سیلیکات زیرکونیوم: غول نامرئی در عصر فناوری پیشرفته
با پیشرفت سریع علم و فناوری، پیشرفت های جدیدی به طور مداوم در زمینه مواد جدید ایجاد می شود. در میان آنها، سیلیکات زیرکونیوم، به عنوان یک ماده معدنی مهم، نه تنها نقش اصلی را در صنعت سرامیک سنتی ایفا می کند، بلکه طیف گسترده ای از چشم انداز کاربرد را در زمینه فناوری پیشرفته نشان می دهد.
سیلیکات زیرکونیوم (ZrSiO4) یک ماده معدنی سفید متمایل به خاکستری، نامحلول در آب با ترکیب نظری 67.1٪ ZrO2 و 32.9٪ SiO2 است.
دارای نقطه ذوب بالا (2500 درجه سانتیگراد)، ضریب شکست بالا (1.93-2.01) و پایداری شیمیایی عالی است. این ویژگی ها و مزایایی که به همراه دارند باعث درخشش سیلیکات زیرکونیوم در بسیاری از زمینه ها می شود.
اثر سفید کننده قابل توجه:
بددلییت تشکیل شده توسط سیلیکات زیرکونیوم در لعاب سرامیکی می تواند به طور موثر امواج نور فرودی را پراکنده کند و به طور قابل توجهی سفیدی و براقی لعاب را بهبود بخشد و یک ماده ایده آل برای سفید کردن سرامیک است.
پایداری شیمیایی قوی:
سیلیکات زیرکونیوم دارای پایداری شیمیایی بسیار قوی است و می تواند در برابر فرسایش انواع اسیدها، قلیایی ها و مواد خورنده مقاومت کند و اطمینان حاصل کند که می تواند عملکرد پایدار را در محیط های مختلف خشن حفظ کند.
مقاومت عالی در دمای بالا:
نقطه ذوب بالا سیلیکات زیرکونیوم را قادر می سازد تا ساختار و پایداری عملکرد خود را در محیط های با دمای بالا حفظ کند و آن را به یک ماده خام ایده آل برای تهیه سرامیک ها و مواد نسوز با دمای بالا تبدیل می کند.
افزایش سختی لعاب و مقاومت در برابر سایش:
افزودن سیلیکات زیرکونیوم می تواند به طور قابل توجهی سختی و مقاومت در برابر سایش لعاب های سرامیکی را بهبود بخشد و عمر مفید محصولات را افزایش دهد.
سازگار با محیط زیست و بدون آلودگی:
به عنوان یک ماده معدنی، سیلیکات زیرکونیوم غیر سمی و بی ضرر است، محیط زیست را آلوده نمی کند و الزامات تولید سبز مدرن را برآورده می کند.
سیلیکات زیرکونیوم به دلیل شفافیت عالی و مزایای فوق در تولید سرامیک های معماری، سرامیک های بهداشتی، سرامیک های روزمره و سرامیک های صنایع دستی کاربرد فراوانی دارد.
این نه تنها می تواند عملکرد اتصال بدنه و لعاب سرامیکی را بهبود بخشد، بلکه کیفیت کلی لعاب را نیز بهبود می بخشد و محصولات سرامیکی را زیباتر و بادوام تر می کند.
لوله های تصویر رنگی در صنعت تلویزیون:
استفاده از سیلیکات زیرکونیوم در لوله های تصویر رنگی، وضوح و اشباع رنگ تصویر نمایش داده شده را بهبود می بخشد و تجربه بصری واقعی تری را برای مخاطب به ارمغان می آورد.
شیشه امولسیون شده:
در صنعت شیشه، سیلیکات زیرکونیوم به عنوان یک امولسیفایر برای کمک به تولید محصولات شیشه ای با شفافیت و استحکام بالا استفاده می شود که به طور گسترده در خودرو، ساخت و ساز و سایر زمینه ها استفاده می شود.
مواد با کارایی بالا:
سیلیکات زیرکونیوم در مقیاس نانو به دلیل اثر نانو منحصر به فرد و مزایای فوق، انتخاب ایده آلی برای تهیه سرامیک های مرغوب و مواد کاربردی مانند پوشش های مقاوم در برابر سایش و مواد عایق حرارتی است.
با پیشرفت مداوم علم و فناوری و افزایش آگاهی زیست محیطی، زمینه کاربرد سیلیکات زیرکونیوم بیشتر گسترش خواهد یافت. در آینده، شاهد تولید محصولات سیلیکات زیرکونیوم با کارایی بالا و سازگار با محیط زیست خواهیم بود که بیشتر به پیشرفت علمی و فناوری و توسعه اجتماعی کمک می کند. به طور خلاصه، به عنوان یک ماده معدنی مهم، سیلیکات زیرکونیوم با مزایای منحصر به فرد و چشم انداز کاربرد گسترده خود، پتانسیل توسعه زیادی در صنعت سرامیک و زمینه های با تکنولوژی بالا نشان داده است. ما دلایلی داریم که باور کنیم در توسعه آینده، سیلیکات زیرکونیوم به مزایای منحصر به فرد خود ادامه خواهد داد و به یک نیروی مهم برای ارتقای پیشرفت صنعت تبدیل خواهد شد.
دی اکسید تیتانیوم - یکی از بهترین رنگدانه های سفید جهان
دی اکسید تیتانیوم که به نام دی اکسید تیتانیوم نیز شناخته می شود، دارای فرمول شیمیایی TiO2 است و یک رنگدانه سفید با عملکرد عالی است. نانو دی اکسید تیتانیوم نوع مهمی از مواد کاربردی معدنی است که به نام نانو دی اکسید تیتانیوم نیز شناخته می شود. نانو دی اکسید تیتانیوم یک پودر دی اکسید تیتانیوم ریز است که با فرآیند خاصی ساخته می شود.
فیلدهای کاربردی
1. کاربرد در رنگدانه ها و پوشش ها
دی اکسید تیتانیوم درجه رنگدانه دارای ضریب شکست بالا، قدرت رنگ دهی قوی، قدرت پنهان کنندگی زیاد، پراکندگی و سفیدی خوب، غیر سمی و دارای خواص فیزیکی و شیمیایی پایدار و دارای خواص نوری و الکتریکی عالی است. این به طور گسترده ای در رنگ لاتکس، پوشش های چاپ کویل و آهن، رنگ های خودرو، پوشش های پودری و سایر زمینه ها استفاده می شود و بیش از 90٪ از رنگدانه های سفید مورد استفاده را تشکیل می دهد که می تواند کیفیت محصول را بهبود بخشد، رنگ را اضافه کند و روشن کند. دی اکسید تیتانیوم با اندازه ذرات 200 ~ 400 نانومتر همچنین دارای عملکردهایی مانند محافظ ماوراء بنفش، محافظ الکترواستاتیک، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خراش است، چسبندگی پوشش را بهبود می بخشد و از افتادگی جلوگیری می کند.
