Zirconia Nanopowder: Et nytt materiale for "bak" 5G-mobiltelefon

Kilde: Science and Technology Daily: Den tradisjonelle produksjonsprosessen av zirconia-pulver vil produsere en stor mengde avfall, spesielt den store mengden lavkonsentrert alkalisk avløpsvann som er vanskelig å behandle, og forårsaker alvorlig miljøforurensning.Høyenergikulefresing er en energibesparende og effektiv materialforberedelsesteknologi, som kan forbedre kompaktheten og dispergerbarheten til zirkoniumkeramikk og har gode industrielle bruksmuligheter. Med bruken av 5G-teknologi endrer smarttelefoner stille og rolig sitt eget "utstyr ".5G-kommunikasjon bruker spekteret over 3 gigahertz (Ghz), og dens millimeterbølgelengde er veldig kort.Hvis 5G-mobiltelefonen bruker et metallbakplan, vil det alvorlig forstyrre eller skjerme signalet.Derfor har keramiske materialer med egenskapene til ingen signalskjerming, høy hardhet, sterk persepsjon og utmerket termisk ytelse nær metallmaterialer gradvis blitt et viktig valg for mobiltelefonselskaper for å gå inn i 5G-æraen.Bao Jinxiao, en professor ved Indre Mongolia University of Science and Technology, fortalte journalister at som et viktig uorganisk ikke-metallisk materiale, har nye keramiske materialer blitt det beste valget for ryggplatematerialer til smarttelefoner. I 5G-tiden må ryggplate til mobiltelefoner oppgraderes snarest.Wang Sikai, daglig leder for Indre Mongolia Jingtao Zirconium Industry Co., Ltd. (heretter referert til som Jingtao Zirconium Industry), fortalte reporteren at i henhold til data utgitt av Counterpoint, en verdenskjent forskningsinstitusjon, vil de globale smarttelefonforsendelsene nå 1,331 milliarder enheter i 2020. Med den økende etterspørselen etter zirkoniumkeramikk brukt i mobiltelefoner, har FoU- og klargjøringsteknologien også tiltrukket seg mye oppmerksomhet. Som et nytt keramisk materiale med ekstremt høyt teknisk innhold, kan zirkoniumkeramisk materiale være kompetent for tøft arbeidsmiljø som metallmaterialer, polymermaterialer og de fleste andre keramiske materialer ikke er kompetente til.Som strukturelle deler har zirconia keramiske produkter blitt brukt i mange bransjer som energi, romfart, maskiner, bil, medisinsk behandling, etc., og det globale årlige forbruket er over 80 000 tonn. Med fremveksten av 5G-tiden har keramiske enheter vist større teknologiske fordeler ved å lage ryggplater til mobiltelefoner, og zirkoniumkeramikk har et bredere utviklingsperspektiv."Ytelsen til zirconia keramikk avhenger direkte av ytelsen til pulver, så utviklingen av kontrollerbar forberedelsesteknologi for høyytelsespulver, har blitt det mest kritiske leddet i fremstillingen av zirconia keramikk og utviklingen av høyytelses zirconia keramiske enheter."sa Wang Sikai ærlig.Grønn høyenergikulefresemetode er svært ettertraktet av eksperter.Innenlandsk produksjon av zirconia nano-pulver vedtar for det meste våt kjemisk prosess, og sjeldne jordarter oksid brukes som stabilisator for å produsere zirconia nano-pulver. Denne prosessen har egenskapene til stor produksjonskapasitet og god ensartethet av kjemiske komponenter i produktene, men ulempen er at det vil produseres store mengder avfall i produksjonsprosessen, spesielt en stor mengde lavkonsentrert alkalisk avløpsvann som er vanskelig å behandle, og dersom det ikke håndteres forsvarlig vil det forårsake alvorlig forurensning og skade på det økologiske miljøet."Ifølge undersøkelsen tar det omtrent 50 tonn vann for å produsere ett tonn yttria-stabilisert zirkoniumoksid keramisk pulver, som vil produsere en stor mengde avløpsvann, og gjenvinning og behandling av avløpsvann vil øke produksjonskostnadene betraktelig."sa Wang Sikai.Med forbedringen av Kinas miljøvernlovgivning, står bedriftene som tilbereder zirconia nano-pulver med våtkjemisk metode overfor enestående vanskeligheter. Derfor er det et presserende behov for å utvikle en grønn og rimelig tilberedningsteknologi av zirconia nano-pulver."På denne bakgrunnen har det blitt et forskningshotspot for å tilberede zirkoniumoxid nanopulver ved en renere og lavere energiforbruksproduksjonsprosess, blant hvilke høyenergikulefresemetoden er den mest ettertraktede av vitenskapelige og teknologiske sirkler.