Zirconia Nanopowder: Ett nytt material för "bakom" 5G-mobiltelefon

Källa: Science and Technology Daily: Den traditionella produktionsprocessen av zirkoniumoxidpulver kommer att producera en stor mängd avfall, särskilt den stora mängden lågkoncentrerat alkaliskt avloppsvatten som är svårt att behandla, vilket orsakar allvarliga miljöföroreningar.Högenergikulfräsning är en energibesparande och effektiv materialberedningsteknik, som kan förbättra kompaktheten och spridningsförmågan hos zirkoniumoxidkeramik och har en bra industriell tillämpning. Med intåget av 5G-teknik byter smarta telefoner tyst sin egen "utrustning ”.5G-kommunikation använder spektrum över 3 gigahertz (Ghz), och dess millimetervåglängd är mycket kort.Om 5G-mobiltelefonen använder ett metallbakplan kommer det att allvarligt störa eller skärma av signalen.Därför har keramiska material med egenskaperna ingen signalskärmning, hög hårdhet, stark uppfattning och utmärkt termisk prestanda nära metallmaterial gradvis blivit ett viktigt val för mobiltelefonföretag att gå in i 5G-eran.Bao Jinxiao, professor vid Inner Mongolia University of Science and Technology, berättade för reportrar att som ett viktigt oorganiskt icke-metalliskt material har nya keramiska material blivit det bästa valet för ryggtavlor för smarta telefoner. Under 5G-eran måste ryggtavlan för mobiltelefoner uppgraderas enträget.Wang Sikai, general manager för Inner Mongolia Jingtao Zirconium Industry Co., Ltd. (nedan kallad Jingtao Zirconium Industry), sa till reportern att enligt uppgifterna som släppts av Counterpoint, en världsberömd forskningsinstitution, kommer de globala smartphonesändningarna att nå 1,331 miljarder enheter 2020. Med den ökande efterfrågan på zirkoniumoxidkeramik som används i mobiltelefoner har dess FoU- och beredningsteknik också rönt stor uppmärksamhet. Som ett nytt keramiskt material med extremt högt tekniskt innehåll kan zirkoniumkeramiskt material vara kompetent för tuff arbetsmiljö som metallmaterial, polymermaterial och de flesta andra keramiska material inte är kompetenta för.Som strukturella delar har zirkoniumoxidkeramiska produkter använts i många industrier som energi, flyg, maskiner, bil, medicinsk behandling, etc., och den globala årliga förbrukningen är över 80 000 ton. Med intåget av 5G-eran har keramiska enheter visat sig större tekniska fördelar vid tillverkning av mobiltelefoner, och zirkoniumkeramik har ett bredare utvecklingsperspektiv."Prestandan hos zirconia keramik beror direkt på prestanda hos pulver, så att utveckla kontrollerbar beredningsteknik för högpresterande pulver, Det har blivit den mest kritiska länken i framställningen av zirconia keramik och utvecklingen av högpresterande zirconia keramiska enheter.sa Wang Sikai uppriktigt.Grön högenergikulfräsningsmetod är mycket eftertraktad av experter.Inhemsk produktion av zirconia nano-pulver antar mestadels våt kemisk process, och sällsynta jordartsmetaller oxid används som stabilisator för att producera zirconia nano-pulver. Denna process har egenskaperna för stor produktionskapacitet och god enhetlighet av kemiska komponenter i produkter, men nackdelen är att en stor mängd avfall kommer att produceras i produktionsprocessen, särskilt en stor mängd lågkoncentrerat alkaliskt avloppsvatten som är svårt att behandla, och om det inte hanteras på rätt sätt kommer det att orsaka allvarliga föroreningar och skador på den ekologiska miljön."Enligt undersökningen krävs det cirka 50 ton vatten för att producera ett ton yttriumoxidstabiliserat keramiskt pulver av zirkoniumoxid, vilket kommer att producera en stor mängd avloppsvatten, och återvinning och behandling av avloppsvatten kommer att avsevärt öka produktionskostnaden." sa Wang Sikai.Med förbättringen av Kinas miljöskyddslagstiftning möter företagen som framställer zirkoniumoxidnanopulver med våtkemisk metod oöverträffade svårigheter. Därför finns det