Zirkonyum Nanotoz: 5G Cep Telefonunun "Arkasındaki" Yeni Bir Malzeme

Kaynak: Science and Technology Daily: Zirkonyum tozunun geleneksel üretim süreci, özellikle arıtılması zor olan ve ciddi çevre kirliliğine neden olan büyük miktarda düşük konsantrasyonlu alkali atık su olmak üzere büyük miktarda atık üretecektir. Yüksek enerjili bilyalı öğütme, zirkonyum seramiklerinin kompaktlığını ve dağılabilirliğini artırabilen ve iyi bir endüstriyel uygulama beklentisine sahip enerji tasarrufu sağlayan ve verimli bir malzeme hazırlama teknolojisidir. 5G teknolojisinin ortaya çıkmasıyla akıllı telefonlar sessizce kendi "ekipmanlarını" değiştiriyor. 5G iletişimi, 3 gigahertz'in (Ghz) ​​üzerindeki spektrumu kullanır ve milimetre dalga dalga boyu çok kısadır. 5G cep telefonu metal bir arka panel kullanıyorsa, sinyali ciddi şekilde engeller veya kalkanlar. Bu nedenle, sinyal koruması olmayan, yüksek sertlik, güçlü algı ve metal malzemelere yakın mükemmel termal performans özelliklerine sahip seramik malzemeler, mobil telefon şirketlerinin 5G çağına girmesi için giderek önemli bir seçim haline gelmiştir. İç Moğolistan Bilim ve Teknoloji Üniversitesi profesörü Bao Jinxiao, muhabirlere, önemli bir inorganik metalik olmayan malzeme olarak yeni seramik malzemelerin akıllı telefon arka panel malzemeleri için en iyi seçim haline geldiğini söyledi. 5G çağında, cep telefonu arka panellerinin acilen yükseltilmesi gerekiyor. İç Moğolistan Jingtao Zirkonyum Endüstrisi A.Ş. (bundan sonra Jingtao Zirkonyum Endüstrisi olarak anılacaktır) genel müdürü Wang Sikai, muhabire, dünyaca ünlü bir araştırma kurumu olan Counterpoint tarafından yayınlanan verilere göre, küresel akıllı telefon sevkiyatlarının 2020 yılında 1,331 milyar adede ulaşacağını söyledi. Cep telefonu arka panellerinde kullanılan zirkonyum seramiklere olan talebin artmasıyla birlikte, Ar-Ge ve hazırlama teknolojisi de büyük ilgi gördü. Son derece yüksek teknik içeriğe sahip yeni bir seramik malzeme olarak zirkonyum seramik malzeme, metal malzemelerin, polimer malzemelerin ve diğer çoğu seramik malzemenin yeterli olmadığı zorlu çalışma ortamı için yeterli olabilir. Yapısal parçalar olarak zirkonyum seramik ürünleri enerji, havacılık, makine, otomotiv, tıbbi tedavi vb. gibi birçok endüstride uygulanmıştır ve küresel yıllık tüketimi 80.000 tonun üzerindedir. 5G çağının başlamasıyla birlikte seramik cihazlar cep telefonu arka panoları yapımında daha büyük teknolojik avantajlar göstermiş ve zirkonyum seramikler daha geniş bir geliştirme potansiyeline sahiptir. “Zirkonyum seramiklerin performansı doğrudan tozların performansına bağlıdır, bu nedenle yüksek performanslı tozların kontrol edilebilir hazırlama teknolojisinin geliştirilmesi, zirkonyum seramiklerin hazırlanmasında ve yüksek performanslı zirkonyum seramik cihazların geliştirilmesinde en kritik halka haline gelmiştir.” dedi Wang Sikai açıkça. Yeşil yüksek enerjili bilyalı öğütme yöntemi uzmanlar tarafından oldukça rağbet görmektedir. Yurt içi zirkonyum nano tozu üretimi çoğunlukla ıslak kimyasal işlemle yapılır ve zirkonyum nano tozu üretmek için stabilizatör olarak nadir toprak oksit kullanılır. Bu işlem, büyük üretim kapasitesi ve ürünlerin kimyasal bileşenlerinin iyi bir şekilde düzgünlüğü özelliklerine sahiptir, ancak dezavantajı, üretim sürecinde büyük miktarda atık üretilecek olması, özellikle de arıtılması zor olan büyük miktarda düşük konsantrasyonlu alkali atık su ve düzgün bir şekilde işlenmezse ciddi kirliliğe ve ekolojik çevreye zarar verecektir. Wang Sikai, "Araştırmaya göre, bir ton itriya stabilize zirkonyum seramik tozu üretmek için yaklaşık 50 ton su gerekiyor, bu da büyük miktarda atık su üretecek ve atık suyun geri kazanımı ve arıtılması üretim maliyetini büyük ölçüde artıracak." dedi. Çin'in çevre koruma yasasının iyileştirilmesiyle, ıslak kimyasal yöntemle zirkonyum nano tozu hazırlayan işletmeler benzeri görülmemiş zorluklarla karşı karşıya kalmaktadır. Bu nedenle, zirkonyum nano tozunun