Silicate de zirconium : le géant invisible à l'ère de la haute technologie
Avec le développement rapide de la science et de la technologie, de nouvelles percées sont constamment réalisées dans le domaine des nouveaux matériaux. Parmi eux, le silicate de zirconium, en tant que matériau inorganique important, joue non seulement un rôle central dans l'industrie céramique traditionnelle, mais présente également un large éventail de perspectives d'application dans le domaine de la haute technologie.
Le silicate de zirconium (ZrSiO₄) est une substance inorganique blanc grisâtre, insoluble dans l'eau, dont la composition théorique est de 67,1 % de ZrO₂ et 32,9 % de SiO₂.
Il a un point de fusion élevé (2500 degrés Celsius), un indice de réfraction élevé (1,93-2,01) et une excellente stabilité chimique. Ces caractéristiques et les avantages qu'elles apportent font briller le silicate de zirconium dans de nombreux domaines.
Effet blanchissant important :
La baddeleyite formée par le silicate de zirconium dans la glaçure céramique peut diffuser efficacement les ondes lumineuses incidentes, améliorant considérablement la blancheur et la brillance de la glaçure, et constitue un matériau idéal pour le blanchiment de la céramique.
Forte stabilité chimique :
Le silicate de zirconium a une stabilité chimique extrêmement forte et peut résister à l'érosion d'une variété d'acides, d'alcalis et de substances corrosives, ce qui lui permet de maintenir des performances stables dans divers environnements difficiles.
Excellente résistance aux hautes températures :
Le point de fusion élevé permet au silicate de zirconium de conserver sa structure et sa stabilité de performance dans des environnements à haute température, ce qui en fait une matière première idéale pour la préparation de céramiques et de matériaux réfractaires à haute température.
Améliorer la dureté de l'émail et la résistance à l'usure :
L'ajout de silicate de zirconium peut améliorer considérablement la dureté et la résistance à l'usure des glaçures céramiques et prolonger la durée de vie des produits.
Respectueux de l'environnement et sans pollution :
En tant que matériau inorganique, le silicate de zirconium est non toxique et inoffensif, ne pollue pas l'environnement et répond aux exigences de la production verte moderne.
Le silicate de zirconium est largement utilisé dans la production de céramiques architecturales, de céramiques sanitaires, de céramiques à usage quotidien et de céramiques artisanales en raison de son excellente opacité et des avantages ci-dessus.
Il peut non seulement améliorer les performances de liaison du corps en céramique et de l'émail, mais également améliorer la qualité globale de l'émail, rendant les produits en céramique plus beaux et plus durables.
Tubes d'image couleur dans l'industrie de la télévision :
L'application du silicate de zirconium dans les tubes d'image couleur améliore la clarté et la saturation des couleurs de l'image affichée, apportant une expérience visuelle plus réaliste au public.
Verre émulsifié :
Dans l'industrie du verre, le silicate de zirconium est utilisé comme émulsifiant pour aider à la fabrication de produits en verre à haute transparence et à haute résistance, qui sont largement utilisés dans l'automobile, la construction et d'autres domaines.
Matériaux hautes performances :
Le silicate de zirconium à l'échelle nanométrique est un choix idéal pour la préparation de céramiques haut de gamme et de matériaux fonctionnels, tels que les revêtements résistants à l'usure et les matériaux d'isolation thermique, en raison de son effet nano unique et des avantages ci-dessus.
Avec l'avancement continu de la science et de la technologie et l'amélioration de la sensibilisation à l'environnement, le champ d'application du silicate de zirconium sera encore élargi. À l'avenir, nous verrons apparaître davantage de produits à base de silicate de zirconium à hautes performances et respectueux de l'environnement, contribuant davantage au progrès scientifique et technologique et au développement social. En bref, en tant que matériau inorganique important, le silicate de zirconium a montré un grand potentiel de développement dans l'industrie céramique et les domaines de haute technologie avec ses avantages uniques et ses vastes perspectives d'application. Nous avons des raisons de croire que dans le développement futur, le silicate de zirconium continuera à jouer ses avantages uniques et deviendra une force importante pour promouvoir le progrès de l'industrie.
Dioxyde de titane – L’un des meilleurs pigments blancs au monde
Le dioxyde de titane, également connu sous le nom de dioxyde de titane, a la formule chimique TiO2 et est un pigment blanc avec d'excellentes performances. Le dioxyde de titane nano est un type important de matériau fonctionnel inorganique, également connu sous le nom de dioxyde de titane nano. Le dioxyde de titane nano est une fine poudre de dioxyde de titane fabriquée par un procédé spécial.
Domaines d'application
1. Application dans les pigments et les revêtements
Le dioxyde de titane de qualité pigmentaire a un indice de réfraction élevé, un fort pouvoir colorant, un grand pouvoir couvrant, une bonne dispersibilité et une bonne blancheur, est non toxique et possède des propriétés physiques et chimiques stables, et possède d'excellentes propriétés optiques et électriques. Il est largement utilisé dans la peinture au latex, les revêtements d'impression en bobine et en fer, les peintures automobiles, les revêtements en poudre et d'autres domaines, représentant plus de 90 % de tous les pigments blancs utilisés, ce qui peut améliorer la qualité du produit, ajouter de la couleur et éclaircir. Le dioxyde de titane avec une taille de particule de 200 à 400 nm a également des fonctions telles que la protection contre les ultraviolets, la protection électrostatique, la résistance à l'usure et aux rayures, améliore l'adhérence du revêtement et empêche l'affaissement.
2. Application dans les textiles et les fibres chimiques
Les textiles et les fibres chimiques sont un domaine d'application important du dioxyde de titane. Il a un indice de réfraction élevé, ce qui lui permet d'avoir de bonnes propriétés optiques. Par conséquent, il est souvent utilisé comme agent matant pour les fibres synthétiques. En règle générale, il suffit d'ajouter 0,2 à 0,5 % de TiO2 aux fibres synthétiques pour obtenir un effet matant significatif.
