آسیاب جت فرآیند تولید NdFeB متخلخل
تولید پودر آسیاب جت (JM) نوع جدیدی از روش پودرسازی است که از جریان هوای پرفشار (معمولاً نیتروژن با خلوص بالا) برای تسریع ذرات پودر تا سرعت مافوق صوت در محفظه آسیاب جریان هوا استفاده می کند و باعث برخورد ذرات پودر با یکدیگر می شود. و شکستن
فرآیند خاص این است: تکه های هیدروژن خرد شده (SC) را با نسبت مشخصی از آنتی اکسیدان مخلوط کنید، سپس آن را به سطل تغذیه آسیاب جریان هوا اضافه کنید، آن را با توجه به مقدار کمی به محفظه آسیاب جریان هوا و نیتروژن پرفشار (7 کیلوگرم) اضافه کنید. ) از چهار نازل محفظه سنگ زنی پاشیده می شود. ، ماده را به سرعت مافوق صوت شتاب می دهد تا بستر سیال تشکیل شود و ذرات با یکدیگر برخورد کرده و می شکنند. قطر ذرات شکسته بین 1-8 میکرومتر توزیع شده است.
بسته به عملکرد و توزیع مواد، میانگین اندازه پودر آسیاب جریان هوا SMD بین 2.5-4μm است. پودر تولید شده توسط آسیاب جریان هوا ناهموار است و نیاز به اختلاط سه بعدی دارد. قبل از اختلاط، نسبت معینی از روان کننده و آنتی اکسیدان ها مطابق فرآیند به مخزن مواد اضافه می شود تا محتوای اکسیژن را کنترل کرده و عملکرد جهت قالب گیری را بهبود بخشد.
"استحکام هسته" تجهیزات نیمه هادی - اجزای کاربید سیلیکون
کاربید سیلیکون (SiC) یک ماده سرامیکی ساختاری با خواص عالی است. قطعات کاربید سیلیکون، یعنی قطعات تجهیزات ساخته شده از کاربید سیلیکون و مواد مرکب آن به عنوان مواد اصلی، دارای ویژگی های چگالی بالا، هدایت حرارتی بالا، استحکام خمشی بالا، مدول الاستیک بزرگ و غیره هستند و می توانند با ویفر سازگار شوند. اپیتاکسی، اچ کردن، و غیره. با توجه به محیط واکنش خشن بسیار خورنده و دمای فوق العاده بالا در فرآیند تولید، به طور گسترده در تجهیزات نیمه هادی اصلی مانند تجهیزات رشد همپایی، تجهیزات اچینگ و تجهیزات اکسیداسیون/ انتشار/ بازپخت استفاده می شود.
با توجه به ساختار کریستالی، اشکال کریستالی زیادی از کاربید سیلیکون وجود دارد. در حال حاضر، SiCهای رایج عمدتاً انواع 3C، 4H و 6H هستند. اشکال کریستالی مختلف SiC کاربردهای متفاوتی دارند. در میان آنها، 3C-SiC نیز اغلب β-SiC نامیده می شود. یکی از کاربردهای مهم β-SiC به عنوان یک فیلم و مواد پوششی است. بنابراین، β-SiC در حال حاضر ماده اصلی برای پوشش پایه گرافیت است.
با توجه به فرآیند آماده سازی، قطعات کاربید سیلیکون را می توان به کاربید سیلیکون ته نشینی بخار شیمیایی (CVD SiC)، کاربید سیلیکون متخلخل واکنش، کاربید سیلیکون متخلخل شده تبلور مجدد، کاربید سیلیکون متخلخل فشار اتمسفر، کاربید سیلیکون متخلخل با فشار اتمسفر، کاربید سیلیکون متخلخل پرس گرم، پرس ایزواستاتیک داغ و سینترینگ تقسیم کرد. کربن سازی سیلیکون و غیره
قطعات کاربید سیلیکون
1. قطعات کاربید سیلیکون CVD
اجزای کاربید سیلیکون CVD به طور گسترده در تجهیزات اچینگ، تجهیزات MOCVD، تجهیزات اپیتاکسیال SiC، تجهیزات عملیات حرارتی سریع و سایر زمینه ها استفاده می شود.
تجهیزات اچینگ: بزرگترین بخش بازار برای اجزای کاربید سیلیکون CVD تجهیزات اچینگ است. اجزای کاربید سیلیکون CVD در تجهیزات اچینگ شامل حلقه های فوکوس، سر دوش گاز، سینی ها، حلقه های لبه و غیره می باشد. به دلیل واکنش پذیری و رسانایی کم کاربید سیلیکون CVD به گازهای اچینگ حاوی کلر و فلوئور، تبدیل به ماده ای ایده آل برای پلاسما می شود. اجزایی مانند حلقه های فوکوس در تجهیزات اچینگ.
پوشش پایه گرافیت: رسوب بخار شیمیایی کم فشار (CVD) در حال حاضر موثرترین فرآیند برای تهیه پوشش های متراکم SiC است. ضخامت پوشش های CVD-SiC قابل کنترل بوده و از مزایای یکنواختی برخوردار است. پایه های گرافیتی با پوشش SiC معمولاً در تجهیزات رسوب بخار شیمیایی فلزی-آلی (MOCVD) برای پشتیبانی و حرارت دادن زیرلایه های تک کریستال استفاده می شود. آنها هسته و اجزای کلیدی تجهیزات MOCVD هستند.
2. واکنش قطعات کاربید سیلیکون متخلخل
برای مواد SiC با واکنش (نفوذ واکنشی یا پیوند واکنش)، انقباض خط تف جوشی را می توان زیر 1٪ کنترل کرد و دمای تف جوشی نسبتاً پایین است، که تا حد زیادی الزامات برای کنترل تغییر شکل و تجهیزات پخت را کاهش می دهد. بنابراین، این فناوری از مزیت دستیابی آسان به قطعات در مقیاس بزرگ برخوردار است و به طور گسترده در زمینه ساخت سازه های نوری و دقیق استفاده شده است.