2. کاربرد در منسوجات و الیاف شیمیایی
منسوجات و الیاف شیمیایی یکی از زمینه های کاربردی مهم دی اکسید تیتانیوم هستند. دارای ضریب شکست بالایی است که باعث می شود در خواص نوری عملکرد خوبی داشته باشد. بنابراین، اغلب به عنوان یک عامل مات برای الیاف مصنوعی استفاده می شود. به طور کلی، تنها 0.2٪ تا 0.5٪ TiO2 باید به الیاف مصنوعی اضافه شود تا اثر مات شدن قابل توجهی به دست آید.
3. کاربرد در صنعت کاغذ سازی
صنعت کاغذسازی یک زمینه کاربردی مهم دی اکسید تیتانیوم است که اغلب برای کاغذهای تزئینی، کاغذ کتاب مقدس و اسکناس استفاده می شود. کاغذ با استفاده از دی اکسید تیتانیوم دارای ویژگی های سفیدی بالا، استحکام بالا، براقیت خوب، نازک و صاف و چاپ مات است. کدورت بسیار بالاتر از کربنات کلسیم و پودر تالک است و وزن آن نیز سبک تر است.
4. کاربرد در لوازم آرایشی
TiO2 می تواند پرتوهای فرابنفش را جذب، بازتاب و پراکنده کند و می تواند در محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش نقش داشته باشد. این پتانسیل کاربرد خاصی در زمینه لوازم آرایشی دارد. با این حال، نانو TiO2 به خودی خود دارای انرژی سطح ویژه بزرگ، قطبیت قوی، و آگلومره شدن آن آسان است، که بر اثر کاربرد واقعی تأثیر می گذارد. بنابراین، نانو TiO2 معمولاً قبل از استفاده در زمینه لوازم آرایشی، اصلاح سطحی می شود.
5. کاربرد در صنعت پلاستیک
صنعت پلاستیک یک زمینه کاربردی مهم برای دی اکسید تیتانیوم است و مصرف آن حدود 20 درصد از کل آن را تشکیل می دهد. بیش از 50 برند خاص پلاستیک دی اکسید تیتانیوم در جهان وجود دارد. دی اکسید تیتانیوم علاوه بر قدرت پوشانندگی بالا و قدرت کاهش رنگ، می تواند مقاومت در برابر حرارت، مقاومت در برابر نور و مقاومت در برابر آب و هوا محصولات پلاستیکی را بهبود بخشد و خواص مکانیکی و الکتریکی آنها را بهبود بخشد.
6. کاربرد در صنعت جوهر
دی اکسید تیتانیوم دارای سفیدی خوب، اندازه ذرات کوچک و یکنواخت، ضریب شکست بالا، قدرت رنگ دهی و قدرت پنهان بالا، پایداری فیزیکی و شیمیایی خوب، انتشار نور، مقاومت در برابر نور، مقاومت در برابر حرارت، مقاومت در برابر آب و هوا و آب گریزی است که آن را نه تنها یک رنگ سفید ضروری می کند. رنگدانه در تولید جوهر، بلکه یک ماده خام ضروری برای تهیه بسیاری از محصولات جوهر رنگ متوسط است.
7. کاربرد در صنعت لاستیک
دی اکسید تیتانیوم به عنوان رنگ در صنعت لاستیک استفاده می شود و همچنین دارای عملکردهای پرکننده، ضد پیری، مقاومت در برابر اسید و قلیایی و تقویت کننده است. افزودن دی اکسید تیتانیوم به محصولات لاستیکی سفید و روشن باعث می شود که محصولات نهایی دارای ویژگی های پیری آهسته، استحکام بالا، بدون ترک خوردن، عدم محو شدن، کشیدگی زیاد و مقاومت در برابر اسید و قلیایی باشند.
8. کاربرد در مراقبت های پزشکی و بهداشتی
مواد فوتوکاتالیستی TiO2 می‌توانند دیواره‌های سلولی و غشای سلولی باکتری‌ها را از بین ببرند و در نتیجه در عقیم‌سازی و ضدعفونی کردن نقش داشته باشند. نانو TiO2 می تواند پاتوژن ها و اندوتوکسین ها را تجزیه کند. مواد ساختمانی آنتی باکتریال فوتوکاتالیستی TiO2 در مکان هایی که باکتری ها به تعداد زیاد تکثیر می شوند، مانند بخش های بیمارستان و اتاق های عمل، برای تجزیه اندوتوکسین ها در سطوح جامد و در مایعات در دمای اتاق استفاده می شود.
9. کاربرد در باتری
سلول های خورشیدی منبع انرژی سبز پایدار هستند. سلول های خورشیدی حساس به رنگ (DSSC) هزینه های پایین، روش های ساخت نسبتا ساده، غیر سمی، بی ضرر و بدون آلودگی دارند و چشم انداز توسعه خوبی دارند. TiO2 می تواند در تولید سلول های خورشیدی حساس به رنگ استفاده شود. افزودن نانو طلا، نقره یا پلاتین و سایر ذرات فلز گرانبها به سطح الکترودهای TiO2، دوپینگ با یون‌های غیرفلزی و مجتمع‌های فلزات واسطه می‌تواند بازده تبدیل فوتوالکتریک TiO2 را بهبود بخشد. TiO2 همچنین می تواند به عنوان یک ماده لایه بافر الکترونیکی در سلول های خورشیدی پروسکایت و همچنین یک ماده الکترود منفی برای باتری های لیتیوم یون و باتری های یون سدیم استفاده شود.
کاربرد فناوری پودر فوق ریز در فرآورده های طب سنتی چینی
فناوری پودر Ultrafine یک فناوری جدید مهندسی شیمی است که در حال حاضر در کشورهای مختلف محبوبیت دارد. در دهه 1970 آغاز شد و چشم انداز توسعه گسترده ای در صنعت داروسازی دارد. این مقاله به معرفی کاربرد فناوری پودر فوق‌العاده در فرآورده‌های طب سنتی چینی می‌پردازد و تأثیر آن را بر کیفیت و فرآیند آماده‌سازی دارو تجزیه و تحلیل می‌کند.
در حال حاضر پودرهایی با اندازه ذرات کمتر از 3μm در خارج از کشور پودرهای فوق ریز نامیده می شوند. فناوری پودر فوق ریز به تهیه و استفاده از پودرهای فوق ریز و فناوری های مربوطه اشاره دارد. محتوای تحقیق شامل تهیه، طبقه‌بندی، جداسازی، خشک کردن، اصلاح سطح، کامپوزیت ذرات، اندازه‌گیری اندازه ذرات، فناوری ایمنی در فرآیند ساخت و ذخیره‌سازی و حمل و نقل پودرهای فوق‌ریز است. فناوری پودر فوق ریز به فناوری آسیاب فوق ریز و فناوری میکرو آسیاب در سطح سلول نیز گفته می شود. این یک فرآیند کاملا فیزیکی است. می تواند اندازه ذرات متوسط پودرهای دارویی حیوانی و گیاهی را که با تکنولوژی آسیاب سنتی بدست می آید از حدود 75 میکرومتر به زیر 5-10 میکرومتر افزایش دهد. این فناوری به تدریج به طور گسترده در آماده سازی طب سنتی چینی، به ویژه استفاده از ذرات بسیار ریز دارو در داروهای خارجی، داروهای خوراکی و تزریق سوسپانسیون مورد استفاده قرار گرفته است. بنابراین، معرفی فناوری پودر بسیار ریز در صنعت داروسازی برای توسعه طب سنتی چینی اجتناب ناپذیر است. با این حال، استفاده از فناوری پودر فوق ریز برای میکرونیزه کردن داروها نیز تأثیر خاصی بر کیفیت داروها و روند آماده سازی داروها خواهد داشت.