“Bao Jins roman.Høyenergikulefresing refererer til bruken av mekanisk energi for å indusere kjemiske reaksjoner eller for å indusere endringer i strukturen og egenskapene til materialer, for å fremstille nye materialer.Som en ny teknologi kan den åpenbart redusere reaksjonsaktiveringsenergien, foredle kornstørrelsen, i stor grad forbedre fordelingsuniformiteten til pulverpartikler, forbedre grensesnittkombinasjonen mellom substrater, fremme diffusjon av faste ioner og indusere kjemiske reaksjoner ved lav temperatur, og dermed forbedre kompaktheten og dispergerbarheten til materialer.Det er en energibesparende og effektiv materialbehandlingsteknologi med gode industrielle bruksmuligheter. Unik fargemekanisme skaper fargerik keramikk.På det internasjonale markedet har zirconia nano-pulvermaterialer gått inn i stadiet av industriell utvikling.Wang Sikai sa til journalister: "I utviklede land og regioner som USA, Vest-Europa og Japan er produksjonsskalaen for zirconia nano-pulver stor og produktspesifikasjonene er relativt komplette.Spesielt amerikanske og japanske multinasjonale selskaper, det har åpenbare konkurransefortrinn i patentet på zirconia keramikk.I følge Wang Sikai er Kinas nye keramiske produksjonsindustri i et stadium av rask utvikling, og etterspørselen etter keramisk pulver øker år for år, så det haster mer og mer å utvikle produksjonsprosessen for ny nanometer zirkoniumoksid.I løpet av de siste to årene har noen innenlandske forskningsinstitutter og foretak også begynt å forske på og produsere zirconia nano-pulver, men mesteparten av forskningen og utviklingen er fortsatt i fasen av småskala prøveproduksjon i laboratoriet, med liten produksjon og enkelt variant.I prosjektet til "Color Rare Earth Zirconia Nanopowder" implementert av Ceramic Zirconia Industry, ble zirconia nanopowder fremstilt ved hjelp av høyenergikulefresing solid state-reaksjonsmetoden." Vann brukes som slipemedium for å male og raffinere partiklene, slik at ikke -Agglomerert kornpulver med en størrelse på 100 nanometer kan oppnås, som ikke har noen forurensning, lav pris og god batchstabilitet.sa Bao Xin.Forberedelsesteknologien kan ikke bare oppfylle pulverkravene til 5G-mobiltelefonkeramiske bakplater, termiske barrierebeleggmaterialer for luftfartsturbinmotorer, keramiske kuler, keramiske kniver og andre produkter, men kan også populariseres og brukes i fremstillingen av mer keramiske pulvere som f.eks. som ceriumoksidkomposittpulverpreparat.I henhold til den egenutviklede fargemekanismen, tok det tekniske teamet til Ceramic Zirconium Industry i bruk solidfasesyntese og komposittmetode for farging uten å introdusere ekstra metallioner gjennom prosessoptimalisering. Zirkoniumkeramikken fremstilt med denne metoden har ikke bare høy fargemetning og god farge. fuktbarhet, men påvirker heller ikke de originale mekaniske egenskapene til zirkoniumkeramikk."Den opprinnelige partikkelstørrelsen til fargen sjeldne jordartsmetaller zirconia pulver produsert basert på den nye teknologien er nanometer, som har egenskapene til jevn partikkelstørrelse, høy sintringsaktivitet, lav sintringstemperatur og så videre.Sammenlignet med den tradisjonelle produksjonsprosessen, er det omfattende energiforbruket betydelig redusert. Produksjonseffektiviteten og keramisk behandlingsutbytte er betydelig forbedret.De avanserte keramiske enhetene fremstilt ved denne metoden har utmerkede egenskaper som høy styrke, høy seighet og høy hardhet."sa Wang Sikai.