3. Application dans l'industrie papetière
L'industrie papetière est un domaine d'application important du dioxyde de titane, qui est souvent utilisé pour le papier décoratif, le papier biblique et les billets de banque. Le papier utilisant du dioxyde de titane présente les caractéristiques d'une blancheur élevée, d'une résistance élevée, d'une bonne brillance, d'une impression fine et lisse et opaque. L'opacité est bien supérieure à celle du carbonate de calcium et du talc, et le poids est également plus léger.
4. Application dans les cosmétiques
Le TiO2 peut absorber, réfléchir et disperser les rayons ultraviolets, et peut jouer un rôle dans la protection contre les rayons ultraviolets. Il a un certain potentiel d'application dans le domaine des cosmétiques. Cependant, le nano-TiO2 lui-même a une grande énergie de surface spécifique, une forte polarité et est facile à agglomérer, ce qui affecte l'effet d'application réel. Par conséquent, le nano-TiO2 est généralement modifié en surface avant d'être utilisé dans le domaine des cosmétiques.
5. Application dans l'industrie des plastiques
L'industrie des plastiques est un domaine d'application important pour le dioxyde de titane, et sa consommation représente environ 20 % du total. Il existe plus de 50 marques spéciales de dioxyde de titane plastique dans le monde. En plus de son pouvoir couvrant élevé et de son pouvoir réducteur de couleur, le dioxyde de titane peut également améliorer la résistance à la chaleur, à la lumière et aux intempéries des produits en plastique, et améliorer leurs propriétés mécaniques et électriques.
6. Application dans l'industrie de l'encre
Le dioxyde de titane a une bonne blancheur, une taille de particule petite et uniforme, un indice de réfraction élevé, un pouvoir colorant et un pouvoir couvrant élevés, une bonne stabilité physique et chimique, une bonne diffusion de la lumière, une résistance à la lumière, une résistance à la chaleur, une résistance aux intempéries et une hydrophobie, ce qui en fait non seulement un pigment blanc indispensable dans la fabrication d'encre, mais aussi une matière première nécessaire à la préparation de nombreux produits d'encre de couleur intermédiaire.
7. Application dans l'industrie du caoutchouc
Le dioxyde de titane est utilisé comme colorant dans l'industrie du caoutchouc, et il a également les fonctions de remplissage, d'anti-vieillissement, de résistance aux acides et aux alcalis et de renforcement. L'ajout de dioxyde de titane aux produits en caoutchouc blancs et de couleur claire permettra aux produits finis d'avoir les caractéristiques de vieillissement lent, de résistance élevée, d'absence de fissures, d'absence de décoloration, d'allongement important et de résistance aux acides et aux alcalis.
8. Application dans le domaine médical et des soins de santé
Les matériaux photocatalytiques TiO2 peuvent détruire les parois cellulaires et les membranes cellulaires des bactéries, jouant ainsi un rôle dans la stérilisation et la désinfection. Le nano-TiO2 peut décomposer les agents pathogènes et les endotoxines. Les matériaux de construction antibactériens photocatalytiques TiO2 sont utilisés dans les endroits où les bactéries se multiplient en grand nombre, comme les services hospitaliers et les salles d'opération, pour dégrader les endotoxines sur les surfaces solides et dans les liquides à température ambiante.
9. Application dans les batteries
Les cellules solaires sont une source d'énergie verte durable. Les cellules solaires à colorant (DSSC) ont de faibles coûts, des méthodes de fabrication relativement simples, sont non toxiques, inoffensives et sans pollution, et ont de bonnes perspectives de développement. Le TiO2 peut être utilisé dans la production de cellules solaires à colorant. L'ajout de nano-Au, Ag ou Pt et d'autres particules de métaux précieux à la surface des électrodes en TiO2, le dopage avec des ions non métalliques et des complexes de métaux de transition peuvent améliorer l'efficacité de conversion photoélectrique du TiO2. Le TiO2 peut également être utilisé comme matériau de couche tampon électronique dans les cellules solaires à pérovskite, ainsi que comme matériau d'électrode négative pour les batteries lithium-ion et les batteries sodium-ion.
Application de la technologie des poudres ultrafines dans les préparations de la médecine traditionnelle chinoise
La technologie des poudres ultrafines est une nouvelle technologie de génie chimique actuellement populaire dans divers pays. Elle a débuté dans les années 1970 et a de larges perspectives de développement dans l'industrie pharmaceutique. Cet article présente l'application de la technologie des poudres ultrafines dans les préparations de médecine traditionnelle chinoise et analyse son impact sur la qualité et le processus des préparations de médicaments.
À l'heure actuelle, les poudres dont la taille des particules est inférieure à 3 μm sont appelées poudres ultrafines à l'étranger. La technologie des poudres ultrafines fait référence à la préparation et à l'utilisation de poudres ultrafines et aux technologies associées. Le contenu de la recherche comprend la préparation, la classification, la séparation, le séchage, la modification de surface, la composition des particules, la mesure de la taille des particules, la technologie de sécurité dans le processus de fabrication, de stockage et de transport des poudres ultrafines. La technologie des poudres ultrafines est également appelée technologie de broyage ultrafin et technologie de micro-broyage au niveau cellulaire. Il s'agit d'un processus purement physique. Il peut augmenter la taille moyenne des particules des poudres médicinales animales et végétales obtenues par la technologie de broyage traditionnelle d'environ 75 μm à moins de 5-10 μm. Cette technologie a été progressivement largement utilisée dans les préparations de la médecine traditionnelle chinoise, en particulier l'utilisation de particules ultrafines de médicaments dans les médicaments externes, les médicaments oraux et les injections en suspension. Par conséquent, l'introduction de la technologie de la poudre ultrafine dans l'industrie pharmaceutique est inévitable pour le développement de la médecine traditionnelle chinoise. Cependant, l'utilisation de la technologie de la poudre ultrafine pour microniser les médicaments aura également un certain impact sur la qualité des médicaments et le processus de préparation des médicaments.
