Traitement fin du dioxyde de titane
Poudre de dioxyde de titane (TiO2)
Le dioxyde de titane (TiO2), l'une des substances les plus blanches au monde, occupe une place irremplaçable dans le domaine industriel grâce à son excellent pouvoir couvrant, sa brillance et sa stabilité. Il joue non seulement un rôle clé dans des industries telles que les revêtements, les plastiques, le papier et les cosmétiques, mais présente également un grand potentiel dans les domaines de la protection de l'environnement et des nouvelles énergies. Cet article explorera en profondeur la composition et l'application du dioxyde de titane et se concentrera sur le processus de broyage indispensable à son processus de production, en particulier l'application du moulin Raymond.
1. Composition du dioxyde de titane
Le principal composant du dioxyde de titane est le dioxyde de titane (TiO2), qui est un composé inorganique à indice de réfraction élevé et à forte capacité de diffusion de la lumière. Il existe deux principales structures cristallines du dioxyde de titane : l'anatase et le rutile. Le dioxyde de titane anatase a une photoactivité élevée, tandis que le rutile est connu pour sa stabilité et sa résistance aux intempéries plus élevées.
2. Application du dioxyde de titane
Industrie du revêtement
Le dioxyde de titane est un pigment blanc indispensable dans l'industrie du revêtement. Il peut fournir un excellent pouvoir couvrant et une excellente luminosité, tout en améliorant la durabilité et la résistance aux intempéries du revêtement.
Industrie du plastique
Dans les plastiques, le dioxyde de titane est utilisé comme pigment blanc et stabilisateur UV. Il peut améliorer la blancheur et le pouvoir couvrant des produits en plastique, tout en empêchant la dégradation causée par les rayons ultraviolets.
Industrie papetière
Le dioxyde de titane est utilisé dans l'industrie papetière pour améliorer la blancheur et l'opacité du papier. Il peut rendre le papier plus brillant et améliorer les performances d'impression du papier.
Industrie cosmétique
Dans les cosmétiques, le dioxyde de titane est utilisé comme pigment blanc et agent de protection UV. Il peut fournir un teint naturel tout en protégeant la peau des dommages causés par les UV.
3. Processus de broyage du dioxyde de titane
Le processus de production du dioxyde de titane comprend l'extraction du minerai, la chloration ou le traitement à l'acide sulfurique, la calcination, ainsi que le broyage et le classement du produit final. Parmi eux, le broyage et le classement sont les étapes clés pour déterminer la qualité du dioxyde de titane. Le processus de broyage affecte directement la taille des particules et la distribution du dioxyde de titane, ce qui affecte à son tour ses performances d'application. Le dioxyde de titane avec une taille de particule uniforme et une distribution étroite peut offrir un meilleur pouvoir masquant et une meilleure luminosité. Sur le marché actuel, le broyeur Raymond est généralement utilisé pour le traitement.
Avantages du traitement par broyeur Raymond
Le broyeur Raymond est un équipement de broyage très efficace, largement utilisé dans le broyage et le classement du dioxyde de titane. Le broyeur Raymond broie le produit grossier en poudre fine grâce à l'action d'extrusion et de broyage du rouleau de broyage et de la bague de broyage, et le classe avec précision grâce au classificateur.
Haute efficacité et économie d'énergie
Le broyeur Raymond adopte un principe de broyage efficace et peut broyer les matériaux en poudre fine en peu de temps. Par rapport aux broyeurs à boulets traditionnels, le broyeur Raymond a une consommation d'énergie plus faible et une efficacité de broyage plus élevée.
Taille de particule uniforme
Le broyeur Raymond est équipé d'un classificateur, qui peut classer les matériaux en fonction de la taille des particules, et la taille des particules du produit est uniforme. Ceci est particulièrement important pour la production de dioxyde de titane, car le dioxyde de titane avec une taille de particule uniforme peut offrir de meilleures performances lors de l'application.
Utilisation facile
Le broyeur Raymond est doté d'une structure raisonnable, d'une utilisation facile et d'un entretien pratique. Son haut degré d'automatisation peut réduire les opérations manuelles et améliorer l'efficacité de la production.
L'oxyde de calcium : un pionnier innovant dans la protection de l'environnement
L'oxyde de calcium, communément appelé chaux vive, est un solide blanc ou blanc grisâtre avec une forte absorption d'eau. Il peut réagir avec l'eau pour former de l'hydroxyde de calcium et libérer beaucoup de chaleur.
Cette caractéristique de réaction chimique de base est à la base de son grand succès dans le domaine de la protection de l'environnement.
Dans le domaine du traitement de l'eau, l'oxyde de calcium a démontré des capacités extraordinaires.
En ajustant la valeur du pH des plans d'eau, il peut neutraliser efficacement les eaux usées acides et réduire les dommages causés par l'acidification de l'eau aux écosystèmes aquatiques.
En même temps, l'oxyde de calcium peut également réagir avec des polluants tels que les ions de métaux lourds et les phosphates dans les plans d'eau pour former des précipités insolubles dans l'eau, éliminant ainsi ces substances nocives et améliorant la qualité de l'eau.
Cette caractéristique fait de l'oxyde de calcium une matière première importante pour le traitement des eaux usées et la purification de l'eau potable, offrant une solution économique et efficace pour protéger les ressources en eau.
L'oxyde de calcium joue également un rôle irremplaçable dans le traitement des déchets solides.
