Modificación de la superficie de materiales de ánodo de grafito.
El grafito es el primer material de electrodo negativo para baterías de iones de litio que se aplica comercialmente. Después de tres décadas de desarrollo, el grafito sigue siendo el material de electrodo negativo más fiable y utilizado.
El grafito tiene una buena estructura en capas, con átomos de carbono dispuestos en forma hexagonal y que se extienden en una dirección bidimensional. Como material de electrodo negativo para baterías de iones de litio, el grafito tiene una alta selectividad para los electrolitos, un rendimiento deficiente de carga y descarga de alta corriente, y durante el primer proceso de carga y descarga, los iones de litio solvatados se insertarán en las capas intermedias de grafito, se reducirán y se descompondrán para producen nuevas sustancias, provocando una expansión de volumen, lo que puede conducir directamente al colapso de la capa de grafito y deteriorar el rendimiento del ciclo del electrodo. Por tanto, es necesario modificar el grafito para mejorar su capacidad específica reversible, mejorar la calidad de la película SEI, aumentar la compatibilidad del grafito con el electrolito y mejorar su rendimiento del ciclo. En la actualidad, la modificación de la superficie de los electrodos negativos de grafito se divide principalmente en fresado mecánico de bolas, tratamiento de oxidación y halogenación de la superficie, recubrimiento de la superficie, dopaje de elementos y otros medios.
Método de molienda mecánica de bolas.
El método de molienda mecánica de bolas consiste en cambiar la estructura y morfología de la superficie del electrodo negativo de grafito por medios físicos para aumentar el área de superficie y el área de contacto, mejorando así la eficiencia de almacenamiento y liberación de iones de litio.
1. Reducir el tamaño de las partículas: el fresado mecánico de bolas puede reducir significativamente el tamaño de las partículas de grafito, de modo que el material del electrodo negativo de grafito tenga una superficie específica mayor. Un tamaño de partícula más pequeño favorece la rápida difusión de los iones de litio y mejora el rendimiento de la batería.
2. Introducir nuevas fases: Durante el proceso de molienda de bolas, las partículas de grafito pueden sufrir cambios de fase debido a fuerzas mecánicas, como la introducción de nuevas fases como las fases romboédricas.
3. Aumentar la porosidad: el fresado de bolas también producirá una gran cantidad de microporos y defectos en la superficie de las partículas de grafito. Estas estructuras de poros pueden servir como canales rápidos para los iones de litio, mejorando la tasa de difusión de los iones de litio y la eficiencia de carga y descarga de la batería.
4. Mejorar la conductividad: aunque la molienda mecánica de bolas en sí no cambia directamente la conductividad del grafito, al reducir el tamaño de las partículas e introducir una estructura de poros, el contacto entre el electrodo negativo de grafito y el electrolito puede ser más suficiente, mejorando así la conductividad y Rendimiento electroquímico de la batería.
Tratamiento de oxidación y halogenación superficial.
El tratamiento de oxidación y halogenación puede mejorar las propiedades químicas interfaciales de los materiales de electrodos negativos de grafito.
1. Oxidación superficial
La oxidación superficial generalmente incluye oxidación en fase gaseosa y oxidación en fase líquida.
2. Halogenación superficial
Mediante el tratamiento de halogenación, se forma una estructura C-F en la superficie del grafito natural, que puede mejorar la estabilidad estructural del grafito y evitar que las escamas de grafito se caigan durante el ciclo.
Revestimiento de la superficie
La modificación del revestimiento de la superficie de los materiales de electrodos negativos de grafito incluye principalmente un revestimiento de material de carbono, metálico o no metálico y su revestimiento de óxido, y un revestimiento de polímero. El propósito de mejorar la capacidad específica reversible, la eficiencia del primer culombio, el rendimiento del ciclo y el rendimiento de carga y descarga de alta corriente del electrodo se logra mediante el recubrimiento de la superficie.
1. Recubrimiento de material de carbono
Se recubre una capa de carbono amorfo sobre la capa exterior de grafito para formar un material compuesto C/C con una estructura de "núcleo-cubierta", de modo que el carbono amorfo entre en contacto con el disolvente, evite el contacto directo entre el disolvente y el grafito, y Previene la exfoliación de la capa de grafito causada por la co-incrustación de las moléculas de disolvente.
2. Metales o no metales y su recubrimiento de óxido.
El metal y su recubrimiento de óxido se logra principalmente depositando una capa de metal u óxido metálico sobre la superficie del grafito. El recubrimiento de metal puede aumentar el coeficiente de difusión de los iones de litio en el material y mejorar el rendimiento del electrodo.
El recubrimiento de óxido no metálico, como Al2O3, el Al2O3 amorfo que recubre la superficie del grafito puede mejorar la humectabilidad del electrolito, reducir la resistencia a la difusión de los iones de litio e inhibir eficazmente el crecimiento de dendritas de litio, mejorando así las propiedades electroquímicas de los materiales de grafito.
3. Recubrimiento de polímero
Los óxidos inorgánicos o los recubrimientos metálicos son quebradizos, difíciles de recubrir uniformemente y se dañan fácilmente. Los estudios han demostrado que el grafito recubierto con sales de ácidos orgánicos que contienen dobles enlaces carbono-carbono es más eficaz para mejorar el rendimiento electroquímico.
El papel del sulfato de bario, el polvo de mica y el caolín en los recubrimientos en polvo.
Las cargas en recubrimientos en polvo no sólo pueden reducir costos, sino que también desempeñan un papel importante en la mejora del rendimiento de los productos de recubrimiento. Como mejorar la resistencia al desgaste y la resistencia al rayado del recubrimiento, reducir el pandeo del recubrimiento durante la nivelación por fusión, mejorar la resistencia a la corrosión y mejorar la resistencia a la humedad.