yeşil ve düşük maliyetli bir hazırlama teknolojisinin geliştirilmesine acil ihtiyaç vardır. “Bu arka plana karşı, daha temiz ve daha düşük enerji tüketimli üretim süreciyle zirkonyum nano tozu hazırlamak bir araştırma merkezi haline gelmiştir; bunların arasında yüksek enerjili bilyalı öğütme yöntemi, bilimsel ve teknolojik çevreler tarafından en çok aranan yöntemdir. “Bao Jin'in romanı. Yüksek enerjili bilyalı öğütme, kimyasal reaksiyonları başlatmak veya malzemelerin yapısında ve özelliklerinde değişiklikler başlatmak için mekanik enerjinin kullanılmasını ifade eder, böylece yeni malzemeler hazırlanır. Yeni bir teknoloji olarak, reaksiyon aktivasyon enerjisini açıkça azaltabilir, tane boyutunu iyileştirebilir, toz parçacıklarının dağılım düzgünlüğünü büyük ölçüde iyileştirebilir, substratlar arasındaki arayüz kombinasyonunu geliştirebilir, katı iyonların difüzyonunu teşvik edebilir ve düşük sıcaklıkta kimyasal reaksiyonları başlatabilir, böylece malzemelerin kompaktlığını ve dağılabilirliğini iyileştirebilir. Enerji tasarrufu sağlayan ve verimli bir malzeme hazırlama teknolojisidir ve iyi endüstriyel uygulama beklentileri vardır. Benzersiz renklendirme mekanizması renkli seramikler yaratır. Uluslararası pazarda, zirkonyum nano toz malzemeleri endüstriyel gelişim aşamasına girmiştir. Wang Sikai gazetecilere şunları söyledi: “ABD, Batı Avrupa ve Japonya gibi gelişmiş ülkelerde ve bölgelerde, zirkonyum nano tozunun üretim ölçeği büyüktür ve ürün özellikleri nispeten eksiksizdir. Özellikle Amerikan ve Japon çokuluslu şirketleri, Zirkonyum seramiklerinin patentinde bariz rekabet avantajlarına sahiptir. Wang Sikai'ye göre, şu anda Çin'in yeni seramik üretim endüstrisi hızlı bir gelişme aşamasındadır ve seramik tozuna olan talep her geçen yıl artmaktadır, bu nedenle yeni nanometre zirkonyum üretim sürecini geliştirmek giderek daha acil hale gelmektedir. Son iki yılda, Bazı yerli araştırma enstitüleri ve işletmeler de bağımsız olarak zirkonyum nano tozu araştırmaya ve üretmeye başlamıştır, ancak araştırma ve geliştirmenin çoğu hala laboratuvarda küçük ölçekli deneme üretimi aşamasındadır, küçük çıktı ve tek çeşitlilik ile. Seramik Zirkonyum Endüstrisi tarafından uygulanan “Renkli Nadir Toprak Zirkonyum Nano Tozu” projesinde, zirkonyum nano tozu yüksek enerjili bilyalı öğütme katı hal reaksiyon yöntemi ile hazırlanmıştır.” Su “Parçacıkları öğütmek ve rafine etmek için öğütme ortamı olarak kullanılır, böylece 100 nanometre boyutunda, kirliliği olmayan, düşük maliyetli ve iyi parti kararlılığına sahip, topaklanmamış tane tozu elde edilebilir.” Bao Xin dedi. Hazırlama teknolojisi sadece 5G cep telefonu seramik arka paneli, havacılık türbin motorları için termal bariyer kaplama malzemeleri, seramik bilyeler, seramik bıçaklar ve diğer ürünlerin toz gereksinimlerini karşılamakla kalmaz, aynı zamanda seryum oksit kompozit toz hazırlama gibi daha fazla seramik tozunun hazırlanmasında popüler hale getirilebilir ve uygulanabilir. Kendi geliştirdiği renklendirme mekanizmasına göre, Seramik Zirkonyum Endüstrisi teknik ekibi, işlem optimizasyonu yoluyla ekstra metal iyonları eklemeden renklendirme için katı faz sentezi ve kompozit yöntemini benimsedi. Bu yöntemle hazırlanan zirkonyum seramikleri sadece yüksek renk doygunluğuna ve iyi ıslanabilirliğe sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda zirkonyum seramiklerinin orijinal mekanik özelliklerini de etkilemez. “Yeni teknolojiye dayanarak üretilen renkli nadir toprak zirkonyum tozunun orijinal parçacık boyutu, düzgün parçacık boyutu, yüksek sinterleme aktivitesi, düşük sinterleme sıcaklığı vb. özelliklere sahip nanometredir. Geleneksel üretim süreciyle karşılaştırıldığında, kapsamlı enerji tüketimi önemli ölçüde azaltılmıştır. Üretim verimliliği ve seramik işleme verimi büyük ölçüde iyileştirilmiştir. Bu yöntemle hazırlanan ileri seramik cihazlar yüksek mukavemet, yüksek tokluk ve yüksek sertlik gibi mükemmel özelliklere sahiptir. “Wang Sikai dedi.