Quelles sont les exigences de la poudre d’alumine dans les applications à forte valeur ajoutée ?
Particules d'alumine haute densité pour la croissance du cristal de saphir
En fait, le saphir est un monocristal d’alumine. Sa croissance utilise de la poudre d'alumine de haute pureté avec une pureté >99,995 % (communément appelée alumine 5N) comme matière première. Cependant, en raison de la faible densité de tassement des particules d'alumine micronisées, elle est généralement inférieure à 1 g/cm3, la quantité de chargement d'un seul four est faible, ce qui affecte l'efficacité de la production. Généralement, l'alumine est densifiée en particules de haute densité grâce à un traitement approprié avant d'être chargée pour faire croître les cristaux.
Abrasifs en nano-alumine pour abrasifs de polissage CMP
Actuellement, les fluides de polissage CMP couramment utilisés comprennent le fluide de polissage au sol de silice, le fluide de polissage à l'oxyde de cérium et le fluide de polissage à l'alumine. Les deux premiers ont une faible dureté de grain abrasif et ne peuvent pas être utilisés pour polir des matériaux de haute dureté. Par conséquent, le fluide de polissage à l'oxyde avec une dureté Mohs de 9 aluminium est largement utilisé dans le polissage de précision des carénages en saphir et des fenêtres plates, des substrats en verre cristallisé, des céramiques polycristallines YAG, des lentilles optiques, des puces haut de gamme et d'autres composants.
La taille, la forme et la répartition granulométrique des particules abrasives affectent toutes l’effet de polissage. Par conséquent, les particules d’alumine utilisées comme abrasifs de polissage chimico-mécanique doivent répondre aux exigences suivantes :
1. Afin d'obtenir une planéité de l'angström, la taille des particules d'alumine doit être d'au moins 100 nm et la distribution doit être étroite ;
2. Afin de garantir la dureté, une cristallisation complète en phase α est nécessaire. Cependant, pour prendre en compte les exigences de taille de particule ci-dessus, le frittage doit être effectué à une température plus basse pour éviter une transformation complète en phase α pendant la croissance des grains.
3. Étant donné que le polissage des plaquettes nécessite des exigences de pureté extrêmement élevées, les ions Na, Ca et magnétiques doivent être strictement contrôlés, jusqu'au niveau ppm, tandis que les éléments radioactifs U et Th doivent être contrôlés au niveau ppb.
4. Les fluides de polissage contenant de l'Al2O3 ont une faible sélectivité, une mauvaise stabilité de dispersion et une agglomération facile, ce qui peut facilement provoquer de graves rayures sur la surface de polissage. Généralement, des modifications sont nécessaires pour améliorer sa dispersion dans le fluide de polissage afin d'obtenir une bonne surface polie.
Alumine sphérique à faible émission alpha pour le conditionnement de semi-conducteurs
Afin de garantir la fiabilité des dispositifs semi-conducteurs et d'améliorer la compétitivité de base des produits, il est souvent nécessaire d'utiliser de l'alumine sphérique à faible rayon α comme matériau d'emballage. D'une part, il peut empêcher les pannes de fonctionnement des dispositifs de mémoire causées par les rayons α et, d'autre part, il peut utiliser sa chaleur élevée. La conductivité offre de bonnes performances de dissipation thermique pour le dispositif.
Céramique transparente à l'alumine
Tout d'abord, afin d'empêcher les impuretés de la poudre Al2O3 de former facilement différentes phases et d'augmenter le centre de diffusion de la lumière, entraînant une réduction de l'intensité de la lumière projetée dans la direction incidente, réduisant ainsi la transparence du produit, le la pureté de la poudre d'Al2O3 ne doit pas être inférieure à 99,9 % et il doit s'agir d'α-Al2O3 avec une structure stable. Deuxièmement, afin d'affaiblir son propre effet de biréfringence, sa taille de grain doit également être réduite autant que possible. Par conséquent, la taille des particules de la poudre utilisée pour préparer les céramiques transparentes à l'alumine doit également être inférieure à 0,3 µm et avoir une activité de frittage élevée. De plus, afin d'éviter l'agglomération en grosses particules et la perte des avantages des petites particules d'origine, la poudre doit également répondre aux exigences de dispersion élevée.
Substrat céramique d'alumine de communication haute fréquence
Les céramiques d'alumine de haute pureté sont actuellement le matériau de substrat d'emballage le plus idéal et le plus largement utilisé en raison de leurs bonnes propriétés diélectriques, de leur capacité de charge rigide et de leur résistance à l'érosion environnementale. Cependant, la performance principale des substrats en alumine augmente avec l'augmentation de la teneur en alumine. Afin de répondre aux besoins des communications haute fréquence, la pureté des substrats en céramique d'alumine doit atteindre 99,5 %, voire 99,9 %.