Al seleccionar cargas para recubrimientos en polvo, se deben considerar factores como la densidad, el rendimiento de dispersión, la distribución del tamaño de las partículas y la pureza. En términos generales, cuanto mayor es la densidad, menor es la cobertura del recubrimiento en polvo; la dispersión de partículas grandes es mejor que la de partículas pequeñas; la carga es químicamente inerte y puede evitar reaccionar con ciertos componentes de la fórmula en polvo, como los pigmentos; el color del relleno debe ser lo más blanco posible. Los materiales de relleno en polvo comúnmente utilizados en recubrimientos en polvo son principalmente carbonato de calcio, sulfato de bario, talco, mica en polvo, caolín, sílice, wollastonita, etc.
Aplicación de sulfato de bario en recubrimientos en polvo.
El sulfato de bario utilizado como pigmento en recubrimientos es de dos tipos: natural y sintético. El producto natural se llama barita en polvo y el producto sintético se llama sulfato de bario precipitado.
En los recubrimientos en polvo, el sulfato de bario precipitado puede mejorar la nivelación y la retención del brillo de los recubrimientos en polvo y tiene buena compatibilidad con todos los pigmentos. Puede hacer que los recubrimientos en polvo alcancen un espesor de recubrimiento ideal y una alta tasa de recubrimiento en polvo en el proceso de pulverización.
El relleno en polvo de barita se usa principalmente en imprimaciones industriales y recubrimientos intermedios para automóviles que requieren una alta resistencia del recubrimiento, un alto poder de relleno y una alta inercia química, y también se usa en capas superiores que requieren un mayor brillo. En la pintura de látex, debido al alto índice de refracción de la barita (1,637), el polvo fino de barita puede tener la función de pigmento blanco translúcido y puede reemplazar parte del dióxido de titanio en los recubrimientos.
El sulfato de bario ultrafino tiene las características de una gran cantidad de relleno, buen brillo, buena nivelación, fuerte retención de brillo y buena compatibilidad con todos los pigmentos. Es la masilla ideal para recubrimientos en polvo.
Aplicación de mica en polvo en recubrimientos en polvo.
El polvo de mica es una composición compleja de silicato, las partículas son escamosas, la resistencia al calor, a los ácidos y a los álcalis es excelente y afecta la fluidez de la fusión de los recubrimientos en polvo. Generalmente se utiliza en recubrimientos en polvo aislantes y resistentes a la temperatura y se puede utilizar como relleno para polvos de textura.
Aplicación de caolín en recubrimientos en polvo
El caolín puede mejorar las propiedades de tixotropía y antisedimentación. La arcilla calcinada no tiene ningún efecto sobre las propiedades reológicas, pero puede tener un efecto mate, aumentar el poder cubriente y aumentar la blancura como la arcilla sin tratar, que es similar al talco.
El caolín generalmente tiene una alta absorción de agua y no es adecuado para mejorar la tixotropía de recubrimientos y preparar recubrimientos hidrófobos. El tamaño de partícula de los productos de caolín está entre 0,2 y 1 μm. El caolín con gran tamaño de partículas tiene baja absorción de agua y buen efecto mateante. El caolín con un tamaño de partícula pequeño (menos de 1 μm) se puede utilizar para revestimientos semibrillantes y revestimientos interiores.
El caolín también se llama silicato de aluminio hidratado. Según los diferentes métodos de procesamiento, el caolín se puede dividir en caolín calcinado y caolín lavado. En términos generales, la absorción de aceite, la opacidad, la porosidad, la dureza y la blancura del caolín calcinado son mayores que las del caolín lavado, pero el precio también es más alto que el del caolín lavado.
14 aplicaciones del negro de carbón blanco
Aplicación en neumáticos
La sílice se utiliza como agente reforzante y la mayor cantidad se encuentra en el campo del caucho, representando el 70% del total. La sílice puede mejorar en gran medida las propiedades físicas del caucho, reducir la histéresis del caucho y reducir la resistencia a la rodadura del neumático sin perder su propiedad antideslizante.
Aplicación en antiespumantes
Generalmente existen dos tipos de sílice pirógena: hidrófila e hidrófoba. El producto hidrófobo se obtiene mediante tratamiento químico superficial del producto hidrófilo.
Aplicación en la industria de pinturas y revestimientos.
La sílice se puede utilizar como aditivo reológico, agente antisedimentación, dispersante y agente mateante en la producción de recubrimientos, desempeñando el papel de espesante, antisedimentación, tixotropía y mateante. También puede mejorar la resistencia a la intemperie y al rayado del recubrimiento, mejorar la fuerza de adhesión entre el recubrimiento y el sustrato y la dureza del recubrimiento, mejorar la resistencia al envejecimiento del recubrimiento y mejorar las características de absorción ultravioleta y reflexión de la luz infrarroja.
Aplicación en embalaje electrónico.
Al dispersar completamente la sílice piroactiva tratada con superficie activa en la matriz de pegamento de encapsulación de resina epoxi modificada con silicona, el tiempo de curado del material de encapsulación se puede acortar considerablemente (2,0-2,5 h) y la temperatura de curado se puede reducir a temperatura ambiente. para que el rendimiento de sellado del dispositivo OLED mejore significativamente
Aplicación en plásticos
La sílice también se utiliza a menudo en plásticos nuevos. Agregar una pequeña cantidad de sílice durante la mezcla de plástico producirá un efecto de refuerzo significativo, mejorará la dureza y las propiedades mecánicas del material, mejorando así la tecnología de procesamiento y el rendimiento del producto.