Il peut réagir avec les substances acides des déchets dangereux pour réduire leur toxicité et, dans certains cas, grâce à la calcination à haute température, il peut même convertir les déchets en matériaux de construction ou en adsorbants précieux pour permettre le recyclage des ressources.
Cela permet non seulement de réduire la pollution environnementale causée par les décharges et l'incinération, mais aussi de promouvoir l'utilisation durable des ressources.
Face au défi du réchauffement climatique, l'oxyde de calcium présente également un potentiel dans la technologie de capture et de stockage du carbone (CSC).
En réagissant avec le dioxyde de carbone pour former du carbonate de calcium, l'oxyde de calcium peut être utilisé comme un absorbeur efficace de dioxyde de carbone.
Bien que cette technologie soit encore au stade de la recherche et du développement, son faible coût et son efficacité élevée offrent de nouvelles idées pour atténuer les émissions de gaz à effet de serre.
En agriculture, l'oxyde de calcium, en tant que conditionneur de sol, peut réguler le pH du sol, augmenter la fertilité du sol et favoriser la croissance des cultures.
Il peut également tuer efficacement les bactéries et les parasites nocifs dans le sol, réduire l'utilisation de pesticides et promouvoir le développement de l'agriculture dans une direction plus respectueuse de l'environnement et durable.
Avec les progrès de la science et de la technologie et l'amélioration de la sensibilisation à l'environnement, l'application de l'oxyde de calcium dans le domaine de la protection de l'environnement deviendra plus étendue et plus approfondie.
De la purification de l'eau au traitement des déchets solides, de la technologie de capture du carbone à l'amélioration de l'agriculture, l'oxyde de calcium devient un pont reliant la nature et la technologie, le passé et l'avenir avec ses propriétés uniques. Nous avons des raisons de croire que dans un avenir proche, l'oxyde de calcium brillera dans davantage de domaines et deviendra une force importante dans la promotion de la protection de l'environnement mondial.
En cette époque pleine de défis et d'opportunités, prêtons attention et soutenons les matériaux et technologies innovants comme l'oxyde de calcium, qui sont discrets mais peuvent jouer un rôle énorme dans le domaine de la protection de l'environnement, et travaillons ensemble pour créer une maison plus verte et plus saine sur Terre.
Technologie et équipement de broyage de la dolomie
1. Dans le domaine des matériaux de construction, la dolomite broyée peut être utilisée comme charge de haute qualité pour la production de marbre artificiel, de céramique, etc. Sa poudre peut améliorer les propriétés physiques du matériau, comme l'augmentation de la dureté et de la résistance à l'usure.
2. Dans l'industrie métallurgique, la poudre de dolomite peut être utilisée comme fondant. Elle permet d'abaisser le point de fusion du minerai, de favoriser le processus de fusion du métal et d'améliorer l'efficacité de la fusion.
3. Dans l'agriculture, la poudre de dolomite transformée peut être utilisée comme conditionneur de sol. Elle peut ajuster le pH du sol et fournir des nutriments tels que le calcium et le magnésium pour la croissance des plantes. Elle est particulièrement adaptée aux sols acides et favorise l'amélioration de la fertilité du sol.
Processus de broyage de la dolomite
1. Concassage et criblage : concasser le minerai de dolomite pour que sa taille de particule réponde aux exigences de l'équipement de broyage. Ensuite, le matériau concassé est classé par un équipement de criblage pour éliminer les particules surdimensionnées ou sous-dimensionnées.
2. Broyage : envoyer les particules de dolomite calibrées dans le broyeur pour broyage. Les équipements de broyage couramment utilisés comprennent le broyeur vertical, le broyeur européen, le broyeur superfin, etc.
3. Calibrage et séparation : la poudre broyée est calibrée et séparée à nouveau par un équipement de calibrage pour garantir que les poudres de différentes tailles de particules peuvent être séparées avec précision.
4. Emballage et transport : la poudre de dolomite finale est conditionnée en fonction de l'objectif de transport et d'application.
Dans la production réelle, le flux de processus spécifique peut varier en raison de facteurs tels que le choix de l'équipement, l'échelle de production et les exigences du produit.
En termes d'applications industrielles, la dolomite et ses séries de produits ont de larges perspectives d'application. Les produits de dolomite courants sur le marché comprennent le minerai de dolomite de différentes tailles de particules, le sable de dolomite (6-10 mesh, 10-20 mesh, 20-40 mesh, 40-80 mesh, 80-120 mesh) et la poudre de dolomite (10 mesh à 140 mesh, 325 mesh, 600 mesh, 1000 mesh, 1600 mesh), etc.
L'équipement de la machine de broyage de pierre ultrafine de dolomite comprend un concasseur, un élévateur à godets, un bac de stockage, un alimentateur vibrant, un hôte de broyage de micropoudre, un classificateur à conversion de fréquence, un collecteur de poudre à double cyclone, un système d'élimination de la poussière par impulsion, un ventilateur haute pression, un compresseur d'air, un système de contrôle électrique, etc.
9 normes pour l'utilisation du talc dans les plastiques
Le talc doit son nom à sa texture douce et à sa forte sensation de gras. C'est un minéral de silicate de magnésium hydraté avec une structure en couches, contenant principalement du silicate de magnésium, de l'oxyde d'aluminium, de l'oxyde de nickel, etc.