در تولیدات صنعتی واقعی، مواد دارویی اغلب با استفاده از روش‌های سنتی به وسیله آسیاب درشت پیش درمان می‌شوند و پس از غربالگری برای دستیابی به مشخصات اندازه ذرات مورد نیاز (درجه‌بندی) به صورت فوق‌العاده ریز آسیاب می‌شوند. استفاده از فناوری پودر بسیار ریز طب سنتی چینی باعث نوآوری و توسعه اشکال دارویی طب سنتی چینی شده و اشکال دارویی داروهای خام را گسترش داده است.
کلید فرآیند سنگ زنی فوق العاده ریز قضاوت در مورد میدان نیروی سنگ زنی مناسب با توجه به خواص فیزیکی داروی خام است تا بتوان تجهیزات سنگ زنی بسیار ریز را انتخاب کرد. در حال حاضر، روش های سنگ زنی فوق العاده ریز طب سنتی چینی عمدتاً شامل آسیاب مکانیکی، سنگ زنی ارتعاشی و آسیاب جریان هوا می باشد. بسیاری از تجهیزات صنعتی تولید سنگ زنی بسیار ریز داخلی برای فروش وجود دارد، از جمله آسیاب ارتعاشی، آسیاب برشی مکانیکی، آسیاب با دمای پایین، آسیاب جریان هوا. دو مورد اخیر به طور گسترده در صنعت داروسازی استفاده می شوند و در بین آسیاب های جریان هوا، آسیاب فوق ریز جریان هوای بستر سیال بیشترین استفاده را دارد.
سنگ زنی فوق ریز مکانیکی را می توان به آسیاب خشک و آسیاب مرطوب تقسیم کرد. با توجه به اصول مختلف تولید نیروی سنگ زنی در طی فرآیند سنگ زنی، آسیاب خشک شامل نوع جریان هوا، نوع ارتعاش با فرکانس بالا، نوع آسیاب توپی (میله ای)، نوع چکشی و نوع خود آسیاب می باشد. آسیاب مرطوب عمدتاً شامل آسیاب کلوئیدی و هموژنایزر است.
فناوری مدرن پودر فوق ریز ترکیبی میکروسکوپی از داروها است که از میکرونیزه کردن، ترکیب کردن، دقت، اصلاح سطح و فناوری طراحی ذرات برای رسیدن داروها به سطح بالاتر استفاده کامل می کند. در این راستا، فضای فنی گسترده ای برای تحقیق و بهره برداری وجود دارد. تحقیقات و کاربرد عمیق این فناوری نقطه رشد فنی جدید و نقطه رشد اقتصادی جدید برای طب سنتی چین خواهد بود.
6 فرآیند رایج آسیاب فوق ریز، کدام یک برای پودر شما مناسب است؟
فرآیند سنگ زنی فوق ریز ضربه ای به طور کلی به فرآیند آسیاب و دانه بندی برای تهیه پودرهایی با توزیع اندازه ذرات d97≤10μm اشاره دارد که به روش خشک و روش مرطوب تقسیم می شود. در حال حاضر، عملیات واحد سنگ زنی فوق ریز (یعنی سنگ زنی فوق ریز یک مرحله ای) مورد استفاده در صنعت دارای جریان های فرآیندی زیر است:
1. فرآیند مدار باز
به طور کلی، آسیاب‌های جریان هوای مسطح یا دیسکی، نوع لوله‌ای در گردش و سایر آسیاب‌های جریان هوا، اغلب از این جریان فرآیند مدار باز استفاده می‌کنند، زیرا عملکرد خود درجه‌بندی را دارند. علاوه بر این، سنگ زنی بسیار ریز متناوب نیز اغلب از این جریان فرآیند استفاده می کند.
مزیت این جریان فرآیند این است که فرآیند ساده است، اما برای آسیاب های بسیار ریز که عملکرد خود درجه بندی را ندارند، از آنجایی که هیچ طبقه بندی کننده ای در این جریان فرآیند وجود ندارد، محصولات پودر فوق ریز واجد شرایط را نمی توان به موقع جدا کرد. بنابراین، محدوده توزیع اندازه ذرات محصولات عمومی نسبتا گسترده است.
2. فرآیند مدار بسته
مشخصه آن این است که طبقه بندی کننده و آسیاب فوق ریز یک سیستم مدار بسته با درجه بندی بسیار ریز سنگ زنی را تشکیل می دهند. این جریان فرآیند اغلب برای عملیات آسیاب مداوم آسیاب های گلوله ای عمومی، آسیاب های هم زده، آسیاب های ضربه ای مکانیکی با سرعت بالا، آسیاب های ارتعاشی و غیره استفاده می شود.
مزیت آن این است که می تواند محصولات پودر فوق ریز واجد شرایط را به موقع جدا کند، بنابراین تجمع ذرات ریز را کاهش می دهد و راندمان آسیاب فوق العاده ریز را بهبود می بخشد.
3. فرآیند مدار باز با پیش درجه بندی
ویژگی آن این است که مواد ابتدا قبل از ورود به آسیاب فوق ریز درجه بندی می شوند و مواد ریز دانه به طور مستقیم به عنوان محصول پودر فوق ریز مورد استفاده قرار می گیرند. مواد درشت دانه برای آسیاب وارد آسیاب فوق ریز می شود. هنگامی که خوراک حاوی تعداد زیادی پودر بسیار ریز واجد شرایط باشد، این فرآیند می تواند بار آسیاب را کاهش دهد، مصرف انرژی محصول پودر فوق العاده ریز واحد را کاهش دهد و راندمان عملیات را بهبود بخشد.
4. فرآیند مدار بسته با پیش درجه بندی
این ترکیب از عملیات نه تنها به بهبود راندمان آسیاب و کاهش مصرف انرژی در واحد محصول کمک می کند، بلکه توزیع اندازه ذرات محصول را نیز کنترل می کند.
این فرآیند همچنین می تواند برای راه اندازی یک طبقه بندی کننده ساده شود، یعنی از همان طبقه بندی کننده برای پیش درجه بندی و بازرسی و درجه بندی استفاده می شود.
5. فرآیند مدار باز با طبقه بندی نهایی
ویژگی این فرآیند آسیاب این است که می توان یک یا چند طبقه بندی کننده را بعد از آسیاب تنظیم کرد تا بیش از دو محصول با ریزدانگی و توزیع اندازه ذرات متفاوت بدست آید.