Aplicación en cerámica
El uso de sílice pirógena en lugar de nano-Al2O3 para agregar a la porcelana 95 no solo puede desempeñar el papel de nanopartículas, sino también ser una partícula de segunda fase, que no solo mejora la resistencia y tenacidad de los materiales cerámicos, sino que también mejora la dureza y la elasticidad. módulo del material. El efecto es más ideal que agregar Al2O3.
Aplicación en la industria papelera.
En la industria papelera, los productos de sílice pirógena se pueden utilizar como agentes de apresto de papel para mejorar la blancura y opacidad del papel, y para mejorar la resistencia al aceite, la resistencia al desgaste, la sensación al tacto, la impresión y el brillo. También se puede utilizar para secar dibujos, lo que puede hacer que la calidad de la superficie del papel sea buena, la tinta estable y la parte posterior sin grietas.
Aplicación en pasta de dientes
La sílice precipitada es el principal tipo de agente de fricción para la pasta de dientes en la actualidad. La sílice precipitada tiene una gran superficie específica total, una fuerte capacidad de adsorción, más sustancias adsorbidas y partículas uniformes, lo que favorece la mejora de la transparencia. Debido a sus propiedades estables, no tóxicas e inofensivas, es una buena materia prima para pasta de dientes.
Aplicación en cosmética
Las excelentes propiedades de la sílice, como la no toxicidad, la inodora y la fácil coloración, la hacen ampliamente utilizada en la industria cosmética. La sílice se utiliza en productos para el cuidado de la piel y cosméticos para hacer que la piel se sienta tersa y suave ("efecto de rodamiento de bolas"), y el "efecto de enfoque suave" producido hace que la luz irradiada sobre la superficie de la piel se distribuya uniformemente, de modo que las arrugas y las imperfecciones en la piel no se detectan fácilmente.
Aplicación de negro de humo blanco en zapatos de goma.
El negro de carbón blanco tiene un alto grado de negrura y partículas finas. El caucho vulcanizado elaborado con negro de humo blanco transparente tiene una alta transparencia y puede mejorar las propiedades físicas integrales del caucho.
Aplicación en la industria farmacéutica.
El negro de humo blanco tiene propiedades fisiológicas inertes, alta absorbibilidad, dispersabilidad y espesamiento, y se ha utilizado ampliamente en preparaciones farmacéuticas.
Aplicación en tinta
La sílice también se utiliza para controlar el flujo de tinta de la impresora para que no pueda fluir ni hundirse arbitrariamente para obtener una impresión clara. En latas de bebidas, controla el uso de recubrimiento por pulverización de alta velocidad. La sílice pirógena también se utiliza como dispersante y agente de control de flujo en el tóner de fotocopiadoras e impresoras láser.
Aplicación en pesticidas
La sílice se puede utilizar en pesticidas, herbicidas e insecticidas. Agregar una pequeña cantidad de sílice pirógena y sílice precipitada a la mezcla de dos herbicidas comunes, dinitroanilina y urea, evitará que la mezcla se aglomere.
Aplicación en las necesidades diarias.
Las bolsas de envasado de alimentos con sílice añadida pueden mantener frescas las frutas y verduras. El negro de humo blanco también se puede utilizar como fungicida altamente eficaz para prevenir y tratar diversas enfermedades de las frutas; En la producción de bebidas alcohólicas, agregar una pequeña cantidad de negro de carbón blanco puede purificar la cerveza y extender su vida útil.
Modificador de superficie en polvo
La modificación del recubrimiento de la superficie significa que el modificador de la superficie no tiene reacción química con la superficie de la partícula, y el recubrimiento y la partícula están conectados por la fuerza de Van der Waals. Este método es aplicable a la modificación de la superficie de casi todo tipo de partículas inorgánicas. Este método utiliza principalmente compuestos inorgánicos o compuestos orgánicos para recubrir la superficie de las partículas y debilitar la aglomeración de las partículas. Además, el recubrimiento genera repulsión estérica, lo que dificulta mucho la reaglomeración de las partículas. Los modificadores utilizados para la modificación de recubrimientos incluyen tensioactivos, hiperdispersantes, sustancias inorgánicas, etc.
La modificación química de la superficie se completa mediante una reacción química o adsorción química entre el modificador de la superficie y la superficie de la partícula. La modificación mecanoquímica se refiere a un método de modificación que cambia la estructura de la red mineral, la forma cristalina, etc. mediante métodos mecánicos como trituración, molienda y fricción, aumenta la energía interna del sistema, aumenta la temperatura, promueve la disolución de partículas, térmica. La descomposición, genera radicales libres o iones, mejora la actividad superficial de los minerales y promueve la reacción o adhesión mutua de minerales y otras sustancias para lograr el objetivo de modificación de la superficie.
El método de reacción de precipitación consiste en agregar un precipitante a una solución que contiene partículas de polvo, o agregar una sustancia que pueda desencadenar la generación de un precipitante en el sistema de reacción, de modo que los iones modificados experimenten una reacción de precipitación y precipiten en la superficie del partículas, recubriendo así las partículas. El método de precipitación se puede dividir principalmente en método de precipitación directa, método de precipitación uniforme, método de precipitación no uniforme, método de coprecipitación, método de hidrólisis, etc.
La modificación de la cápsula es un método de modificación de la superficie que cubre la superficie de las partículas de polvo con una película uniforme y de cierto espesor. El método de modificación de alta energía es un método de modificación iniciando una reacción de polimerización mediante tratamiento con plasma o radiación.
Existen muchos tipos de modificadores de superficie y aún no existe un estándar de clasificación unificado. Según las propiedades químicas del modificador de superficie, se puede dividir en modificadores orgánicos y modificadores inorgánicos, que se utilizan para la modificación de la superficie orgánica y la modificación de la superficie inorgánica de polvos, respectivamente. Los modificadores de superficie incluyen agentes de acoplamiento, tensioactivos, oligómeros de poliolefina, modificadores inorgánicos, etc.