Le talc a d'excellentes propriétés physiques et chimiques telles que la lubrification, l'anti-adhérence, l'aide à l'écoulement, la résistance au feu, la résistance aux acides, l'isolation, le point de fusion élevé, l'inactivité chimique, un bon pouvoir couvrant, la douceur, une bonne brillance, une forte adsorption, etc. Il est largement utilisé dans les revêtements, les peintures, les plastiques, la fabrication du papier, la céramique, les cosmétiques, les médicaments, l'alimentation, les produits de première nécessité et d'autres industries.
Le talc est l'une des poudres inorganiques les plus utilisées dans les produits en plastique. La caractéristique du talc dans les produits en plastique est qu'il peut améliorer considérablement certaines propriétés des produits en plastique. Par conséquent, lors du choix du talc, les exigences suivantes doivent également être respectées pour le talc.
Haute pureté
Plus la pureté du talc est élevée, meilleur est son effet renforçant. Parmi les autres impuretés minérales du talc, les minéraux métalliques (en particulier le fer) ont un effet très évident sur la propriété anti-vieillissement des plastiques.
Structure
Le talc se présente généralement sous forme de blocs denses, de feuilles, de radiaux et de fibres. Étant donné que la structure cristalline du talc est stratifiée, il a tendance à se diviser en écailles et possède une lubrification particulière.
La poudre de talc ultra-fine de haute qualité a une structure feuilletée. Lorsqu'elle est utilisée dans des produits en plastique, elle peut être dispersée uniformément dans la résine de manière stratifiée et présente une bonne compatibilité et complémentarité des propriétés mécaniques avec la résine.
Blancheur et teinte humides
Une fois la poudre de talc et le plastique mélangés, la couleur du plastique change plus ou moins. Les produits en plastique foncé n'ont pas d'exigences trop élevées en matière de blancheur de la poudre de talc ajoutée. Cependant, pour que les produits de couleur claire aient de meilleures couleurs, la poudre de talc doit avoir une blancheur humide plus élevée et une teinte appropriée.
Teneur en dioxyde de silicium
La teneur en silicium (SiO2) de la poudre de talc est un indicateur important pour mesurer la qualité de la poudre de talc. Plus la teneur en silicium de la poudre de talc est élevée, plus la pureté de la poudre de talc est élevée, meilleur est l'effet d'application et plus le prix est élevé.
Les clients doivent choisir la poudre de talc en fonction des exigences de performance des différents produits en plastique. Par exemple, la teneur en silicium de la poudre de talc ajoutée au film agricole doit être plus élevée, la taille des particules doit être petite et la distribution granulométrique doit être étroite, de sorte que la transmission de la lumière du film soit bonne et que la résistance à la traction et à la perforation du film soient améliorées.
Pour la poudre de talc utilisée dans le moulage par injection, les plaques et les tiges, l'exigence de teneur en silicium n'a pas besoin d'être trop élevée. Les produits à faible teneur en silicium sont non seulement moins chers, mais peuvent également améliorer la dureté et la résistance aux chocs des produits en plastique.
Couleur
Les couleurs du minerai de talc non traité sont différentes les unes des autres, qui peuvent être blanches, grises, rouge clair, roses, bleu clair, vert clair et d'autres couleurs. La poudre de talc a également une couleur spéciale argentée ou nacrée et présente différents degrés de lustre solide. Cette couleur peut améliorer l'apparence et l'effet visuel du produit.
Propriétés de surface
La poudre de talc présente différentes propriétés de surface selon sa source. La surface spécifique et le taux d'absorption d'huile sont largement déterminés par les ressources minérales et la finesse du produit. D'autres facteurs affectant ces propriétés sont la rugosité de la surface, la forme des particules et le volume des pores. La grande surface spécifique et la structure d'apparence de la poudre de talc affecteront non seulement le dosage des additifs, mais favoriseront également la force de liaison entre les structures de résine, améliorant ainsi les propriétés physiques des produits en plastique.
Humidité
La morphologie structurelle de la poudre de talc détermine ses caractéristiques. Bien que la poudre de talc soit hydrophobe, en raison de l'irrégularité du bord de sa forme de particule, elle contient à la fois de l'eau structurelle et de l'eau cristalline. Par conséquent, la teneur en humidité de la poudre de talc est supérieure à celle du carbonate de calcium. L'humidité peut facilement affecter les performances des plastiques, de sorte que l'élimination de l'humidité de la poudre de talc et le processus de séchage doivent être très valorisés.
Électricité statique
La poudre de talc a une structure en couches et une grande surface spécifique. La forme irrégulière des particules et la forme convexe et concave de la surface lui confèrent un facteur de frottement important et une électricité statique facile à générer, ce qui rend difficile la dispersion de l'agglomération entre les minuscules particules et affecte l'effet d'application.
Fluabilité
Pendant le processus d'extrusion, la structure feuilletée de la poudre de talc a une fluidité médiocre et une difficulté de dispersion par rapport aux autres matériaux inorganiques granulaires, et le couple de la vis principale est important, donc une meilleure activation et un meilleur revêtement sont la clé pour surmonter ces problèmes.