Broyeur à jet de processus de fabrication de NdFeB fritté
La fabrication de poudre par broyeur à jet (JM) est un nouveau type de méthode de fabrication de poudre qui utilise un flux d'air à haute pression (généralement de l'azote de haute pureté) pour accélérer les particules de poudre à une vitesse supersonique dans la chambre de broyage à flux d'air, provoquant ainsi la collision des particules de poudre les unes avec les autres. et pause.
Le processus spécifique est le suivant : mélanger les flocons d'hydrogène broyés (SC) avec une certaine proportion d'antioxydant, puis l'ajouter au bac d'alimentation du broyeur à flux d'air, l'ajouter à la chambre de broyage à flux d'air en fonction de la quantité quantitative et de l'azote à haute pression (7 kg ) est pulvérisé par les quatre buses de la chambre de broyage. , accélérez le matériau à une vitesse supersonique pour former un lit fluidisé, et les particules entrent en collision les unes avec les autres et se brisent. Le diamètre des particules brisées est compris entre 1 et 8 µm.
En fonction des performances et de la répartition des matériaux, la taille moyenne de la poudre de broyage à flux d'air SMD se situe entre 2,5 et 4 μm. La poudre produite par le broyage à flux d’air est inégale et nécessite un mélange tridimensionnel. Avant le mélange, une certaine proportion de lubrifiant et d'antioxydants est ajoutée au réservoir de matériau selon le processus pour contrôler la teneur en oxygène et améliorer les performances d'orientation du moulage.
La « force fondamentale » des équipements semi-conducteurs : les composants en carbure de silicium
Le carbure de silicium (SiC) est un matériau céramique structurel doté d'excellentes propriétés. Les pièces en carbure de silicium, c'est-à-dire les pièces d'équipement en carbure de silicium et ses matériaux composites comme matériaux principaux, présentent les caractéristiques d'une densité élevée, d'une conductivité thermique élevée, d'une résistance à la flexion élevée, d'un module d'élasticité élevé, etc., et peuvent être adaptées à la tranche. épitaxie, gravure, etc. En raison de l'environnement de réaction très corrosif et à très haute température dans le processus de fabrication, il est largement utilisé dans les principaux équipements semi-conducteurs tels que les équipements de croissance épitaxiale, les équipements de gravure et les équipements d'oxydation/diffusion/recuit.
Selon la structure cristalline, il existe de nombreuses formes cristallines de carbure de silicium. Actuellement, les SiC courants sont principalement de type 3C, 4H et 6H. Différentes formes cristallines de SiC ont des utilisations différentes. Parmi eux, le 3C-SiC est aussi souvent appelé β-SiC. Une utilisation importante du β-SiC est comme matériau de film et de revêtement. Par conséquent, le β-SiC est actuellement le matériau principal pour le revêtement à base de graphite.
Selon le processus de préparation, les pièces en carbure de silicium peuvent être divisées en carbure de silicium par dépôt chimique en phase vapeur (CVD SiC), carbure de silicium fritté par réaction, carbure de silicium fritté par recristallisation, carbure de silicium fritté à pression atmosphérique, carbure de silicium fritté par pressage à chaud, frittage par pressage isostatique à chaud et carbonisation Silicium, etc.
Pièces en carbure de silicium
1. Pièces en carbure de silicium CVD
Les composants en carbure de silicium CVD sont largement utilisés dans les équipements de gravure, les équipements MOCVD, les équipements épitaxiaux SiC, les équipements de traitement thermique rapide et d'autres domaines.
Équipement de gravure : le segment de marché le plus important pour les composants CVD en carbure de silicium est l'équipement de gravure. Les composants en carbure de silicium CVD dans les équipements de gravure comprennent des bagues de focalisation, des pommes de douche à gaz, des plateaux, des anneaux de bord, etc. En raison de la faible réactivité et conductivité du carbure de silicium CVD aux gaz de gravure contenant du chlore et du fluor, il devient un matériau idéal pour le plasma. des composants tels que des bagues de mise au point dans les équipements de gravure.
Revêtement à base de graphite : le dépôt chimique en phase vapeur à basse pression (CVD) est actuellement le procédé le plus efficace pour préparer des revêtements SiC denses. L'épaisseur des revêtements CVD-SiC est contrôlable et présente les avantages de l'uniformité. Les bases en graphite revêtues de SiC sont couramment utilisées dans les équipements de dépôt chimique en phase vapeur organométallique (MOCVD) pour supporter et chauffer des substrats monocristallins. Ils constituent le noyau et les composants clés des équipements MOCVD.
2. Pièces en carbure de silicium fritté par réaction
Pour les matériaux SiC frittés par réaction (infiltration réactive ou liaison par réaction), le retrait de la ligne de frittage peut être contrôlé en dessous de 1 % et la température de frittage est relativement basse, ce qui réduit considérablement les exigences en matière de contrôle de la déformation et d'équipement de frittage. Par conséquent, cette technologie présente l’avantage de permettre de réaliser facilement des composants à grande échelle et a été largement utilisée dans les domaines de la fabrication de structures optiques et de précision.