6. فرآیند مدار باز با پیش طبقه بندی و طبقه بندی نهایی
این فرآیند نه تنها می تواند برخی از محصولات ریزدانه واجد شرایط را از قبل جدا کند تا بار سنگ شکن را کاهش دهد، بلکه تجهیزات طبقه بندی نهایی می تواند بیش از دو محصول را با ظرافت و توزیع اندازه ذرات مختلف بدست آورد.
چگونه تعداد مراحل سنگ زنی فوق العاده ریز را تنظیم کنیم؟
از نظر روش های آسیاب، فرآیندهای آسیاب فوق ریز را می توان به سه نوع آسیاب خشک (یک یا چند مرحله)، آسیاب مرطوب (یک یا چند مرحله) و آسیاب چند مرحله ای ترکیبی خشک و مرطوب تقسیم کرد.
تعداد مراحل آسیاب عمدتاً به اندازه ذرات مواد اولیه و ظرافت محصول مورد نیاز بستگی دارد.
برای مواد خام با اندازه ذرات نسبتاً درشت، یک جریان فرآیندی از ابتدا آسیاب ریز یا آسیاب ریز و سپس آسیاب بسیار ریز می تواند اتخاذ شود. به طور کلی، مواد خام را می توان تا 74μm یا 43μm خرد کرد و سپس مرحله ای از فرآیند سنگ زنی فوق العاده ریز را می توان اتخاذ کرد.
برای موادی که نیاز به اندازه ذرات محصول بسیار ریز دارند و به آسانی انباشته می شوند، می توان از یک جریان فرآیند سنگ زنی بسیار ریز چند مرحله ای به صورت سری استفاده کرد تا کارایی عملیاتی را بهبود بخشد.
با این حال، به طور کلی، هرچه مراحل سنگ زنی بیشتر باشد، جریان فرآیند پیچیده تر و سرمایه گذاری مهندسی بیشتر می شود.
کاربرد پودر تالک در اصلاح پلاستیک چیست؟
مهم ترین محصول مورد استفاده در پلاستیک، یک محصول ریز خرد شده سفید است که می تواند ساختار پوسته ای ایجاد کند. پودر تالک به دلیل ساختار پوسته پوسته خاصی که دارد، یک ماده تقویت کننده موثر در پلاستیک است. این می تواند بدون توجه به دمای اتاق یا دمای بالا، استحکام و مقاومت بیشتری در برابر خزش به پلاستیک بدهد. علاوه بر این، پودر تالک ظریف با ساختار پوسته پوسته سفید نیز درخشندگی جامد خوبی دارد.
تاثیر پودر تالک بر خواص پلاستیک افزودن پودر تالک می‌تواند خواص مختلف پلاستیک‌ها را تغییر دهد، مانند انقباض قالب، سختی سطح، مدول خمشی، استحکام کششی، استحکام ضربه، دمای تغییر شکل حرارتی، فرآیند قالب‌گیری و پایداری ابعادی محصول.
کاربرد در رزین پلی پروپیلن (PP)
تالک اغلب برای پر کردن پلی پروپیلن استفاده می شود. تالک دارای ساختار پوسته پوسته ای است که مشخصه پیکربندی پوسته های نازک است، بنابراین تالک با اندازه ذرات ریزتر می تواند به عنوان پرکننده تقویت کننده پلی پروپیلن استفاده شود.
افزودن مقدار کمی تالک به پلی پروپیلن همچنین می تواند به عنوان یک عامل هسته ای عمل کند، بلورینگی پلی پروپیلن را بهبود بخشد و در نتیجه خواص مکانیکی پلی پروپیلن را بهبود بخشد. علاوه بر این، به دلیل بهبود بلورینگی و پالایش دانه ها، شفافیت پلی پروپیلن نیز قابل بهبود است.
کاربرد در رزین پلی اتیلن (PE)
تالک یک سیلیکات منیزیم طبیعی است. ساختار میکرو مقیاس منحصر به فرد آن دارای مقاومت خاصی در برابر آب و بی اثری شیمیایی بالا است، بنابراین دارای مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی و خواص لغزشی خوبی است.
افزودن نسبت های مختلف پودر تالک اثرات متفاوتی بر خواص فیزیکی مواد پلی اتیلن خواهد داشت و نسبت افزودن آن 10 تا 15 درصد برای دستیابی به بهترین است.
برای فیلم پلی اتیلن دمیده شده، پر کردن مستربچ پودر تالک بسیار ریز بهتر از سایر پرکننده ها است، به راحتی شکل می گیرد و پردازش پذیری خوبی دارد. علاوه بر این، این نوع فیلم می تواند نفوذپذیری اکسیژن را تا 80٪ کاهش دهد که به ویژه برای بسته بندی مواد غذایی حاوی روغن مانند بادام زمینی و لوبیا مناسب است، به طوری که آنها برای مدت طولانی روغن تولید نمی کنند یا خراب نمی شوند. این نوع فیلم می تواند نفوذپذیری بخار آب را تا 70٪ کاهش دهد و مقاومت خوبی در برابر رطوبت دارد و آن را برای پارچه های ضد رطوبت ژئوتکستایل زیرزمینی و همچنین برای بسته بندی مواد غذایی بسیار مناسب می کند.
کاربرد در رزین ABS
رزین ABS یک پلیمر آمورف با قابلیت پردازش قالب گیری عالی مانند پلی استایرن است. دارای مقاومت ضربه ای خوب، مقاومت خوب در دمای پایین، مقاومت کششی بالا و مقاومت در برابر خزش خوب است.
به منظور بهبود عملکرد موجود ABS، مردم تحقیقات گسترده ای در مورد اصلاح ABS انجام داده اند. به عنوان مثال، ورق های تاول پانل ابزار اتومبیل ساخته شده از ترکیب ABS و PVC، و چرم مصنوعی روکش چمدان ساخته شده از ترکیب ABS و PVC، نه تنها دارای استحکام و چقرمگی بالایی هستند، بلکه می توانند دوام الگوهای سطح را نیز حفظ کنند.
این ماده ترکیبی با کربنات کلسیم بسیار ریز یا پودر تالک بسیار ریز پر شده است که می تواند به طور قابل توجهی استحکام ضربه بریده و مقاومت در برابر پارگی مواد مخلوط را بهبود بخشد. به عنوان مثال، افزودن 5 تا 15 درصد پودر تالک بسیار ریز یا کربنات کلسیم می تواند استحکام ضربه ای بریدگی را 2 تا 4 برابر افزایش دهد.
کاربرد در رزین پلی استایرن (PS)
پلی استایرن همه منظوره اصلاح نشده یک پلیمر آمورف است. سخت و شکننده است، اما دارای خواص الکتریکی خوب، مقاومت در برابر پیری و پایداری ابعادی بالا است. عیب آن شکنندگی بالا و حساسیت به ترک خوردگی در تنش های محیطی است.
افزودن پودر تالک بسیار ریز می تواند چقرمگی ضربه را بهبود بخشد، رئولوژی را تنظیم کند، مدول خمشی را به طور قابل توجهی بهبود بخشد و همچنین استحکام کششی را بهبود بخشد.