Applications du nitrure de bore dans le domaine de la santé
Le nitrure de bore est un cristal moléculaire stratifié avec une structure de réseau hexagonal régulier composé du troisième élément du groupe principal, le bore, et du cinquième élément du groupe principal, l'azote. Dans la couche de cristal moléculaire, les atomes de bore et les atomes d'azote sont combinés par des liaisons de coordination, et la force de liaison de coordination est très forte, de sorte que les atomes B et N de la couche sont étroitement liés. Les couches sont reliées par des liaisons moléculaires. Comme les liaisons moléculaires sont faibles, il est très facile de tomber entre les couches.
Selon les différentes formes cristallines, la structure cristalline du nitrure de bore peut être principalement divisée en quatre types : le nitrure de bore hexagonal (h-BN), le nitrure de bore cubique (c-BN), le nitrure de bore wurtzite (w-BN) et le nitrure de bore rhomboédrique (r-BN). Parmi eux, le nitrure de bore hexagonal (h-BN) est le plus largement utilisé.
Application du nitrure de bore dans le domaine biomédical
Le BN présente une bonne biocompatibilité in vitro et in vivo, et possède des propriétés similaires voire supérieures à celles des matériaux à base de graphène dans les applications biologiques. Il peut être utilisé dans les domaines antibactérien, de l'administration de médicaments, de l'agent d'administration de bore, de l'ingénierie tissulaire, de l'imagerie in vivo et d'autres domaines.
(1) Antibactérien
Récemment, certaines études ont montré que les nanofeuilles de nitrure de bore ont des effets antibactériens efficaces sur les bactéries résistantes aux antimicrobiens (AMR) et présentent une bonne biocompatibilité dans le corps sans provoquer de résistance secondaire aux médicaments lors d'une utilisation à long terme.
(2) Administration de médicaments
Le h-BN est également considéré comme un vecteur de médicaments prometteur. Les nanofeuilles de nitrure de bore hexagonales (BNNS) ont été synthétisées en grande quantité à la fois par la méthode du modèle de sel et ont efficacement inhibé la prolifération du cancer du sein dans des expériences in vivo et in vitro, indiquant le potentiel des BNNS dans les applications d'administration de médicaments. Certaines études ont montré qu'en utilisant du BN sphérique comme support, le peptide natriurétique cérébral chargé d'acide désoxyribonucléique pénètre dans les cellules tumorales IAR-6-1 par la voie d'endocytose, puis libère la DOX dans le cytoplasme et le noyau, ciblant et tuant ainsi les cellules cancéreuses.
(3) Ingénierie tissulaire
Dans le domaine des matériaux dentaires, les BNN ont été préparés par broyage à billes à haute énergie et dispersés dans une matrice de zircone, et la poudre composite a été consolidée par frittage au plasma. La zircone avec ajout de BNN a montré une résistance allant jusqu'à 27,3 % et une ténacité à la fracture de 37,5 %, et a inhibé la dégradation de la matrice de zircone dans un environnement humide, démontrant la valeur potentielle des BNN comme renforcement des matériaux dentaires.
(4) Agent de distribution de bore
En raison de sa teneur élevée en bore et de sa faible cytotoxicité, les nanomatériaux à base de nitrure de bore peuvent être utilisés comme agents de distribution de bore pour la thérapie par capture de neutrons de bore (BNCT). La BNCT est un nouveau type de traitement spécifique du cancer par radiothérapie qui peut cibler et tuer les cellules cancéreuses sans endommager les cellules normales. Il a été démontré que les nanotubes de nitrure de bore modifiés avec du polyéthylène glycol sont des agents de distribution de bore pour la BNCT. L'accumulation de bore dans les cellules de mélanome B16 est environ trois fois supérieure à celle de l'agent de distribution de bore de deuxième génération BSH (thiododécaborane disodique). Les nanotubes de nitrure de bore modifiés avec de la polylysine et de l'acide folique sont sélectivement absorbés par les cellules du glioblastome multiforme après couplage avec des points quantiques fluorescents. Ils peuvent non seulement être utilisés comme agents de distribution de bore pour la BNCT, mais peuvent également retracer le comportement intracellulaire des médicaments. Il a également été signalé que les nanosphères de nitrure de bore sont un réservoir de bore de haute qualité pour le traitement du cancer de la prostate. Le nitrure de bore à cristallinité contrôlable peut libérer du bore en continu, réduisant ainsi l'activité des cellules cancéreuses de la prostate et induisant l'apoptose cellulaire. Le modèle tumoral in situ a confirmé l'efficacité anticancéreuse in vivo des sphères creuses de nitrure de bore.
Production de poudre de silice sphérique
La poudre de silicium sphérique a une pureté relativement élevée, des particules très fines, de bonnes propriétés diélectriques et une bonne conductivité thermique, et présente les avantages d'un faible coefficient de dilatation. Elle est largement utilisée dans l'emballage de circuits intégrés à grande échelle, l'aérospatiale, les revêtements, la médecine et les cosmétiques quotidiens, et constitue une charge importante irremplaçable.
Il existe deux méthodes de préparation de la micropoudre de silicium sphérique : la méthode physique et chimique et la méthode chimique. Les méthodes physiques et chimiques comprennent principalement la méthode de la flamme, la méthode de la déflagration, la méthode de pulvérisation de fusion à haute température, la méthode du plasma et la méthode de combustion à basse température auto-propagée. La méthode chimique comprend principalement la méthode en phase gazeuse, la méthode en phase liquide (méthode sol-gel, méthode de précipitation, méthode de microémulsion), la méthode de synthèse chimique, etc.