Dans la production industrielle réelle, les matières médicinales sont souvent prétraitées par broyage grossier à l'aide de méthodes traditionnelles, puis broyées ultrafinement après criblage pour atteindre les spécifications de taille de particules requises (classement). L'application de la technologie de la poudre ultrafine de la médecine traditionnelle chinoise a permis l'innovation et le développement des formes posologiques de la médecine traditionnelle chinoise et a élargi les formes posologiques des médicaments bruts.
La clé du processus de broyage ultrafin est de juger le champ de force de broyage approprié en fonction des propriétés physiques du médicament brut, afin de sélectionner un équipement de broyage ultrafin efficace. À l'heure actuelle, les méthodes de broyage ultrafin de la médecine traditionnelle chinoise comprennent principalement le broyage mécanique, le broyage par vibration et le broyage par flux d'air. Il existe de nombreux équipements industriels de production de broyage ultrafin nationaux à vendre, notamment un broyeur à vibrations, un broyeur à cisaillement mécanique, un broyeur à basse température et un broyeur à flux d'air. Ces deux derniers sont largement utilisés dans l'industrie pharmaceutique, et parmi les broyeurs à flux d'air, le broyeur ultrafin à flux d'air à lit fluidisé est le plus utilisé.
Le broyage ultrafin mécanique peut être divisé en broyage à sec et broyage humide. Selon les différents principes de génération de force de broyage pendant le processus de broyage, le broyage à sec comprend le type à flux d'air, le type à vibration haute fréquence, le type à boulets rotatifs (à tiges), le type à marteau et le type à auto-broyage. Le broyage humide comprend principalement le broyeur colloïdal et l'homogénéisateur.
La technologie moderne des poudres ultrafines est une combinaison microscopique de médicaments, utilisant pleinement la micronisation, la composition, la précision, la modification de surface et la technologie de conception des particules pour faire atteindre aux médicaments un niveau supérieur. À cet égard, il existe un large éventail d'espaces techniques pour la recherche et l'utilisation. La recherche et l'application approfondies de cette technologie constitueront un nouveau point de croissance technique et un nouveau point de croissance économique pour la médecine traditionnelle chinoise.
6 flux de processus de broyage ultrafin courants, lequel convient à votre poudre ?
Le processus de broyage ultrafin par impact fait généralement référence au processus de broyage et de calibrage pour la préparation de poudres avec une distribution granulométrique de d97≤10μm, qui est divisé en méthode sèche et méthode humide. À l'heure actuelle, le fonctionnement de l'unité de broyage ultrafin (c'est-à-dire le broyage ultrafin en une étape) utilisé dans l'industrie présente les flux de processus suivants :
1. Processus en circuit ouvert
En général, les broyeurs plats ou à disque, à tube de circulation et autres broyeurs à flux d'air utilisent souvent ce flux de processus en circuit ouvert car ils ont la fonction d'auto-calibrage. De plus, le broyage ultrafin intermittent utilise également souvent ce flux de processus.
L'avantage de ce flux de processus est que le processus est simple, mais pour les broyeurs ultrafins qui n'ont pas la fonction d'auto-calibrage, puisqu'il n'y a pas de classificateur dans ce flux de processus, les produits de poudre ultrafine qualifiés ne peuvent pas être séparés à temps. Par conséquent, la plage de distribution granulométrique des produits généraux est relativement large.
2. Procédé en circuit fermé
Sa caractéristique est que le classificateur et le broyeur ultrafin forment un système en circuit fermé de broyage ultrafin et de classement fin. Ce flux de processus est souvent utilisé pour les opérations de broyage en continu des broyeurs à boulets généraux, des broyeurs agités, des broyeurs à impact mécanique à grande vitesse, des broyeurs à vibrations, etc.
Son avantage est qu'il peut séparer en temps opportun les produits en poudre ultrafine qualifiés, réduisant ainsi l'agglomération des particules fines et améliorant l'efficacité du broyage ultrafin.
3. Procédé en circuit ouvert avec pré-classement
Sa caractéristique est que le matériau est d'abord classé avant d'entrer dans le broyeur ultrafin, et le matériau à grains fins est directement utilisé comme produit en poudre ultrafine. Le matériau à grains grossiers entre dans le broyeur ultrafin pour le broyage. Lorsque l'alimentation contient un grand nombre de poudres ultrafines qualifiées, ce processus peut réduire la charge du broyeur, réduire la consommation d'énergie du produit en poudre ultrafine de l'unité et améliorer l'efficacité de fonctionnement.
4. Procédé en circuit fermé avec pré-classement
Cette combinaison d'opérations permet non seulement d'améliorer l'efficacité du broyage et de réduire la consommation d'énergie par unité de produit, mais également de contrôler la distribution granulométrique du produit.
Ce procédé peut également être simplifié pour n'installer qu'un seul classificateur, c'est-à-dire que le même classificateur est utilisé pour le pré-classement, l'inspection et le classement.
5. Procédé en circuit ouvert avec classification finale
La caractéristique de ce procédé de broyage est qu'un ou plusieurs classificateurs peuvent être installés après le broyeur pour obtenir plus de deux produits avec une finesse et une distribution granulométrique différentes.
6. Procédé en circuit ouvert avec pré-classement et classification finale
Ce procédé permet non seulement de pré-séparer certains produits à grains fins qualifiés pour réduire la charge du concasseur, mais également l'équipement de classification finale peut obtenir plus de deux produits avec une finesse et une distribution granulométrique différentes.
Comment définir le nombre d'étapes de broyage ultra-fin ?