La modificación de la superficie de los polvos se logra en gran medida mediante la acción de modificadores de superficie sobre la superficie de los polvos. Por lo tanto, la formulación de modificadores de superficie (variedad, dosis y uso) tiene una influencia importante en el efecto de modificación de la superficie del polvo y el rendimiento de la aplicación de productos modificados. La formulación de modificadores de superficie es muy específica, es decir, tiene las características de "una llave para abrir una cerradura". La formulación de modificadores de superficie incluye la selección de variedades, determinación de dosis y uso.
Variedades de modificadores de superficie.
Las principales consideraciones para seleccionar variedades de modificadores de superficie son las propiedades de las materias primas en polvo, el propósito o campo de aplicación del producto y factores como el proceso, el precio y la protección ambiental.
Dosificación de modificadores de superficie.
Teóricamente, la dosis requerida para lograr la adsorción monocapa en la superficie de la partícula es la dosis óptima, que está relacionada con el área de superficie específica de las materias primas en polvo y el área de la sección transversal de las moléculas modificadoras de superficie, pero esta dosis No es necesariamente la dosis de modificadores de superficie cuando se logra una cobertura del 100%. Para la modificación de recubrimientos de superficies inorgánicos, diferentes velocidades de recubrimiento y espesores de capa de recubrimiento pueden mostrar diferentes características, como color, brillo, etc. Por lo tanto, la dosis óptima real debe determinarse mediante pruebas de modificación y pruebas de rendimiento de la aplicación. Esto se debe a que la dosificación del modificador de superficie no sólo está relacionada con la uniformidad de la dispersión y el recubrimiento del modificador de superficie durante la modificación de la superficie, sino también con los requisitos específicos del sistema de aplicación para las propiedades de la superficie y los indicadores técnicos del polvo crudo. materiales.
Cómo utilizar el modificador de superficie.
Un buen método de uso puede mejorar la dispersión del modificador de superficie y el efecto de modificación de la superficie del polvo. Por el contrario, un uso inadecuado puede aumentar la dosis del modificador de superficie y el efecto de modificación no logrará el propósito esperado. El uso del modificador de superficie incluye los métodos de preparación, dispersión y adición, así como el orden de adición cuando se utilizan más de dos modificadores de superficie.
¿Cuáles son los usos del dióxido de titanio?
El dióxido de titanio es un importante pigmento químico inorgánico, cuyo componente principal es el dióxido de titanio. Existen dos procesos de producción de dióxido de titanio: el proceso de ácido sulfúrico y el proceso de cloración. Tiene usos importantes en industrias como la de recubrimientos, tintas, fabricación de papel, plásticos y caucho, fibras químicas y cerámica.
La distribución del tamaño de partículas del dióxido de titanio es un indicador completo que afecta seriamente el rendimiento del pigmento de dióxido de titanio y el rendimiento de la aplicación del producto. Por lo tanto, la discusión sobre el poder cubriente y la dispersabilidad se puede analizar directamente a partir de la distribución del tamaño de las partículas.
Los factores que afectan la distribución del tamaño de partículas del dióxido de titanio son relativamente complejos. El primero es el tamaño de partícula de hidrólisis original. Al controlar y ajustar las condiciones del proceso de hidrólisis, el tamaño de partícula original está dentro de un cierto rango. La segunda es la temperatura de calcinación. Durante la calcinación del ácido metatitánico, las partículas pasan por un período de transformación cristalina y un período de crecimiento. Controle la temperatura adecuada para mantener las partículas en crecimiento dentro de un cierto rango. Finalmente se tritura el producto. Por lo general, se modifica el molino Raymond y se ajusta la velocidad del analizador para controlar la calidad de la trituración. Al mismo tiempo, se pueden utilizar otros equipos de trituración, tales como: molino universal, molino de flujo de aire y molino de martillos.
El dióxido de titanio tiene tres formas cristalinas en la naturaleza: rutilo, anatasa y brookita. La brookita pertenece al sistema ortorrómbico y es una forma cristalina inestable. Se transforma en rutilo por encima de 650°C, por lo que no tiene valor práctico en la industria. La anatasa es estable a temperatura ambiente, pero se transformará en rutilo a alta temperatura. Su intensidad de transformación depende del método de fabricación y de si se añaden inhibidores o promotores durante el proceso de calcinación.
El dióxido de titanio (o dióxido de titanio) se usa ampliamente en diversos revestimientos de superficies estructurales, revestimientos y rellenos de papel, plásticos y elastómeros. Otros usos incluyen cerámica, vidrio, catalizadores, telas recubiertas, tintas de impresión, gránulos para techos y fundentes. Según las estadísticas, la demanda mundial de dióxido de titanio alcanzó los 4,6 millones de toneladas en 2006, de las cuales la industria de recubrimientos representó el 58%, la industria del plástico el 23%, la industria del papel el 10% y otras el 9%. El dióxido de titanio se puede producir a partir de ilmenita, rutilo o escoria de titanio. Hay dos procesos de producción de dióxido de titanio: proceso de sulfato y proceso de cloruro. El proceso de sulfato es más simple que el proceso de cloruro y puede utilizar minerales de baja calidad y relativamente baratos. Hoy en día, alrededor del 47% de la capacidad de producción mundial utiliza el proceso de sulfato y el 53% de la capacidad de producción utiliza el proceso de cloruro.
El dióxido de titanio se considera el mejor pigmento blanco del mundo y se utiliza ampliamente en revestimientos, plásticos, fabricación de papel, tintas de impresión, fibras químicas, caucho, cosméticos y otras industrias.
