​​mekanisk energi til at inducere kemiske reaktioner eller til at inducere ændringer i materialers struktur og egenskaber for at fremstille nye materialer.Som en ny teknologi kan den naturligvis reducere reaktionsaktiveringsenergien, forfine kornstørrelsen, i høj grad forbedre fordelingens ensartethed af pulverpartikler, forbedre grænsefladekombinationen mellem substrater, fremme diffusionen af ​​faste ioner og inducere kemiske reaktioner ved lav temperatur, således forbedring af materialernes kompakthed og dispergerbarhed.Det er en energibesparende og effektiv materialeforberedelsesteknologi med gode industrielle anvendelsesmuligheder. En unik farvemekanisme skaber farverig keramik.På det internationale marked er zirconia nano-pulvermaterialer kommet ind på stadiet af industriel udvikling.Wang Sikai fortalte journalister: "I udviklede lande og regioner som USA, Vesteuropa og Japan er produktionsskalaen af ​​zirconia nano-pulver stor, og produktspecifikationerne er relativt komplette. Især amerikanske og japanske multinationale virksomheder har det indlysende konkurrencefordele i patentet af zirconia keramik. Ifølge Wang Sikai er Kinas nye keramiske fremstillingsindustri på nuværende tidspunkt i et stadie af hurtig udvikling, og efterspørgslen efter keramisk pulver stiger år for år, så det er mere og mere presserende at udvikle produktionsprocessen af ​​nye nanometer zirconia. I de sidste to år er nogle indenlandske forskningsinstitutter og virksomheder også begyndt at selvstændigt forske og producere zirconia nano-pulver, men det meste af forskning og udvikling er stadig i småskalastadiet forsøgsproduktion i laboratoriet, med lille output og enkelt sort. I projektet med "Color Rare Earth Zirconia Nanopowder" implementeret af Ceramic Zirconia Industry blev zirconia nanopowder fremstillet ved højenergikugleformaling i fast tilstandsreaktionsmetode."Vand bruges som slibemedium til at male og forfine partiklerne, så der kan opnås ikke-agglomereret kornpulver med en størrelse på 100 nanometer, som ikke har nogen forurening, lave omkostninger og god batchstabilitet." sagde Bao Xin.Forberedelsesteknologien kan ikke kun opfylde pulverkravene for 5G mobiltelefon keramisk bagplade, termiske barrierebelægningsmaterialer til luftfartsturbinemotorer, keramiske kugler, keramiske knive og andre produkter, men kan også populariseres og anvendes til fremstilling af mere keramiske pulvere som f.eks. som ceriumoxid-kompositpulverpræparat.Ifølge den selvudviklede farvningsmekanisme vedtog det tekniske team af Ceramic Zirconium Industry fast-fase syntese og kompositmetode til farvning uden at indføre ekstra metalioner gennem procesoptimering. Zirconia keramikken fremstillet ved denne metode har ikke kun høj farvemætning og god fugtbarhed, men påvirker heller ikke de originale mekaniske egenskaber af zirconia keramik."Den oprindelige partikelstørrelse af farven sjældne jordarters zirconia pulver produceret baseret på den nye teknologi er nanometer, som har karakteristika af ensartet partikelstørrelse, høj sintringsaktivitet, lav sintringstemperatur og så videre. Sammenlignet med den traditionelle produktionsproces er den omfattende energiforbruget er betydeligt reduceret. Produktionseffektiviteten og keramiske forarbejdningsudbytte er væsentligt forbedret. De avancerede keramiske enheder fremstillet ved denne metode har fremragende egenskaber såsom høj styrke, høj sejhed og høj hårdhed. " sagde Wang Sikai.