Dans le processus de production de la micropoudre de silicium sphérique, un contrôle strict de chaque maillon de production est la clé pour garantir que la qualité du produit répond aux normes.
La principale matière première de la micropoudre de silicium sphérique est la micropoudre de silicium angulaire fondue ou cristalline.
Stabilité des matières premières
Les matières premières utilisées pour produire de la micropoudre de silicium sphérique sont de préférence de la micropoudre de silicium angulaire traitée à partir du même filon de minerai et du même processus de production, afin de maximiser l'uniformité des matières premières et de garantir que les produits à taux de sphéroïdisation élevé sont produits dans des conditions où la température de sphéroïdisation, l'alimentation en gaz, la quantité d'alimentation, la pression, le débit et d'autres facteurs restent inchangés.
Les indicateurs physiques et chimiques des matières premières doivent être contrôlés dans une certaine plage
Les indicateurs physiques et chimiques des matières premières fluctuent trop, ce qui affectera non seulement la température de sphéroïdisation, mais aussi la dispersion des sphères.
Taille des particules de la matière première et distribution granulométrique
Différentes tailles de particules ont des zones de chauffage différentes et leurs points de température de passivation après chauffage sont également différents.
Dispersibilité des particules de matière première
Pendant le traitement de la micropoudre de silicium angulaire, en particulier de la micropoudre de silicium angulaire ultrafine, une agglomération secondaire de la poudre se produit souvent en raison de l'augmentation de l'énergie de surface.
Teneur en humidité des matières premières
Si la micropoudre de silicium angulaire utilisée comme matière première de la micropoudre de silicium sphérique est affectée par des facteurs tels qu'une protection inadéquate, une durée de stockage trop longue et une humidité environnementale excessive, elle entraînera l'absorption d'humidité par la poudre, une teneur en humidité élevée et une agglomération, ce qui affectera également l'effet de sphéroïdisation de la micropoudre de silicium sphérique.
Les éléments radioactifs dans les matières premières doivent être faibles
Pour les matières premières destinées à la production de micropoudre de silicium sphérique à faible rayonnement, ce n'est que lorsque les éléments de rayonnement eux-mêmes (tels que l'uranium U, le thorium Th, etc.) sont très faibles que les produits fabriqués peuvent répondre aux exigences de la micropoudre de silicium sphérique à faible rayonnement.
Il existe deux liens dans la modification de surface de la micropoudre de silicium sphérique. L'un consiste à disperser les particules agglomérées secondaires des matières premières de la micropoudre de silicium sphérique - la micropoudre de silicium angulaire, en particulier la micropoudre de silicium angulaire ultrafine, et à effectuer d'abord un traitement d'activation de surface pour disperser les particules avant la sphérisation. Cela nécessite que le dispersant de surface utilisé soit complètement volatilisé à haute température, sinon il provoquera des dépôts de carbone dans la micropoudre de silicium sphérique, affectant la qualité du produit.
La deuxième est la modification tardive de la micropoudre de silicium sphérique. Lorsque la micropoudre de silicium est utilisée comme charge inorganique et mélangée à une résine organique, il existe des problèmes de mauvaise compatibilité et de difficulté de dispersion, ce qui conduit à une faible résistance à la chaleur et à l'humidité des matériaux tels que les emballages de circuits intégrés et les substrats, affectant ainsi la fiabilité et la stabilité du produit. Afin d'améliorer le problème de liaison d'interface entre la micropoudre de silicium et les matériaux polymères organiques et d'améliorer ses performances d'application, il est généralement nécessaire de modifier la surface de la micropoudre de silicium.
La clé d’une modification efficace des poudres
La modification de surface des poudres, également connue sous le nom de modification de surface, traitement de surface, etc., fait référence à l'utilisation de certaines méthodes (physiques, chimiques ou mécaniques, etc.) pour traiter, modifier et traiter la surface des particules, et modifier délibérément les propriétés physiques et chimiques de la surface de la poudre pour répondre aux exigences du traitement et de l'application des poudres. Par conséquent, la compréhension des propriétés physiques et chimiques des poudres est essentielle pour modifier efficacement ces propriétés de la surface de la poudre afin d'obtenir une modification efficace de la poudre.
Surface spécifique
La surface spécifique des matériaux en poudre est liée à leur taille de particule, à leur distribution granulométrique et à leur porosité. Pour les matériaux en poudre, la surface spécifique est liée à la taille des particules. Plus la particule est fine, plus la surface spécifique est grande ; elle est liée à la rugosité de la surface de la particule. Plus la surface est rugueuse, plus la surface spécifique est grande ; elle est fortement liée aux pores de la surface des particules. La surface spécifique de la poudre poreuse augmente fortement. La surface spécifique des matériaux en poudre avec des micropores développés peut atteindre plusieurs milliers de mètres carrés par gramme.
La surface spécifique est l'une des propriétés de surface les plus importantes des matériaux en poudre et l'une des principales bases pour déterminer la quantité de modificateur de surface. La quantité de modificateur de surface est liée à la surface spécifique de la poudre. Plus la surface spécifique est grande, plus il faut de modificateur de surface pour obtenir le même taux de couverture.
Énergie de surface
L'énergie de surface de la poudre est liée à sa structure, au type de liaison et à la force de liaison entre les atomes, au nombre d'atomes de surface et aux groupes fonctionnels de surface. Une fois le matériau écrasé, une nouvelle surface est générée et une partie de l'énergie mécanique est convertie en énergie de surface de la nouvelle surface. D'une manière générale, plus l'énergie de surface de la poudre est élevée, plus elle a tendance à s'agglomérer et plus l'absorption et l'adhérence de l'eau sont fortes.