کاربرد در رزین نایلونی (PA)
برای نایلون (پلی آمید) صنعت توجه ویژه ای به چقرمگی و مقاومت در برابر سایش این پلاستیک دارد. نایلون به طور کلی سخت است، شبیه به کراتین، مقاومت در برابر سایش خوب و پایداری ابعادی بالایی دارد. این خواص را می توان با پرکننده ها یا عوامل تقویت کننده بیشتر بهبود بخشید.
کاربرد در رزین پلی وینیل کلراید (PVC)
پر کردن پلی وینیل کلرید با پودر معمولی در حال حاضر بسیار رایج است. به عنوان مثال، در ساخت لوله های پلی وینیل کلرید سفت، میزان کربنات کلسیم پر شده می تواند به 40٪ برسد، اما استحکام کششی و مقاومت ضربه ای پلی وینیل کلرید کاهش می یابد. اگر پودر تالک با اندازه متوسط ذرات 5 میکرون، یعنی مش 2000، به کسر حجمی 40٪ -45٪ اضافه شود، می توان دریافت که استحکام تسلیم ماده حتی بالاتر از مقاومت شکست اصلی است. اثر تقویتی قابل توجهی بر روی سیستم پلی وینیل کلراید دارد.
نیترید آلومینیوم - شیک ترین ماده بستر
از آغاز قرن بیست و یکم، با توسعه سریع فناوری الکترونیک، سطح یکپارچه سازی و تراکم مونتاژ قطعات الکترونیکی به طور مداوم بهبود یافته است و اتلاف گرما به کلیدی برای تأثیرگذاری بر عملکرد و قابلیت اطمینان دستگاه تبدیل شده است.
بستر بسته بندی برای صادرات گرما از تراشه (منبع گرما) برای دستیابی به تبادل حرارت با محیط خارجی برای رسیدن به هدف اتلاف گرما استفاده می شود. در میان آنها، مواد سرامیکی به دلیل رسانایی حرارتی بالا، مقاومت حرارتی خوب، عایق بالا، استحکام بالا و تطابق حرارتی با مواد تراشه ای، به مواد رایج برای زیرلایه های بسته بندی دستگاه های قدرت تبدیل شده اند.
در حال حاضر، تقاضا برای زیرلایه های نیترید آلومینیوم در دستگاه های نیمه هادی قدرت، مدارهای قدرت ترکیبی ترکیبی، آنتن ها در صنعت ارتباطات، رله های جامد، LED های قدرت، بسته بندی چند تراشه (MCM) و سایر زمینه ها در حال رشد است. بازار پایانه آن برای لوازم الکترونیکی خودرو، ال ای دی، حمل و نقل ریلی، ایستگاه های پایه ارتباطی، هوافضا و دفاع نظامی است.
1. آنتن
آنتن می تواند امواج هدایت شده منتشر شده در خط انتقال را به امواج الکترومغناطیسی که در فضای آزاد منتشر می شوند یا امواج الکترومغناطیسی را به امواج هدایت شونده تبدیل کند. ماهیت آن یک مبدل است. آنتن ها کاربردهای گسترده ای دارند و باید در هر محیطی به طور معمول کار کنند. بنابراین، اجزای آنها باید از کیفیت بالا و فوق العاده مطمئن برخوردار باشند. بردهای مدار معمولی نمی توانند این نیاز اساسی آنتن ها را برآورده کنند. در حال حاضر، برد مدار مبتنی بر سرامیک از همه جهات به نیازهای آنتن ها نزدیک است. در میان آنها، بردهای مدار مبتنی بر سرامیک AlN بهترین عملکرد را دارند که عمدتاً در موارد زیر منعکس می شود:
(1) ثابت دی الکتریک کوچک، که تلفات فرکانس بالا را کاهش می دهد و انتقال کامل سیگنال را امکان پذیر می کند.
(2) لایه فیلم فلزی با مقاومت کم و چسبندگی خوب. لایه فلزی رسانایی خوبی دارد و هنگام عبور جریان، گرمای کمتری تولید می کند.
(3) مدارهای مبتنی بر سرامیک عایق خوبی دارند. آنتن ها در حین استفاده ولتاژ بالایی تولید می کنند و زیرلایه های سرامیکی ولتاژ شکست بالایی دارند.
(4) بسته بندی با چگالی بالا امکان پذیر است.
2. ماژول چند تراشه (MCM)
ماژول چند تراشه ای یک جزء میکروالکترونیک پیشرفته با کارایی بالا، با قابلیت اطمینان بالا و مینیاتوری است که می تواند الزامات سختگیرانه هوافضا، تجهیزات الکترونیکی نظامی و غیره را برآورده کند. با افزایش قدرت قطعات و افزایش تراکم بسته بندی، اتلاف گرما خوب است. فناوری کلیدی که باید در نظر گرفته شود. مواد بستر بسته بندی نوع MCM-C معمولاً ساختار سرامیکی چند لایه را اتخاذ می کنند.
3. بسته بندی نیمه هادی با دمای بالا
SiC، GaN و دستگاه‌های نیمه‌رسانا باندگپ گسترده مبتنی بر الماس می‌توانند در دماهای بالا کار کنند، به‌ویژه SiC دارای پیشرفته‌ترین فناوری کاربردی است. SiC با خواص فیزیکی و شیمیایی عالی خود می تواند در دمای بالای 600 درجه سانتی گراد به طور پایدار کار کند و نقش بسیار مهمی در سیستم های الکترونیکی با دمای بالا در زمینه هوافضا ایفا می کند.
4. ماژول نیمه هادی قدرت
ماژول نیمه هادی قدرت ترکیبی از قطعات الکترونیکی قدرت است که طبق یک الگوی خاص و ترکیب عملکردی در یک بسته بندی شده اند. ماژول نیمه هادی قدرت می تواند اجزای مناسب را برای بسته بندی با توجه به عملکردهای مورد نیاز انتخاب کند. متداول ترانزیستورهای دوقطبی گیت عایق، ترانزیستورهای اثر میدان نیمه هادی اکسید فلز قدرت و مدارهای مجتمع قدرت هستند. ماژول های نیمه هادی قدرت نیازمند اتلاف حرارت بسیار بالایی هستند. مدارهای سرامیکی یکی از اجزای اصلی آنها و اولین نقطه تماس گرما هستند.
5. بسته بندی LED قدرت
LED یک تراشه نیمه هادی است که الکتریسیته را به نور تبدیل می کند. تحقیقات علمی نشان می دهد که تنها 20 تا 30 درصد انرژی الکتریکی به طور موثر به انرژی نور تبدیل می شود و بقیه به عنوان گرما از بین می رود. اگر راه مناسبی برای دفع سریع گرما وجود نداشته باشد، دمای کارکرد لامپ به شدت افزایش می یابد و در نتیجه عمر LED به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.
با ارتقای مداوم فناوری صنعت اطلاعات الکترونیکی، کوچک سازی و ادغام عملکردی بسترهای PCB به یک روند تبدیل شده است. نیازهای بازار برای اتلاف گرما و مقاومت در برابر حرارت بالا زیرلایه های دفع گرما و مواد بسته بندی به طور مداوم در حال افزایش است. برای مواد زیرلایه معمولی با عملکرد نسبتاً بالا پاسخگویی به تقاضای بازار دشوار است. توسعه صنعت زیرلایه سرامیک نیترید آلومینیوم فرصت هایی را به وجود آورده است. بنابراین، نیترید آلومینیوم به محبوب ترین ماده بستر بسته بندی در حال حاضر تبدیل شده است.