En termes de méthodes de broyage, les processus de broyage ultrafin peuvent être divisés en trois types : broyage à sec (une ou plusieurs étapes), broyage humide (une ou plusieurs étapes) et broyage multi-étapes combiné sec-humide.
Le nombre d'étapes de broyage dépend principalement de la taille des particules des matières premières et de la finesse de produit requise.
Pour les matières premières ayant une taille de particules relativement grossière, un flux de processus de broyage fin ou de broyage fin puis de broyage ultrafin peut être adopté. En général, les matières premières peuvent être broyées à 74 μm ou 43 μm, puis une étape de processus de broyage ultrafin peut être adoptée ;
Pour les matériaux ayant des exigences de taille de particules de produit très fines et faciles à agglomérer, un flux de processus de broyage ultrafin à plusieurs étapes peut être adopté en série pour améliorer l'efficacité opérationnelle.
Cependant, d'une manière générale, plus il y a d'étapes de broyage, plus le flux de processus est complexe et plus l'investissement en ingénierie est important.
Quelles sont les utilisations de la poudre de talc dans la modification du plastique ?
Le produit le plus important utilisé dans les plastiques est un produit blanc finement broyé qui peut produire une structure en flocons. En raison de sa structure en flocons spéciale, la poudre de talc est un matériau de renforcement efficace dans les plastiques. Elle peut conférer aux plastiques une rigidité et une résistance au fluage supérieures, quelle que soit la température ambiante ou élevée. De plus, la poudre de talc fine à structure en flocons blancs présente également un bon lustre solide.
L'influence de la poudre de talc sur les propriétés des plastiques L'ajout de poudre de talc peut modifier diverses propriétés des plastiques, telles que le retrait au moulage, la dureté de surface, le module de flexion, la résistance à la traction, la résistance aux chocs, la température de déformation à chaud, le processus de moulage et la stabilité dimensionnelle du produit.
Application dans la résine de polypropylène (PP)
Le talc est souvent utilisé pour remplir le polypropylène. Le talc a une structure en flocons caractéristique d'une configuration en flocons minces, de sorte que le talc avec une taille de particule plus fine peut être utilisé comme charge de renforcement pour le polypropylène.
L'ajout d'une petite quantité de talc au polypropylène peut également agir comme agent de nucléation, améliorer la cristallinité du polypropylène, améliorant ainsi les propriétés mécaniques du polypropylène. De plus, en raison de l'amélioration de la cristallinité et du raffinement des grains, la transparence du polypropylène peut également être améliorée.
Application dans la résine de polyéthylène (PE)
Le talc est un silicate de magnésium naturel. Sa structure microscopique unique présente une certaine résistance à l'eau et une grande inertie chimique, ce qui lui confère une bonne résistance à la corrosion chimique et des propriétés de glissement.
L'ajout de différentes proportions de poudre de talc aura des effets différents sur les propriétés physiques des matériaux en polyéthylène, et le rapport d'ajout est de 10 % à 15 % pour obtenir le meilleur.
Pour le film soufflé en polyéthylène, le mélange maître de poudre de talc ultrafine de remplissage est meilleur que les autres charges, facile à former et bonne aptitude au traitement. De plus, ce type de film peut réduire la perméabilité à l'oxygène de 80 %, ce qui est particulièrement adapté à l'emballage d'aliments contenant de l'huile tels que les arachides et les fèves, afin qu'ils ne produisent pas d'huile ou ne se détériorent pas pendant une longue période. Ce type de film peut réduire la perméabilité à la vapeur d'eau de 70 % et présente une bonne résistance à l'humidité, ce qui le rend très approprié pour les tissus géotextiles souterrains résistants à l'humidité et également pour l'emballage des aliments.
Application dans la résine ABS
La résine ABS est un polymère amorphe avec une excellente aptitude au moulage comme le polystyrène ; elle présente une bonne résistance aux chocs, une bonne résistance aux basses températures, une résistance élevée à la traction et une bonne résistance au fluage.
Afin d'améliorer les performances existantes de l'ABS, des recherches approfondies ont été menées sur la modification de l'ABS. Par exemple, les plaques alvéolées pour tableau de bord automobile fabriquées en mélangeant de l'ABS et du PVC, et les housses de bagages en similicuir fabriquées en mélangeant de l'ABS et du PVC, ont non seulement une résistance et une ténacité élevées, mais peuvent également maintenir la durabilité des motifs de surface.
Ce matériau mélangé est rempli de carbonate de calcium ultrafin ou de poudre de talc ultrafin, ce qui peut améliorer considérablement la résistance aux chocs entaillés et la résistance à la déchirure du matériau mélangé. Par exemple, l'ajout de 5 à 15 % de poudre de talc ultrafine ou de carbonate de calcium peut augmenter la résistance aux chocs entaillés de 2 à 4 fois.
Application dans la résine de polystyrène (PS)
Le polystyrène à usage général non modifié est un polymère amorphe. Il est dur et cassant, mais il présente de bonnes propriétés électriques, une bonne résistance au vieillissement et une grande stabilité dimensionnelle. L'inconvénient est une grande fragilité et une sensibilité aux fissures sous contrainte environnementale.
L'ajout de poudre de talc ultrafine peut améliorer la résistance aux chocs, ajuster la rhéologie, améliorer considérablement le module de flexion et également améliorer la limite d'élasticité à la traction.
Application dans la résine de nylon (PA)
Pour le nylon (polyamide), l'industrie accorde une attention particulière à la ténacité et à la résistance à l'usure de ce plastique. Le nylon est généralement dur, similaire à la kératine, présente une bonne résistance à l'usure et une grande stabilité dimensionnelle. Ces propriétés peuvent être encore améliorées par des charges ou des agents de renforcement.
