پردازش دقیق دی اکسید تیتانیوم
پودر دی اکسید تیتانیوم (TiO2)
دی اکسید تیتانیوم (TiO2) به عنوان یکی از سفیدترین مواد موجود در جهان، با قدرت پنهان، روشنایی و پایداری عالی، جایگاهی بی بدیل را در عرصه صنعتی به خود اختصاص داده است. این نه تنها در صنایعی مانند پوشش، پلاستیک، کاغذ و لوازم آرایشی نقش کلیدی ایفا می کند، بلکه پتانسیل بالایی در زمینه حفاظت از محیط زیست و انرژی های نو نشان می دهد. این مقاله به بررسی ترکیب و کاربرد دی اکسید تیتانیوم در عمق می پردازد و بر فرآیند آسیاب که در فرآیند تولید آن ضروری است، به ویژه کاربرد آسیاب ریموند تمرکز می کند.
1. ترکیب دی اکسید تیتانیوم
جزء اصلی دی اکسید تیتانیوم، دی اکسید تیتانیوم (TiO2) است که یک ترکیب معدنی با ضریب شکست بالا و توانایی پراکندگی نور بالا است. دو ساختار کریستالی اصلی دی اکسید تیتانیوم وجود دارد: آناتاز و روتیل. دی اکسید تیتانیوم آناتاز دارای نور فعالی بالایی است، در حالی که روتیل به دلیل پایداری بالاتر و مقاومت در برابر آب و هوا شناخته شده است.
2. کاربرد دی اکسید تیتانیوم
صنعت پوشش
دی اکسید تیتانیوم یک رنگدانه سفید ضروری در صنعت پوشش است. این می تواند قدرت پنهان و روشنایی عالی را فراهم کند، در حالی که دوام و مقاومت در برابر آب و هوای پوشش را افزایش می دهد.
صنعت پلاستیک
در پلاستیک، دی اکسید تیتانیوم به عنوان رنگدانه سفید و تثبیت کننده اشعه ماوراء بنفش استفاده می شود. این می تواند سفیدی و قدرت پنهان کردن محصولات پلاستیکی را بهبود بخشد و همچنین از تخریب ناشی از اشعه ماوراء بنفش جلوگیری می کند.
صنعت کاغذ سازی
دی اکسید تیتانیوم در صنعت کاغذ سازی برای بهبود سفیدی و شفافیت کاغذ استفاده می شود. این می تواند کاغذ را روشن تر کند و عملکرد چاپ کاغذ را بهبود بخشد.
صنعت آرایشی و بهداشتی
در لوازم آرایشی، دی اکسید تیتانیوم به عنوان رنگدانه سفید و عامل محافظ UV استفاده می شود. می تواند رنگ طبیعی پوست را فراهم کند در حالی که از پوست در برابر آسیب اشعه ماوراء بنفش محافظت می کند.
3. فرآیند سنگ زنی دی اکسید تیتانیوم
فرآیند تولید دی اکسید تیتانیوم شامل استخراج سنگ معدن، کلرزنی یا تصفیه اسید سولفوریک، کلسینه کردن و آسیاب و دانه بندی محصول نهایی است. در میان آنها، سنگ زنی و دانه بندی مراحل کلیدی برای تعیین کیفیت دی اکسید تیتانیوم است. فرآیند آسیاب مستقیماً بر اندازه ذرات و توزیع دی اکسید تیتانیوم تأثیر می گذارد که به نوبه خود بر عملکرد کاربرد آن تأثیر می گذارد. دی اکسید تیتانیوم با اندازه ذرات یکنواخت و توزیع باریک می تواند قدرت پنهان و روشنایی بهتری را ارائه دهد. در بازار فعلی، آسیاب ریموند به طور کلی برای پردازش استفاده می شود.
مزایای پردازش آسیاب ریموند
آسیاب ریموند یک تجهیزات آسیاب بسیار کارآمد است که به طور گسترده در آسیاب و دانه بندی دی اکسید تیتانیوم استفاده می شود. آسیاب ریموند محصول درشت را از طریق عمل اکستروژن و سنگ زنی غلتک آسیاب و حلقه آسیاب به پودر ریز خرد می کند و به طور دقیق آن را از طریق طبقه بندی کننده درجه بندی می کند.
راندمان بالا و صرفه جویی در انرژی
آسیاب ریموند از یک اصل آسیاب کارآمد استفاده می کند و می تواند مواد را در مدت زمان کوتاهی به پودر ریز خرد کند. در مقایسه با آسیاب های گلوله ای سنتی، آسیاب ریموند مصرف انرژی کمتر و راندمان آسیاب بالاتری دارد.
اندازه ذرات یکنواخت
آسیاب ریموند مجهز به طبقه بندی کننده است که می تواند مواد را بر اساس اندازه ذرات طبقه بندی کند و اندازه ذرات محصول یکنواخت است. این امر به ویژه برای تولید دی اکسید تیتانیوم مهم است، زیرا دی اکسید تیتانیوم با اندازه ذرات یکنواخت می تواند عملکرد بهتری را در طول کاربرد ارائه دهد.
عملیات آسان
آسیاب ریموند دارای طراحی ساختاری معقول، عملیات آسان و نگهداری راحت است. درجه بالای اتوماسیون آن می تواند عملکرد دستی را کاهش دهد و راندمان تولید را بهبود بخشد.
اکسید کلسیم: پیشگام نوآورانه در حفاظت از محیط زیست
اکسید کلسیم که معمولاً به عنوان آهک زنده شناخته می شود، یک جامد سفید یا خاکستری سفید با جذب آب قوی است. می تواند با آب واکنش داده و هیدروکسید کلسیم تشکیل دهد و گرمای زیادی آزاد کند.
این ویژگی اولیه واکنش شیمیایی مبنای موفقیت بزرگ آن در زمینه حفاظت از محیط زیست است.
در زمینه تصفیه آب، اکسید کلسیم قابلیت های فوق العاده ای از خود نشان داده است.
با تنظیم مقدار pH بدنه های آبی، می تواند به طور موثری فاضلاب اسیدی را خنثی کند و آسیب اسیدی شدن آب به اکوسیستم های آبی را کاهش دهد.