12 روش اصلاح بنتونیت
اصلاح بنتونیت معمولاً از روش های فیزیکی، شیمیایی، مکانیکی و غیره برای تصفیه سطح استفاده می کند و به طور هدفمند خواص فیزیکی و شیمیایی سطح معدنی را بر اساس نیازهای کاربردی تغییر می دهد.
1. اصلاح سدیم
از آنجایی که مونتموریلونیت ظرفیت جذب Ca2+ قوی‌تری نسبت به Na+ دارد، بنتونیت موجود در طبیعت عموماً خاک مبتنی بر کلسیم است. با این حال، در کاربردهای عملی، مشخص شده است که ظرفیت تبادل Ca2+ در خاک مبتنی بر کلسیم بسیار کمتر از Na+ است. بنابراین، خاک مبتنی بر کلسیم اغلب قبل از عرضه به بازار، سدیم می شود.
2. اصلاح لیتیوم
بنتونیت لیتیوم دارای خواص تورم، غلیظ کننده و تعلیق عالی در آب، الکل های پایین تر و کتون های پایین تر است، بنابراین به طور گسترده ای در پوشش های معماری، رنگ های لاتکس، پوشش های ریخته گری و سایر محصولات برای جایگزینی عوامل مختلف تعلیق سلولز آلی استفاده می شود. منابع طبیعی بنتونیت لیتیوم بسیار کمی وجود دارد. بنابراین لیتیاسیون مصنوعی یکی از روش های اصلی تهیه بنتونیت لیتیومی است.
3. اصلاح اسیدشویی
در روش اصلاح اسید عمدتاً از اسیدهایی با انواع و غلظت های مختلف برای خیساندن بنتونیت استفاده می شود. از یک طرف، محلول اسیدی می تواند کاتیون های فلزی بین لایه ای را حل کند و آنها را با H+ با حجم کمتر و ظرفیت کمتر جایگزین کند و در نتیجه نیروی واندروالس بین لایه را کاهش دهد. فاصله بین لایه ها افزایش می یابد. از سوی دیگر، ناخالصی های موجود در کانال را می توان حذف کرد و در نتیجه سطح خاص را گسترش داد.
4. اصلاح فعال سازی بو دادن
روش اصلاح برشته کردن بنتونیت، کلسینه کردن بنتونیت در دماهای مختلف است. هنگامی که بنتونیت در دمای بالا کلسینه می شود، به طور متوالی آب سطحی، آب محدود شده در ساختار اسکلت و آلاینده های آلی در منافذ را از دست می دهد و باعث افزایش تخلخل و پیچیده تر شدن ساختار می شود.
5. اصلاح ارگانیک
اصل اساسی روش اصلاح آلی، ارگانیک کردن بنتونیت است، با استفاده از گروه‌های عاملی آلی یا مواد آلی برای جایگزینی لایه‌های بنتونیت برای تبادل کاتیون‌ها یا آب ساختاری، در نتیجه یک کامپوزیت آلی تشکیل می‌دهد که با پیوندهای کووالانسی، پیوندهای یونی، پیوندهای جفت یا واندر پیوند خورده است. نیروهای والس بنتونیت.
6. اصلاح ستون غیر آلی
اصلاح غیر آلی عبارت است از گسترش فاصله بین لایه ها با تشکیل یک ساختار ستونی معدنی بین لایه های بنتونیت، افزایش سطح ویژه و تشکیل یک ساختار شبکه حفره دو بعدی بین لایه ها. همچنین از ریزش بنتونیت در محیط های با دمای بالا جلوگیری می کند و پایداری حرارتی آن را بهبود می بخشد.
7. اصلاح کامپوزیت معدنی/آلی
روش اصلاح کامپوزیت معدنی/آلی از شکاف های بین لایه ای بزرگ و تبادل کاتیونی بنتونیت بهره می برد. عمدتاً از پلیمرهای معدنی برای باز کردن دامنه های بین لایه ای استفاده می کند و سپس از فعال کننده ها برای تغییر خواص سطحی بنتونیت استفاده می کند. روش.
8. اصلاح مایکروویو
اصل اصلاح مایکروویو استفاده از امواج مایکروویو با محدوده فرکانس بین 300 هرتز تا 300 گیگاهرتز برای پردازش بنتونیت و فعال کردن آن است. مایکروویو دارای مزایای نفوذ قوی، گرمایش یکنواخت، عملکرد ایمن و ساده، مصرف انرژی کم و راندمان بالا است. هنگامی که با روش های سنتی اسیدی کردن و برشته کردن ترکیب شود، نتایج بهتری دارد.
9. اصلاح اولتراسونیک
بنتونیت اصلاح شده اولتراسونیک می تواند عملکرد جذب آن را بهبود بخشد. سونوگرافی کوتاه مدت می تواند فاصله بین لایه ها را افزایش دهد و ساختار را شل کند و ورود یون های فلزی را آسان تر کند. سونوگرافی طولانی مدت می تواند پیوندهای Si-O-Si را روی سطح لاملاهای کریستالی در بنتونیت تغییر دهد و مقداری یون فلزی را به بنتونیت اضافه کند.
10. اصلاح نمک معدنی
اصلاح نمک معدنی عبارت است از فرو بردن بنتونیت در محلول نمک (NaCl، MgCl2، AlCl3، CaCl2، Cu(NO3)2، Zn(NO3)2، و غیره). ظرفیت جذب بنتونیت اصلاح شده توسط محلول نمک حتی بهتر از خاک اصلی است. افزایش داشته است.
11. اصلاح دوپینگ فلزات کمیاب
اصلاح‌کننده‌های خاکی کمیاب نمک‌های لانتانیم و اکسیدهای آنها هستند. پس از دوپینگ بنتونیت با فلز خاکی کمیاب لانتانیم، مقدار معینی از اکسیدها و هیدروکسیدهای فلزی روی سطح آن یا بین لایه ها وارد می شود و در نتیجه مونت موریلونیت موجود در بنتونیت ضعیف می شود. انرژی پیوند بین لایه ای
12. اصلاح با فلز
بنتونیت اصلاح شده با فلز از بنتونیت به عنوان حامل استفاده می کند و از روش سل-ژل، روش رسوب مستقیم، روش اشباع و سایر فرآیندها برای پراکندگی زیاد اجزای فعال فلزی بر روی حامل استفاده می کند، با استفاده از حامل برای داشتن ساختار اندازه منافذ خوب و سایر ویژگی ها. اجزای فعال می توانند اثر کاتالیزوری بهتری در واکنش کاتالیزوری اعمال کنند.