Application dans la résine de polychlorure de vinyle (PVC)
Le remplissage de polychlorure de vinyle avec de la poudre ordinaire est déjà très courant. Par exemple, dans la fabrication de tuyaux rigides en polychlorure de vinyle, la quantité de carbonate de calcium remplie peut atteindre 40 %, mais la résistance à la traction et la résistance aux chocs du polychlorure de vinyle seront réduites. Si l'on ajoute de la poudre de talc d'une taille de particule moyenne de 5 microns, soit 2000 mesh, à une fraction volumique de 40 à 45 %, on constate que la limite d'élasticité du matériau est encore plus élevée que la résistance à la rupture d'origine, ce qui a un effet de renforcement significatif sur le système de chlorure de polyvinyle.
Nitrure d'aluminium - le matériau de substrat le plus à la mode
Depuis le début du 21e siècle, avec le développement rapide de la technologie électronique, le niveau d'intégration et la densité d'assemblage des composants électroniques ont été continuellement améliorés, et la dissipation thermique est devenue la clé pour affecter les performances et la fiabilité des appareils.
Le substrat d'emballage est utilisé pour exporter la chaleur de la puce (source de chaleur) pour réaliser un échange de chaleur avec l'environnement extérieur afin d'atteindre l'objectif de dissipation thermique. Parmi eux, les matériaux céramiques sont devenus un matériau courant pour les substrats d'emballage des dispositifs de puissance en raison de leur conductivité thermique élevée, de leur bonne résistance à la chaleur, de leur isolation élevée, de leur résistance élevée et de leur correspondance thermique avec les matériaux des puces.
À l'heure actuelle, la demande de substrats en nitrure d'aluminium dans les dispositifs semi-conducteurs de puissance, les circuits de puissance intégrés hybrides, les antennes dans l'industrie des communications, les relais solides, les LED de puissance, les emballages multipuces (MCM) et d'autres domaines est en croissance. Son marché terminal est celui de l'électronique automobile, des LED, du transport ferroviaire, des stations de base de communication, de l'aérospatiale et de la défense militaire.
1. Antenne
L'antenne peut convertir les ondes guidées se propageant sur la ligne de transmission en ondes électromagnétiques se propageant dans l'espace libre, ou convertir les ondes électromagnétiques en ondes guidées. Son essence est un convertisseur. Les antennes ont une large gamme d'utilisations et doivent fonctionner normalement dans n'importe quel environnement. Par conséquent, leurs composants doivent être de haute qualité et extrêmement fiables. Les circuits imprimés ordinaires ne peuvent pas répondre à cette exigence de base des antennes. À l'heure actuelle, le circuit imprimé à base de céramique est le plus proche des exigences des antennes à tous égards. Parmi eux, les circuits imprimés à base de céramique AlN ont les meilleures performances, ce qui se reflète principalement dans :
(1) Faible constante diélectrique, qui réduit les pertes à haute fréquence et permet une transmission complète du signal.
(2) Couche de film métallique à faible résistance et bonne adhérence. La couche métallique a une bonne conductivité et génère moins de chaleur lorsque le courant passe à travers.
(3) Les circuits imprimés à base de céramique ont une bonne isolation. Les antennes génèrent une tension élevée pendant l'utilisation et les substrats en céramique ont une tension de claquage élevée.
(4) Un conditionnement haute densité est possible.
2. Module multipuce (MCM)
Le module multipuce est un composant microélectronique avancé miniaturisé à hautes performances et haute fiabilité qui peut répondre aux exigences strictes de l'aérospatiale, des équipements électroniques militaires, etc. Avec l'augmentation de la puissance des composants et l'augmentation de la densité d'emballage, une bonne dissipation thermique est la technologie clé à prendre en compte. Les matériaux de substrat d'emballage de type MCM-C adoptent généralement une structure céramique multicouche.
3. Emballage de semi-conducteurs à haute température
Les dispositifs à semi-conducteurs à large bande interdite à base de SiC, GaN et de diamant peuvent fonctionner à des températures élevées, en particulier le SiC possède la technologie d'application la plus mature ; le SiC peut fonctionner de manière stable à une température élevée de 600 °C avec ses excellentes propriétés physiques et chimiques, et joue un rôle extrêmement important dans les systèmes électroniques à haute température dans le domaine aérospatial.
4. Module semi-conducteur de puissance
Le module semi-conducteur de puissance est une combinaison de composants électroniques de puissance conditionnés en un seul selon un certain modèle et une certaine combinaison fonctionnelle. Le module semi-conducteur de puissance peut sélectionner les composants appropriés pour l'emballage en fonction des fonctions requises. Les plus courants sont les transistors bipolaires à grille isolée, les transistors à effet de champ à semi-conducteurs à oxyde métallique de puissance et les circuits intégrés de puissance. Les modules semi-conducteurs de puissance ont des exigences de dissipation thermique très élevées. Les circuits imprimés en céramique sont l'un de leurs principaux composants de base et le premier point de contact de la chaleur.
5. Emballage de LED de puissance
La LED est une puce semi-conductrice qui convertit l'électricité en lumière. Les recherches scientifiques montrent que seulement 20 à 30 % de l'énergie électrique est effectivement convertie en énergie lumineuse, et le reste est perdu sous forme de chaleur. S'il n'existe pas de moyen approprié de dissiper rapidement la chaleur, la température de fonctionnement de la lampe augmentera fortement, ce qui entraînera un raccourcissement significatif de la durée de vie de la LED.
Avec la mise à niveau continue de la technologie de l'industrie de l'information électronique, la miniaturisation et l'intégration fonctionnelle des substrats PCB sont devenues une tendance. Les exigences du marché en matière de dissipation thermique et de résistance à haute température des substrats de dissipation thermique et des matériaux d'emballage augmentent constamment. Il est difficile pour les matériaux de substrat ordinaires ayant des performances relativement élevées de répondre à la demande du marché. Le développement de l'industrie des substrats en céramique au nitrure d'aluminium a ouvert des opportunités. Par conséquent, le nitrure d'aluminium est devenu le matériau de substrat d'emballage le plus populaire à l'heure actuelle.