12 méthodes de modification de la bentonite
La modification de la bentonite utilise généralement des méthodes physiques, chimiques, mécaniques et autres pour traiter la surface et modifier délibérément les propriétés physiques et chimiques de la surface minérale en fonction des besoins de l'application.
1. Modification du sodium
La montmorillonite ayant une capacité d’adsorption plus forte pour le Ca2+ que pour le Na+, la bentonite trouvée dans la nature est généralement un sol à base de calcium. Cependant, dans des applications pratiques, il s’avère que la capacité d’échange du Ca2+ dans les sols à base de calcium est bien inférieure à celle du Na+. C’est pourquoi les sols à base de calcium sont souvent sodiques avant d’être mis sur le marché.
2. Modification du lithium
La bentonite de lithium a d'excellentes propriétés de gonflement, d'épaississement et de suspension dans l'eau, les alcools inférieurs et les cétones inférieures, elle est donc largement utilisée dans les revêtements architecturaux, les peintures au latex, les revêtements de coulée et d'autres produits pour remplacer divers agents de suspension organiques à base de cellulose. Il existe très peu de ressources naturelles en bentonite de lithium. Par conséquent, la lithiation artificielle est l’une des principales méthodes de préparation de bentonite de lithium.
3. Modification par lixiviation acide
La méthode de modification acide utilise principalement des acides de différents types et concentrations pour imprégner la bentonite. D'une part, la solution acide peut dissoudre les cations métalliques intercouches et les remplacer par H+ avec un volume plus petit et une valence plus faible, réduisant ainsi la force de Van der Waals intercouche. L'espacement intercouche augmente ; d'autre part, les impuretés présentes dans le canal peuvent être éliminées, augmentant ainsi la surface spécifique.
4. Modification de l'activation de la torréfaction
La méthode de modification du grillage de la bentonite consiste à calciner la bentonite à différentes températures. Lorsque la bentonite est calcinée à haute température, elle perd successivement de l'eau de surface, de l'eau liée dans la structure du squelette et des polluants organiques dans les pores, provoquant une augmentation de la porosité et une complexité accrue de la structure.
5. Modification organique
Le principe de base de la méthode de modification organique est d'organiser la bentonite, en utilisant des groupes fonctionnels organiques ou de la matière organique pour remplacer les couches de bentonite afin d'échanger des cations ou de l'eau structurelle, formant ainsi un composite organique lié par des liaisons covalentes, des liaisons ioniques, des liaisons de couplage ou des liaisons de Van der. Forces de Waals. Bentonite.
6. Modification du pilier inorganique
La modification inorganique consiste à élargir l'espacement intercouche en formant une structure en colonnes inorganique entre les couches de bentonite, à augmenter la surface spécifique et à former une structure de réseau de trous bidimensionnel entre les couches. Il empêche également la bentonite de s'effondrer dans des environnements à haute température et améliore sa stabilité thermique.
7. Modification composite inorganique/organique
La méthode de modification des composites inorganiques/organiques tire parti des grands espaces intercouches et de l’échangeabilité cationique de la bentonite. Il utilise principalement des polymères inorganiques pour ouvrir les domaines intercalaires, puis utilise des activateurs pour modifier les propriétés de surface de la bentonite. méthode.
8. Modification du micro-ondes
Le principe de la modification par micro-ondes consiste à utiliser des micro-ondes avec une plage de fréquence comprise entre 300 Hz et 300 GHz pour traiter la bentonite et l'activer. Le traitement par micro-ondes présente les avantages d'une forte pénétration, d'un chauffage uniforme, d'un fonctionnement sûr et simple, d'une faible consommation d'énergie et d'un rendement élevé. Il donne de meilleurs résultats lorsqu’il est combiné avec les méthodes traditionnelles d’acidification et de torréfaction.
9. Modification par ultrasons
La bentonite modifiée par ultrasons peut améliorer ses performances d'adsorption. Les ultrasons à court terme peuvent augmenter l'espacement intercouche et desserrer la structure, facilitant ainsi la pénétration des ions métalliques ; les ultrasons à long terme peuvent modifier les liaisons Si-O-Si à la surface des lamelles cristallines de la bentonite, ajoutant ainsi des ions métalliques à la bentonite.
10. Modification du sel inorganique
La modification du sel inorganique consiste à immerger la bentonite dans une solution saline (NaCl, MgCl2, AlCl3, CaCl2, Cu(NO3)2, Zn(NO3)2, etc.). La capacité d'adsorption de la bentonite modifiée par une solution saline est encore meilleure que celle du sol d'origine. a connu une augmentation.
11. Modification du dopage aux métaux des terres rares
Les modificateurs de terres rares couramment utilisés sont les sels de lanthane et leurs oxydes. Après dopage de la bentonite avec le lanthane, un métal des terres rares, une certaine quantité d'oxydes et d'hydroxydes métalliques est introduite à sa surface ou entre les couches, affaiblissant ainsi la montmorillonite dans la bentonite. de l'énergie de liaison intercouche.