Mouillabilité de surface
La mouillabilité ou l'hydrophobicité de la surface de la poudre inorganique est l'une des propriétés de surface importantes des charges pour matériaux composites à base de polymères tels que les plastiques, les caoutchoucs, les adhésifs et les charges ou pigments pour revêtements huileux.
Caractéristiques d'adsorption de surface
Lorsque des molécules (ou des atomes) en phase gazeuse ou liquide entrent en collision avec la surface de la poudre, l'interaction entre elles fait que certaines molécules (atomes, ions) restent à la surface de la poudre, ce qui fait que la concentration de ces molécules (ou atomes, ions) à la surface de la poudre est supérieure à celle de la phase gazeuse ou liquide. Ce phénomène est appelé adsorption. Les poudres sont généralement appelées adsorbants et les substances adsorbées sont appelées adsorbats. Plus la surface spécifique de la poudre est grande, plus le phénomène d'adsorption est important.
Propriétés électriques de surface
Les propriétés électriques de la surface de la poudre sont déterminées par les ions chargés à la surface de la poudre, tels que H+, 0H-, etc. Les propriétés électriques des matériaux en poudre en solution sont également liées à la valeur du pH de la solution et au type d'ions dans la solution. La charge et la taille de la surface de la poudre affectent les forces électrostatiques entre les particules, entre les particules et les molécules de tensioactif et d'autres substances chimiques, affectant ainsi les caractéristiques de cohésion et de dispersion entre les particules et l'adsorption des modificateurs de surface sur la surface des particules.
Propriétés chimiques de surface
Les propriétés chimiques de la surface de la poudre sont liées à la structure cristalline, à la composition chimique, aux adsorbants de surface, etc. du matériau en poudre. Elle détermine l'adsorption et l'activité de réaction chimique de la poudre dans certaines conditions, ainsi que les propriétés électriques de surface et la mouillabilité, etc. Par conséquent, elle a une influence importante sur ses performances d'application et l'interaction avec les molécules modificatrices de surface. Les propriétés chimiques de la surface de la poudre dans la solution sont également liées à la valeur du pH de la solution.
Céramiques en carbure de silicium : applications dans l'industrie photovoltaïque
Les céramiques en carbure de silicium ont une bonne résistance mécanique, une bonne stabilité thermique, une résistance aux hautes températures, une résistance à l'oxydation, une résistance aux chocs thermiques et une résistance à la corrosion chimique, et sont largement utilisées dans les domaines chauds tels que la métallurgie, les machines, les nouvelles énergies, les matériaux de construction et les produits chimiques. Ses performances sont également suffisantes pour la diffusion des cellules TOPcon dans la fabrication photovoltaïque, le LPCVD (dépôt chimique en phase vapeur à basse pression), le PECVD (dépôt chimique en phase vapeur par plasma) et d'autres liens de processus thermiques.
Par rapport aux matériaux en quartz traditionnels, les supports de bateau, les bateaux et les raccords de tuyauterie en matériaux céramiques en carbure de silicium ont une résistance plus élevée, une meilleure stabilité thermique, aucune déformation à haute température et une durée de vie plus de 5 fois supérieure à celle des matériaux en quartz. Ils peuvent réduire considérablement le coût d'utilisation et la perte d'énergie causée par la maintenance et les temps d'arrêt. Ils présentent des avantages de coût évidents et une large gamme de matières premières.
Parmi eux, le carbure de silicium lié par réaction (RBSC) a une faible température de frittage, un faible coût de production et une densification élevée du matériau. En particulier, il n'y a presque pas de rétrécissement de volume pendant le processus de frittage de réaction. Il est particulièrement adapté à la préparation de pièces structurelles de grande taille et de forme complexe. Par conséquent, il est particulièrement adapté à la production de produits de grande taille et complexes tels que des supports de bateau, des bateaux, des pagaies en porte-à-faux, des tubes de four, etc.
Les bateaux en carbure de silicium ont également de grandes perspectives de développement à l'avenir. Quel que soit le procédé LPCVD ou le procédé de diffusion de bore, la durée de vie du bateau en quartz est relativement faible et le coefficient de dilatation thermique du matériau en quartz est incompatible avec celui du matériau en carbure de silicium. Par conséquent, il est facile d'avoir des écarts dans le processus de correspondance avec le support de bateau en carbure de silicium à haute température, ce qui peut entraîner des secousses ou même une rupture du bateau. Le bateau en carbure de silicium adopte un processus de moulage et de traitement global intégré. Ses exigences de tolérance de forme et de position sont élevées et il coopère mieux avec le support de bateau en carbure de silicium. De plus, le carbure de silicium présente une résistance élevée et la rupture des bateaux causée par une collision humaine est bien inférieure à celle des bateaux en quartz.
Le tube du four est le principal composant de transfert de chaleur du four, qui joue un rôle dans l'étanchéité et le transfert de chaleur uniforme. Par rapport aux tubes de four à quartz, les tubes de four en carbure de silicium ont une bonne conductivité thermique, un chauffage uniforme et une bonne stabilité thermique. La durée de vie est plus de 5 fois supérieure à celle des tubes de quartz. Cependant, la difficulté de fabrication des tubes de four en carbure de silicium est très élevée et le taux de rendement est également très faible. Il est encore au stade de la recherche et du développement et n'a pas encore été produit en série.