چه روش هایی می تواند به اصلاح سطح پودرهای فوق ریز کمک کند؟
پودر فوق ریز که به عنوان نانوپودر نیز شناخته می شود، به نوعی پودر اطلاق می شود که اندازه ذرات آن در محدوده نانومتری (1 تا 100 نانومتر) است. پودر فوق ریز معمولاً با آسیاب گلوله ای، خرد کردن مکانیکی، پاشش، انفجار، رسوب شیمیایی و روش های دیگر قابل تهیه است.
نانو پودرها به دلیل خاصیت خاصی که از نظر مغناطیس، کاتالیزور، جذب نور، مقاومت حرارتی و نقطه ذوب به دلیل اثر حجمی و اثر سطحی دارند، توجه مردم را به خود جلب کرده اند. با این حال، به دلیل اندازه کوچک و انرژی سطحی بالا، نانوذرات تمایل به تجمع خود به خود دارند. وجود تراکم بر عملکرد مواد نانوپودری تأثیر می گذارد. به منظور بهبود پراکندگی و پایداری پودر و وسیع‌تر کردن دامنه کاربرد مواد، لازم است سطح پودر را اصلاح کرد.
روش های زیادی برای اصلاح سطح وجود دارد که به طور کلی می توان آنها را به موارد زیر تقسیم کرد: اصلاح پوشش سطح، اصلاح شیمیایی سطح، اصلاح مکانیکی شیمیایی، اصلاح کپسول، اصلاح با انرژی بالا و اصلاح واکنش بارش.
اصلاح پوشش سطحی
اصلاح پوشش سطحی به این معنی است که هیچ واکنش شیمیایی بین اصلاح کننده سطح و سطح ذرات وجود ندارد. پوشش و ذرات با روش های فیزیکی یا نیروهای واندروالسی به هم متصل می شوند. این روش برای اصلاح سطح تقریباً همه انواع ذرات معدنی مناسب است. در این روش عمدتاً از ترکیبات معدنی یا ترکیبات آلی برای پوشاندن سطح ذرات برای تضعیف تجمع ذرات استفاده می شود. علاوه بر این، دافعه فضایی ایجاد شده توسط پوشش، اتحاد مجدد ذرات را بسیار دشوار می کند. اصلاح کننده هایی که برای اصلاح پوشش استفاده می شوند عبارتند از سورفکتانت ها، پراکنده کننده ها، مواد معدنی و غیره.
پودرهای قابل استفاده: کائولن، گرافیت، میکا، هیدروتالسیت، ورمیکولیت، رکتوریت، اکسیدهای فلزی و سیلیکات های لایه ای و غیره.
اصلاح شیمیایی سطح
اصلاح شیمیایی سطحی از جذب یا واکنش شیمیایی گروه های عاملی در مولکول های آلی روی سطح پودر معدنی برای اصلاح سطح ذرات استفاده می کند. این روش علاوه بر اصلاح گروه عملکردی سطحی، شامل اصلاح سطح با استفاده از واکنش رادیکال آزاد، واکنش کیلاسیون، جذب سل و غیره نیز می باشد.
پودرهای قابل استفاده: ماسه کوارتز، پودر سیلیس، کربنات کلسیم، کائولن، تالک، بنتونیت، باریت، ولاستونیت، میکا، خاک دیاتومه، بروسیت، سولفات باریم، دولومیت، دی اکسید تیتانیوم، هیدروکسید آلومینیوم، پودرهای مختلف مانند هیدروکسید و آلومینیوم منیزیم.
اصلاح مکانیکی
منظور از اصلاح مکانیکی، تغییر ساختار شبکه معدنی، شکل بلوری و غیره از طریق روش های مکانیکی مانند خرد کردن، آسیاب کردن و اصطکاک است. انرژی در سیستم افزایش می یابد و دما افزایش می یابد که باعث انحلال ذرات، تجزیه حرارتی و تولید آزاد می شود. یک روش اصلاحی که از رادیکال ها یا یون ها برای افزایش فعالیت سطحی مواد معدنی و ترویج واکنش یا اتصال مواد معدنی و سایر مواد برای دستیابی به هدف اصلاح سطح استفاده می کند.
پودرهای قابل استفاده: کائولن، تالک، میکا، ولاستونیت، دی اکسید تیتانیوم و انواع دیگر پودرها.
اصلاح کپسول
اصلاح کپسولی یک روش اصلاح سطحی است که سطح ذرات پودر را با یک لایه ضخامت یکنواخت و معین می پوشاند.
روش اصلاح انرژی بالا
روش اصلاح با انرژی بالا روشی است که از درمان پلاسما یا پرتو برای شروع واکنش پلیمریزاسیون برای دستیابی به اصلاح استفاده می کند.
اصلاح واکنش بارش
روش واکنش رسوبی عبارت است از افزودن یک رسوب دهنده به محلولی حاوی ذرات پودر یا افزودن ماده ای که می تواند باعث تولید رسوب دهنده در سیستم واکنش شود، به طوری که یون های اصلاح شده تحت یک واکنش ته نشینی قرار گرفته و بر روی سطح ذرات رسوب کنند. ، در نتیجه ذرات را پوشش می دهد. روش‌های بارش را می‌توان به طور عمده به روش‌های بارش مستقیم، روش‌های بارش یکنواخت، روش‌های هسته‌زایی غیریکنواخت، روش‌های توام بارش، روش‌های هیدرولیز و غیره تقسیم کرد.
پودرهای قابل استفاده: دی اکسید تیتانیوم، میکای مرواریدی، آلومینا و سایر رنگدانه های معدنی.
کاربرد آسیاب جت در پوشش های ضد خوردگی
خاکستر بادی که به آن خاکستر بادی نیز می گویند، ضایعات پودری است که از کلسینه کردن در دیگ های بخار تشکیل می شود.