12. Modification chargée de métal
La bentonite modifiée chargée de métal utilise la bentonite comme support et utilise la méthode sol-gel, la méthode de précipitation directe, la méthode d'imprégnation et d'autres processus pour disperser fortement les composants métalliques actifs sur le support, en utilisant le support pour avoir une bonne structure de taille de pores et d'autres caractéristiques. les composants actifs peuvent exercer un meilleur effet catalytique dans la réaction catalytique.
Quelles méthodes peuvent aider à la modification de surface des poudres ultrafines ?
La poudre ultrafine, également connue sous le nom de nanopoudre, fait référence à un type de poudre dont la taille des particules est de l'ordre du nanomètre (1 ~ 100 nm). La poudre ultrafine peut généralement être préparée par broyage à boulets, concassage mécanique, pulvérisation, explosion, dépôt chimique et autres méthodes.
Les nanopoudres ont attiré l'attention du public en raison de leurs propriétés particulières en termes de magnétisme, de catalyse, d'absorption de la lumière, de résistance thermique et de point de fusion en raison de leur effet de volume et de leur effet de surface. Cependant, en raison de leur petite taille et de leur énergie de surface élevée, les nanoparticules ont tendance à s’agglomérer spontanément. L’existence d’une agglomération affectera les performances des matériaux nanopoudres. Afin d'améliorer la dispersion et la stabilité de la poudre et d'élargir la plage d'application du matériau, il est nécessaire de modifier la surface de la poudre.
Il existe de nombreuses méthodes de modification de surface, qui peuvent généralement être divisées en : modification du revêtement de surface, modification chimique de surface, modification mécanochimique, modification de capsule, modification à haute énergie et modification de réaction de précipitation.
Modification du revêtement de surface
La modification du revêtement de surface signifie qu'il n'y a pas de réaction chimique entre le modificateur de surface et la surface des particules. Le revêtement et les particules sont reliés par des méthodes physiques ou des forces de Van der Waals. Cette méthode convient à la modification de surface de presque tous les types de particules inorganiques. Cette méthode utilise principalement des composés inorganiques ou des composés organiques pour recouvrir la surface des particules afin d'affaiblir l'agglomération des particules. De plus, la répulsion stérique générée par le revêtement rend très difficile la réunion des particules. Les modificateurs utilisés pour la modification du revêtement comprennent les tensioactifs, les hyperdispersants, les substances inorganiques, etc.
Poudres applicables : kaolin, graphite, mica, hydrotalcite, vermiculite, rectorite, oxydes métalliques et silicates en couches, etc.
Modification chimique des surfaces
La modification chimique de surface utilise l'adsorption ou la réaction chimique de groupes fonctionnels dans des molécules organiques à la surface d'une poudre inorganique pour modifier la surface des particules. En plus de la modification des groupes fonctionnels de surface, cette méthode comprend également la modification de la surface par réaction radicalaire, réaction de chélation, adsorption de sol, etc.
Poudres applicables : sable de quartz, poudre de silice, carbonate de calcium, kaolin, talc, bentonite, barytine, wollastonite, mica, terre de diatomées, brucite, sulfate de baryum, dolomite, dioxyde de titane, hydroxyde d'aluminium, diverses poudres telles que l'hydroxyde de magnésium et l'oxyde d'aluminium.
Modification mécanochimique
La modification mécanochimique fait référence au changement de la structure du réseau minéral, de la forme cristalline, etc. par des méthodes mécaniques telles que le concassage, le broyage et la friction. L'énergie dans le système augmente et la température augmente, ce qui favorise la dissolution des particules, la décomposition thermique et la génération libre. Méthode de modification qui utilise des radicaux ou des ions pour améliorer l'activité de surface des minéraux et favoriser la réaction ou la fixation de minéraux et d'autres substances pour atteindre l'objectif de modification de surface.
Poudres applicables : kaolin, talc, mica, wollastonite, dioxyde de titane et autres types de poudres.
Modification des capsules
La modification de capsule est une méthode de modification de surface qui recouvre la surface des particules de poudre d'un film uniforme et d'une certaine épaisseur.
Méthode de modification à haute énergie
La méthode de modification à haute énergie est une méthode qui utilise un traitement au plasma ou par rayonnement pour initier une réaction de polymérisation afin d'obtenir une modification.
Modification de la réaction de précipitation
La méthode de réaction de précipitation consiste à ajouter un précipitant à une solution contenant des particules de poudre, ou à ajouter une substance pouvant déclencher la génération du précipitant dans le système réactionnel, de sorte que les ions modifiés subissent une réaction de précipitation et précipitent à la surface des particules. , enrobant ainsi les particules. Les méthodes de précipitation peuvent être principalement divisées en méthodes de précipitation directe, méthodes de précipitation uniforme, méthodes de nucléation non uniforme, méthodes de co-précipitation, méthodes d'hydrolyse, etc.