رنگدانه های آلی، رنگدانه های معدنی و رنگ ها
رنگ یک ماده به ماده رنگی بستگی دارد. هر ماده ای که بتواند ماده ای را رنگ مورد نیاز طرح را نشان دهد رنگ دهنده نامیده می شود. آنها به طور گسترده در صنایع نساجی، دارویی، غذایی، آرایشی، پلاستیک، رنگ، جوهر، عکاسی و صنایع کاغذسازی استفاده می شوند. رنگ های صنعتی و مدنی عمدتاً به دو دسته رنگ و پیگمنت تقسیم می شوند. استفاده سنتی از رنگ ها برای رنگ کردن منسوجات و استفاده سنتی از رنگدانه ها برای رنگ آمیزی غیر منسوجات (مانند جوهر، رنگ، پوشش، پلاستیک، لاستیک و غیره) است.
رنگرزی نساجی به فرآیند دادن رنگ با ثبات معین به منسوجات از طریق ترکیب فیزیکی یا شیمیایی رنگ با الیاف یا تولید شیمیایی رنگ بر روی الیاف اطلاق می شود، به طوری که کل منسوجات به یک شی رنگی تبدیل می شود. مواد شیمیایی رنگرزی نساجی عمدتاً شامل رنگها و مواد کمکی هستند. رنگها را می‌توان با توجه به مکانیسم رنگرزی به دو دسته رنگها (بیشتر آلی) و رنگدانه‌ها (شامل رنگدانه‌های آلی و معدنی) تقسیم کرد.
رنگها یک اصطلاح کلی برای ترکیبات آلی هستند که میل ترکیبی خاصی برای الیاف رنگ شده دارند، در آب محلول هستند یا می توانند تحت شرایط خاصی به محلول در آب تبدیل شوند و می توانند به طور فیزیکی یا شیمیایی با الیاف یا بسترها به طور مستقیم یا از طریق خاصی ترکیب شوند. رسانه برای رسیدن به رنگرزی رنگها اصلی‌ترین رنگها در صنعت نساجی هستند.
رنگدانه ها مواد رنگی هستند که هیچ تمایلی به الیاف رنگ شده ندارند، عموماً در آب نامحلول هستند و برای رنگ آمیزی باید از طریق چسب به الیاف متصل شوند. قبل از رنگرزی، رنگدانه ها، افزودنی ها، چسب ها، حلال ها و غیره باید آماده شوند تا یک سیستم پراکندگی رنگی با ویسکوزیته مشخص به دست آید که معمولاً به عنوان رنگ شناخته می شود. بنابراین رنگرزی پیگمنت را رنگرزی رنگ نیز می گویند.
رنگ ها را پراکنده کنید
با گسترش مداوم زمینه های کاربردی و پیشرفت مداوم فناوری چاپ و رنگرزی، فرمولاسیون رنگ های تجاری نیز متنوع شده است، مانند جوهرهای مایع، پودری، دانه ای و رنگ پراکنده مناسب برای چاپ دیجیتال. دو روش اصلی برای چاپ دیجیتال پراکنده رنگ وجود دارد: ① چاپ مستقیم دیجیتال: جوهر رنگ پراکنده مستقیماً روی پارچه های پلی استر پاشیده می شود، اما مانند چاپ جوهر افشان رنگی واکنشی، نیاز به پیش تصفیه و بخار دادن یا پخت در دمای بالا پس از چاپ برای ایجاد رنگ دارد. ② چاپ انتقال حرارتی دیجیتال: ابتدا جوهر رنگ پراکنده را روی کاغذ چاپ انتقالی چاپ کنید و سپس چاپ انتقال تصعید را انجام دهید.
رنگهای اسیدی
رنگهای اسیدی رنگهای محلول در آب هستند که در ساختار مولکولی خود دارای گروه‌های اسیدی هستند، معمولاً گروه‌های اسید سولفونیک. برخی از رنگ های اسیدی حاوی گروه های کربوکسیلیک اسید هستند و به شکل سولفونات سدیم یا نمک های سدیم کربوکسیلات وجود دارند. آنها به راحتی در آب حل می شوند و به آنیون های رنگی در محلول آبی یونیزه می شوند. رنگ های اسیدی را می توان با الیاف پروتئینی و الیاف پلی آمید با پیوندهای یونی، پیوندهای هیدروژنی و نیروهای واندروالسی ترکیب کرد، بنابراین عمدتاً برای رنگ آمیزی و چاپ پشم، ابریشم و نایلون استفاده می شود.
رنگهای راکتیو
رنگهای راکتیو که به عنوان رنگهای راکتیو نیز شناخته می‌شوند، از طریق واکنش‌های شیمیایی به فیبرهای سلولزی یا الیاف پروتئینی پیوند کووالانسی دارند. می توان از آنها برای رنگ آمیزی الیاف سلولزی مانند الیاف پنبه، کتان و ویسکوز (ساخته شده از سلولز طبیعی مانند چوب، نی و الیاف پنبه از طریق پردازش شیمیایی) استفاده کرد. همچنین می توان از آنها برای رنگ آمیزی الیاف ابریشم، پشم و سویا استفاده کرد.
رنگدانه
رنگ‌آمیزی و چاپ پیگمنت طیف وسیعی از سازگاری با پارچه‌ها را دارد، مانند الیاف پروتئین، الیاف سلولزی، پلی استر، نایلون، وینیلون، الیاف اکریلیک، الیاف شیشه، الیاف ویسکوز، ترکیب پلی استر-پنبه، ترکیب پلی استر-پشم و غیره. پارچه های چاپ شده با رنگدانه معمولاً حس ضعیفی در دست دارند و ثبات مالش مرطوب و پایداری خشکشویی نسبتاً پایینی دارند.
فن آوری تهیه و طبقه بندی پودر فوق العاده
روش های زیادی برای تهیه پودرهای فوق ریز وجود دارد که معمولاً بر اساس اصل تهیه آنها به روش های سنتز شیمیایی و خرد کردن فیزیکی تقسیم می شوند. روش سنتز شیمیایی به دست آوردن پودرها از طریق واکنش های شیمیایی، از یون ها، اتم ها و غیره از طریق تشکیل و رشد هسته است. پودرهای بسیار ریز تهیه شده با روش شیمیایی دارای مزایای اندازه ذرات کوچک، توزیع اندازه ذرات باریک، شکل ذرات خوب و خلوص بالا هستند، اما معایب آن خروجی کم، هزینه بالا و فرآیند پیچیده است. روش خرد کردن فیزیکی، خرد کردن مواد توسط نیروی مکانیکی است.