خاکستر بادی معمولاً قبل از اینکه گاز دودکش به دودکش برسد توسط یک رسوب‌دهنده الکترواستاتیک یا سایر دستگاه‌های فیلتر ذرات از گاز دودکش گرفته می‌شود.
خاکستر بادی از کریستال ها، بدنه های شیشه ای و کربن باقی مانده تشکیل شده است. خاکستری یا خاکستری سیاه و نامنظم است. بیشتر ذرات ریزکره‌ای هستند، با اندازه ذرات 0.1 تا 300.0 میکرومتر، چگالی حدود 2 گرم بر سانتی‌متر مکعب، و چگالی ظاهری 1.0 تا 300.0 میکرومتر. 1.8 گرم بر سانتی متر مکعب، دارای سطح ویژه بزرگ و فعالیت جذب قوی است.
مکانیسم عملکرد ضد خوردگی پوشش های تقویت شده با خاکستر بادی
خاکستر بادی حاوی تعداد زیادی ریزدانه و ساختارهای زجاجیه اسفنجی است. علاوه بر این، پس از خرد شدن ریزدانه ها، یعنی پس از تخریب سطح، ساختارهای منفذی و ساختارهای شیشه ای اسفنجی بیشتری در معرض دید قرار می گیرند که می تواند سطح ویژه پودر را افزایش دهد. با استفاده از این ویژگی ها، می توان از آن به عنوان پرکننده در سایر محصولات استفاده کرد و در نتیجه آن را به پرکننده عملکردی بهتری برای پوشش ها تبدیل کرد. تحقیقات نشان می دهد که خاکستر بادی بسیار ریز، به عنوان پرکننده رنگ، می تواند پوشش، تسطیح و مقاومت در برابر سایش را ترکیب کند.
مقاومت در برابر خوردگی پوشش ارتباط نزدیکی با تخلخل پوشش دارد. خاکستر بادی به عنوان پرکننده در پوشش اضافه می شود. به دلیل اثر پوزولانی خاکستر بادی، می تواند منافذ پوشش را پر کند تا از نفوذ مواد خورنده به داخل پوشش از طریق پوشش ضد خوردگی جلوگیری کند.
خاکستر بادی خواص مکانیکی خوبی دارد. پوشش کامپوزیت خاکستر بادی / رزین می تواند دوام پوشش را افزایش دهد، از منافذ موضعی ناشی از سایش و از بین رفتن محافظت جلوگیری کند و عمر مفید پوشش را تا حد زیادی افزایش دهد.
افزودن پلیمر رسانا نه تنها عملکرد آب بند بودن پوشش را بهبود می بخشد، بلکه سرعت اکسیداسیون فلز را نیز کاهش می دهد. با افزودن پودر روی یا پودر آلومینیوم به پوشش ضد خوردگی، ماده فعال به آند واکنش خوردگی تبدیل شده و از ماتریس فلزی به عنوان کاتد محافظت می کند.
کاربرد آسیاب جت در پوشش های ضد خوردگی
متفاوت از اصل سنگ شکن مکانیکی سنتی، تحت عمل جریان هوا با سرعت بالا، مواد از طریق برخورد بین ذرات خود، اثر ضربه و برشی جریان هوا بر روی مواد و ضربه، اصطکاک و برشی خرد می شوند. مواد و سایر قطعات نیروی خرد کننده علاوه بر نیروی ضربه شامل نیروهای اصطکاک و برشی نیز می شود. اصطکاک در اثر اصطکاک و حرکت سنگ زنی بین ذرات ماده و دیواره داخلی ایجاد می شود. البته این فرآیند اصطکاک و سنگ زنی بین ذرات نیز اتفاق می افتد. از آنجایی که دو روش خرد کردن ضربه و آسیاب عمدتاً برای خرد کردن ریز مواد شکننده مناسب هستند، به ویژه مناسب هستند.
سنگ شکن جت دارای ویژگی های خاصی است زیرا از نظر روش ها و اصول سنگ شکن با سنگ شکن های معمولی متفاوت است:
ظرافت محصول یکنواخت است. برای سنگ شکن جریان هوا، در طول فرآیند خرد کردن، به دلیل نیروی گریز از مرکز چرخش جریان هوا، ذرات درشت و ریز را می توان به طور خودکار طبقه بندی کرد.
اندازه متوسط ذرات مواد خرد شده خوب است و می توان آن را تا سطح زیر میکرون خرد کرد.
فرآیند تولید مستمر است، ظرفیت تولید زیاد است و میزان خودکنترلی و اتوماسیون بالاست.
جریان فرآیند آماده سازی پودر فوق ریز کلسیت
پودر فوق ریز کلسیت به عنوان یک ماده معدنی غیرفلزی متداول، کاربردهای گسترده ای در صنعت و فناوری دارد. فرآیند تهیه و کیفیت آن به طور مستقیم بر عملکرد و رقابت در بازار محصول تأثیر می گذارد. در این مقاله شما را با مراحل تهیه پودر اولترا ریز کلسیت و قیمت آن آشنا می کنیم، امید است اطلاعات ارزشمندی در اختیار شما قرار دهیم.
جریان فرآیند آماده سازی پودر فوق ریز کلسیت
تهیه پودر فوق ریز کلسیت عمدتاً شامل فرآیند آسیاب می شود. جریان کلی فرآیند به شرح زیر است:
1. انتخاب مواد اولیه
انتخاب سنگ معدن کلسیت مرغوب به عنوان ماده اولیه اولین گام در تهیه پودر بسیار ریز است. کیفیت مواد اولیه ارتباط مستقیمی با خلوص و عملکرد محصول نهایی دارد.
2. خرد کردن
سنگ معدن کلسیت انتخاب شده معمولاً با استفاده از سنگ شکن فکی، سنگ شکن مخروطی و سایر تجهیزات برای خرد کردن سنگ اصلی به ذرات کوچکتر خرد می شود.
3. آسیاب کردن
پس از خرد کردن، ذرات با استفاده از تجهیزات سنگ زنی بسیار ریز آسیاب می شوند تا پودر بسیار ریز مورد نیاز به دست آید. انتخاب تجهیزات سنگ زنی بسیار ریز و تنظیم پارامترهای فرآیند تأثیر مهمی بر ریزبینی و توزیع ذرات محصول دارد.