Pigments organiques, pigments inorganiques et colorants
La couleur d'une substance dépend d'un colorant. Toute substance capable de donner à une substance la couleur requise par le dessin est appelée colorant. Ils sont largement utilisés dans les industries du textile, de la pharmacie, de l'alimentation, des cosmétiques, du plastique, de la peinture, de l'encre, de la photographie et de la fabrication du papier. Les colorants industriels et civils sont principalement divisés en deux catégories : les colorants et les pigments. L'utilisation traditionnelle des colorants est de teindre les textiles, et l'utilisation traditionnelle des pigments est de colorer les non-textiles (tels que les encres, les peintures, les revêtements, les plastiques, le caoutchouc, etc.).
La teinture textile fait référence au processus consistant à donner aux textiles une couleur avec une certaine solidité, en combinant physiquement ou chimiquement des colorants avec des fibres, ou en générant chimiquement des couleurs sur des fibres, de sorte que l'ensemble du textile devienne un objet coloré. Les produits chimiques de teinture textile comprennent principalement des colorants et des auxiliaires. Les colorants peuvent être divisés en deux catégories selon le mécanisme de teinture : les colorants (principalement organiques) et les pigments (y compris les pigments organiques et inorganiques).
Les colorants sont un terme général pour les composés organiques qui ont une certaine affinité pour les fibres teintes, sont solubles dans l'eau ou peuvent être convertis pour être solubles dans l'eau dans certaines conditions, et peuvent être combinés physiquement ou chimiquement avec des fibres ou des substrats directement ou par l'intermédiaire de certains supports pour obtenir une teinture. Les colorants sont les principaux colorants de l'industrie textile.
Les pigments sont des substances colorées qui n'ont aucune affinité pour les fibres teintes, sont généralement insolubles dans l'eau et doivent être fixées aux fibres par des adhésifs pour être colorées. Avant la teinture, les pigments, additifs, adhésifs, solvants, etc. doivent être préparés pour obtenir un système de dispersion coloré avec une certaine viscosité, communément appelé peinture. Par conséquent, la teinture pigmentaire est également appelée teinture de peinture.
Colorants dispersés
Avec l'expansion continue des domaines d'application et l'avancement continu de la technologie d'impression et de teinture, les formulations de colorants commerciaux se sont également diversifiées, telles que les encres à colorant liquide, en poudre, granulaires et dispersées adaptées à l'impression numérique. Il existe deux méthodes principales pour l'impression numérique à colorants dispersés : ① Impression numérique directe : l'encre à colorant dispersé est directement pulvérisée sur les tissus en polyester, mais comme l'impression à jet d'encre à colorant réactif, elle nécessite un prétraitement nécessaire et une cuisson à la vapeur ou à la cuisson à haute température après l'impression pour développer la couleur ; ② Impression numérique par transfert thermique : imprimez d'abord l'encre à colorant dispersé sur du papier d'impression par transfert, puis effectuez l'impression par transfert par sublimation.
Colorants acides
Les colorants acides sont des colorants hydrosolubles qui contiennent des groupes acides dans leur structure moléculaire, généralement des groupes acide sulfonique. Certains colorants acides contiennent des groupes acide carboxylique et existent sous forme de sels de sulfonate de sodium ou de carboxylate de sodium. Ils sont facilement solubles dans l'eau et s'ionisent en anions colorants en solution aqueuse. Les colorants acides peuvent être combinés avec des fibres protéiques et des fibres de polyamide par des liaisons ioniques, des liaisons hydrogène et des forces de van der Waals, ils sont donc principalement utilisés pour colorer et imprimer la laine, la soie et le nylon.
Colorants réactifs
Les colorants réactifs, également appelés colorants réactifs, sont liés de manière covalente aux fibres de cellulose ou aux fibres protéiques par des réactions chimiques. Ils peuvent être utilisés pour colorer les fibres de cellulose telles que les fibres de coton, de lin et de viscose (fabriquées à partir de cellulose naturelle comme le bois, les roseaux et les fibres de coton par traitement chimique). Ils peuvent également être utilisés pour colorer les fibres de soie, de laine et de soja.
pigment
La coloration et l'impression pigmentaires ont une large gamme d'adaptabilité aux tissus, tels que les fibres protéiques, les fibres de cellulose, le polyester, le nylon, le vinylon, les fibres acryliques, les fibres de verre, les fibres de viscose, les mélanges polyester-coton, les mélanges polyester-laine, etc. Cependant, les tissus imprimés avec des pigments ont généralement une sensation de main médiocre et une résistance au frottement humide et au nettoyage à sec relativement faible.
Technologie de préparation et de classification de poudre ultrafine
Il existe de nombreuses méthodes de préparation de poudres ultrafines, qui sont généralement divisées en méthodes de synthèse chimique et de broyage physique basées sur le principe de leur préparation. La méthode de synthèse chimique consiste à obtenir des poudres par des réactions chimiques, à partir d'ions, d'atomes, etc. par la formation et la croissance de noyaux. Les poudres ultrafines préparées par la méthode chimique présentent les avantages d'une petite taille de particules, d'une distribution granulométrique étroite, d'une bonne forme de particules et d'une grande pureté, mais les inconvénients sont un faible rendement, un coût élevé et un processus complexe ; la méthode de broyage physique consiste à écraser le matériau par la force mécanique.
Les avantages du broyage mécanique sont un rendement élevé, un faible coût et un processus simple, qui convient à la production industrielle à grande échelle. De plus, l'effet mécanochimique est produit pendant le processus de broyage, ce qui peut augmenter l'activité de la poudre. Parmi eux, la presse à rouleaux est utilisée en combinaison avec le broyeur à boulets, qui peut être appliquée à la production industrielle à grande échelle, et le classement des particules du produit est bon et l'activité est élevée. Le broyeur à flux d'air est également largement utilisé dans certains domaines spéciaux en raison de ses meilleures performances de produit.
