ผงนาโนเซอร์โคเนีย: วัสดุใหม่สำหรับโทรศัพท์มือถือ 5G “เบื้องหลัง”

ที่มา: Science and Technology Daily: กระบวนการผลิตผงเซอร์โคเนียแบบดั้งเดิมจะก่อให้เกิดของเสียจำนวนมาก โดยเฉพาะน้ำเสียที่เป็นด่างความเข้มข้นต่ำจำนวนมากซึ่งบำบัดได้ยากทำให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมอย่างร้ายแรง การกัดลูกบอลพลังงานสูงเป็นเทคโนโลยีการเตรียมวัสดุที่ประหยัดพลังงานและมีประสิทธิภาพ ซึ่งสามารถปรับปรุงความกะทัดรัดและการกระจายตัวของเซรามิกเซอร์โคเนีย และมีแนวโน้มการใช้งานทางอุตสาหกรรมที่ดี ด้วยการถือกำเนิดของเทคโนโลยี 5G สมาร์ทโฟนกำลังเปลี่ยน "อุปกรณ์ของตัวเองอย่างเงียบๆ" ". การสื่อสาร 5G ใช้คลื่นความถี่ที่สูงกว่า 3 กิกะเฮิรตซ์ (Ghz) ​​และความยาวคลื่นมิลลิเมตรนั้นสั้นมาก หากโทรศัพท์มือถือ 5G ใช้แบ็คเพลนโลหะ มันจะรบกวนหรือป้องกันสัญญาณอย่างรุนแรง ดังนั้นวัสดุเซรามิกที่มีคุณสมบัติไม่มีการป้องกันสัญญาณ ความแข็งสูง การรับรู้ที่แข็งแกร่ง และประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่ดีเยี่ยมใกล้กับวัสดุโลหะ จึงค่อยๆ กลายเป็นตัวเลือกที่สำคัญสำหรับบริษัทโทรศัพท์มือถือในการเข้าสู่ยุค 5G Bao Jinxiao ศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมองโกเลียในกล่าวกับผู้สื่อข่าวว่าวัสดุเซรามิกชนิดใหม่กลายเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับวัสดุแผงหลังสมาร์ทโฟนในฐานะที่เป็นวัสดุอนินทรีย์อนินทรีย์ที่สำคัญ ในยุค 5G จำเป็นต้องอัปเกรดแผงหลังโทรศัพท์มือถือ อย่างเร่งด่วน Wang Sikai ผู้จัดการทั่วไปของ Inner Mongolia Jingtao Zirconiaium Industry Co., Ltd. (ต่อไปนี้จะเรียกว่า Jingtao Zirconium Industry) กล่าวกับผู้สื่อข่าวว่าตามข้อมูลที่เผยแพร่โดย Counterpoint ซึ่งเป็นสถาบันวิจัยที่มีชื่อเสียงระดับโลก การจัดส่งสมาร์ทโฟนทั่วโลกจะ มีจำนวนถึง 1.331 พันล้านหน่วยในปี 2563 ด้วยความต้องการเซรามิกเซอร์โคเนียที่ใช้ในแผงหลังโทรศัพท์มือถือที่เพิ่มขึ้น การวิจัยและพัฒนาและเทคโนโลยีการเตรียมการของบริษัทจึงดึงดูดใจได้มาก ความสนใจ เนื่องจากวัสดุเซรามิกชนิดใหม่ที่มีเนื้อหาทางเทคนิคที่สูงมาก วัสดุเซรามิกเซอร์โคเนียจึงสามารถทนต่อสภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรง ซึ่งวัสดุโลหะ วัสดุโพลีเมอร์ และวัสดุเซรามิกอื่นๆ ส่วนใหญ่ไม่สามารถทำได้ ในฐานะชิ้นส่วนโครงสร้าง ผลิตภัณฑ์เซรามิกเซอร์โคเนียได้ถูกนำไปใช้ในหลายอุตสาหกรรม เช่น พลังงาน การบินและอวกาศ เครื่องจักร รถยนต์ การรักษาพยาบาล ฯลฯ และมีการบริโภคทั่วโลกมากกว่า 80,000 ตันต่อปี ด้วยการถือกำเนิดของยุค 5G อุปกรณ์เซรามิกได้มี แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบทางเทคโนโลยีที่มากขึ้นในการผลิตแผงหลังโทรศัพท์มือถือ และเซรามิกเซอร์โคเนียมีแนวโน้มการพัฒนาที่กว้างขึ้น “ประสิทธิภาพของเซรามิกเซอร์โคเนียโดยตรงขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของผง ดังนั้นการพัฒนาเทคโนโลยีการเตรียมผงประสิทธิภาพสูงที่ควบคุมได้ จึงกลายเป็นจุดเชื่อมโยงที่สำคัญที่สุดในการเตรียมเซรามิกเซอร์โคเนียและการพัฒนาอุปกรณ์เซรามิกเซอร์โคเนียประสิทธิภาพสูง “หวังสีไกกล่าวอย่างตรงไปตรงมา วิธีการกัดลูกบอลพลังงานสูงสีเขียวเป็นที่ต้องการอย่างมากจากผู้เชี่ยวชาญ การผลิตผงนาโนเซอร์โคเนียในประเทศส่วนใหญ่ใช้กระบวนการทางเคมีแบบเปียก และออกไซด์ของธาตุหายากถูกใช้เป็นโคลงในการผลิตผงนาโนเซอร์โคเนีย กระบวนการนี้มีลักษณะของกำลังการผลิตขนาดใหญ่และความสม่ำเสมอที่ดีของส่วนประกอบทางเคมีของผลิตภัณฑ์ แต่ข้อเสียคือ ว่าจะมีของเสียจำนวนมากเกิดขึ้นในกระบวนการผลิต โดยเฉพาะน้ำเสียที่มีความเป็นด่างความเข้มข้นต่ำจำนวนมาก ซึ่งยากต่อการบำบัด และหากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสมจะก่อให้เกิดมลพิษร้ายแรงและสร้างความเสียหายต่อระบบนิเวศ สิ่งแวดล้อม. “ตามการสำรวจ ต้องใช้น้ำประมาณ 50 ตันในการผลิตผงเซรามิกเซอร์โคเนียที่มีความเสถียรของอิตเทรียหนึ่งตัน ซึ่งจะผลิตน้ำเสียจำนวนมาก และการนำกลับคืนและการบำบัดน้ำเสียจะทำให้ต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้นอย่างมาก “หวังสีไกกล่าว ด้วยการปรับปรุงกฎหมายคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของจีน องค์กรต่างๆ ในการเตรียมผงนาโนเซอร์โคเนียด้วยวิธีเคมีเปียกกำลังเผชิญกับปัญหาที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน ดังนั้นจึงมีความจำเป็นเร่งด่วนในการพัฒนาเทคโนโลยีการเตรียมผงนาโนเซอร์โคเนียที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและต้นทุนต่ำ “เมื่อเทียบกับภูมิหลังนี้ บริษัทได้กลายเป็นจุดสนใจในการวิจัยในการเตรียมผงนาโนเซอร์โคเนียด้วยกระบวนการผลิตที่สะอาดขึ้นและลดการใช้พลังงานลง ซึ่งวิธีการกัดลูกบอลพลังงานสูงเป็นที่ต้องการมากที่สุดในแวดวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี “นวนิยายของเป่าจิน การกัดลูกบอลพลังงานสูงหมายถึงการใช้พลังงานกลเพื่อกระตุ้นปฏิกิริยาเคมีหรือทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างและคุณสมบัติของวัสดุ เพื่อเตรียมวัสดุใหม่ ในฐานะที่เป็นเทคโนโลยีใหม่ เห็นได้ชัดว่าสามารถลดพลังงานกระตุ้นปฏิกิริยา ปรับแต่งขนาดเกรน ปรับปรุงความสม่ำเสมอในการกระจายของอนุภาคผงอย่างมาก เพิ่มการผสมผสานอินเทอร์เฟซระหว่างพื้นผิว ส่งเสริมการแพร่กระจายของไอออนของแข็ง และทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีที่อุณหภูมิต่ำ ดังนั้น ปรับปรุงความกะทัดรัดและการกระจายตัวของวัสดุ เป็นเทคโนโลยีการเตรียมวัสดุที่ประหยัดพลังงานและมีประสิทธิภาพพร้อมโอกาสการใช้งานทางอุตสาหกรรมที่ดี กลไกการลงสีที่เป็นเอกลักษณ์จะสร้างเซรามิกที่มีสีสัน