4. درجه بندی
پودر کلسیت آسیاب شده ممکن است ناهمگنی ذرات خاصی داشته باشد. پودر فوق ریز از طریق تجهیزات طبقه بندی غربال و طبقه بندی می شود تا ظرافت مورد نیاز به دست آید.
5. بسته بندی
پودر فوق ریز کلسیت به دست آمده از طریق تجهیزات بسته بندی بسته بندی می شود تا از کیفیت محصول اطمینان حاصل شود و ذخیره سازی، حمل و نقل و فروش تسهیل شود.
پودر فوق ریز کلسیت یک ماده معدنی غیرفلزی مهم است و فرآیند تهیه و قیمت آن برای صنایع مرتبط و زمینه های کاربردی بسیار مهم است.
خوب بودن یا نبودن اثر اصلاح سطح پودر سیلیس به این نکات بستگی دارد!
پودر سیلیس خود یک ماده قطبی و آبدوست است. دارای خواص رابط متفاوت با ماتریس پلیمری است و سازگاری ضعیفی دارد. اغلب پراکندگی در مواد پایه دشوار است. بنابراین معمولاً اصلاح سطح پودر سیلیس مورد نیاز است. تغییر هدفمند خواص فیزیکی و شیمیایی سطح پودر سیلیس با توجه به نیازهای کاربرد و در نتیجه بهبود سازگاری آن با مواد پلیمری آلی و تامین نیازهای پراکندگی و سیالیت آن در مواد پلیمری.
عواملی مانند کیفیت مواد اولیه پودر سیلیس، فرآیند اصلاح، روش اصلاح سطح و اصلاح کننده، دوز اصلاح کننده، شرایط فرآیند اصلاح (دمای اصلاح، زمان، pH و سرعت هم زدن) همگی بر اثر اصلاح سطح پودر سیلیس تأثیر می‌گذارند. در این میان روش‌های اصلاح سطح و اصلاح‌کننده‌ها از عوامل اصلی تأثیرگذار بر اثر اصلاح هستند.
1. کیفیت مواد خام پودر سیلیس
نوع، اندازه ذرات، سطح ویژه، گروه های عملکردی سطح و سایر خواص پودر سیلیس به طور مستقیم بر ترکیب آن با اصلاح کننده های سطح تأثیر می گذارد. اثرات اصلاحی انواع پودر سیلیس نیز متفاوت است. در میان آنها، پودر سیلیس کروی دارای سیالیت خوبی است، به راحتی با اصلاح کننده در طول فرآیند اصلاح ترکیب می شود و می تواند بهتر در سیستم پلیمری آلی پراکنده شود. و چگالی، سختی، ثابت دی الکتریک و سایر خواص به طور قابل توجهی بهتر از پودر سیلیس زاویه ای است.
2. روش ها و اصلاح کننده های اصلاح سطح
در حال حاضر روش‌های اصلاح سطح پودر سیلیس عمدتاً اصلاح آلی، اصلاح معدنی و اصلاح مکانیکی است که در این میان رایج‌ترین روش اصلاح مورد استفاده اصلاح آلی است. هنگامی که اثر اصلاح منفرد خوب نیست، می توانید ترکیب اصلاح ارگانیک را با سایر روش های اصلاح برای اصلاح ترکیبی در نظر بگیرید.
(1) اصلاح ارگانیک
اصلاح آلی روشی است که از گروه های عاملی در مواد آلی برای انجام جذب فیزیکی، جذب شیمیایی و واکنش های شیمیایی بر روی سطح پودر سیلیس برای تغییر خواص سطحی پودر سیلیس استفاده می کند.
(2) اصلاح غیر آلی
اصلاح غیر آلی به پوشش یا ترکیب فلزات، اکسیدهای معدنی، هیدروکسیدها و غیره بر روی سطح پودر سیلیس برای دادن عملکردهای جدید به ماده اشاره دارد. به عنوان مثال، اویاما و همکاران. از یک روش بارش برای پوشاندن سطح SiO2 با Al(OH)3 استفاده کرد و سپس SiO2 اصلاح شده را با پلی دی‌وینیل بنزن پیچیده کرد، که می‌تواند الزامات کاربرد خاصی را برآورده کند.
(3) اصلاح مکانیکی
منظور از اصلاح مکانیکی شیمیایی، ابتدا استفاده از آسیاب بسیار ریز و سایر نیروهای مکانیکی قوی برای فعال کردن سطح ذرات پودر برای افزایش نقاط فعال یا گروه‌های فعال در سطح پودر سیلیس و سپس ترکیب اصلاح‌کننده‌ها برای دستیابی به اصلاح ترکیبی پودر سیلیس است.
3. دوز اصلاح کننده
مقدار اصلاح کننده معمولاً به تعداد نقاط فعال (مانند Si-OH) روی سطح پودر سیلیس و لایه تک مولکولی و ضخامت دو مولکولی اصلاح کننده که سطح را می پوشاند مربوط می شود.
وقتی مقدار اصلاح کننده خیلی کم باشد، درجه فعال شدن سطح پودر سیلیس اصلاح شده زیاد نخواهد بود. هنگامی که مقدار اصلاح کننده بیش از حد زیاد باشد، نه تنها هزینه اصلاح را افزایش می دهد، بلکه یک لایه فیزیکی چند لایه روی سطح پودر سیلیس اصلاح شده تشکیل می دهد. جذب سطحی بین پودر سیلیس و پلیمر آلی را به یک لایه ضعیف تبدیل می کند و در نتیجه قادر به عملکرد به عنوان یک پل مولکولی نیست.
4. فرآیند اصلاح و بهینه سازی شرایط
فرآیندهای اصلاح رایج برای پودر سیلیس عمدتاً شامل اصلاح خشک، اصلاح مرطوب و اصلاح کامپوزیت است.
اصلاح خشک اصلاحی است که در آن پودر سیلیس در یک تجهیزات اصلاحی در حالت نسبتاً خشک پراکنده شده و با مقدار معینی اصلاح کننده سطح در دمای معینی ترکیب می شود. فرآیند اصلاح خشک ساده است و هزینه تولید پایینی دارد. در حال حاضر روش اصلی اصلاح سطح پودر سیلیس خانگی است و برای پودر سیلیس در سطح میکرون مناسب است.