La classification des poudres ultrafines est basée sur les différentes trajectoires de mouvement des particules de différentes tailles de particules dans le milieu sous l'action de la force centrifuge, de la gravité, de la force d'inertie, etc., de manière à réaliser la séparation des particules de différentes tailles de particules et à les faire entrer dans leurs dispositifs de collecte respectifs.
Lors de l'utilisation d'équipements de pulvérisation pour la pulvérisation ultrafine, les forces agissant sur différentes particules ne sont pas uniformes et souvent seule une partie de la poudre répond aux exigences de taille de particule. Si les produits qui ont satisfait aux exigences ne peuvent pas être séparés à temps, les matériaux seront trop broyés et cette partie de la poudre s'agglomérera également en raison de la petite taille des particules, réduisant ainsi l'efficacité de la pulvérisation. Par conséquent, l'utilisation opportune de classificateurs ultrafins pour classer efficacement les produits broyés peut éviter le surbroyage des matériaux, améliorer l'efficacité de la pulvérisation et réduire la consommation d'énergie. Le classement ultrafin est généralement divisé en types sec et humide en fonction des différents supports utilisés. Le classement humide utilise du liquide comme milieu de dispersion, avec une précision de classement élevée et une bonne uniformité. Cependant, le classement par voie humide présente une série de problèmes opérationnels ultérieurs tels que le séchage et le traitement des eaux usées, ce qui limite son développement. La classification sèche consiste à classer les poudres par champ de gravité, champ de force inertielle ou champ de force centrifuge, principalement par classification pneumatique. Avec l'application extensive des pulvérisateurs à impact mécanique à grande vitesse et à flux d'air, la classification sèche a également été vigoureusement développée.
Avec l'expansion continue du champ d'application des poudres ultrafines, les exigences de performance des poudres ultrafines dans divers domaines sont de plus en plus élevées, et les méthodes de préparation traditionnelles ne peuvent plus répondre aux exigences techniques actuelles. Cela se reflète principalement dans :
1) L'équipement traditionnel de poudre ultrafine unique a une faible capacité de production, une consommation d'énergie élevée, une faible utilisation des ressources et une pollution facile.
2) L'uniformité et la dispersibilité des poudres ultrafines préparées sont médiocres et le problème d'agglomération est grave, ce qui réduit les performances du produit.
3) La technologie de l'équipement est en retard, les progrès de la recherche sur la théorie des machines de concassage sont lents et il manque de nouveaux équipements pour une innovation indépendante.
4) La taille de l'entreprise est petite, le niveau de systématisation et d'automatisation de la chaîne de production est faible et l'industrie manque de résilience.
À cette fin, notre société a apporté de nombreuses améliorations et innovations à la technologie existante de préparation de poudre ultrafine et a également obtenu des résultats de recherche.
Utilisation du noir de carbone après broyage et sélection de l'équipement
Ces dernières années, l'industrie des nouveaux matériaux s'est développée rapidement et le noir de carbone, en tant que nouveau matériau à base de carbone, a également reçu une attention généralisée du marché.
Le composant principal du noir de carbone est le carbone, qui possède d'excellentes fonctions de renforcement du caoutchouc, de coloration, de conductivité et d'absorption des ultraviolets, et est utilisé dans divers domaines industriels.
En plus de 40 % d'huile de pneu, le produit du raffinage des pneus usagés contient également 30 % de noir de carbone. Le noir de carbone brut (50-60 mesh) est broyé et traité à 325 mesh.
Utilisations du broyage du noir de carbone
Le noir de carbone traité peut être utilisé comme agent de renforcement du caoutchouc pour la fabrication de pneus automobiles. Il peut également être utilisé comme pigment, comme encre, revêtement, agent conducteur pour batteries sèches, support de catalyseur et matériau d'alliage ultra-dur. Environ 70 % du noir de carbone mondial est utilisé dans la fabrication de pneus, 20 % est utilisé pour d'autres caoutchoucs et les moins de 10 % restants sont utilisés dans des industries telles que les additifs plastiques, les colorants et les encres d'impression.
Processus de broyage du noir de carbone
Le processus de production du noir de carbone consiste à envoyer le noir de carbone précédemment traité à une machine de broyage du noir de carbone pour le broyage et la collecte de la poudre. En fonction de la finesse du produit fini, des machines de broyage avec différentes finesse de produit fini peuvent être sélectionnées.
La première étape : les gros morceaux de noir de carbone sont transportés vers l'entrepôt de matières premières par un véhicule spécial, puis les matériaux sont envoyés au concasseur à mâchoires par un chariot élévateur/manuellement pour le broyage, et le broyage est plus petit que la taille d'alimentation du broyeur.
La deuxième étape : le noir de carbone broyé par le concasseur est soulevé par l'élévateur jusqu'à la trémie de stockage, et le matériau déchargé de la trémie de stockage est alimenté uniformément vers la machine principale par le chargeur.
La troisième étape : les produits qualifiés dans le processus de broyage sont tamisés par le système de tamisage et entrent dans le collecteur par la canalisation. Après la collecte, ils sont évacués par la vanne de décharge en tant que produits finis, et les produits non qualifiés tombent dans la machine principale pour être rebroyés.
Quatrième étape : le flux d'air après la purification du produit fini s'écoule dans le ventilateur à travers le conduit d'air résiduel au-dessus du dépoussiéreur. Le trajet d'air est mis en circulation. À l'exception de la pression positive du ventilateur vers la chambre de broyage, le flux d'air dans les autres conduites s'écoule sous pression négative et les conditions sanitaires intérieures sont bonnes.
