Nanoprah cirkonija: novi materijal za “iza” 5G mobilnog telefona

Izvor: Science and Technology Daily: Tradicionalni proces proizvodnje cirkonijevog praha proizvest će veliku količinu otpada, posebno veliku količinu alkalne otpadne vode niske koncentracije koju je teško pročišćavati, uzrokujući ozbiljno onečišćenje okoliša.Visokoenergetsko kuglično glodanje štedi energiju i učinkovita je tehnologija pripreme materijala, koja može poboljšati kompaktnost i disperzibilnost cirkonijeve keramike i ima dobre izglede za industrijsku primjenu. S pojavom 5G tehnologije, pametni telefoni tiho mijenjaju vlastitu "opremu" ”.5G komunikacija koristi spektar iznad 3 gigaherca (Ghz), a valna duljina milimetara vrlo je kratka.Ako 5G mobilni telefon koristi metalnu stražnju ploču, to će ozbiljno ometati ili zaštititi signal.Stoga su keramički materijali s karakteristikama bez zaštite signala, velikom tvrdoćom, snažnom percepcijom i izvrsnim toplinskim performansama bliskim metalnim materijalima postupno postali važan izbor za tvrtke mobilne telefonije za ulazak u eru 5G.Bao Jinxiao, profesor na Sveučilištu za znanost i tehnologiju unutarnje Mongolije, rekao je novinarima da su novi keramički materijali kao važan anorganski nemetalni materijal postali najbolji izbor za materijale za pozadinu pametnog telefona. U eri 5G, pozadinu za mobilni telefon treba nadograditi hitno.Wang Sikai, generalni direktor tvrtke Inner Mongolia Jingtao Zirconium Industry Co., Ltd. (u daljnjem tekstu Jingtao Zirconium Industry), rekao je novinaru da će prema podacima koje je objavio Counterpoint, svjetski poznata istraživačka institucija, globalne isporuke pametnih telefona dostići 1,331 milijardi jedinica u 2020. Uz sve veću potražnju za cirkonij keramikom koja se koristi u stražnjim pločama mobilnih telefona, njezino istraživanje i razvoj te tehnologija pripreme također su privukli veliku pažnju. Kao novi keramički materijal s iznimno visokim tehničkim sadržajem, cirkonij keramički materijal može biti kompetentan za teško radno okruženje za koje metalni materijali, polimerni materijali i većina drugih keramičkih materijala nisu sposobni.Kao strukturni dijelovi, proizvodi od cirkonijeve keramike primijenjeni su u mnogim industrijama kao što su energija, zrakoplovstvo, strojevi, automobili, medicinski tretmani itd., a globalna godišnja potrošnja je preko 80 000 tona. S dolaskom 5G ere, keramički uređaji su pokazalo veće tehnološke prednosti u izradi stražnjih ploča za mobilne telefone, a cirkonska keramika ima šire razvojne izglede.„Učinak cirkonijeve keramike izravno ovisi o učinku praškova, tako da je razvoj kontrolirane tehnologije pripreme prahova visokih performansi postao najkritičnija karika u pripremi cirkonijeve keramike i razvoju visokoučinkovitih uređaja za cirkonij keramiku.“Wang Sikai je iskreno rekao.Stručnjaci vrlo traže zelenu visokoenergetsku metodu kugličnog mljevenja.Domaća proizvodnja cirkonijevog nano-praha uglavnom usvaja mokri kemijski proces, a oksid rijetke zemlje koristi se kao stabilizator za proizvodnju cirkonijevog nano-praha. Ovaj proces ima karakteristike velikog proizvodnog kapaciteta i dobre ujednačenosti kemijskih komponenti proizvoda, ali nedostatak je da će u procesu proizvodnje nastati velika količina otpada, posebice velika količina alkalnih otpadnih voda niske koncentracije koje je teško pročišćavati, a ako se s njima ne postupa na odgovarajući način, uzrokovat će ozbiljno onečišćenje i štetu ekološkom okolišu.“Prema istraživanju, potrebno je oko 50 tona vode za proizvodnju jedne tone cirkonijevog keramičkog praha stabiliziranog itrijem, što će proizvesti veliku količinu otpadne vode, a oporaba i obrada otpadne vode uvelike će povećati troškove proizvodnje.“ rekao je Wang Sikai.S poboljšanjem kineskog zakona o zaštiti okoliša, poduzeća koja pripremaju cirkonijev nano-prah mokrom kemijskom metodom suočavaju se s neviđenim poteškoćama. Stoga postoji hitna potreba za razvojem zelene i jeftine tehnologije pripreme cirkonijevog nano-praha.