Poudres applicables : dioxyde de titane, mica nacré, alumine et autres pigments inorganiques.
Application du broyeur à jet dans les revêtements anticorrosion
Les cendres volantes, également appelées cendres volantes, sont un déchet pulvérulent formé par calcination dans des chaudières.
Les cendres volantes sont généralement capturées dans les gaz de combustion par un précipitateur électrostatique ou un autre dispositif de filtrage des particules avant que les gaz de combustion n'atteignent la cheminée.
Les cendres volantes sont composées de cristaux, de corps de verre et de carbone résiduel. Il est gris ou gris-noir et de forme irrégulière. La plupart des particules sont microsphériques, avec une taille de particule de 0,1 à 300,0 μm, une densité d'environ 2 g/cm3 et une densité apparente de 1,0 à 300,0 μm. 1,8 g/cm3, il présente une grande surface spécifique et une forte activité d'adsorption.
Mécanisme de performance anticorrosion des revêtements améliorés par les cendres volantes
Les cendres volantes contiennent un grand nombre de microbilles et de structures vitreuses spongieuses. De plus, une fois les microbilles écrasées, c'est-à-dire après la destruction de la surface, davantage de structures poreuses et de structures vitreuses spongieuses seront exposées, ce qui peut augmenter la surface spécifique de la poudre. Grâce à ces caractéristiques, il peut être utilisé comme charge dans d’autres produits, ce qui en fait une meilleure charge fonctionnelle pour les revêtements. La recherche montre que les cendres volantes ultrafines, en tant qu'enduit de peinture, peuvent combiner recouvrement, nivellement et résistance à l'usure.
La résistance à la corrosion du revêtement est étroitement liée à la porosité du revêtement. Des cendres volantes sont ajoutées comme charge dans le revêtement. En raison de l'effet pouzzolanique des cendres volantes, elles peuvent remplir les pores du revêtement pour empêcher les fluides corrosifs de pénétrer à l'intérieur du revêtement à travers le revêtement anticorrosion.
Les cendres volantes ont de bonnes propriétés mécaniques. Le revêtement composite cendres volantes/résine peut augmenter la durabilité du revêtement, empêcher les pores locaux dus à l'usure et à la perte de protection, et prolonger considérablement la durée de vie du revêtement.
L'ajout de polymère conducteur améliore non seulement les performances de blocage de l'eau du revêtement, mais réduit également le taux d'oxydation du métal. En ajoutant de la poudre de zinc ou de la poudre d'aluminium au revêtement anticorrosion, la matière active devient l'anode de la réaction de corrosion et protège la matrice métallique comme la cathode.
Application du broyeur à jet dans les revêtements anticorrosion
Différent du principe de concassage mécanique traditionnel, sous l'action d'un flux d'air à grande vitesse, le matériau est écrasé par l'impact entre ses propres particules, l'impact et l'effet de cisaillement du flux d'air sur le matériau, ainsi que l'impact, la friction et le cisaillement du matériel et autres pièces. Outre la force d’impact, la force d’écrasement comprend également les forces de friction et de cisaillement. La friction est causée par le mouvement de friction et de meulage entre les particules de matériau et la paroi interne. Bien entendu, ce processus de friction et de broyage se produit également entre les particules. Étant donné que les deux méthodes de concassage, à savoir l'impact et le broyage, conviennent principalement au concassage fin de matériaux fragiles, elles sont particulièrement adaptées.
Le concassage à jet présente des caractéristiques particulières car il diffère des concasseurs ordinaires en termes de méthodes et de principes de concassage :
La finesse du produit est uniforme. Pour le broyeur à flux d'air, pendant le processus de concassage, en raison de la force centrifuge de la rotation du flux d'air, les particules grossières et fines peuvent être automatiquement classées.
La taille moyenne des particules des matériaux broyés est fine et peut être broyée jusqu'à un niveau inférieur au micron ;
Le processus de production est continu, la capacité de production est importante et le degré d'autocontrôle et d'automatisation est élevé.
Flux de processus de préparation de poudre ultrafine de calcite
La poudre ultrafine de calcite, en tant que matériau minéral non métallique couramment utilisé, a un large éventail d'applications dans l'industrie et la technologie. Son processus de préparation et sa qualité affectent directement les performances et la compétitivité du produit sur le marché. Dans cet article, nous vous présenterons le processus de préparation de la poudre ultrafine de calcite et son prix, en espérant vous fournir de précieuses informations.
Flux de processus de préparation de poudre ultrafine de calcite
La préparation de poudre ultrafine de calcite implique principalement le processus de broyage. Voici le déroulement général du processus :
1. Sélection des matières premières
La sélection d'un minerai de calcite de haute qualité comme matière première est la première étape de la préparation d'une poudre ultra-fine. La qualité des matières premières est directement liée à la pureté et aux performances du produit final.
2. écraser
Le minerai de calcite sélectionné est broyé, généralement à l'aide d'un concasseur à mâchoires, d'un concasseur à cône et d'autres équipements pour broyer le minerai d'origine en particules plus petites.