در عین حال، اکسید کلسیم همچنین میتواند با آلایندههایی مانند یونهای فلزات سنگین و فسفاتهای موجود در آب واکنش داده و رسوبهای نامحلول در آب تشکیل دهد و در نتیجه این مواد مضر را حذف کرده و کیفیت آب را بهبود بخشد.
این ویژگی، اکسید کلسیم را به یک ماده خام مهم برای تصفیه فاضلاب و تصفیه آب آشامیدنی تبدیل می کند و راه حلی مقرون به صرفه و موثر برای حفاظت از منابع آب ارائه می کند.
اکسید کلسیم نیز نقشی بی بدیل در تصفیه زباله های جامد ایفا می کند.
میتواند با مواد اسیدی موجود در زبالههای خطرناک واکنش نشان دهد تا سمیت آن را کاهش دهد و در برخی موارد، از طریق کلسینه کردن در دمای بالا، حتی میتواند زبالهها را به مصالح ساختمانی یا جاذب با ارزش تبدیل کند تا به بازیافت منابع دست یابد.
این نه تنها آلودگی محیط زیست ناشی از دفن زباله و سوزاندن را کاهش می دهد، بلکه استفاده پایدار از منابع را نیز ارتقا می دهد.
در مواجهه با چالش گرمایش جهانی، اکسید کلسیم همچنین پتانسیل در فناوری جذب و ذخیره کربن (CCS) را نشان می دهد.
با واکنش با دی اکسید کربن برای تشکیل کربنات کلسیم، اکسید کلسیم می تواند به عنوان یک جاذب دی اکسید کربن کارآمد استفاده شود.
اگرچه این فناوری هنوز در مرحله تحقیق و توسعه است، اما هزینه کم و راندمان بالا ایده های جدیدی را برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای ارائه می دهد.
در کشاورزی، اکسید کلسیم، به عنوان یک نرم کننده خاک، می تواند pH خاک را تنظیم کند، حاصلخیزی خاک را افزایش دهد و رشد محصول را تقویت کند.
همچنین می تواند به طور موثر باکتری ها و انگل های مضر در خاک را از بین ببرد، استفاده از آفت کش ها را کاهش دهد، و کشاورزی را برای توسعه در جهت سازگارتر با محیط زیست و پایدار ترغیب کند.
با پیشرفت علم و فناوری و افزایش آگاهی های زیست محیطی، کاربرد اکسید کلسیم در زمینه حفاظت از محیط زیست گسترده تر و عمیق تر خواهد شد.
از تصفیه آب گرفته تا تصفیه زباله جامد، از فناوری جذب کربن تا بهبود کشاورزی، اکسید کلسیم در حال تبدیل شدن به پلی است که طبیعت و فناوری، گذشته و آینده را با خواص منحصر به فرد خود به هم متصل می کند. ما دلایلی داریم که باور کنیم در آینده نزدیک، اکسید کلسیم در زمینه های بیشتری خواهد درخشید و به یک نیروی مهم در ترویج حفاظت از محیط زیست جهانی تبدیل خواهد شد.
در این عصر پر از چالشها و فرصتها، اجازه دهید به مواد و فناوریهای نوآورانهای مانند اکسید کلسیم، که نامحسوس هستند، اما میتوانند نقش بزرگی در زمینه حفاظت از محیط زیست ایفا کنند، توجه کرده و از آنها حمایت کنیم و برای ایجاد خانهای سبزتر و سالمتر با هم همکاری کنیم. روی زمین
فناوری و تجهیزات سنگ زنی دولومیت
1. در زمینه مصالح ساختمانی، دولومیت آسیاب شده را می توان به عنوان پرکننده باکیفیت برای تولید سنگ مرمر مصنوعی، سرامیک و ... استفاده کرد که پودر آن می تواند خواص فیزیکی مواد مانند افزایش سختی و مقاومت در برابر سایش را بهبود بخشد.
2. در صنعت متالورژی می توان از پودر دولومیت به عنوان شار استفاده کرد. این به کاهش نقطه ذوب سنگ معدن، ارتقای فرآیند ذوب فلز و بهبود راندمان ذوب کمک می کند.
3. در کشاورزی می توان از پودر دولومیت فرآوری شده به عنوان نرم کننده خاک استفاده کرد. می تواند PH خاک را تنظیم کند و مواد مغذی مانند کلسیم و منیزیم را برای رشد گیاه فراهم کند. به ویژه برای خاک اسیدی مناسب است و برای بهبود حاصلخیزی خاک مفید است.
فرآیند آسیاب دولومیت
1. خرد کردن و غربالگری: سنگ معدن دولومیت را خرد کنید تا اندازه ذرات آن مطابق با الزامات تجهیزات سنگ زنی باشد. سپس مواد خرد شده توسط تجهیزات غربالگری درجه بندی می شود تا ذرات بزرگ یا کم اندازه حذف شوند.
2. آسیاب کردن: ذرات دولومیت درجه بندی شده را برای آسیاب به آسیاب آسیاب بفرستید. تجهیزات سنگ زنی متداول شامل آسیاب عمودی، آسیاب اروپایی، آسیاب فوق ریز و غیره است.
3. درجه بندی و جداسازی: پودر آسیاب شده مجدداً توسط تجهیزات درجه بندی درجه بندی و جدا می شود تا اطمینان حاصل شود که پودرهایی با اندازه ذرات مختلف می توانند به طور دقیق جدا شوند.
4. بسته بندی و حمل و نقل: پودر دولومیت نهایی با توجه به هدف حمل و نقل بسته بندی می شود.
در تولید واقعی، جریان فرآیند خاص ممکن است به دلیل عواملی مانند انتخاب تجهیزات، مقیاس تولید و الزامات محصول متفاوت باشد.