Dans une comparaison globale, que ce soit en termes de performances du produit ou de coût d'utilisation, les matériaux céramiques en carbure de silicium présentent plus d'avantages que les matériaux en quartz dans certains aspects du domaine des cellules solaires. L'application des matériaux céramiques en carbure de silicium dans l'industrie photovoltaïque a grandement aidé les entreprises photovoltaïques à réduire le coût d'investissement des matériaux auxiliaires et à améliorer la qualité et la compétitivité des produits. À l'avenir, avec l'application à grande échelle de tubes de four en carbure de silicium de grande taille, de nacelles en carbure de silicium de haute pureté et de supports de nacelles, et la réduction continue des coûts, l'application de matériaux céramiques en carbure de silicium dans le domaine des cellules photovoltaïques deviendra un facteur clé pour améliorer l'efficacité de la conversion de l'énergie lumineuse et réduire les coûts de l'industrie dans le domaine de la production d'énergie photovoltaïque, et aura un impact important sur le développement de la nouvelle énergie photovoltaïque.
Application du carbure de silicium dans l'industrie photovoltaïque
Avec l'augmentation de la demande mondiale en énergie, les énergies fossiles, principalement le pétrole, le charbon et le gaz naturel, finiront par s'épuiser. De plus, l'énergie fossile entraînera également une grave pollution environnementale lors de son utilisation. Afin de résoudre les problèmes susmentionnés, les énergies renouvelables telles que l'énergie solaire, l'énergie éolienne, l'énergie hydraulique et l'énergie nucléaire ont attiré l'attention des gens.
La principale façon d'utiliser l'énergie solaire est la production d'énergie photovoltaïque. Par rapport aux autres technologies de production d'énergie, la production d'énergie photovoltaïque présente les avantages d'être verte et respectueuse de l'environnement, de disposer de ressources d'énergie solaire suffisantes, d'être sûre et fiable dans le processus de production d'énergie et d'être facile à installer et à transporter. Il est prévisible que la promotion à grande échelle de la production d'énergie photovoltaïque aura un impact positif sur la gouvernance des crises énergétiques et environnementales.
Selon le principe de la production d'énergie photovoltaïque, lorsque la lumière du soleil brille sur des composants photovoltaïques (tels que des panneaux solaires), les photons interagissent avec les électrons des matériaux photovoltaïques, ce qui provoque la fuite des électrons des matériaux et la formation de photocourant, qui est un courant continu. La plupart des équipements électriques étant alimentés par le courant alternatif, le courant continu généré par le réseau photovoltaïque ne peut pas être utilisé directement et il est nécessaire de convertir le courant continu en courant alternatif pour obtenir une production d'électricité photovoltaïque connectée au réseau.
Le dispositif clé pour atteindre l'objectif ci-dessus est l'onduleur, donc l'onduleur photovoltaïque connecté au réseau est le cœur de la technologie de production d'électricité photovoltaïque, et l'efficacité de travail de l'onduleur détermine en grande partie l'efficacité d'utilisation de l'énergie solaire.
Les dispositifs d'alimentation sont les composants principaux des onduleurs photovoltaïques connectés au réseau. De nos jours, divers dispositifs semi-conducteurs utilisés dans l'industrie électrique sont principalement basés sur des matériaux en silicium (Si) et se sont développés de manière assez mature. Le Si est un matériau semi-conducteur largement utilisé dans divers tubes électroniques et circuits intégrés. Comme l'utilisation des dispositifs semi-conducteurs de puissance devient de plus en plus diversifiée, l'utilisation des dispositifs en silicium est limitée dans certaines applications avec des exigences de performances élevées et des environnements de travail difficiles. Cela oblige les gens à développer des dispositifs semi-conducteurs avec de meilleures performances. En conséquence, des dispositifs semi-conducteurs à large bande interdite tels que le carbure de silicium (SiC) ont vu le jour.
Comparés aux dispositifs à base de silicium, les dispositifs en carbure de silicium présentent une série d'excellentes propriétés remarquables :
(1) Intensité du champ électrique de claquage élevée : l'intensité du champ électrique de claquage du SiC est environ 10 fois supérieure à celle du Si, ce qui permet aux dispositifs SiC d'avoir une tension de blocage plus élevée et de fonctionner dans des conditions de champ électrique plus élevées, ce qui contribue à améliorer la densité de puissance.
(2) Large bande interdite : le SiC a une concentration de porteurs intrinsèque plus faible à température ambiante, ce qui entraînera une résistance à l'état passant plus faible dans l'état passant.
(3) Vitesse de dérive de saturation élevée : le SiC a une vitesse de dérive de saturation électronique plus élevée, ce qui l'aide à atteindre un état stable plus rapidement pendant le processus de commutation et réduit les pertes d'énergie pendant le processus de commutation.
(4) Conductivité thermique élevée : le SiC a une conductivité thermique plus élevée, ce qui améliorera considérablement la densité de puissance, simplifiera davantage la conception du système de dissipation thermique et prolongera efficacement la durée de vie de l'appareil.