El dióxido de titanio (dióxido de titanio) tiene propiedades químicas estables y no reacciona con la mayoría de las sustancias en circunstancias normales. En la naturaleza, el dióxido de titanio tiene tres tipos de cristales: brookita, anatasa y rutilo. El tipo brookita es una forma cristalina inestable sin valor de utilización industrial. El tipo anatasa (tipo A) y el tipo rutilo (tipo R) tienen redes estables y son importantes pigmentos blancos y esmaltes de porcelana. En comparación con otros pigmentos blancos, tienen una blancura, poder colorante, poder cubriente, resistencia a la intemperie, resistencia al calor y estabilidad química superiores, especialmente no tóxicos.
El dióxido de titanio se usa ampliamente en recubrimientos, plásticos, caucho, tintas, papel, fibras químicas, cerámica, productos químicos diarios, medicinas, alimentos y otras industrias.
La dolomita se utiliza en diversas industrias.
La fórmula química de la dolomita es [CaMg(CO3)2], también conocida como piedra caliza dolomita. La dolomita representa aproximadamente el 2% de la corteza terrestre. Los sedimentos de dolomita son comunes en todo el mundo, principalmente rocas sedimentarias o equivalentes de estructuras modificadas.
La dolomita es uno de los minerales más ampliamente distribuidos en las rocas sedimentarias y puede formar dolomita espesa. La dolomita sedimentaria primaria se forma directamente en lagos marinos con alta salinidad. Una gran cantidad de dolomita es secundaria, formada por piedra caliza que se reemplaza por soluciones que contienen magnesio. La dolomita sedimentaria marina a menudo está intercalada con capas de siderita y capas de piedra caliza. En los sedimentos lacustres la dolomita convive con yeso, anhidrita, sal gema, sal potásica, etc.
Aplicación de la dolomita en diversos campos:
industria metalúrgica
El magnesio tiene buena conductividad térmica y conductividad eléctrica. Es un metal no magnético y no tóxico. Las aleaciones de magnesio son ligeras, duraderas, de alta resistencia, alta tenacidad y buenas propiedades mecánicas. Se utilizan ampliamente en aviación, automóviles, piezas de fundición de precisión, industria de defensa y otras industrias. En la industria de fundición de magnesio. La dolomita es una de las materias primas importantes para la producción de magnesio metálico. El método silicotérmico doméstico se utiliza generalmente para refinar el magnesio metálico. La producción representa aproximadamente el 20% y aproximadamente el 67% de la cantidad total de magnesio metálico. El método silicotérmico consiste en calcinar y descomponer la dolomita para obtener una mezcla de MgO y CaO. Después de moler y tamizar el polvo calcinado, se mezcla según la relación molar de Mg a Si de 2:1 y se añade una cantidad adecuada de fluorita como catalizador. Los grumos mezclados se convierten en bolas y se reducen con silicio a 1150-1200 °C para generar silicato de calcio y magnesio. La dolomita es un material auxiliar importante para la fabricación de acero y la sinterización en la industria metalúrgica.
Industria de materiales de construcción
Como materia prima de materiales cementosos de magnesio: la dolomita se calcina a una determinada temperatura. La dolomita se descompone parcialmente para generar óxido de magnesio y carbonato de calcio, y luego se agregan una solución de óxido de magnesio y agregados para agitar y formar, y se generan materiales de cemento de ferroamoníaco de alta resistencia después del curado. Los materiales cementosos de ferroamoníaco se utilizan principalmente en la producción de cajas de embalaje grandes y en la octava generación de Suifeng Street. Tienen amplias perspectivas de aplicación en el desarrollo de nuevas estructuras de construcción. La dolomita representa aproximadamente el 15% de la mezcla de vidrio flotado.
Industria química
En la industria química, el marmoleado se utiliza principalmente para producir compuestos de magnesio, lo que también es la mejor manera de aumentar el valor añadido de los productos de marmoleado. Los principales productos químicos industrializados son el óxido de magnesio, el carbonato ligero de magnesio, el hidróxido de magnesio y diversas sales de magnesio. El carbonato de magnesio ligero también se llama carbonato de magnesio básico hidratado industrial o carbonato de magnesio básico. La fórmula molecular se puede expresar como xMgCO3 yMg(OH)2 zHO. Cristal monoclínico blanco o polvo amorfo, no tóxico, inodoro, densidad relativa 2,16, estable en el aire. Ligeramente soluble en agua, la solución acuosa es débilmente alcalina. Fácilmente soluble en solución de ácido y sal de amonio, reacciona con ácido para generar sal de magnesio y libera dióxido de carbono. La pirólisis a alta temperatura se convierte en óxido de magnesio.
Otras aplicaciones
En agricultura, la dolomita puede neutralizar las sustancias ácidas del suelo y utilizarse para mejorarlo. Al mismo tiempo, el magnesio contenido en la dolomita se puede utilizar como fertilizante de magnesio para complementar el magnesio en los cultivos: la dolomita se añade a los piensos como aditivo alimentario para aumentar la ingesta de calcio y magnesio de las aves y el ganado y mejorar la nutrición de las aves y ganado.
En el campo de la protección ambiental, después de la hidratación y digestión del polvo de dolomita calcinada, contiene principalmente hidróxido de magnesio e hidróxido de calcio, que pueden absorber gases como el dióxido de carbono y el dióxido de azufre en los gases de combustión. Por lo tanto, el polvo de dolomita calcinada se puede utilizar para la separación de dióxido de carbono de los gases de combustión (ECRS); La dolomita también se puede utilizar en hornos de gasificación para eliminar H2S de los gases de combustión: utilizando la alta energía superficial y la adsorción de hidróxido de calcio e hidróxido de magnesio generados por la hidratación del óxido de magnesio activo en polvo de dolomita calcinada, la dolomita calcinada se puede utilizar como material filtrante para tratamiento de agua doméstica y también se puede utilizar para eliminar iones metálicos como hierro y manganeso en aguas residuales industriales.