از نظر کاربردهای صنعتی، دولومیت و سری محصولات آن دارای چشم انداز کاربرد گسترده ای هستند. محصولات رایج دولومیت موجود در بازار عبارتند از سنگ معدن دولومیت با اندازه های مختلف ذرات، ماسه دولومیت (مش 6-10، مش 10-20، مش 20-40، مش 40-80، مش 80-120) و پودر دولومیت (10 مش، پودر فوق ریز دولومیت مش 140 مش 325 مش 600 مش 1000، مش 1600) و غیره
تجهیزات دستگاه سنگ زنی فوق ریز دولومیت شامل سنگ شکن، آسانسور سطلی، سطل ذخیره، فیدر ارتعاشی، میزبان خرد پودر میکرو، طبقه بندی کننده تبدیل فرکانس، جمع کننده پودر سیکلون دوبل، سیستم حذف گرد و غبار پالس، فن فشار قوی، کمپرسور هوا، سیستم کنترل الکتریکی، و غیره
9 استاندارد برای استفاده از پودر تالک در پلاستیک
تالک به دلیل بافت نرم و احساس چربی قوی آن نامگذاری شده است. این ماده معدنی سیلیکات منیزیم هیدراته با ساختار لایه ای است که عمدتاً حاوی سیلیکات منیزیم، اکسید آلومینیوم، اکسید نیکل و غیره است.
تالک دارای خواص فیزیکی و شیمیایی عالی مانند روان کنندگی، ضد چسبندگی، کمک جریان، مقاومت در برابر آتش، مقاومت در برابر اسید، عایق، نقطه ذوب بالا، عدم فعالیت شیمیایی، قدرت پنهان خوب، نرمی، براقیت خوب، جذب قوی و غیره است. در پوششها، رنگها، پلاستیکها، کاغذسازی، سرامیک، آرایشی و بهداشتی، دارو، مواد غذایی، مایحتاج روزانه و سایر صنایع استفاده میشود.
تالک یکی از پرکاربردترین پودرهای معدنی در محصولات پلاستیکی است. ویژگی تالک در محصولات پلاستیکی این است که می تواند خواص خاصی از محصولات پلاستیکی را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد. بنابراین هنگام انتخاب طلق باید شرایط زیر را نیز برای طلق رعایت کرد.
خلوص بالا
هرچه خلوص تالک بیشتر باشد، اثر تقویتی آن بهتر است. در میان سایر ناخالصی های معدنی موجود در تالک، کانی های فلزی (به ویژه آهن) تأثیر بسیار آشکاری بر خاصیت ضد پیری پلاستیک ها دارند.
ساختار
تالک معمولا به شکل بلوک های متراکم، برگ، شعاعی و الیاف است. از آنجایی که ساختار کریستالی تالک لایه لایه است، تمایل به تقسیم شدن به فلس دارد و روان پذیری خاصی دارد.
پودر تالک فوق ریز با کیفیت بالا ساختار پوسته پوسته ای دارد. هنگامی که در محصولات پلاستیکی استفاده می شود، می توان آن را به طور یکنواخت در رزین به صورت لایه ای پراکنده کرد و سازگاری و مکمل بودن خواص مکانیکی خوبی با رزین دارد.
سفیدی و رنگ مرطوب
پس از مخلوط شدن پودر تالک و پلاستیک، رنگ پلاستیک کم و بیش تغییر می کند. محصولات پلاستیکی تیره نیاز زیادی به سفیدی پودر تالک اضافه شده ندارند. اما برای اینکه محصولات رنگ روشن رنگ بهتری داشته باشند، پودر تالک باید سفیدی مرطوب بالاتر و رنگ مناسبی داشته باشد.
محتوای دی اکسید سیلیکون
محتوای سیلیکون (SiO2) در پودر تالک یک شاخص مهم برای اندازه گیری عیار پودر تالک است. هر چه میزان سیلیکون موجود در پودر تالک بیشتر باشد، خلوص پودر تالک بالاتر، اثر کاربرد بهتر و قیمت بالاتر خواهد بود.
مشتریان باید پودر تالک را با توجه به عملکرد مورد نیاز محصولات پلاستیکی مختلف انتخاب کنند. به عنوان مثال، محتوای سیلیکون پودر تالک اضافه شده به فیلم کشاورزی باید بیشتر باشد، اندازه ذرات باید کوچک باشد، و توزیع اندازه ذرات باید باریک باشد، به طوری که عبور نور فیلم خوب باشد، و استحکام کششی و سوراخ شود. مقاومت فیلم بهبود یافته است.
برای پودر تالک که در قالبگیری تزریقی، صفحات و میلهها استفاده میشود، نیازی به محتوای سیلیکون خیلی زیاد نیست. محصولات با محتوای سیلیکون کمتر نه تنها ارزان تر هستند، بلکه می توانند سختی و استحکام ضربه ای محصولات پلاستیکی را نیز بهبود بخشند.
رنگ
رنگ های سنگ معدن پودر تالک فرآوری نشده با یکدیگر متفاوت است که می تواند سفید، خاکستری، قرمز روشن، صورتی، آبی روشن، سبز روشن و رنگ های دیگر باشد. پودر تالک نیز دارای رنگ نقره ای یا مروارید مانند خاصی است و درخشندگی جامد متفاوتی دارد. این رنگ می تواند ظاهر و جلوه بصری محصول را بهبود بخشد.
خواص سطحی
پودر تالک بسته به منبع آن خواص سطحی متفاوتی دارد. سطح ویژه و نرخ جذب روغن تا حد زیادی توسط منابع معدنی و ظرافت محصول تعیین می شود. سایر عوامل موثر بر این خواص عبارتند از زبری سطح، شکل ذرات و حجم منافذ. سطح ویژه بزرگ و ساختار ظاهری پودر تالک نه تنها بر دوز مواد افزودنی تأثیر می گذارد، بلکه باعث تقویت نیروی پیوند بین ساختارهای رزین می شود و در نتیجه خواص فیزیکی محصولات پلاستیکی را بهبود می بخشد.
رطوبت
مورفولوژی ساختاری پودر تالک ویژگی های آن را تعیین می کند. اگرچه پودر تالک آبگریز است، اما به دلیل نامنظمی بودن لبه شکل ذرات آن، هم آب ساختاری و هم آب کریستالی دارد. بنابراین میزان رطوبت پودر تالک بیشتر از کربنات کلسیم است. رطوبت می تواند به راحتی بر عملکرد پلاستیک ها تأثیر بگذارد، بنابراین حذف رطوبت از پودر تالک و فرآیند خشک کردن باید بسیار ارزش گذاری شود.
الکتریسیته ساکن
پودر تالک دارای ساختار لایه ای و سطح ویژه بزرگ است. شکل نامنظم ذرات و شکل محدب و مقعر سطح باعث می شود که دارای ضریب اصطکاک زیاد و تولید الکتریسیته ساکن آسان باشد که پراکندگی تراکم بین ذرات ریز را دشوار می کند و بر اثر کاربرد تأثیر می گذارد.