ในตลาดต่างประเทศ วัสดุผงนาโนเซอร์โคเนียได้เข้าสู่ขั้นตอนของการพัฒนาอุตสาหกรรม Wang Sikai กล่าวกับผู้สื่อข่าวว่า "ในประเทศและภูมิภาคที่พัฒนาแล้ว เช่น สหรัฐอเมริกา ยุโรปตะวันตก และญี่ปุ่น ขนาดการผลิตผงนาโนเซอร์โคเนียมีขนาดใหญ่ และข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ค่อนข้างสมบูรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริษัทข้ามชาติในอเมริกาและญี่ปุ่น มีข้อได้เปรียบทางการแข่งขันที่ชัดเจนในสิทธิบัตรเซรามิกเซอร์โคเนีย จากข้อมูลของ Wang Sikai ปัจจุบันอุตสาหกรรมการผลิตเซรามิกใหม่ของจีนอยู่ในขั้นตอนของการพัฒนาอย่างรวดเร็ว และความต้องการผงเซรามิกเพิ่มขึ้นทุกปี ดังนั้นจึงเป็นเรื่องเร่งด่วนมากขึ้นในการพัฒนากระบวนการผลิตเซอร์โคเนียนาโนเมตรใหม่ ในช่วงสองปีที่ผ่านมาสถาบันวิจัยและองค์กรในประเทศบางแห่งได้เริ่มทำการวิจัยและผลิตผงนาโนเซอร์โคเนียอย่างอิสระ แต่การวิจัยและพัฒนาส่วนใหญ่ยังอยู่ในขั้นตอนของการผลิตทดลองขนาดเล็กในห้องปฏิบัติการ โดยมีผลผลิตเพียงเล็กน้อย และพันธุ์เดียว ในโครงการ "Color Rare Earth Zirconia Nanopowder" ที่ดำเนินการโดย Ceramic Zirconia Industry นั้น ผงนาโนเซอร์โคเนียถูกเตรียมโดยวิธีปฏิกิริยาโซลิดสเตตการกัดลูกบอลพลังงานสูง "น้ำถูกใช้เป็นสื่อในการบดเพื่อบดและปรับแต่งอนุภาค ดังนั้น -สามารถรับผงเมล็ดพืชที่รวมตัวกันขนาด 100 นาโนเมตร ซึ่งไม่มีมลภาวะ ต้นทุนต่ำ และมีความคงตัวของแบทช์ที่ดี” เปาซินกล่าว เทคโนโลยีการเตรียมไม่เพียงแต่สามารถตอบสนองความต้องการผงของพนักเซรามิกโทรศัพท์มือถือ 5G วัสดุเคลือบป้องกันความร้อนสำหรับเครื่องยนต์กังหันการบิน ลูกบอลเซรามิก มีดเซรามิก และผลิตภัณฑ์อื่น ๆ เท่านั้น แต่ยังสามารถเป็นที่นิยมและนำไปใช้ในการเตรียมผงเซรามิกเพิ่มเติมเช่น เป็นการเตรียมผงคอมโพสิตซีเรียมออกไซด์ ตามกลไกการระบายสีที่พัฒนาขึ้นเอง ทีมเทคนิคของ Ceramic Zirconia Industry Industry ได้นำการสังเคราะห์เฟสของแข็งและวิธีการผสมสำหรับการระบายสีมาใช้โดยไม่ต้องเพิ่มไอออนของโลหะเพิ่มเติมผ่านการปรับกระบวนการให้เหมาะสม เซรามิกเซอร์โคเนียที่เตรียมโดยวิธีนี้ไม่เพียงแต่มีความอิ่มตัวของสีสูงและดี ความสามารถในการเปียกน้ำได้ แต่ยังไม่ส่งผลต่อคุณสมบัติเชิงกลดั้งเดิมของเซรามิกเซอร์โคเนีย “ขนาดอนุภาคดั้งเดิมของผงเซอร์โคเนียเอิร์ธหายากสีที่ผลิตโดยใช้เทคโนโลยีใหม่คือนาโนเมตร ซึ่งมีลักษณะของขนาดอนุภาคที่สม่ำเสมอ กิจกรรมการเผาผนึกสูง อุณหภูมิการเผาผนึกต่ำและอื่น ๆ เมื่อเทียบกับกระบวนการผลิตแบบดั้งเดิม การใช้พลังงานที่ครอบคลุมจะลดลงอย่างมาก ประสิทธิภาพการผลิตและผลผลิตการประมวลผลเซรามิกได้รับการปรับปรุงอย่างมาก อุปกรณ์เซรามิกขั้นสูงที่เตรียมโดยวิธีนี้มีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยม เช่น ความแข็งแรงสูง ความเหนียวสูง และความแข็งสูง “หวังสีไกกล่าว