مزایای سنگ شکن مکانیکی خروجی زیاد، هزینه کم و فرآیند ساده است که برای تولید صنعتی در مقیاس بزرگ مناسب است. علاوه بر این، اثر مکانیکی شیمیایی در طی فرآیند خرد کردن ایجاد می شود که می تواند فعالیت پودر را افزایش دهد. در این میان از پرس غلتکی در ترکیب با آسیاب گلوله ای استفاده می شود که می تواند برای تولید صنعتی در مقیاس بزرگ استفاده شود و دانه بندی ذرات محصول خوب و فعالیت بالا است. آسیاب جریان هوا نیز به دلیل عملکرد بهتر محصول در برخی زمینه های خاص کاربرد زیادی دارد.
طبقه بندی پودرهای فوق ریز بر اساس مسیر حرکت متفاوت ذرات با اندازه های مختلف ذرات در محیط تحت تأثیر نیروی گریز از مرکز، گرانش، نیروی اینرسی و غیره است تا بتوان ذرات با اندازه های مختلف ذرات را جدا کرد و وارد شد. دستگاه های جمع آوری مربوطه خود را.
هنگام استفاده از تجهیزات پودرسازی برای پودرسازی بسیار ریز، نیروهای وارد بر ذرات مختلف یکنواخت نیستند و اغلب تنها بخشی از پودر الزامات اندازه ذرات را برآورده می کند. اگر محصولاتی که شرایط را برآورده کرده اند نتوانند به موقع جدا شوند، مواد بیش از حد خرد می شوند و این قسمت از پودر نیز به دلیل اندازه ذرات کوچک آگلومره می شود و در نتیجه راندمان پودر شدن را کاهش می دهد. بنابراین، استفاده به موقع از طبقه بندی کننده های بسیار ریز برای طبقه بندی موثر محصولات خرد شده می تواند از خرد شدن بیش از حد مواد جلوگیری کند، راندمان پودر شدن را بهبود بخشد و مصرف انرژی را کاهش دهد. درجه بندی فوق ریز به طور کلی با توجه به رسانه های مختلف مورد استفاده به انواع خشک و مرطوب تقسیم می شود. درجه بندی مرطوب از مایع به عنوان محیط پراکندگی، با دقت درجه بندی بالا و یکنواختی خوب استفاده می کند. با این حال، درجه بندی مرطوب دارای یک سری مشکلات عملیاتی بعدی مانند خشک کردن و تصفیه فاضلاب است که توسعه آن را محدود می کند. طبقه بندی خشک برای طبقه بندی پودرها بر اساس میدان گرانشی، میدان نیروی اینرسی یا میدان نیروی گریز از مرکز، عمدتاً طبقه بندی پنوماتیک است. با استفاده گسترده از پودرهای ضربه مکانیکی و جریان هوا با سرعت بالا، طبقه بندی خشک نیز به شدت توسعه یافته است.
با گسترش مداوم زمینه کاربرد پودرهای فوق ریز، الزامات عملکردی پودرهای فوق ریز در زمینه های مختلف بیشتر و بالاتر می شود و روش های سنتی آماده سازی دیگر نمی توانند نیازهای فنی فعلی را برآورده کنند. این عمدتاً در موارد زیر منعکس می شود:
1) تجهیزات سنتی پودر فوق ریز دارای ظرفیت تولید کم، مصرف انرژی بالا، استفاده کم از منابع و ایجاد آلودگی آسان است.
2) یکنواختی و پراکندگی پودرهای فوق ریز تهیه شده ضعیف است و مشکل تجمع جدی است که عملکرد محصول را کاهش می دهد.
3) فن آوری تجهیزات عقب مانده است، پیشرفت تحقیقات تئوری ماشین آلات سنگ شکن کند است و کمبود تجهیزات جدید برای نوآوری مستقل وجود دارد.
4) مقیاس شرکت کوچک است، سطح سیستماتیک و اتوماسیون خط تولید کم است و صنعت فاقد استقامت است.
برای این منظور، شرکت ما پیشرفت‌ها و نوآوری‌های زیادی در فناوری آماده‌سازی پودر فوق ریز موجود انجام داده است و به نتایج تحقیقاتی نیز دست یافته است.
استفاده از کربن سیاه پس از سنگ زنی و انتخاب تجهیزات
در سال های اخیر، صنعت مواد جدید به سرعت توسعه یافته است، و کربن سیاه، به عنوان یک ماده جدید مبتنی بر کربن، نیز مورد توجه گسترده بازار قرار گرفته است.
جزء اصلی کربن سیاه کربن است که دارای عملکردهای تقویت کننده لاستیکی عالی، رنگ آمیزی، هدایت و جذب اشعه ماوراء بنفش است و در زمینه های مختلف صنعتی استفاده می شود.
علاوه بر 40 درصد روغن لاستیک، محصول تصفیه تایر ضایعات حاوی 30 درصد کربن سیاه نیز می باشد. کربن سیاه خام (50-60 مش) آسیاب شده و تا مش 325 پردازش می شود.
موارد استفاده از سنگ زنی کربن سیاه
کربن سیاه فرآوری شده می تواند به عنوان یک عامل تقویت کننده لاستیکی برای ساخت لاستیک خودرو استفاده شود. همچنین می توان از آن به عنوان رنگدانه مانند جوهر، پوشش، عامل رسانا برای باتری های خشک، حامل کاتالیزور و مواد آلیاژی فوق سخت استفاده کرد. حدود 70 درصد کربن سیاه جهان در تولید تایر، 20 درصد برای سایر لاستیک ها و کمتر از 10 درصد باقی مانده در صنایعی مانند افزودنی های پلاستیک، رنگ ها و جوهرهای چاپ استفاده می شود.
فرآیند سنگ زنی کربن سیاه
فرآیند تولید کربن سیاه به این صورت است که کربن سیاه قبلاً فرآوری شده را به دستگاه سنگ زنی کربن سیاه برای آسیاب و جمع آوری پودر ارسال می کند. بسته به ظرافت محصول نهایی می توان ماشین های آسیاب با ظرافت محصول نهایی متفاوت را انتخاب کرد.
مرحله اول: قطعات بزرگ کربن بلک توسط وسیله نقلیه مخصوص به انبار مواد اولیه حمل می شود و سپس مواد توسط لیفتراک/دستی برای خرد کردن به سنگ شکن فکی فرستاده می شود و خردایش کوچکتر از اندازه خوراک است. آسیاب
مرحله دوم: کربن سیاه خرد شده توسط سنگ شکن توسط آسانسور به قیف ذخیره سازی بلند می شود و مواد تخلیه شده از قیف ذخیره به طور یکنواخت توسط فیدر به دستگاه اصلی تغذیه می شود.
مرحله سوم: محصولات واجد شرایط در فرآیند سنگ زنی توسط سیستم غربالگری غربال شده و از طریق خط لوله وارد کلکتور می شوند. پس از جمع آوری، آنها از طریق دریچه تخلیه به عنوان محصولات نهایی تخلیه می شوند و محصولات غیرقابل صلاحیت برای آسیاب مجدد در دستگاه اصلی قرار می گیرند.