جریان پذیری
در طول فرآیند اکستروژن، ساختار پوسته پوسته پودر تالک نسبت به سایر مواد معدنی دانهای سیالیت ضعیف و دشواری در پراکندگی دارد و گشتاور پیچ اصلی زیاد است، بنابراین فعالسازی و پوشش بهتر کلید غلبه بر این مشکلات است.
کاربردهای نیترید بور در سلامت
نیترید بور یک کریستال مولکولی لایه لایه با ساختار شبکه منظم شش ضلعی است که از عنصر سوم گروه اصلی بور و عنصر گروه پنجم نیتروژن تشکیل شده است. در لایه کریستال مولکولی، اتمهای بور و اتمهای نیتروژن توسط پیوندهای هماهنگی با هم ترکیب میشوند و نیروی اتصال پیوند هماهنگی بسیار قوی است، بنابراین اتمهای B و اتمهای N در لایه محکم به هم متصل هستند. لایه ها توسط پیوندهای مولکولی به هم متصل می شوند. از آنجایی که پیوندهای مولکولی ضعیف هستند، جدا شدن بین لایه ها بسیار آسان است.
با توجه به اشکال مختلف کریستالی، ساختار کریستالی نیترید بور را می توان به طور عمده به چهار نوع تقسیم کرد: نیترید بور شش ضلعی (h-BN)، نیترید بور مکعبی (c-BN)، نیترید بور ورتزیت (w-BN) و بور لوزی وجهی. نیترید (r-BN). در میان آنها نیترید بور شش ضلعی (h-BN) بیشترین استفاده را دارد.
کاربرد نیترید بور در زمینه زیست پزشکی
BN زیست سازگاری خوبی در شرایط in vitro و in vivo دارد و دارای خواص مشابه یا حتی برتر مواد مبتنی بر گرافن در کاربردهای بیولوژیکی است. می توان از آن در ضد باکتری، دارورسانی، عامل تحویل بور، مهندسی بافت، تصویربرداری درون تنی و سایر زمینه ها استفاده کرد.
(1) آنتی باکتریال
اخیراً برخی از مطالعات نشان دادهاند که نانوصفحات نیترید بور دارای اثرات ضد باکتریایی مؤثری بر باکتریهای مقاومت ضد میکروبی (AMR) بوده و زیست سازگاری خوبی در بدن بدون ایجاد مقاومت دارویی ثانویه در استفاده طولانیمدت دارند.
(2) تحویل دارو
h-BN همچنین به عنوان یک حامل داروی امیدوار کننده در نظر گرفته می شود. نانوصفحات نیترید بور شش ضلعی (BNNSs) در مقادیر زیادی در یک زمان با روش الگوی نمک سنتز شدند و به طور موثری از تکثیر سرطان سینه در آزمایشهای in vivo و in vitro جلوگیری کردند، که نشاندهنده پتانسیل BNNSs در کاربردهای دارورسانی است. برخی از مطالعات نشان داده اند که با استفاده از BN کروی به عنوان یک حامل، پپتید ناتریورتیک مغز حاوی اسید دئوکسی ریبونوکلئیک از طریق مسیر اندوسیتوز به سلول های تومور IAR-6-1 نفوذ می کند و سپس DOX را در سیتوپلاسم و هسته آزاد می کند و در نتیجه سلول های سرطانی را هدف قرار داده و از بین می برد.
(3) مهندسی بافت
در زمینه مواد دندانپزشکی، BNN ها با آسیاب توپی با انرژی بالا تهیه و در یک ماتریس زیرکونیا پراکنده شدند و پودر کامپوزیت با پخت پلاسما تجمیع شد. زیرکونیا با BNN های اضافه شده استحکام تا 27.3٪ و چقرمگی شکست 37.5٪ را نشان داد و از تخریب ماتریس زیرکونیا در یک محیط مرطوب جلوگیری کرد و ارزش بالقوه BNN ها را به عنوان یک تقویت کننده مواد دندانی نشان داد.
(4) عامل تحویل بور
به دلیل محتوای بور بالا و سمیت سلولی کم، نانومواد نیترید بور را می توان به عنوان عامل انتقال بور برای درمان جذب نوترون بور (BNCT) استفاده کرد. BNCT نوع جدیدی از درمان سرطان پرتوی خاص است که می تواند سلول های سرطانی را بدون آسیب رساندن به سلول های طبیعی هدف قرار داده و از بین ببرد. نشان داده شده است که نانولوله های نیترید بور اصلاح شده با پلی اتیلن گلیکول عامل انتقال بور برای BNCT هستند. تجمع بور در سلول های ملانوما B16 تقریباً سه برابر عامل انتقال دهنده بور BSH (دی سدیم تیودودکابوران) است. نانولوله های نیترید بور اصلاح شده با پلی لیزین و اسید فولیک پس از جفت شدن با نقاط کوانتومی فلورسنت به طور انتخابی توسط سلول های مولتی فرم گلیوبلاستوم جذب می شوند. آنها نه تنها می توانند به عنوان عوامل انتقال بور برای BNCT استفاده شوند، بلکه می توانند رفتار درون سلولی داروها را نیز ردیابی کنند. نانوکره های نیترید بور نیز به عنوان یک مخزن بور با کیفیت بالا برای درمان سرطان پروستات گزارش شده است. نیترید بور با بلورینگی قابل کنترل می تواند به طور مداوم بور آزاد کند و در نتیجه فعالیت سلول های سرطانی پروستات را کاهش داده و آپوپتوز سلولی را القا کند. مدل تومور درجا کارآیی ضد سرطانی کرههای نیترید بور توخالی را تأیید کرد.
تولید پودر سیلیس کروی
پودر سیلیکون کروی دارای خلوص نسبتا بالا، ذرات بسیار ریز، خواص دی الکتریک خوب و هدایت حرارتی است و دارای مزایای ضریب انبساط کم است. این به طور گسترده ای در بسته بندی مدار مجتمع در مقیاس بزرگ، هوا فضا، پوشش ها، داروها و لوازم آرایشی روزانه استفاده می شود و یک پرکننده مهم غیر قابل تعویض است.