3. Broyage
Après broyage, les particules sont ensuite broyées à l’aide d’un équipement de broyage ultra-fin pour obtenir la poudre ultra-fine requise. La sélection de l'équipement de broyage ultrafin et l'ajustement des paramètres du processus ont un impact important sur la finesse et la répartition des particules du produit.
4. Classement
La poudre de calcite broyée peut présenter une certaine inhomogénéité des particules. La poudre ultrafine est criblée et classée grâce à un équipement de classification pour obtenir la finesse requise.
5. Emballage
La poudre ultrafine de calcite finalement obtenue est conditionnée dans un équipement d'emballage pour garantir la qualité du produit et faciliter le stockage, le transport et la vente.
La poudre ultrafine de calcite est un matériau minéral non métallique important, et son processus de préparation et son prix sont cruciaux pour les industries et les domaines d'application associés.
Que l'effet de modification de surface de la poudre de silice soit bon ou non dépend de ces points !
La poudre de silice elle-même est une substance polaire et hydrophile. Il présente des propriétés d'interface différentes avec la matrice polymère et présente une mauvaise compatibilité. Il est souvent difficile de le disperser dans le matériau de base. Par conséquent, une modification de la surface de la poudre de silice est généralement nécessaire. Modifiez délibérément les propriétés physiques et chimiques de la surface de la poudre de silice en fonction des besoins de l'application, améliorant ainsi sa compatibilité avec les matériaux polymères organiques et répondant à ses exigences de dispersion et de fluidité dans les matériaux polymères.
Des facteurs tels que la qualité des matières premières de la poudre de silice, le processus de modification, la méthode et le modificateur de modification de surface, le dosage du modificateur, les conditions du processus de modification (température de modification, temps, pH et vitesse d'agitation) affectent tous l'effet de modification de surface de la poudre de silice. Parmi eux, les méthodes de modification de surface et les modificateurs sont les principaux facteurs affectant l'effet de modification.
1. Qualité des matières premières en poudre de silice
Le type, la taille des particules, la surface spécifique, les groupes fonctionnels de surface et d'autres propriétés de la poudre de silice affectent directement sa combinaison avec des modificateurs de surface. Les effets de modification des différents types de poudre de silice sont également différents. Parmi eux, la poudre de silice sphérique a une bonne fluidité, est facile à combiner avec le modificateur pendant le processus de modification et peut être mieux dispersée dans le système polymère organique. Et la densité, la dureté, la constante diélectrique et d’autres propriétés sont nettement meilleures que celles de la poudre de silice angulaire.
2. Méthodes et modificateurs de modification de surface
À l'heure actuelle, les méthodes de modification de surface de la poudre de silice sont principalement la modification organique, la modification inorganique et la modification mécanochimique, parmi lesquelles la méthode de modification la plus couramment utilisée est la modification organique. Lorsque l'effet d'une modification unique n'est pas bon, vous pouvez envisager de combiner la modification organique avec d'autres méthodes de modification pour la modification composite.
(1) Modification organique
La modification organique est une méthode qui utilise des groupes fonctionnels dans la matière organique pour effectuer une adsorption physique, une adsorption chimique et des réactions chimiques à la surface de la poudre de silice afin de modifier les propriétés de surface de la poudre de silice.
(2) Modification inorganique
La modification inorganique fait référence au revêtement ou à la composition de métaux, d'oxydes inorganiques, d'hydroxydes, etc. sur la surface de la poudre de silice pour donner au matériau de nouvelles fonctions. Par exemple, Oyama et al. a utilisé une méthode de précipitation pour recouvrir la surface du SiO2 avec Al(OH)3, puis a enveloppé le SiO2 modifié avec du polydivinylbenzène, qui peut répondre à certaines exigences d'application spéciales.
(3) Modification mécanochimique
La modification mécanochimique fait référence à l'utilisation d'abord d'un broyage ultra-fin et d'autres forces mécaniques fortes pour activer la surface des particules de poudre afin d'augmenter les points actifs ou les groupes actifs à la surface de la poudre de silice, puis à la combinaison de modificateurs pour obtenir une modification composite de la poudre de silice.
3. Modifier la posologie
La quantité de modificateur est généralement liée au nombre de points actifs (tels que Si-OH) à la surface de la poudre de silice et à la couche monomoléculaire et à l'épaisseur bimoléculaire du modificateur recouvrant la surface.
Lorsque la quantité de modificateur est trop faible, le degré d’activation de la surface de la poudre de silice modifiée ne sera pas élevé ; lorsque la quantité de modificateur est trop importante, cela augmentera non seulement le coût de la modification, mais formera également une couche physique multicouche sur la surface de la poudre de silice modifiée. L'adsorption amène l'interface entre la poudre de silice et le polymère organique à former une couche faible, ce qui entraîne l'incapacité de fonctionner comme un pont moléculaire unique.