En bref, les dispositifs de puissance en carbure de silicium offrent les caractéristiques de récupération inverse faible et de commutation rapide requises pour obtenir une « efficacité de conversion élevée » et une « faible consommation d'énergie » des onduleurs photovoltaïques, ce qui est essentiel pour améliorer la densité de puissance des onduleurs photovoltaïques et réduire davantage le coût par kilowattheure.
Application des équipements de broyage ultrafin dans le domaine de la médecine traditionnelle chinoise
La technologie de broyage ultrafin peut améliorer le taux d'extraction et la biodisponibilité de la médecine traditionnelle chinoise, améliorer la qualité des préparations de médecine traditionnelle chinoise et économiser des ressources. La médecine traditionnelle chinoise peut être transformée en diverses formes posologiques après un broyage ultrafin et présente de vastes perspectives de développement.
La technologie de broyage ultrafin est une technologie avancée qui utilise la dynamique mécanique ou fluide pour désagglomérer des matériaux de 0,5 à 5,0 mm à des niveaux micrométriques ou même nanométriques. Par rapport au broyage traditionnel, elle présente les avantages d'économiser des matériaux, d'une vitesse de broyage rapide et d'une taille de particules de poudre uniforme et fine.
En fonction du support de broyage, la technologie de broyage ultrafin est divisée en broyage à sec et humide. Le broyage à sec consiste à broyer des matériaux dans des conditions sèches, ce qui peut produire des poudres ultrafines avec une bonne adsorption, expansion et solubilité dans l'eau ; le broyage humide consiste à broyer des matériaux (semi) fluides. Par rapport au broyage à sec, il présente les avantages d'un risque de poussière moindre et d'une génération de chaleur moindre, et en même temps d'effets d'homogénéisation et d'émulsification, ce qui rend le goût du produit plus délicat.
En raison des propriétés inhérentes aux matériaux médicinaux chinois, la poudre ultrafine médicinale chinoise est principalement préparée en ajoutant une force mécanique. Il existe trois équipements mécaniques courants.
Broyeur à jet
Le broyeur à jet est également appelé broyeur à énergie fluide. Les composants principaux sont la buse et la chambre de broyage. Le principe de fonctionnement consiste à utiliser un flux d'air à grande vitesse ou de la vapeur surchauffée comme support d'impact, à le pulvériser à partir de la buse, à fournir de l'énergie pour le comportement de fracture du matériau, à provoquer l'instabilité de la fissure du matériau, à l'ouvrir et à l'étendre sous l'action d'une force externe, et la manifestation macroscopique est le changement de la taille des particules du matériau. Le broyeur à jet avec un flux d'air à grande vitesse comme support d'impact est souvent utilisé pour le broyage de la médecine chinoise, qui peut être divisé en 5 types suivants : type à disque horizontal, type à tube circulant, type à pulvérisation opposée, type à cible à plaque d'impact, type à lit fluidisé.
Le broyeur à jet convient à la médecine chinoise avec une texture croquante, une sensibilité à la chaleur et un point de fusion bas, mais pas aux matériaux médicinaux contenant des composants volatils. Le produit après broyage a une distribution granulométrique uniforme, une grande précision de classification, une forte affinité et conserve les propriétés inhérentes des particules. Par conséquent, cette technologie est devenue la méthode préférée pour le développement de divers matériaux micropoudreux à haute performance.
Broyeur à impact mécanique à grande vitesse
Le broyeur à impact mécanique à grande vitesse utilise un rotor tournant à grande vitesse autour de l'axe pour transférer l'élan au matériau, ce qui provoque une collision violente du matériau avec la doublure pour obtenir une poudre ultrafine. Les effets de broyage, de cisaillement et de courant de Foucault générés dans ce processus peuvent favoriser la formation de nouvelles surfaces de poudre.
Cet équipement est pratique pour l'alimentation, occupe une petite surface, a une efficacité de broyage élevée et a une taille de particule de broyage réglable. Il est largement utilisé dans le broyage des médicaments chinois de dureté moyenne et faible ; mais il a un effet thermique pendant le processus de broyage et ne convient pas aux médicaments chinois sensibles à la chaleur et à bas point de fusion. Cet équipement repose principalement sur le fonctionnement à grande vitesse des pièces pour le broyage, ce qui entraînera une usure grave des pièces et la pollution des médicaments chinois est inévitable. Par conséquent, le développement de matériaux à haute résistance à l'usure est un moyen important de promouvoir le développement de tels équipements.
Broyeur à vibrations
Le broyeur à vibrations comprend un support de broyage, un bol de broyage et un dispositif d'excitation excentrique. Son principe de fonctionnement est complexe et multi-échelle. Le mécanisme excentrique entraîne le bol à vibrer périodiquement à haute fréquence. Le support de broyage se déplace en conséquence et produit de multiples forces sur le matériau, aggravant l'extension des fissures dans le matériau, brisant ainsi la structure externe.
Le broyeur à vibrations convient au broyage de médicaments chinois de dureté différente, et la distribution granulométrique des particules obtenues est étroite. Si le broyeur à vibrations est équipé d'un dispositif de refroidissement, il peut également réaliser le broyage à basse température de matières médicinales chinoises sensibles à la chaleur, à bas point de fusion et volatiles.
La technologie de broyage ultrafin a apporté de nouvelles opportunités au domaine de la médecine traditionnelle chinoise, mais elle présente également certains défis, tels que la consommation d'énergie des broyeurs à jet d'air et le bruit des broyeurs à vibrations.