دو روش برای تهیه میکروپودر سیلیکون کروی وجود دارد: روش فیزیکی و شیمیایی و روش شیمیایی. روش های فیزیکی و شیمیایی عمدتاً شامل روش شعله، روش deflagration، روش اسپری مذاب با دمای بالا، روش پلاسما و روش احتراق در دمای پایین خود انتشاری می باشد. روش شیمیایی عمدتاً شامل روش فاز گاز، روش فاز مایع (روش سل-ژل، روش رسوب، روش میکروامولسیون)، روش سنتز شیمیایی و غیره است.
در فرآیند تولید میکروپودر سیلیکون کروی، کنترل دقیق هر لینک تولید، کلید اطمینان از مطابقت کیفیت محصول با استانداردها است.
ماده اولیه اصلی میکروپودر سیلیکون کروی، میکروپودر سیلیکون مذاب یا کریستالی است.
پایداری مواد اولیه
مواد خام مورد استفاده برای تولید ریزپودر سیلیکون کروی ترجیحاً ریز پودر سیلیکون زاویهدار است که از همان رگه سنگ و فرآیند تولید یکسان پردازش میشود تا یکنواختی مواد خام به حداکثر برسد و اطمینان حاصل شود که محصولات با نرخ کروی بالا تحت شرایط تولید میشوند. که دمای کروی شدن، عرضه گاز، مقدار خوراک، فشار، سرعت جریان و سایر عوامل بدون تغییر باقی میمانند.
شاخص های فیزیکی و شیمیایی مواد اولیه باید در محدوده خاصی کنترل شود
شاخص های فیزیکی و شیمیایی مواد خام بیش از حد نوسان می کند، که نه تنها بر دمای کروی شدن تاثیر می گذارد، بلکه بر پراکندگی کره ها نیز تاثیر می گذارد.
اندازه ذرات مواد خام و توزیع اندازه ذرات
اندازه های مختلف ذرات دارای مناطق گرمایشی متفاوتی هستند و نقاط دمای غیرفعال شدن آنها پس از گرم شدن نیز متفاوت است.
پراکندگی ذرات مواد خام
در طول پردازش میکروپودر سیلیکون زاویه ای، به ویژه ریز پودر سیلیکون زاویه ای بسیار ریز، تجمع ثانویه پودر اغلب به دلیل افزایش انرژی سطح اتفاق می افتد.
میزان رطوبت مواد اولیه
اگر میکروپودر سیلیکونی زاویه ای که به عنوان ماده اولیه میکروپودر سیلیکون کروی استفاده می شود تحت تأثیر عواملی مانند محافظت نامناسب، زمان نگهداری طولانی مدت و رطوبت بیش از حد محیط قرار گیرد، باعث جذب رطوبت، رطوبت بالا و آگلومره شدن پودر می شود. که بر اثر کروی شدن میکروپودر سیلیکون کروی نیز تاثیر خواهد گذاشت.
عناصر رادیواکتیو در مواد خام باید کم باشد
برای مواد خام برای تولید ریز پودر سیلیکون کروی کم تشعشع، تنها زمانی که خود عناصر تشعشعی (مانند اورانیوم U، توریم Th و غیره) بسیار کم باشند، محصولات تولید شده می توانند نیازهای میکروپودر سیلیکون کروی کم تابش را برآورده کنند.
دو پیوند در اصلاح سطح میکروپودر سیلیکون کروی وجود دارد. یکی این است که ذرات ثانویه آگلومره شده مواد خام میکروپودر سیلیکون کروی - میکروپودر سیلیکون زاویه ای، به ویژه ریز پودر سیلیکون زاویه ای بسیار ریز را پراکنده کنید و ابتدا عملیات فعال سازی سطحی را برای پراکندگی ذرات قبل از کروی شدن انجام دهید. این مستلزم آن است که پخش کننده سطحی مورد استفاده باید در دمای بالا کاملاً تبخیر شود، در غیر این صورت باعث رسوب کربن در میکروپودر سیلیکون کروی می شود که بر کیفیت محصول تأثیر می گذارد.
دومین مورد، اصلاح دیرهنگام میکروپودر سیلیکون کروی است. هنگامی که میکروپودر سیلیکون به عنوان یک پرکننده معدنی استفاده می شود و با رزین آلی مخلوط می شود، مشکلات سازگاری ضعیف و دشواری در پراکندگی وجود دارد که منجر به مقاومت ضعیف در برابر حرارت و مقاومت در برابر رطوبت مواد مانند بسته بندی مدار مجتمع و بسترها می شود و در نتیجه بر قابلیت اطمینان و اطمینان تأثیر می گذارد. پایداری محصول به منظور بهبود مشکل پیوند رابط بین میکروپودر سیلیکون و مواد پلیمری آلی و بهبود عملکرد کاربرد آن، به طور کلی اصلاح سطح میکروپودر سیلیکون ضروری است.
کلید اصلاح کارآمد پودر
اصلاح سطح پودری که با نامهای اصلاح سطح، تصفیه سطح و غیره نیز شناخته میشود، به استفاده از روشهای خاص (فیزیکی، شیمیایی یا مکانیکی و غیره) برای تصفیه، اصلاح و پردازش سطح ذرات و تغییر هدفمند فیزیکی و فیزیکی اشاره دارد. خواص شیمیایی سطح پودر برای برآوردن نیازهای پردازش و کاربرد پودر. بنابراین، درک خواص فیزیکی و شیمیایی پودرها برای تغییر موثر این خواص سطح پودر برای دستیابی به اصلاح کارآمد پودر بسیار مهم است.
مساحت سطح خاص
سطح ویژه مواد پودری به اندازه ذرات، توزیع اندازه ذرات و تخلخل آنها مربوط می شود. برای مواد پودری، سطح ویژه به اندازه ذرات مربوط می شود. هرچه ذره ریزتر باشد، سطح ویژه بزرگتر است. این به زبری سطح ذرات مربوط می شود. هرچه سطح زبرتر باشد، سطح ویژه بزرگتر است. تا حد زیادی با منافذ روی سطح ذرات مرتبط است. سطح ویژه پودر متخلخل به شدت افزایش می یابد. سطح ویژه مواد پودری با ریز منافذ توسعه یافته می تواند تا چند هزار متر مربع در هر گرم باشد.