4. Processus de modification et optimisation des conditions
Les procédés de modification couramment utilisés pour la poudre de silice comprennent principalement la modification sèche, la modification humide et la modification composite.
La modification sèche est une modification dans laquelle la poudre de silice est dispersée dans un équipement de modification dans un état relativement sec et combinée avec une certaine quantité de modificateur de surface à une certaine température. Le processus de modification à sec est simple et présente un faible coût de production. Il s’agit actuellement de la principale méthode de modification de surface de la poudre de silice domestique et convient à la poudre de silice au niveau micronique.
De plus, afin d'obtenir un bon effet de modification de la poudre de silice, la température, le pH, le temps, la vitesse d'agitation et d'autres conditions de traitement pendant le processus de modification doivent être contrôlés.
La température de modification est une condition importante pour la condensation, la déshydratation et la formation de fortes liaisons covalentes entre le modificateur et la poudre de silice. La température de modification ne doit être ni trop élevée ni trop basse. Une température trop élevée entraînera la décomposition ou la volatilisation du modificateur, et une température trop basse entraînera la décomposition ou la volatilisation du modificateur. Cela réduira la vitesse de réaction entre le modificateur et la poudre de silice, affectant l'effet de modification.
Découvrez le silicium noir et ses applications
L’origine du nom silicium noir vient du fait que, vue par l’œil humain, la couleur est noire. En raison de la microstructure de la surface, le silicium noir peut absorber près de 100 % de la lumière incidente et très peu de lumière est réfléchie, de sorte qu'elle apparaît noire à l'œil humain.
Les propriétés optiques et semi-conductrices uniques des matériaux en silicium noir ont apporté une large gamme d'applications aux capteurs photoélectriques (photodétecteurs, caméras thermiques, etc.), tels que les caméras à faible luminosité qui fonctionnent dans les doubles bandes visible et proche infrarouge, apportant de grands avantages aux applications civiles et militaires. Venez à de nombreuses commodités.
L’une des propriétés les plus attrayantes du silicium noir est sa réflectivité assez faible et ses capacités d’absorption à grand angle sur une large gamme spectrale. La réflectivité du silicium noir peut généralement atteindre moins de 10 %, ce qui est très utile pour les nanocônes ou les nanofils. La structure spéciale du rapport des diamètres peut réduire davantage la réflectivité moyenne à moins de 3 % en optimisant les paramètres du processus.
Avec le développement de la technologie de traitement fin du silicium, la microstructure du silicium noir s'est développée depuis la première structure de nanocône traitée par laser femtoseconde jusqu'aux structures pyramidales, à trous, à nanofils et composites.
Après des années d'exploration, divers systèmes de traitement ont été mis en place pour les méthodes de traitement du silicium noir. Les méthodes couramment utilisées comprennent la méthode laser femtoseconde, la méthode de gravure électrochimique, la méthode de gravure ionique réactive, la méthode acide, la méthode alcaline, la méthode de gravure assistée par métal, etc. Chaque méthode de traitement a une morphologie de microstructure différente et des propriétés optiques disponibles.
Dans le même temps, la définition du silicium noir s’est progressivement élargie. Elle ne se limite plus au silicium microstructuré traité par laser femtoseconde, et la couleur ne se limite pas au noir. Tant qu’il possède une capacité évidente de piégeage de la lumière, on peut l’appeler silicium microstructuré. C'est un matériau en silicone noir.
En contrôlant la taille structurelle caractéristique du silicium poreux multicouche, les chercheurs contrôlent artificiellement les modifications de son indice de réfraction. La surface du silicium a différents effets d'absorption selon la lumière, et finalement différentes couleurs apparaissent sous les yeux humains. Cette solution technique peut être appliquée à un détecteur à quatre quadrants, de sorte que chaque quadrant présente des caractéristiques de réponse spectrale différentes.
En tant que nouveau matériau, le silicium noir possède de nombreuses propriétés excellentes et a été utilisé dans de nombreux domaines, tels qu'un taux d'absorption de la lumière et une sensibilité à la lumière extrêmement élevés, qui peuvent être utilisés comme couche absorbante de photodétecteurs ; l'utilisation des propriétés antireflet et des caractéristiques grand angle du silicium noir telles que l'absorption peut améliorer les performances de l'appareil telles que le taux de réponse photoélectrique et la plage spectrale de réponse ; La structure pyramidale du silicium noir présente d'excellentes caractéristiques d'émission de champ, elle peut donc être utilisée comme matériau d'émission de champ. Le silicium noir possède également d’excellentes propriétés de photoémission. De par ses propriétés luminescentes, il peut être utilisé comme matériau photoluminescent ; utilisant la surface spécifique ultra-élevée du silicium noir, il peut être utilisé comme adhésif solide ou comme structure de dissipation thermique entre les matériaux en silicium.