مرحله چهارم: جریان هوا پس از تصفیه محصول نهایی از طریق مجرای هوای باقیمانده بالای گردگیر به داخل دمنده جریان می یابد. مسیر هوا در گردش است. به جز فشار مثبت از دمنده به محفظه سنگ زنی، جریان هوا در سایر خطوط لوله تحت فشار منفی جریان دارد و شرایط بهداشتی داخلی خوب است.
تجهیزات سنگ زنی ALPA
1. درجه بالایی از اتوماسیون، کاهش هزینه های نیروی کار.
2. اندازه ذرات محصول یکنواخت است، بیش از حد پودر کمتری وجود دارد و راندمان سنگ زنی بالا است.
3. تجهیزات نگهداری آسان، صرفه جویی در انرژی و سازگار با محیط زیست است و راندمان تولید بالایی دارد.
4. مساحت کوچکی را اشغال می کند، سرمایه گذاری ساخت تجهیزات کم دارد و استفاده از فضا زیاد است.
کاربردهای مرتبط با الماس در زنجیره صنعت نیمه هادی
همانطور که همه ما می دانیم، نیمه هادی ها هسته فناوری استراتژیک بسیاری از دستگاه ها و سیستم های الکترونیکی هستند. نوآوری‌ها در طراحی و تولید نیمه‌رساناها، فناوری‌های مخرب جدیدی را به پیش می‌برند: 5G، اینترنت اشیا، هوش مصنوعی، وسایل نقلیه الکتریکی، قابلیت‌های دفاعی و امنیتی پیشرفته.
در زنجیره صنعت نیمه هادی، پیوند پردازش جایگاه حیاتی را اشغال می کند و پیوند بسیار مهمی است.
پردازش نیمه هادی
پردازش نیمه هادی فرآیندی از میله کریستالی تا تک تراشه است. از طبقه بندی فرآیند، فناوری پردازش جلویی مواد نیمه هادی عمدتاً شامل برش میله کریستال، گرد کردن میله کریستال، برش میله کریستال، سنگ زنی ویفر، پخ زدن و سنگ زنی ویفر، و نازک شدن و پرداخت ویفر است. فرآیند بسته بندی بعدی شامل تولید مدار، پولیش، نازک کردن پشت و قطعه قطعه می شود که همگی از استفاده گسترده از ابزار الماس جدا نیستند.
در حال حاضر، مواد نیمه هادی نسل سوم که توسط کاربید سیلیکون و نیترید گالیم نشان داده می شوند، دارای مزایای میدان الکتریکی شکست بالا، هدایت حرارتی بالا، نرخ اشباع الکترون بالا و مقاومت در برابر تابش قوی هستند و برای سناریوهای ولتاژ بالا و فرکانس بالا مناسب تر هستند. . در عین حال، کاربید سیلیکون و نیترید گالیوم سخت و سخت برای پردازش هستند، در حالی که مواد الماس و محصولات مرتبط با آن به دلیل خواص فوق سخت خود به بخشی ضروری از فرآیند پردازش نیمه هادی نسل سوم تبدیل شده اند.
با رواج فناوری هایی مانند 5G و اینترنت اشیا، صنعت لوازم الکترونیکی مصرفی تقاضای فزاینده ای برای ماشینکاری دقیق دارد. ابزارهای الماس و محصولات پودر الماس، راه حل های تصفیه سطحی با کیفیت بالا را برای فلزات، سرامیک ها و مواد شکننده ارائه می دهند و پیشرفت تکنولوژی و ارتقای صنعتی در صنعت را ارتقا می دهند.
سایر کاربردها در زمینه نیمه هادی ها
تراشه الماس الماس نه تنها سخت ترین ماده در طبیعت است، بلکه دارای رسانایی حرارتی شگفت انگیز و تحرک الکترون بالایی است. در کاربردهای دستگاه های فرکانس بالا، تراشه های الماس می توانند به طور موثر بر "اثر خود گرمایشی" غلبه کنند تا اطمینان حاصل شود که تجهیزات همچنان می توانند در محیط های با دمای بالا به طور پایدار کار کنند.
Diamond Heat Sink Diamond به دلیل رسانایی حرارتی عالی (تا 2000W/m·k، 5 برابر مس و نقره) و خواص عایق عالی، به گزینه ای ایده آل برای اتلاف حرارت دستگاه های پرقدرت تبدیل شده است. در لیزرهای نیمه هادی پرقدرت، استفاده از هیت سینک های الماسی می تواند راندمان اتلاف حرارت را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد و مقاومت حرارتی را کاهش دهد، در نتیجه توان خروجی لیزر را افزایش داده و عمر مفید آن را افزایش می دهد.
بسته بندی الکترونیکی با ترکیب ذرات الماس با ماتریس های فلزی با رسانایی حرارتی بالا مانند Ag، Cu و Al، مواد مرکب زمینه الماس/فلز تهیه شده در ابتدا پتانسیل بزرگ خود را در زمینه بسته بندی الکترونیکی نشان داده است. به خصوص در لحظه‌ای که تقاضای توان محاسباتی افزایش می‌یابد، بسترهای بسته‌بندی الماس راه‌حل‌های نوآورانه‌ای را برای مشکل اتلاف حرارت تراشه‌های با کارایی بالا ارائه می‌کنند و به توسعه سریع صنایعی مانند هوش مصنوعی و مراکز داده کمک می‌کنند.
پنجره نوری الماس پنجره نوری یک وسیله نوری است که در شرایط سخت استفاده می شود و اغلب در تجهیزات نظامی پیشرفته مانند جستجوگرهای موشک استفاده می شود. الماس با کمترین ضریب انبساط حرارتی و بالاترین رسانایی حرارتی یکی از بهترین مواد برای ساخت چنین پنجره هایی است. پنجره نوری الماس می تواند به طور موثر دما را کاهش دهد، عملکرد پایدار آشکارسازهای مادون قرمز را تضمین کند و دقت هدایت و قابلیت اطمینان موشک ها را بهبود بخشد.
فناوری کوانتومی در زمینه فناوری کوانتومی، مرکز رنگ NV الماس، به عنوان یک کاندید بیت کوانتومی طبیعی، امکان تحقق محاسبات کوانتومی حالت جامد و پردازش اطلاعات کوانتومی را فراهم می‌کند.
الکترود BDD الکترود الماس دوپ شده با بور (BDD) دارای مزایای منحصر به فردی در فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته الکتروشیمیایی با پنجره الکتروشیمیایی بسیار گسترده، پتانسیل تکامل بسیار بالای اکسیژن، ویژگی های جذب بسیار کم و مقاومت در برابر خوردگی عالی است.
اگرچه کاربرد مستقیم الماس به عنوان یک ماده تراشه هنوز بسیار دور است، اما پتانسیل و ارزش زیادی را در بسیاری از حلقه های زنجیره صنعت نیمه هادی نشان داده است. از پردازش نیمه هادی گرفته تا سینک های حرارتی الماس و بسته بندی، تا فناوری کوانتومی و کاربردهای الکترود BDD، الماس به تدریج در حال نفوذ به حوزه های مختلف کلیدی صنعت نیمه هادی است و نوآوری های تکنولوژیکی و ارتقای صنعتی را ترویج می کند.