سطح ویژه یکی از مهمترین خواص سطحی مواد پودری و یکی از پایه های اصلی برای تعیین میزان اصلاح کننده سطح است. مقدار اصلاح کننده سطح به سطح خاص پودر مربوط می شود. هرچه سطح ویژه بزرگتر باشد، اصلاح کننده سطح بیشتری برای دستیابی به نرخ پوشش یکسان مورد نیاز است.
انرژی سطحی
انرژی سطحی پودر به ساختار آن، نوع پیوند و نیروی پیوند بین اتم ها، تعداد اتم های سطحی و گروه های عاملی سطح مربوط می شود. پس از خرد شدن مواد، سطح جدیدی تولید می شود و بخشی از انرژی مکانیکی به انرژی سطحی سطح جدید تبدیل می شود. به طور کلی، هرچه انرژی سطحی پودر بیشتر باشد، تمایل بیشتری به تجمع دارد و جذب آب و چسبندگی قویتری دارد.
ترشوندگی سطح
ترشوندگی یا آب گریزی سطح پودر معدنی یکی از ویژگی های سطحی مهم پرکننده ها برای مواد کامپوزیتی مبتنی بر پلیمر مانند پلاستیک ها، لاستیک ها، چسب ها و پرکننده ها یا رنگدانه ها برای پوشش های روغنی است.
ویژگی های جذب سطحی
هنگامی که مولکول ها (یا اتم ها) در فاز گاز یا فاز مایع با سطح پودر برخورد می کنند، برهمکنش بین آنها باعث می شود که برخی از مولکول ها (اتم ها، یون ها) روی سطح پودر باقی بمانند و باعث غلظت این مولکول ها (یا اتم ها، یون ها) روی سطح پودر بیشتر از فاز گاز یا فاز مایع باشد. این پدیده جذب نامیده می شود. معمولاً پودرها را جاذب و مواد جذب شده را جاذب می نامند. هر چه سطح ویژه پودر بیشتر باشد، پدیده جذب قابل توجه تر است.
خواص الکتریکی سطح
خواص الکتریکی سطح پودر توسط یون های باردار روی سطح پودر مانند H+، 0H- و غیره تعیین می شود. خواص الکتریکی مواد پودری در محلول نیز به مقدار pH محلول و نوع یون ها مربوط می شود. در محلول بار و اندازه سطح پودر بر نیروهای الکترواستاتیک بین ذرات، بین ذرات و مولکولهای سورفکتانت و سایر مواد شیمیایی تأثیر میگذارد، بنابراین بر ویژگیهای انسجام و پراکندگی بین ذرات و جذب اصلاحکنندههای سطح روی سطح ذرات تأثیر میگذارد.
خواص شیمیایی سطح
خواص شیمیایی سطح پودر به ساختار کریستالی، ترکیب شیمیایی، جاذب های سطحی و غیره مواد پودری مربوط می شود. این ماده جذب و فعالیت واکنش شیمیایی پودر را تحت شرایط خاص و همچنین خواص الکتریکی سطحی و ترشوندگی و غیره را تعیین می کند. بنابراین تأثیر مهمی بر عملکرد کاربرد آن و برهمکنش با مولکول های اصلاح کننده سطح دارد. خواص شیمیایی سطح پودر در محلول نیز به مقدار pH محلول مربوط می شود.
سرامیک کاربید سیلیکون: کاربردهای صنعت فتوولتائیک
سرامیک های کاربید سیلیکون دارای استحکام مکانیکی خوب، پایداری حرارتی، مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر اکسیداسیون، مقاومت در برابر شوک حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی هستند و به طور گسترده در زمینه های گرم مانند متالورژی، ماشین آلات، انرژی های نو، مصالح ساختمانی و مواد شیمیایی استفاده می شوند. عملکرد آن همچنین برای انتشار سلول های TOPcon در تولید فتوولتائیک، LPCVD (رسوب بخار شیمیایی با فشار کم)، PECVD (رسوب بخار شیمیایی پلاسما) و سایر پیوندهای فرآیند حرارتی کافی است.
در مقایسه با مواد کوارتز سنتی، تکیه گاه های قایق، قایق ها و اتصالات لوله ساخته شده از مواد سرامیکی کاربید سیلیکون دارای استحکام بالاتر، پایداری حرارتی بهتر، بدون تغییر شکل در دماهای بالا و طول عمر بیش از 5 برابر مواد کوارتز هستند. آنها می توانند هزینه استفاده و اتلاف انرژی ناشی از تعمیر و نگهداری و خرابی را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. آنها مزایای هزینه آشکار و طیف گسترده ای از مواد خام دارند.
در میان آنها، کاربید سیلیکون پیوند شده با واکنش (RBSC) دارای دمای پخت پایین، هزینه تولید پایین و تراکم مواد بالا است. به طور خاص، تقریباً هیچ انقباض حجمی در طول فرآیند پخت واکنش وجود ندارد. به ویژه برای تهیه قطعات ساختاری با اندازه بزرگ و پیچیده مناسب است. بنابراین برای تولید محصولات با اندازه بزرگ و پیچیده مانند تکیه گاه قایق، قایق، پاروی کنسول، لوله کوره و غیره بسیار مناسب است.
قایق های کاربید سیلیکون نیز چشم انداز توسعه بزرگی در آینده دارند. صرف نظر از فرآیند LPCVD یا فرآیند انتشار بور، عمر قایق کوارتز نسبتاً کم است و ضریب انبساط حرارتی مواد کوارتز با مواد کاربید سیلیکون سازگار نیست. بنابراین، به راحتی می توان در فرآیند تطبیق با نگهدارنده قایق کاربید سیلیکون در دمای بالا انحرافاتی داشت که می تواند منجر به تکان خوردن یا حتی شکستن قایق شود. قایق کاربید سیلیکون یک مسیر فرآیند قالب گیری و پردازش کلی را اتخاذ می کند. الزامات تحمل شکل و موقعیت آن بالا است و با نگهدارنده قایق کاربید سیلیکون بهتر همکاری می کند. علاوه بر این، کاربید سیلیکون استحکام بالایی دارد و شکستگی قایق ناشی از برخورد انسان بسیار کمتر از قایق های کوارتز است.