Équipement de broyage ALPA
1. Degré élevé d'automatisation, réduisant les coûts de main-d'œuvre.
2. La taille des particules du produit est uniforme, il y a moins de surpulvérisation et l'efficacité de broyage est élevée.
3. L'équipement est facile à entretenir, économe en énergie et respectueux de l'environnement, et présente une efficacité de production élevée.
4. Il occupe une petite surface, nécessite peu d'investissement en construction d'équipement et présente une utilisation élevée de l'espace.
Applications liées au diamant dans la chaîne industrielle des semi-conducteurs
Comme nous le savons tous, les semi-conducteurs sont la technologie stratégique de base de nombreux appareils et systèmes électroniques. Les innovations dans la conception et la fabrication des semi-conducteurs sont à l'origine de nouvelles technologies disruptives : 5G, Internet des objets, intelligence artificielle, véhicules électriques, capacités avancées de défense et de sécurité.
Dans la chaîne industrielle des semi-conducteurs, le maillon de traitement occupe une position vitale et constitue un maillon extrêmement important.
Traitement des semi-conducteurs
Le traitement des semi-conducteurs est le processus allant de la tige de cristal à la puce unique. D'après la classification des processus, la technologie de traitement en amont des matériaux semi-conducteurs comprend principalement la découpe de la tige de cristal, l'arrondi de la tige de cristal, le tranchage de la tige de cristal, le meulage des plaquettes, le chanfreinage et le meulage des bords des plaquettes, ainsi que l'amincissement et le polissage des plaquettes ; le processus de conditionnement ultérieur comprend la production de circuits, le polissage, l'amincissement arrière et le découpage en dés, qui sont tous indissociables de l'utilisation intensive d'outils diamantés.
À l'heure actuelle, les matériaux semi-conducteurs de troisième génération représentés par le carbure de silicium et le nitrure de gallium présentent les avantages d'un champ électrique de claquage élevé, d'une conductivité thermique élevée, d'un taux de saturation électronique élevé et d'une forte résistance aux radiations, et sont plus adaptés aux scénarios de haute tension et de haute fréquence. Dans le même temps, le carbure de silicium et le nitrure de gallium sont durs et difficiles à traiter, tandis que les matériaux diamantés et les produits associés sont devenus un élément indispensable du processus de traitement des semi-conducteurs de troisième génération en raison de leurs propriétés ultra-dures.
Avec la popularisation de technologies telles que la 5G et l'Internet des objets, l'industrie de l'électronique grand public a une demande croissante d'usinage de précision. Les outils diamantés et les produits en poudre de diamant offrent des solutions de traitement de surface de précision de haute qualité pour les métaux, la céramique et les matériaux cassants, favorisant le progrès technologique et la mise à niveau industrielle dans l'industrie.
Autres applications dans le domaine des semi-conducteurs
Pile de diamant Le diamant n'est pas seulement le matériau le plus dur de la nature, mais il possède également une conductivité thermique étonnante et une mobilité électronique élevée. Dans les applications de dispositifs à haute fréquence, les puces en diamant peuvent surmonter efficacement « l'effet d'auto-échauffement » pour garantir que l'équipement peut toujours fonctionner de manière stable dans des environnements à haute température.
Dissipateur thermique en diamant Le diamant est devenu un choix idéal pour la dissipation thermique des appareils à haute puissance en raison de son excellente conductivité thermique (jusqu'à 2000 W/m·k, 5 fois celle du cuivre et de l'argent) et de ses excellentes propriétés d'isolation. Dans les lasers à semi-conducteurs à haute puissance, l'application de dissipateurs thermiques en diamant peut améliorer considérablement l'efficacité de la dissipation thermique et réduire la résistance thermique, augmentant ainsi la puissance de sortie du laser et prolongeant sa durée de vie.
Emballage électronique En combinant des particules de diamant avec des matrices métalliques à haute conductivité thermique telles que Ag, Cu et Al, le matériau composite diamant/matrice métallique préparé a initialement démontré son grand potentiel dans le domaine de l'emballage électronique. En particulier à l'heure où la demande en puissance de calcul augmente, les substrats d'emballage en diamant offrent des solutions innovantes au problème de dissipation thermique des puces hautes performances, contribuant au développement rapide d'industries telles que l'IA et les centres de données.
Fenêtre optique La fenêtre optique en diamant est un dispositif optique utilisé dans des conditions extrêmes et est souvent utilisée dans les équipements militaires haut de gamme tels que les autodirecteurs de missiles. Le diamant, avec son plus petit coefficient de dilatation thermique et sa conductivité thermique la plus élevée, est l'un des meilleurs matériaux pour fabriquer de telles fenêtres. La fenêtre optique en diamant peut réduire efficacement la température, assurer le fonctionnement stable des détecteurs infrarouges et améliorer la précision et la fiabilité du guidage des missiles.
Technologie quantique Dans le domaine de la technologie quantique, le centre de couleur NV du diamant, en tant que candidat naturel au bit quantique, offre la possibilité de réaliser l'informatique quantique à l'état solide et le traitement de l'information quantique.
Électrode BDD L'électrode en diamant dopé au bore (BDD) présente des avantages uniques dans les processus d'oxydation électrochimique avancés avec sa fenêtre électrochimique extrêmement large, son potentiel d'évolution de l'oxygène extrêmement élevé, ses caractéristiques d'adsorption extrêmement faibles et son excellente résistance à la corrosion.
Bien que l'application directe du diamant comme matériau de puce soit encore loin, il a montré un grand potentiel et une grande valeur dans de nombreux maillons de la chaîne de l'industrie des semi-conducteurs. Du traitement des semi-conducteurs aux dissipateurs thermiques et à l'emballage en diamant, en passant par la technologie quantique et les applications d'électrodes BDD, le diamant pénètre progressivement dans divers domaines clés de l'industrie des semi-conducteurs, favorisant l'innovation technologique et la mise à niveau industrielle.