Variedades y aplicaciones de alúmina fina.
La alúmina fina tiene muchas variedades y se usa ampliamente. Es el material preferido en muchos campos.
Por lo tanto, "amplia fuente de materias primas", "se puede encontrar en todas partes", "precio barato" y "preparación sencilla" se han convertido en etiquetas para la alúmina. La escasez hace que las cosas sean valiosas. Estas etiquetas pueden fácilmente llevar a la gente a malinterpretar que la alúmina es un material de gama baja. En primer lugar, el editor cree que estas etiquetas no pueden determinar si la alúmina es de gama baja o no, pero pueden mostrar que la alúmina es un material muy rentable en muchos campos. En segundo lugar, incluso desde la perspectiva del precio, el contenido técnico, el rendimiento y otros aspectos, la alúmina no falta en los "productos de alta gama". Estos "productos de alta gama" desempeñan un papel insustituible en campos de alta precisión como los semiconductores y el sector aeroespacial.
Fibra de alúmina
El componente principal de la fibra de alúmina es la alúmina (Al2O3) y los componentes auxiliares son SiO2, B2O3, MgO, etc. Es una fibra inorgánica de alto rendimiento y una fibra cerámica policristalina con varias formas, como fibra larga, fibra corta y bigote. Tiene excelentes propiedades como alta resistencia, alto módulo y resistencia a la corrosión.
El campo de aplicación de la fibra Al2O3 es relativamente amplio. La fibra corta de Al2O3 se puede combinar con resina, metal o cerámica para preparar materiales compuestos de alto rendimiento y fabricar hornos industriales de alta temperatura, como hornos de calentamiento, revestimientos de hornos y hornos de calcinación de componentes electrónicos; Los materiales compuestos reforzados con fibra continua de Al2O3 tienen excelentes propiedades como alta resistencia, alto módulo y alta rigidez. Su matriz no es fácil de oxidar y fallar durante el uso. También tiene una excelente resistencia a la fluencia y no provocará que el crecimiento del grano a altas temperaturas disminuya el rendimiento de la fibra. Es reconocido internacionalmente como una nueva generación de materiales principales para componentes de extremo caliente resistentes a altas temperaturas y tiene un enorme potencial de desarrollo; Además de las propiedades anteriores, las nanofibras funcionales de Al2O3 también tienen excelentes propiedades como baja conductividad térmica, aislamiento eléctrico y alta superficie específica. Son ampliamente utilizados en materiales compuestos reforzados, materiales de aislamiento térmico de alta temperatura, materiales de filtración catalítica, etc.
Alúmina de alta pureza
La alúmina de alta pureza (4N y superior) tiene las ventajas de alta pureza, alta dureza, alta resistencia, resistencia a altas temperaturas, resistencia al desgaste, buen aislamiento, propiedades químicas estables, rendimiento moderado de contracción a alta temperatura, buen rendimiento de sinterización y propiedades ópticas y eléctricas. Propiedades magnéticas, térmicas y mecánicas que el polvo de alúmina común no puede igualar. Es uno de los materiales de alta gama, con mayor valor añadido y de mayor aplicación en la industria química moderna.
En la actualidad, la alúmina de alta pureza se utiliza principalmente para aditivos para electrodos de baterías de litio, rellenos de electrolitos para baterías de estado sólido y molienda y pulido de obleas en la industria de semiconductores.
alúmina esférica
La morfología de las partículas de polvo de alúmina afectará directamente el rendimiento de su aplicación en muchos campos. En comparación con las partículas comunes de polvo de alúmina irregulares, fibrosas o escamosas, la alúmina esférica tiene una morfología regular, mayor densidad de empaquetamiento, menor área de superficie específica y mejor fluidez. Es ampliamente utilizado como material de relleno conductor térmico, material de pulido, soporte de catalizador, material de revestimiento de superficies, etc.
En la producción industrial, ¿cuáles son las clasificaciones del sulfato de bario?
Sulfato de bario, para la mayoría de las personas, la química no se comprende muy bien; en su opinión, el sulfato de bario es una sustancia química peligrosa. De hecho, en nuestra vida diaria, se puede decir que el sulfato de bario está en todas partes, pero generalmente aparece en nuestras vidas en forma de productos manufacturados.
Por ejemplo, la mayoría de los productos plásticos de nuestros hogares, aires acondicionados, algunos accesorios de plástico de los automóviles, bolsas de plástico utilizadas en los supermercados, etc., pinturas y revestimientos utilizados en la vida, vidrio, etc. pueden contener sulfato de bario.
En los libros de texto de física y química, la fórmula química del sulfato de bario es BaSO4, que generalmente es un rombo blanco, incoloro e inodoro, con una densidad de 4,499 y un punto de fusión de hasta 1580 ℃. Sus propiedades químicas son muy estables, insolubles en agua, resistentes a los ácidos, a los álcalis, no tóxicas, no magnéticas y también pueden absorber rayos X y rayos gamma. En la naturaleza, el sulfato de bario también se llama barita, un mineral natural, generalmente en forma de bloque de cristal bifurcado, y su color está determinado principalmente por el tipo y cantidad de impurezas que contiene. La barita pura es incolora y transparente. La barita no daña directamente el cuerpo humano y puede entrar en contacto directo.