“U tom kontekstu, postalo je žarište istraživanja za pripremu cirkonijevog nano-praha čišćim proizvodnim procesom s nižom potrošnjom energije, među kojima je visokoenergetska metoda mljevenja kuglica najtraženija u znanstvenim i tehnološkim krugovima.“Bao Jinov roman.Visokoenergetsko kuglično mljevenje odnosi se na korištenje mehaničke energije za induciranje kemijskih reakcija ili za induciranje promjena u strukturi i svojstvima materijala, kako bi se pripremili novi materijali.Kao nova tehnologija, očito može smanjiti energiju aktivacije reakcije, pročistiti veličinu zrna, uvelike poboljšati jednolikost distribucije čestica praha, poboljšati kombinaciju sučelja između supstrata, pospješiti difuziju krutih iona i potaknuti kemijske reakcije na niskim temperaturama, tako poboljšanje kompaktnosti i disperzibilnosti materijala.To je štedna energija i učinkovita tehnologija pripreme materijala s dobrim izgledima za industrijsku primjenu. Jedinstveni mehanizam bojanja stvara šarenu keramiku.Na međunarodnom tržištu materijali u prahu od cirkonijevog oksida ušli su u fazu industrijskog razvoja.Wang Sikai je rekao novinarima: „U razvijenim zemljama i regijama kao što su Sjedinjene Države, Zapadna Europa i Japan, proizvodni opseg cirkonijevog nano-praha je velik, a specifikacije proizvoda su relativno kompletne.Osobito američke i japanske multinacionalne tvrtke, ima očite konkurentske prednosti u patentu cirkonijeve keramike.Prema Wang Sikaiju, trenutno je kineska nova industrija proizvodnje keramike u fazi brzog razvoja, a potražnja za keramičkim prahom raste iz godine u godinu, tako da je sve hitnije razviti proizvodni proces novog nanometarskog cirkonija.U posljednje dvije godine, neki domaći istraživački instituti i poduzeća također su počeli samostalno istraživati ​​i proizvoditi cirkonijev nano-prah, ali većina istraživanja i razvoja još uvijek je u fazi male probne proizvodnje u laboratoriju, s malim učinkom i jednu sortu.U projektu “Color Rare Earth Zirconia Nanopowder” koji provodi Ceramic Zirconia Industry, cirkonijev nanoprah pripremljen je visokoenergetskom reakcijskom metodom mljevenja kuglica u čvrstom stanju.” Voda se koristi kao medij za mljevenje za mljevenje i rafiniranje čestica, tako da ne -može se dobiti aglomerirani zrnasti prah veličine 100 nanometara, koji nema zagađenje, ima nisku cijenu i dobru stabilnost šarže.”rekao je Bao Xin.Tehnologija pripreme ne samo da može zadovoljiti zahtjeve praha za keramičku ploču 5G mobilnog telefona, materijale za premazivanje toplinske barijere za zrakoplovne turbinske motore, keramičke kuglice, keramičke noževe i druge proizvode, već se također može popularizirati i primijeniti u pripremi više keramičkih prahova kao što su kao pripravak kompozitnog praha cerijevog oksida.Prema mehanizmu bojanja koji je sam razvio, tehnički tim tvrtke Ceramic Zirconium Industry usvojio je sintezu čvrste faze i kompozitnu metodu za bojanje bez uvođenja dodatnih metalnih iona kroz optimizaciju procesa. Cirkonska keramika pripremljena ovom metodom ne samo da ima visoku zasićenost boje i dobro močivost, ali također ne utječu na izvorna mehanička svojstva cirkonijeve keramike.„Izvorna veličina čestica cirkonijevog praha rijetke zemlje u boji proizvedenog na temelju nove tehnologije je nanometar, koji ima karakteristike ujednačene veličine čestica, visoke aktivnosti sinteriranja, niske temperature sinteriranja i tako dalje.U usporedbi s tradicionalnim procesom proizvodnje, sveobuhvatna potrošnja energije značajno je smanjena. Učinkovitost proizvodnje i prinos obrade keramike znatno su poboljšani.Napredni keramički uređaji pripremljeni ovom metodom imaju izvrsna svojstva kao što su visoka čvrstoća, visoka žilavost i visoka tvrdoća.“ rekao je Wang Sikai.