لوله کوره جزء اصلی انتقال حرارت کوره است که در آب بندی و انتقال حرارت یکنواخت نقش دارد. در مقایسه با لوله های کوره کوارتز، لوله های کوره کاربید سیلیکون دارای هدایت حرارتی خوب، گرمایش یکنواخت و پایداری حرارتی خوب هستند. عمر مفید لوله های کوارتز بیش از 5 برابر است. با این حال، دشواری ساخت لوله های کوره کاربید سیلیکون بسیار بالا است، و نرخ بازده نیز بسیار پایین است. هنوز در مرحله تحقیق و توسعه است و هنوز به تولید انبوه نرسیده است.
در یک مقایسه جامع، چه از نظر عملکرد محصول و چه از نظر هزینه استفاده، مواد سرامیکی کاربید سیلیکون مزایای بیشتری نسبت به مواد کوارتز در جنبههای خاصی از میدان سلول خورشیدی دارند. استفاده از مواد سرامیکی کاربید سیلیکون در صنعت فتوولتائیک به شرکت های فتوولتائیک کمک زیادی کرده است تا هزینه سرمایه گذاری مواد کمکی را کاهش دهند و کیفیت و رقابت محصول را بهبود بخشند. در آینده، با کاربرد وسیع لولههای کوره کاربید سیلیکون در اندازه بزرگ، قایقهای کاربید سیلیکون با خلوص بالا و پایههای قایق و کاهش مستمر هزینهها، استفاده از مواد سرامیکی کاربید سیلیکون در زمینه سلولهای فتوولتائیک به یک عامل کلیدی در بهبود کارایی تبدیل انرژی نور و کاهش هزینه های صنعت در زمینه تولید برق فتوولتائیک تبدیل خواهد شد و تأثیر مهمی بر توسعه انرژی جدید فتوولتائیک خواهد داشت.
کاربرد سیلیکون کاربید در صنعت فتوولتائیک
با افزایش تقاضای جهانی انرژی، انرژی های فسیلی، عمدتاً نفت، زغال سنگ و گاز طبیعی، در نهایت به پایان می رسد. علاوه بر این، انرژی های فسیلی نیز در حین استفاده باعث آلودگی زیست محیطی جدی خواهد شد. برای رفع مشکلات فوق، انرژی های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، انرژی بادی، برق آبی و انرژی هسته ای توجه مردم را به خود جلب کرده است.
راه اصلی استفاده از انرژی خورشیدی تولید برق فتوولتائیک است. در مقایسه با سایر فناوریهای تولید برق، تولید برق فتوولتائیک دارای مزایای سبز و سازگار با محیطزیست، داشتن منابع انرژی خورشیدی کافی، ایمن و قابل اعتماد بودن در فرآیند تولید برق و نصب و حمل آسان تجهیزات تولید برق است. پیشبینی میشود که ارتقای تولید برق فتوولتائیک در مقیاس بزرگ تأثیر مثبتی بر مدیریت بحرانهای انرژی و زیستمحیطی داشته باشد.
بر اساس اصل تولید برق فتوولتائیک، هنگامی که نور خورشید به اجزای فتوولتائیک (مانند صفحات خورشیدی) می تابد، فوتون ها با الکترون های مواد فتوولتائیک برهم کنش می کنند و باعث می شوند که الکترون ها از مواد فرار کنند و جریان نوری را تشکیل دهند که جریان مستقیم است. از آنجایی که بیشتر تجهیزات الکتریکی توسط AC تغذیه می شوند، جریان مستقیم تولید شده توسط آرایه فتوولتائیک نمی تواند به طور مستقیم مورد استفاده قرار گیرد و برای دستیابی به تولید برق متصل به شبکه فتوولتائیک، لازم است جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل کرد.
دستگاه کلیدی برای دستیابی به هدف فوق اینورتر است، بنابراین اینورتر متصل به شبکه فتوولتائیک هسته فناوری تولید برق فتوولتائیک است و راندمان کاری اینورتر تا حد زیادی بازده استفاده از انرژی خورشیدی را تعیین می کند.
دستگاه های برق اجزای اصلی اینورترهای متصل به شبکه فتوولتائیک هستند. امروزه دستگاه های نیمه هادی مختلفی که در صنعت برق مورد استفاده قرار می گیرند، بیشتر بر پایه مواد سیلیکونی (Si) ساخته شده اند و کاملاً توسعه یافته اند. Si یک ماده نیمه هادی است که به طور گسترده در لوله های الکترونیکی مختلف و مدارهای مجتمع استفاده می شود. همانطور که استفاده از دستگاه های نیمه هادی قدرت به طور فزاینده ای متنوع می شود، استفاده از دستگاه های سیلیکونی در برخی از برنامه های کاربردی با الزامات عملکرد بالا و محیط های کاری سخت محدود شده است. این امر مستلزم توسعه دستگاه های نیمه هادی با عملکرد بهتر است. در نتیجه، دستگاه های نیمه هادی با فاصله باند گسترده مانند کاربید سیلیکون (SiC) به وجود آمدند.
در مقایسه با دستگاه های مبتنی بر سیلیکون، دستگاه های کاربید سیلیکون یک سری خواص عالی قابل توجه را نشان می دهند:
(1) قدرت میدان الکتریکی شکست بالا: قدرت میدان الکتریکی شکست SiC حدود 10 برابر Si است، که باعث میشود دستگاههای SiC ولتاژ مسدودکننده بالاتری داشته باشند و میتوانند در شرایط میدان الکتریکی بالاتر کار کنند، که به بهبود چگالی توان کمک میکند.
(2) گپ پهن: SiC دارای غلظت حامل ذاتی کمتری در دمای اتاق است که منجر به کاهش مقاومت در برابر روشن شدن در حالت روشن می شود.
(3) سرعت رانش اشباع بالا: SiC دارای سرعت رانش اشباع الکترون بالاتری است، که به آن کمک می کند در طول فرآیند سوئیچینگ سریعتر به حالت ثابت برسد و از دست دادن انرژی در طول فرآیند سوئیچینگ کاهش می یابد.
(4) هدایت حرارتی بالا: SiC دارای رسانایی حرارتی بالاتری است که به طور قابل توجهی چگالی توان را بهبود می بخشد، طراحی سیستم اتلاف حرارت را ساده تر می کند و به طور موثر عمر دستگاه را افزایش می دهد.