En la industria existen muchas clasificaciones de sulfato de bario, y las más comunes son las siguientes:
1. Bario pesado, también conocido como barita en polvo o bario natural en polvo. Lo elaboran personas que seleccionan mineral de sulfato de bario natural (barita) y luego lo lavan, lo muelen, lo secan y realizan otros procesos. Tiene muchas impurezas y su calidad está determinada principalmente por el propio mineral, pero su precio es bajo. Por lo general, se utiliza como relleno en la producción de pigmentos blancos o industrias de recubrimientos, plásticos y tintas de baja calidad. Desempeña un papel en la reducción de costos y la mejora del brillo.
2. Sulfato de bario precipitado, también conocido como sulfato de bario industrial o bario precipitado. Está elaborado mediante procesamiento artificial. A diferencia del bario pesado, el bario precipitado casi no contiene impurezas. Es ligeramente soluble en agua e insoluble en ácido. No es tóxico en sí mismo, pero si contiene bario soluble, puede provocar intoxicación. El sulfato de bario precipitado en la industria se genera principalmente por la reacción del sulfato de bario con ácido sulfúrico, la reacción del cloruro de bario con ácido sulfúrico o sulfato de sodio y la reacción del sulfuro de bario con sulfato de sodio. El sulfato de bario precipitado se utiliza como relleno en los campos de la medicina, recubrimientos y tintas de gama media y alta, plásticos, caucho, vidrio, cerámica, etc. debido a su estabilidad y diferentes indicadores específicos. La gente suele dividirlo en sulfato de bario precipitado de calidad para recubrimiento, sulfato de bario precipitado de calidad plástica, etc., según las diferentes aplicaciones. Su precio es superior al del bario pesado.
3. El sulfato de bario modificado, que se divide en sulfato de bario modificado y sulfato de bario precipitado modificado, tiene como objetivo mejorar el rendimiento del polvo de barita o del sulfato de bario precipitado en un determinado aspecto mediante un tratamiento relevante. La aplicación es similar a la precipitación y depende principalmente de sus propiedades relevantes. Entre ellos, el que ha sido procesado y refinado adicionalmente también se llama sulfato de bario ultrafino modificado o sulfato de bario precipitado ultrafino modificado. El precio es más alto que el del sulfato de bario precipitado.
4. El sulfato de bario precipitado de grado nano debe controlar su D50 (distribución de tamaño medio de partículas) entre 0,2 μm y 0,4 μm mediante un procesamiento profundo del sulfato de bario precipitado modificado. El sulfato de bario precipitado de grado nanométrico se utiliza principalmente en pinturas, revestimientos y otras industrias de alta gama.
10 áreas principales de aplicación del micropolvo de silicio
El polvo de sílice es un tipo de material inorgánico no metálico con amplias aplicaciones. El polvo de sílice es un polvo a nivel de micras que se obtiene triturando y pulverizando mineral de cuarzo de alta pureza mediante métodos físicos o químicos. Su tamaño de partícula generalmente está entre 1 y 100 micrones, y el tamaño de partícula comúnmente utilizado es de aproximadamente 5 micrones. Con el avance de los procesos de fabricación de semiconductores, el polvo de sílice de menos de 1 micrón se ha ido utilizando gradualmente.
El polvo de sílice tiene una serie de ventajas como excelentes propiedades dieléctricas, bajo coeficiente de expansión térmica, alta conductividad térmica, alta estabilidad química, resistencia a altas temperaturas y alta dureza. Puede usarse ampliamente en laminados revestidos de cobre, compuestos de moldeo epoxi, materiales de aislamiento eléctrico y adhesivos. Además, también se puede utilizar en revestimientos, caucho, plásticos, cosméticos y cerámicas alveolares.
1 laminado revestido de cobre
Agregar polvo de silicio al laminado revestido de cobre para circuitos electrónicos puede mejorar el coeficiente de expansión lineal y la conductividad térmica de las placas de circuito impreso, mejorando así de manera efectiva la confiabilidad y la disipación de calor de los productos electrónicos.
2 Compuesto de moldeo epoxi (EMC)
Llenar polvo de silicio en un compuesto de moldeo epoxi para empaquetar chips puede mejorar significativamente la dureza de la resina epoxi, aumentar la conductividad térmica, reducir la temperatura máxima exotérmica de la reacción de curado de la resina epoxi, reducir el coeficiente de expansión lineal y la contracción del curado, reducir la tensión interna y mejorar la mecánica. Fuerza del compuesto de moldeo epoxi, haciéndolo infinitamente cerca del coeficiente de expansión lineal del chip.
3 Materiales de aislamiento eléctrico
El polvo de silicio se utiliza como relleno aislante de resina epoxi para productos de aislamiento eléctrico. Puede reducir eficazmente el coeficiente de expansión lineal del producto curado y la tasa de contracción durante el proceso de curado, reducir la tensión interna y mejorar la resistencia mecánica del material aislante, mejorando y mejorando efectivamente las propiedades mecánicas y eléctricas del material aislante.
4 adhesivos
El polvo de silicio, como material de relleno funcional inorgánico, se rellena con resina adhesiva, que puede reducir eficazmente el coeficiente de expansión lineal del producto curado y la tasa de contracción durante el curado, mejorar la resistencia mecánica del adhesivo y mejorar la resistencia al calor, anti -permeabilidad y rendimiento de disipación de calor, mejorando así el efecto de unión y sellado.
5 plásticos
El polvo de silicio se puede utilizar en plásticos en productos como pisos de cloruro de polivinilo (PVC), películas de polietileno y polipropileno y materiales de aislamiento eléctrico.
6 Recubrimientos
En la industria de recubrimientos, el tamaño de las partículas, la blancura, la dureza, la suspensión, la dispersabilidad, la baja absorción de aceite, la alta resistividad y otras características del micropolvo de silicio pueden mejorar la resistencia a la corrosión, la resistencia al desgaste, el aislamiento y la resistencia a altas temperaturas del recubrimiento. El micropolvo de silicio utilizado en recubrimientos siempre ha desempeñado un papel importante en las cargas de recubrimiento debido a su buena estabilidad.