Dans de nombreuses applications, les matériaux à base de silicium noir ont montré leur grande valeur pour améliorer l’efficacité photovoltaïque des cellules solaires industrielles en silicium cristallin. Avec le développement explosif de la technologie des plaquettes de silicium découpées au fil diamanté, la couche endommagée lors de la découpe des plaquettes de silicium a été considérablement réduite et des plaquettes de silicium monocristallins ou polycristallins plus minces peuvent également être fournies, ce qui a grandement favorisé le développement vigoureux de l'industrie photovoltaïque et amélioré la performances des appareils. Efficacité de conversion photoélectrique, les cellules photovoltaïques ont un besoin urgent d'une technologie de surface avant à faible réflectivité et d'absorption grand angle et d'une conception structurelle avec une absorption améliorée. La technologie du silicium noir montre un couplage naturel dans le domaine photovoltaïque.
Quelles sont les applications du graphène dans le domaine de la conductivité thermique ?
À l'heure actuelle, avec l'approfondissement continu de la recherche, l'application du graphène dans le domaine de la conductivité thermique a permis d'obtenir des résultats remarquables, notamment la formation de films de graphène par liaisons chimiques entre feuilles, comme charge dans les matériaux composites thermoconducteurs et les revêtements thermoconducteurs. et la préparation du graphène. Fibre de polyéthylène nouveaux matériaux textiles fonctionnels, etc.
1. Film thermique en graphène
Le film de graphite artificiel est depuis longtemps le choix le plus idéal pour les films conducteurs thermiques. Il peut généralement être utilisé comme dissipateur thermique dans les composants électroniques et est fixé à la surface des composants électroniques qui génèrent facilement de la chaleur pour disperser uniformément la chaleur générée par la source de chaleur. Cependant, étant donné que les films de graphite à haute conductivité thermique sont principalement préparés en utilisant la méthode technique de carbonisation-graphitisation du film PI, qui nécessite des films de polyimide de haute qualité comme matières premières, et que sa recherche, son développement et sa production présentent des barrières techniques élevées, l'industrie a donc toujours espéré D'autres alternatives peuvent être trouvées pour résoudre le problème du blocage des matières premières par la technologie, et le film conducteur thermique en graphène est une alternative idéale.
2. Remplisseur thermoconducteur
En tant que charge thermiquement conductrice bidimensionnelle, le graphène forme plus facilement un réseau thermiquement conducteur que les charges granulaires et présente de bonnes perspectives d'application dans les matériaux d'interface thermique et les revêtements thermiquement conducteurs.
un. En tant que matériau d'interface thermique, charge thermiquement conductrice
Par rapport aux charges thermiquement conductrices granulaires traditionnelles, les charges thermiquement conductrices utilisant le graphène comme matériau d'interface thermique peuvent non seulement utiliser sa conductivité thermique ultra élevée dans le plan, mais son rapport diamètre/épaisseur élevé est également plus propice à la construction d'un réseau de conductivité thermique tridimensionnel. Il présente de grands avantages lorsqu'il est combiné avec des charges d'autres dimensions pour améliorer la conductivité thermique des matériaux d'interface thermique.
b. Comme charge pour les revêtements de dissipation thermique
Le problème de dissipation thermique constitue un goulot d’étranglement majeur limitant le développement de dispositifs légers et performants. En tant que revêtement industriel spécial, le revêtement de dissipation thermique peut augmenter la vitesse de dissipation thermique et l'efficacité de la surface de l'objet en améliorant le taux de rayonnement infrarouge de la surface de la source de chaleur et en réduisant la température de surface du matériau. Répondez au besoin de dissipation thermique efficace des appareils malgré les contraintes d’espace et de taille.
3. Textiles fonctionnels en fibre de graphène à haute conductivité thermique
La fibre de graphène à haute conductivité thermique est un nouveau type de matériau en fibre de carbone composé d'unités de graphène assemblées et disposées de manière ordonnée. Il est assemblé de manière ordonnée à l’aide d’une dispersion d’oxyde de graphène ou d’une dispersion de graphène fonctionnalisé par filage humide. . Son principal avantage est qu'il possède à la fois de bonnes propriétés mécaniques, électriques et thermiques et qu'il peut être combiné avec la technologie textile pour produire des textiles fonctionnels en grande quantité par filage humide.
Actuellement, la conductivité thermique ultra-élevée du graphène peut être utilisée pour produire des vêtements chauffants électriques qui peuvent garder au chaud et protéger du froid, ainsi que des textiles thermiquement conducteurs et frais. Les vêtements chauffants électriques en graphène utilisent principalement du graphène pour convertir l'énergie de l'alimentation électrique en chaleur, puis combinent la conductivité thermique ultra-élevée du graphène pour transférer uniformément la chaleur à tout le corps. Il permet de garder le tissu léger et doux tout en offrant d'excellentes performances d'isolation thermique. Les textiles thermiquement conducteurs et frais utilisent la conductivité thermique élevée du graphène, qui provoque une perte de chaleur rapide de la surface de la peau après un contact cutané avec les textiles, abaissant considérablement la température corporelle et offrant aux personnes une expérience de port plus confortable.