علاوه بر این، برای دستیابی به اثر اصلاحی خوب پودر سیلیس، دما، pH، زمان، سرعت هم زدن و سایر شرایط فرآیند در طول فرآیند اصلاح باید کنترل شود.
دمای اصلاح یک شرط مهم برای تراکم، کم آبی و تشکیل پیوندهای کووالانسی قوی بین اصلاح کننده و پودر سیلیس است. دمای اصلاح نباید خیلی زیاد یا خیلی پایین باشد. دمای بیش از حد بالا باعث تجزیه یا تبخیر اصلاح کننده می شود و دمای بسیار پایین باعث تجزیه یا تبخیر اصلاح کننده می شود. این باعث کاهش سرعت واکنش بین اصلاح کننده و پودر سیلیس می شود و بر اثر اصلاح اثر می گذارد.
با سیلیکون سیاه و کاربردهای آن آشنا شوید
ریشه نام سیلیکون سیاه این است که همانطور که توسط چشم انسان مشاهده می شود، رنگ آن سیاه است. به دلیل ریزساختار روی سطح، سیلیکون سیاه می تواند نزدیک به 100 درصد نور فرودی را جذب کند و نور بسیار کمی منعکس می شود، بنابراین برای چشم انسان سیاه به نظر می رسد.
خواص نوری و نیمه هادی منحصر به فرد مواد سیلیکونی سیاه طیف وسیعی از کاربردها را برای حسگرهای فوتوالکتریک (فوتو آشکارسازها، دوربین های تصویربرداری حرارتی و غیره) به ارمغان آورده است، مانند دوربین های کم نور که در باندهای دوگانه مرئی و مادون قرمز نزدیک کار می کنند. مزایای زیادی برای برنامه های غیرنظامی و نظامی به ارمغان می آورد. به راحتی های زیادی بیایید.
یکی از جذاب‌ترین ویژگی‌های سیلیکون سیاه، بازتاب نسبتاً کم و قابلیت‌های جذب زاویه باز آن در محدوده طیفی وسیع است. بازتاب سیلیکون سیاه معمولاً می تواند به کمتر از 10 درصد برسد که برای نانومخروط ها یا نانوسیم ها بسیار مفید است. ساختار ویژه نسبت قطر می تواند با بهینه سازی پارامترهای فرآیند، بازتاب متوسط را به کمتر از 3 درصد کاهش دهد.
با توسعه فناوری پردازش ریز سیلیکون، ریزساختار سیلیکون سیاه از اولین ساختار نانومخروط پردازش شده توسط لیزر فمتوثانیه تا ساختارهای هرمی، حفره‌ای، نانوسیمی و ساختارهای مرکب توسعه یافته است.
پس از سال ها اکتشاف، سیستم های پردازش مختلفی برای روش های پردازش سیلیکون سیاه ایجاد شده است. روش های رایج مورد استفاده شامل روش لیزر فمتوثانیه، روش اچ الکتروشیمیایی، روش اچ یونی واکنشی، روش اسیدی، روش قلیایی، روش اچ با کمک فلز و غیره می باشد. هر روش پردازش مورفولوژی ریزساختار متفاوت و خواص نوری موجود دارد.
در همان زمان، تعریف سیلیکون سیاه به تدریج گسترش یافته است. دیگر محدود به سیلیکون ریزساختار پردازش شده توسط لیزر فمتوثانیه نیست و رنگ آن به سیاه محدود نمی شود. تا زمانی که توانایی به دام انداختن نور آشکاری داشته باشد، می توان آن را سیلیکون ریزساختار نامید. این ماده سیلیکونی سیاه است.
با کنترل اندازه ساختاری مشخصه سیلیکون متخلخل چندلایه، محققان به طور مصنوعی تغییرات ضریب شکست آن را کنترل می کنند. سطح سیلیکون دارای اثرات جذب متفاوتی برای نورهای مختلف است و در نهایت رنگ های متفاوتی در زیر چشم انسان ظاهر می شود. این راه حل فنی را می توان برای یک آشکارساز چهار چهارگانه اعمال کرد، به طوری که هر ربع ویژگی های پاسخ طیفی متفاوتی را نشان می دهد.
به عنوان یک ماده جدید، سیلیکون سیاه دارای خواص بسیار عالی است و در بسیاری از زمینه ها مانند سرعت جذب نور بسیار بالا و حساسیت به نور، که می تواند به عنوان لایه جذب کننده آشکارسازهای نوری استفاده شود، استفاده شده است. استفاده از خواص ضد انعکاس سیلیکون سیاه و زاویه باز ویژگی هایی مانند جذب می تواند عملکرد دستگاه مانند نرخ پاسخ فوتوالکتریک و محدوده طیفی پاسخ را بهبود بخشد. ساختار هرمی سیلیکون سیاه دارای ویژگی های انتشار میدان عالی است، بنابراین می توان از آن به عنوان یک ماده انتشار میدانی استفاده کرد. سیلیکون سیاه همچنین دارای خواص انتشار نور عالی است. با توجه به خواص درخشندگی آن، می توان آن را به عنوان یک ماده فوتولومینسانس استفاده کرد. با استفاده از سطح ویژه فوق العاده بالای سیلیکون سیاه، می توان از آن به عنوان یک چسب جامد یا ساختار اتلاف حرارت بین مواد سیلیکونی استفاده کرد.
در بسیاری از کاربردها، مواد سیلیکونی سیاه ارزش زیادی در بهبود کارایی فتوولتائیک سلول‌های خورشیدی سیلیکونی کریستالی صنعتی نشان داده‌اند. با توسعه انفجاری تکنولوژی ویفر سیلیکونی برش سیم الماس، لایه آسیب در حین برش ویفر سیلیکونی تا حد زیادی کاهش یافته است و همچنین می توان ویفرهای سیلیکونی مونو کریستالی یا پلی کریستالی نازک تر را تهیه کرد که به شدت توسعه صنعت فتوولتائیک را ارتقا داده و بهبود بخشیده است. عملکرد دستگاه ها راندمان تبدیل فوتوالکتریک، سلول های فتوولتائیک نیاز فوری به فناوری سطح جلویی با بازتاب کم و جذب زاویه باز و طراحی ساختاری با جذب افزایش یافته دارند. فناوری سیلیکون سیاه جفت طبیعی را در زمینه فتوولتائیک نشان می دهد.