ett akut behov av att utveckla en miljövänlig och billig beredningsteknik för zirconia nano-pulver."Mot denna bakgrund har det blivit en forskningshotspot för att framställa nanopulver av zirkoniumoxid genom en renare och lägre energiförbrukningsproduktionsprocess, bland vilken högenergikulfräsningsmetoden är den mest eftertraktade av de vetenskapliga och tekniska kretsarna.”Bao Jins roman.Högenergikulfräsning hänvisar till användningen av mekanisk energi för att inducera kemiska reaktioner eller för att inducera förändringar i struktur och egenskaper hos material, för att framställa nya material.Som en ny teknologi kan den uppenbarligen minska reaktionsaktiveringsenergin, förfina kornstorleken, avsevärt förbättra fördelningslikformigheten för pulverpartiklar, förbättra gränssnittskombinationen mellan substrat, främja diffusionen av fasta joner och inducera lågtemperaturkemiska reaktioner, alltså förbättra kompaktheten och dispergerbarheten hos material.Det är en energibesparande och effektiv materialberedningsteknik med goda industriella tillämpningsmöjligheter. Unik färgningsmekanism skapar färgglad keramik.På den internationella marknaden har zirconia nano-pulvermaterial kommit in i stadiet av industriell utveckling.Wang Sikai sa till reportrar: "I utvecklade länder och regioner som USA, Västeuropa och Japan är produktionsskalan av zirkoniumoxid nanopulver stor och produktspecifikationerna är relativt kompletta.Speciellt amerikanska och japanska multinationella företag, det har uppenbara konkurrensfördelar i patentet av zirkoniumkeramik.Enligt Wang Sikai är Kinas nya keramiska tillverkningsindustri för närvarande i ett skede av snabb utveckling, och efterfrågan på keramiskt pulver ökar år för år, så det är mer och mer brådskande att utveckla produktionsprocessen för ny nanometer zirkoniumoxid.Under de senaste två åren har vissa inhemska forskningsinstitut och företag också börjat självständigt forska och producera zirkoniumoxid nano-pulver, men det mesta av forskning och utveckling är fortfarande i stadiet av småskalig provproduktion i laboratoriet, med liten produktion och enstaka sort.I projektet "Color Rare Earth Zirconia Nanopowder" implementerat av Ceramic Zirconia Industry, bereddes zirconia nanopowder med högenergikulmalning i fast tillståndsreaktionsmetod." Vatten används som malningsmedium för att mala och förädla partiklarna, så att icke -agglomererat spannmålspulver med en storlek på 100 nanometer kan erhållas, som inte har några föroreningar, låg kostnad och god batchstabilitet."sa Bao Xin.Förberedelsetekniken kan inte bara uppfylla pulverkraven för keramiska ryggskivor för 5G mobiltelefoner, termiska barriärbeläggningsmaterial för flygturbinmotorer, keramiska kulor, keramiska knivar och andra produkter, utan kan också populariseras och tillämpas vid framställning av mer keramiska pulver som t.ex. som ceriumoxidkompositpulverberedning.Enligt den egenutvecklade färgningsmekanismen, antog det tekniska teamet av Ceramic Zirconium Industry solidfassyntes och kompositmetod för färgning utan att introducera extra metalljoner genom processoptimering. Zirkoniumoxidkeramiken som framställs med denna metod har inte bara hög färgmättnad och bra vätbarhet, men påverkar inte heller de ursprungliga mekaniska egenskaperna hos zirkoniumkeramer."Den ursprungliga partikelstorleken för färgen av sällsynt jordartsmetall zirkoniumoxid som produceras baserat på den nya tekniken är nanometer, som har egenskaperna för enhetlig partikelstorlek, hög sintringsaktivitet, låg sintringstemperatur och så vidare.Jämfört med den traditionella produktionsprocessen minskar den omfattande energiförbrukningen avsevärt. Produktionseffektiviteten och keramiska bearbetningsutbytet förbättras avsevärt.De avancerade keramiska enheterna som framställs med denna metod har utmärkta egenskaper som hög hållfasthet, hög seghet och hög hårdhet." sa Wang Sikai.