به طور خلاصه، دستگاه های قدرت کاربید سیلیکون ویژگی های بازیابی معکوس پایین و سوئیچینگ سریع مورد نیاز را برای دستیابی به "بازده تبدیل بالا" و "مصرف انرژی کم" اینورترهای فتوولتائیک ارائه می دهند که برای بهبود چگالی توان اینورترهای فتوولتائیک و کاهش بیشتر هزینه بسیار مهم است. در هر کیلووات ساعت
کاربرد تجهیزات سنگ زنی فوق ریز در زمینه طب سنتی چینی
فن آوری سنگ زنی فوق العاده می تواند سرعت استخراج و فراهمی زیستی طب سنتی چینی را بهبود بخشد، کیفیت آماده سازی طب سنتی چینی را افزایش دهد و منابع را ذخیره کند. طب سنتی چینی را می توان بعد از آسیاب بسیار ریز به اشکال مختلف دارویی تبدیل کرد و چشم انداز توسعه گسترده ای دارد.
فناوری سنگ زنی فوق العاده یک فناوری پیشرفته است که از دینامیک مکانیکی یا سیالات برای جداسازی مواد 0.5 تا 5.0 میلی متری به سطوح میکرومتری یا حتی نانومتری استفاده می کند. در مقایسه با آسیاب سنتی، از مزایای صرفه جویی در مواد، سرعت آسیاب سریع و اندازه ذرات پودری یکنواخت و ریز برخوردار است.
بسته به رسانه سنگ زنی، تکنولوژی آسیاب فوق ریز به آسیاب خشک و مرطوب تقسیم می شود. آسیاب خشک برای آسیاب کردن مواد در شرایط خشک است که می تواند پودرهای بسیار ریز با جذب خوب، انبساط و حلالیت در آب تولید کند. آسیاب مرطوب برای آسیاب کردن مواد (نیمه سیال) است. در مقایسه با آسیاب خشک، دارای مزایای خطر کمتر گرد و غبار و تولید گرمای کمتر است و در عین حال دارای اثرات همگن سازی و امولسیون سازی است که طعم محصول را ظریف تر می کند.
بر اساس خواص ذاتی مواد دارویی چینی، پودر فوق ریز دارویی چینی بیشتر با افزودن نیروی مکانیکی تهیه می شود. سه تجهیزات مکانیکی رایج وجود دارد.
آسیاب جت
آسیاب جت را آسیاب انرژی سیال نیز می نامند. اجزای اصلی نازل و محفظه خرد کن هستند. اصل کار این است که از جریان هوا با سرعت بالا یا بخار فوق گرم به عنوان حامل ضربه استفاده کنید، آن را از نازل اسپری کنید، انرژی را برای رفتار شکست مواد تامین کنید، باعث شود که ترک ماده تحت تأثیر عوامل خارجی ناپایدار شود و باز شود و منبسط شود. نیرو، و تجلی ماکروسکوپی تغییر اندازه ذرات ماده است. آسیاب جت با جریان هوای با سرعت بالا به عنوان حامل ضربه اغلب برای خرد کردن طب چینی استفاده می شود که می توان آن را به 5 نوع زیر تقسیم کرد: نوع دیسک افقی، نوع لوله گردشی، نوع اسپری مخالف، نوع هدف صفحه ضربه، نوع بستر سیال.
آسیاب جت برای طب چینی با بافت ترد، حساسیت حرارتی و نقطه ذوب پایین مناسب است، اما برای مواد دارویی حاوی اجزای فرار مناسب نیست. محصول پس از خرد کردن دارای توزیع اندازه ذرات یکنواخت، دقت طبقه بندی بالا، میل ترکیبی قوی است و خواص ذاتی ذرات را حفظ می کند. بنابراین، این فناوری به روش ترجیحی برای توسعه مواد مختلف میکروپودر با کارایی بالا تبدیل شده است.
آسیاب ضربه ای مکانیکی با سرعت بالا
آسیاب ضربهای مکانیکی با سرعت بالا از روتوری استفاده میکند که با سرعت زیاد حول محور میچرخد تا تکانه را به ماده منتقل کند و باعث میشود که ماده به شدت با آستر برخورد کند تا پودر بسیار ریز به دست آید. اثرات سنگ زنی، برشی و جریان گردابی ایجاد شده در این فرآیند می تواند باعث تشکیل سطوح پودری جدید شود.
این تجهیزات برای تغذیه مناسب است، منطقه کوچکی را اشغال می کند، دارای راندمان خرد کردن بالایی است و اندازه ذرات خرد کننده قابل تنظیم دارد. این به طور گسترده ای در خرد کردن داروهای چینی با سختی متوسط و کم استفاده می شود. اما در طول فرآیند خرد کردن اثر حرارتی دارد و برای داروهای چینی حساس به حرارت و نقطه ذوب پایین مناسب نیست. این تجهیزات عمدتاً متکی بر عملکرد سریع قطعات برای خرد کردن است که باعث سایش جدی قطعات و آلودگی داروهای چینی اجتناب ناپذیر است. بنابراین، توسعه مواد مقاوم در برابر سایش یک راه مهم برای ترویج توسعه چنین تجهیزاتی است.
آسیاب ویبره
آسیاب ارتعاشی شامل رسانه های آسیاب، کاسه سنگ زنی و دستگاه تحریک غیرعادی است. اصل کار آن پیچیده و چند مقیاسی است. مکانیسم غیر عادی کاسه را به ارتعاش دوره ای در فرکانس بالا هدایت می کند. رسانه آسیاب بر این اساس حرکت می کند و نیروهای متعددی را بر روی مواد ایجاد می کند و باعث تشدید گسترش شکاف در مواد می شود و در نتیجه ساختار خارجی را می شکند.
آسیاب ارتعاشی برای خرد کردن داروهای چینی با سختی های مختلف مناسب است و توزیع اندازه ذرات ذرات به دست آمده باریک است. اگر آسیاب ارتعاشی مجهز به یک دستگاه خنک کننده باشد، می تواند به خرد کردن در دمای پایین مواد دارویی چینی حساس به حرارت، نقطه ذوب پایین و فرار دست یابد.
فناوری آسیاب فوقالعاده فرصتهای جدیدی را در زمینه طب سنتی چینی به ارمغان آورده است، اما چالشهایی مانند مصرف انرژی آسیابهای جت هوا و سر و صدای آسیابهای ارتعاشی نیز دارد.