کاربردهای گرافن در زمینه هدایت حرارتی چیست؟
در حال حاضر با تعمیق مداوم تحقیقات، کاربرد گرافن در زمینه هدایت حرارتی به نتایج قابل توجهی دست یافته است که از جمله آنها می توان به تشکیل لایه های گرافن از طریق پیوندهای شیمیایی بین ورقه ها، به عنوان پرکننده در مواد کامپوزیتی رسانای حرارتی و پوشش های رسانای حرارتی اشاره کرد. و تهیه گرافن الیاف پلی اتیلن مواد نساجی کاربردی جدید و غیره
1. فیلم حرارتی گرافن
فیلم گرافیت مصنوعی برای مدت طولانی در گذشته ایده آل ترین انتخاب برای فیلم های رسانای حرارتی بوده است. معمولاً می توان از آن به عنوان هیت سینک در قطعات الکترونیکی استفاده کرد و به سطح قطعات الکترونیکی متصل می شود که به راحتی گرما تولید می کنند تا گرمای تولید شده توسط منبع گرما را به طور یکنواخت پخش کنند. اما از آنجایی که فیلم‌های گرافیتی با رسانایی حرارتی بالا عمدتاً با استفاده از روش فنی کربن‌سازی-گرافیت‌سازی فیلم PI تهیه می‌شوند که به عنوان مواد اولیه نیاز به فیلم‌های پلی‌آمید با کیفیت بالا دارد و تحقیق و توسعه و تولید آن دارای موانع فنی بالایی است، بنابراین صنعت همیشه امیدواریم جایگزین های دیگری برای حل مشکل مسدود شدن مواد خام توسط فناوری پیدا شود و فیلم رسانای حرارتی گرافن جایگزین ایده آلی است.
2. پرکننده رسانای حرارتی
گرافن به عنوان یک پرکننده رسانای حرارتی دو بعدی، راحت‌تر از پرکننده‌های دانه‌ای، یک شبکه رسانای حرارتی تشکیل می‌دهد و چشم‌انداز کاربرد خوبی در مواد رابط حرارتی و پوشش‌های رسانای حرارتی دارد.
آ. به عنوان یک ماده رابط حرارتی پرکننده رسانای حرارتی
در مقایسه با پرکننده‌های رسانای حرارتی دانه‌ای سنتی، پرکننده‌های رسانای حرارتی که از گرافن به عنوان ماده رابط حرارتی استفاده می‌کنند، نه تنها می‌توانند از رسانایی حرارتی فوق‌العاده بالای آن در صفحه استفاده کنند، بلکه نسبت قطر به ضخامت بزرگ آن نیز برای ساخت یک ماده مناسب‌تر است. شبکه سه بعدی هدایت حرارتی این دارای مزایای قوی در ترکیب با پرکننده های ابعاد دیگر برای بهبود هدایت حرارتی مواد رابط حرارتی است.
ب به عنوان پرکننده برای پوشش های دفع گرما
مشکل اتلاف گرما یک گلوگاه بزرگ است که توسعه دستگاه های سبک وزن با کارایی بالا را محدود می کند. به عنوان یک پوشش صنعتی خاص، پوشش اتلاف گرما می تواند با افزایش نرخ تابش مادون قرمز سطح منبع گرما، سرعت اتلاف حرارت و کارایی سطح جسم را افزایش داده و دمای سطح ماده را کاهش دهد. نیاز به اتلاف گرمای کارآمد دستگاه ها را با وجود محدودیت های فضا و اندازه برآورده کنید.
3. منسوجات کاربردی فیبر گرافن با هدایت حرارتی بالا
فیبر گرافن با رسانایی حرارتی بالا نوع جدیدی از مواد فیبر کربنی است که از واحدهای گرافن که به شیوه ای منظم مونتاژ و چیده شده اند، تشکیل شده است. با استفاده از پراکندگی اکسید گرافن یا پراکندگی گرافن عامل دار از طریق ریسندگی مرطوب، به شیوه ای منظم مونتاژ می شود. . مزیت اصلی آن این است که به طور همزمان دارای خواص مکانیکی، الکتریکی و حرارتی خوبی است و می توان آن را با فناوری نساجی ترکیب کرد تا منسوجات کاربردی را در مقادیر زیاد از طریق ریسندگی مرطوب تولید کند.
در حال حاضر، رسانایی حرارتی فوق‌العاده بالا گرافن را می‌توان برای تولید لباس‌های گرمایش الکتریکی که می‌توانند گرم نگه دارند و سرما را دور نگه دارند، و همچنین منسوجات رسانای گرمایی و خنک‌کننده استفاده کرد. لباس‌های گرمایش الکتریکی گرافن عمدتاً از گرافن برای تبدیل انرژی منبع تغذیه به گرما استفاده می‌کنند و سپس رسانایی حرارتی فوق‌العاده بالای گرافن را برای انتقال یکنواخت گرما به کل بدن ترکیب می‌کنند. این می تواند پارچه را سبک و نرم نگه دارد در حالی که عملکرد عالی عایق حرارتی را ارائه می دهد. منسوجات رسانای حرارتی و احساس خنک از رسانایی حرارتی بالای گرافن استفاده می کنند که باعث از دست دادن سریع حرارت از سطح پوست پس از تماس پوست با منسوجات می شود و دمای بدن را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و تجربه پوشیدن راحت تری را برای افراد فراهم می کند.
پیشرفت کاربرد آسیاب گلوله ای در زمینه مواد جدید
از زمان معرفی بیش از 100 سال پیش، آسیاب های گلوله ای به طور گسترده ای در صنایعی مانند صنایع شیمیایی، معدن، مصالح ساختمانی، برق، پزشکی و صنایع دفاع ملی استفاده شده است. به خصوص در زمینه های پردازش مواد معدنی پیچیده، اصلاح سطح پودر، فعال سازی پودر، سنتز پودر عملکردی، آلیاژسازی مکانیکی و آماده سازی پودر بسیار ریز، روش آسیاب توپ مکانیکی بازار تحقیقاتی و کاربردی گسترده ای دارد. .