7 cosméticos
El polvo de sílice esférico tiene buena fluidez y una gran superficie específica, lo que lo hace adecuado para cosméticos como barras de labios, polvos, cremas de base, etc. En productos en polvo como el polvo, puede mejorar la fluidez y la estabilidad durante el almacenamiento, desempeñando así un papel en la prevención. apelmazamiento; el tamaño medio de partícula más pequeño determina su buena suavidad y fluidez; la mayor superficie específica hace que tenga una mejor adsorción, pueda absorber el sudor, fragancias, nutrientes y hacer que las fórmulas cosméticas sean más económicas; la forma esférica del polvo tiene buena afinidad y tacto con la piel.
8 cerámica alveolar
El filtro de escape de automóvil DPF hecho de soporte cerámico en forma de panal para la purificación de escape de automóviles y material de cordierita para la purificación de escape de motores diesel está hecho de alúmina, polvo de sílice y otros materiales mediante mezcla, moldeo por extrusión, secado, sinterización y otros procesos.
9 caucho
El polvo de silicona es un material de refuerzo para el caucho. Puede mejorar las propiedades integrales del caucho, como resistencia, tenacidad, alargamiento, resistencia al desgaste, acabado, antienvejecimiento, resistencia al calor, antideslizante, resistencia al desgarro, resistencia a ácidos y álcalis, etc. Es indispensable en el proceso de producción. de productos de caucho.
10 cuarzos artificiales
El polvo de silicio se utiliza como relleno en tableros de cuarzo artificial, lo que no solo puede reducir el consumo de resina insaturada, sino también mejorar la resistencia al desgaste, la resistencia a ácidos y álcalis, la resistencia mecánica y otras propiedades del tablero de cuarzo artificial. La proporción de relleno del polvo de silicona en el mármol artificial es generalmente de aproximadamente el 30%.
Materia prima clave para electrolitos sólidos: circonio
ZrO2 es un material de óxido con resistencia a altas temperaturas, alta dureza y buena estabilidad química. Tiene un alto punto de fusión y punto de ebullición, por lo que puede mantener propiedades físicas y químicas estables en ambientes de alta temperatura. Además, el ZrO2 también tiene un bajo coeficiente de expansión térmica y buenas propiedades de aislamiento eléctrico. Esto la convierte en una de las materias primas preferidas para el electrolito sólido LLZO.
Alta dureza: la dureza del ZrO2 es superada solo por el diamante y tiene una alta resistencia al desgaste.
Alto punto de fusión: El punto de fusión del ZrO2 es muy alto (2715 ℃). El alto punto de fusión y la inercia química hacen del ZrO2 un buen material refractario.
Excelente estabilidad química: el ZrO2 tiene buena resistencia a productos químicos como ácidos y álcalis y no se corroe fácilmente.
Buena estabilidad térmica: el ZrO2 aún puede mantener buenas propiedades mecánicas y estabilidad química a altas temperaturas.
Resistencia y tenacidad relativamente grandes: el ZrO2, como material cerámico, tiene una gran resistencia (hasta 1500 MPa). Aunque la tenacidad está muy por detrás de algunos metales, en comparación con otros materiales cerámicos, el óxido de circonio tiene una mayor tenacidad a la fractura y puede resistir impactos y tensiones externos hasta cierto punto.
Existen varios procesos de preparación de ZrO2, incluyendo pirólisis, sol-gel, deposición de vapor, etc. Entre ellos, la pirólisis es uno de los métodos de preparación más utilizados. Este método hace reaccionar circonio y otras materias primas con óxidos de metales alcalinos o alcalinotérreos a alta temperatura para generar circonato y luego obtiene polvo de ZrO2 mediante lavado ácido, filtración, secado y otros pasos. Además, el rendimiento del ZrO2 se puede regular dopando diferentes elementos para satisfacer las necesidades de diferentes baterías de estado sólido.
La aplicación de ZrO2 en baterías de estado sólido se refleja principalmente en electrolitos sólidos de óxido, como el óxido de litio, lantano y circonio (LLZO) y el óxido de litio, lantano, circonio y titanio (LLZTO), que existen en estructuras cristalinas de tipo granate. En estos electrolitos sólidos el ZrO2 ocupa una proporción muy importante. Por ejemplo, en la masa de LLZO antes de la sinterización, el ZrO2 representa aproximadamente el 25%. Además, para reducir la resistencia de la interfaz en las baterías de estado sólido y mejorar la eficiencia de la migración de iones de litio, los materiales de los electrodos positivos y negativos generalmente deben recubrirse con materiales como LLZO. Al mismo tiempo, las baterías semisólidas de óxido también necesitan construir una capa de diafragma cerámico compuesto de materiales como LLZO, lo que aumenta aún más la cantidad de ZrO2 utilizada en las baterías de estado sólido.
Con el desarrollo continuo de la tecnología de baterías de estado sólido y la expansión de sus campos de aplicación, la demanda de ZrO2 como materia prima de electrolito sólido seguirá creciendo. En el futuro, se espera que ZrO2 desempeñe un papel más importante en el campo de las baterías de estado sólido optimizando aún más el proceso de preparación, regulando el rendimiento y reduciendo costes. Al mismo tiempo, con la continua aparición de nuevos materiales electrolíticos de estado sólido, el ZrO2 también enfrentará competencia y desafíos más intensos. Sin embargo, con sus propiedades únicas y sus amplias perspectivas de aplicación, el ZrO2 seguirá ocupando una posición insustituible en el campo de las baterías de estado sólido.