آسیاب توپ دارای ویژگی های ساختار ساده، عملکرد مداوم، سازگاری قوی، عملکرد پایدار، مناسب برای کنترل خودکار در مقیاس بزرگ و آسان برای تحقق است. نسبت خرد شدن آن می تواند از 3 تا 100 متغیر باشد. برای پردازش مواد خام معدنی مختلف و آسیاب مرطوب مناسب است. و می توان از آسیاب خشک به عنوان روش سایشی آن استفاده کرد.
پیشرفت تحقیق روش آسیاب گلوله ای مکانیکی در زمینه مواد جدید
(1) مواد باتری لیتیوم
مواد SiOx توسط آسیاب توپ مکانیکی در اتمسفر هوا سنتز شدند. ظرفیت خاص حجمی SiOx که به عنوان ماده آند برای باتری‌های لیتیوم یون استفاده می‌شود، می‌تواند به ۱۴۸۷ میلی‌آمپر ساعت در سی‌سی برسد که بیش از دو برابر گرافیت است. راندمان کولمبی اول آن بالاتر از SiO تصفیه نشده است، تا 66.8٪. و دارای ثبات چرخه عالی است. پس از 50 چرخه در چگالی جریان 200 میلی آمپر بر گرم، ظرفیت در حدود 1300 میلی آمپر بر گرم تثبیت می شود. نتایج نشان می دهد که SiOx تهیه شده با این روش امکان عملی دارد.
(2) مواد خاکی کمیاب
از نظر پودر پولیش خاکی کمیاب، روش آسیاب مکانیکی توپی نه تنها نیروی برشی را در طی واکنش شیمیایی افزایش می‌دهد، سرعت انتشار ذرات را افزایش می‌دهد، به پالایش واکنش‌دهنده‌ها و محصولات کمک می‌کند، بلکه از ورود حلال‌ها و کاهش آن نیز جلوگیری می‌کند. این فرآیند بارش میانی را حذف می کند، تأثیر بسیاری از شرایط آماده سازی را در فرآیند آماده سازی پودر پولیش کاهش می دهد و دامنه تحقیقاتی مواد پولیش را تا حد زیادی گسترش می دهد. از نظر مواد کاتالیزوری خاکی کمیاب، روش آسیاب گلوله ای مکانیکی فرآیند آماده سازی ساده و شرایط ملایمی دارد و می تواند مواد را در مقادیر زیاد پردازش کند.
(3) مواد کاتالیزوری
به منظور تغییر اندازه ذرات TiO2 و بهبود عملکرد فوتوکاتالیستی آن، Qi Dongli و همکاران. از آسیاب گلوله ای پرانرژی برای پردازش پودر TiO2 استفاده کرد و اثر زمان آسیاب گلوله ای را بر میکرومورفولوژی، ساختار بلوری، طیف رامان، طیف فلورسانس و عملکرد فوتوکاتالیستی نمونه مورد مطالعه قرار داد. میزان تخریب نمونه های TiO2 پس از آسیاب گلوله ای بیشتر از نمونه های آسیاب نشده گلوله ای است و نرخ تخریب نمونه گلوله ای آسیاب شده به مدت 4 ساعت بالاترین میزان است که نشان می دهد بهترین عملکرد فوتوکاتالیستی را دارد.
(4) مواد فتوولتائیک
برای تهیه پودر نقره پوسته پوسته روشن از روش شیمیایی احیاء-مکانیکی آسیاب گلوله ای استفاده شد و اثرات روش آسیاب گلوله ای، زمان آسیاب گلوله ای و سرعت آسیاب گلوله ای بر پارامترها و خواص پودر نقره پوسته پوسته بررسی شد. نتایج نشان می‌دهد که آسیاب گلوله‌ای مرطوب راندمان تشکیل پوسته پوسته بالاتری دارد، اما پودر نقره پولکی تهیه شده توسط آسیاب گلوله‌ای خشک قطر پولکی بزرگ‌تر و ظاهر نقره‌ای روشن‌تری دارد.
(5) مواد پروسکایت
نانوپودر پروسکایت دوگانه بدون سرب Cs2AgBiBr6 با استفاده از فرآیند آسیاب توپی مکانیکی تهیه شد. با افزایش زمان آسیاب گلوله ای، نانوپودر Cs2AgBiBr6 در نهایت به فاز خالص می رسد، اندازه ذرات به تدریج به حدود 100 نانومتر کاهش می یابد و شکل ذرات از میله ای شکل به ذرات گرد تغییر می کند.
(6) مواد جذب
کانی‌های غیرفلزی مانند سنگ آهک، کائولن و سرپانتین از طریق آسیاب گلوله‌ای فعال می‌شوند تا توانایی خود را در واکنش با اجزای مضر مانند مس، سرب و آرسنیک در فاز آب تقویت کنند. این یک فرآیند جدید تصفیه فاضلاب کارآمد، ساده و کم هزینه را قادر می سازد تا در فرآیند تصفیه فاضلاب اعمال شود. بارش انتخابی، جداسازی و بازیابی غنی سازی اجزای فلزی هدف.
در مقایسه با سایر روش‌ها، در طول فرآیند واکنش شیمیایی، روش آسیاب گلوله‌ای می‌تواند انرژی فعال‌سازی واکنش را به میزان قابل توجهی کاهش دهد، اندازه ذرات پودر را کاهش دهد، فعالیت پودر را افزایش دهد، توزیع اندازه ذرات را بهبود بخشد، پیوند بین رابط‌ها را تقویت کند، یون جامد را تقویت کند. انتشار و باعث ایجاد واکنش های شیمیایی در دمای پایین برای بهبود چگالی و خواص نوری، الکتریکی، حرارتی و دیگر مواد می شود. تجهیزات ساده است، فرآیند کنترل آسان است، هزینه کم است و آلودگی کمتری وجود دارد. این یک فناوری آماده سازی مواد کم مصرف و کارآمد است که برای تولید صنعتی آسان است.