Zirkonium silikat: raksasa tak terlihat di era teknologi tinggi
Dengan pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, terobosan baru terus dilakukan di bidang material baru. Di antaranya, zirkonium silikat, sebagai material anorganik penting, tidak hanya memainkan peran inti dalam industri keramik tradisional, tetapi juga menunjukkan berbagai prospek aplikasi di bidang teknologi tinggi.
Zirkonium silikat (ZrSiO₄) adalah zat anorganik berwarna putih keabu-abuan, tidak larut dalam air dengan komposisi teoritis 67,1% ZrO₂ dan 32,9% SiO₂.
Zirkonium silikat memiliki titik leleh tinggi (2500 derajat Celsius), indeks bias tinggi (1,93-2,01), dan stabilitas kimia yang sangat baik. Karakteristik ini dan keunggulan yang dibawanya membuat zirkonium silikat bersinar di banyak bidang.
Efek pemutihan yang signifikan:
Baddeleyite yang dibentuk oleh zirkonium silikat dalam glasir keramik dapat secara efektif menyebarkan gelombang cahaya yang datang, secara signifikan meningkatkan keputihan dan kilap glasir, dan merupakan bahan yang ideal untuk pemutihan keramik.
Stabilitas kimia yang kuat:
Zirkonium silikat memiliki stabilitas kimia yang sangat kuat dan dapat menahan erosi berbagai asam, alkali, dan zat korosif, memastikan bahwa ia dapat mempertahankan kinerja yang stabil di berbagai lingkungan yang keras.
Ketahanan suhu tinggi yang sangat baik:
Titik leleh yang tinggi memungkinkan zirkonium silikat untuk mempertahankan struktur dan stabilitas kinerjanya di lingkungan suhu tinggi, menjadikannya bahan baku yang ideal untuk menyiapkan keramik suhu tinggi dan bahan tahan api.
Meningkatkan kekerasan glasir dan ketahanan aus:
Penambahan zirkonium silikat dapat secara signifikan meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus glasir keramik dan memperpanjang masa pakai produk.
Ramah lingkungan dan bebas polusi:
Sebagai material anorganik, zirkonium silikat tidak beracun dan tidak berbahaya, tidak akan mencemari lingkungan, dan memenuhi persyaratan produksi hijau modern.
Zirkonium silikat banyak digunakan dalam produksi keramik arsitektur, keramik saniter, keramik penggunaan sehari-hari, dan keramik kerajinan tangan karena keburamannya yang sangat baik dan berbagai keunggulan di atas.
Zirkonium silikat tidak hanya dapat meningkatkan kinerja ikatan badan keramik dan glasir, tetapi juga meningkatkan kualitas glasir secara keseluruhan, sehingga produk keramik menjadi lebih indah dan tahan lama.
Tabung gambar berwarna dalam industri televisi:
Penerapan zirkonium silikat dalam tabung gambar berwarna meningkatkan kejernihan dan saturasi warna gambar yang ditampilkan, sehingga memberikan pengalaman visual yang lebih realistis bagi penonton.
Kaca emulsi:
Dalam industri kaca, zirkonium silikat digunakan sebagai pengemulsi untuk membantu pembuatan produk kaca dengan transparansi tinggi dan kekuatan tinggi, yang banyak digunakan dalam otomotif, konstruksi, dan bidang lainnya.
Material berkinerja tinggi:
Zirkonium silikat berskala nano merupakan pilihan ideal untuk menyiapkan keramik dan material fungsional kelas atas, seperti pelapis tahan aus dan material insulasi termal, karena efek nano yang unik dan berbagai keunggulan di atas.
Dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang berkelanjutan serta peningkatan kesadaran lingkungan, bidang aplikasi zirkonium silikat akan semakin diperluas. Di masa mendatang, kita akan melihat lebih banyak produk zirkonium silikat berkinerja tinggi dan ramah lingkungan, yang akan memberikan kontribusi lebih besar bagi kemajuan ilmiah dan teknologi serta pembangunan sosial. Singkatnya, sebagai material anorganik yang penting, zirkonium silikat telah menunjukkan potensi pengembangan yang besar dalam industri keramik dan bidang teknologi tinggi dengan berbagai keunggulan unik dan prospek aplikasi yang luas. Kami memiliki alasan untuk percaya bahwa dalam pengembangan di masa mendatang, zirkonium silikat akan terus memainkan keunggulan uniknya dan menjadi kekuatan penting untuk mendorong kemajuan industri.
Titanium Dioksida - Salah Satu Pigmen Putih Terbaik di Dunia
Titanium dioksida, yang juga dikenal sebagai titanium dioksida, memiliki rumus kimia TiO2 dan merupakan pigmen putih dengan kinerja yang sangat baik. Nano titanium dioksida merupakan jenis material fungsional anorganik yang penting, yang juga dikenal sebagai nano titanium dioksida. Nano titanium dioksida merupakan bubuk titanium dioksida halus yang dibuat melalui proses khusus.
Bidang aplikasi
1. Aplikasi dalam pigmen dan pelapis
Titanium dioksida tingkat pigmen memiliki indeks bias yang tinggi, daya pewarnaan yang kuat, daya tutup yang besar, daya dispersibilitas dan keputihan yang baik, tidak beracun dan memiliki sifat fisik dan kimia yang stabil, serta memiliki sifat optik dan listrik yang sangat baik. Titanium dioksida banyak digunakan dalam cat lateks, pelapis cetak kumparan dan besi, cat otomotif, pelapis bubuk, dan bidang lainnya, yang mencakup lebih dari 90% dari semua pigmen putih yang digunakan, yang dapat meningkatkan kualitas produk, menambah warna, dan mencerahkan. Titanium dioksida dengan ukuran partikel 200~400nm juga memiliki fungsi seperti pelindung ultraviolet, pelindung elektrostatik, ketahanan aus dan ketahanan gores, meningkatkan daya rekat pelapis, dan mencegah kendur.
2. Aplikasi pada tekstil dan serat kimia
Tekstil dan serat kimia merupakan bidang aplikasi penting titanium dioksida. Titanium dioksida memiliki indeks bias tinggi, yang membuatnya berkinerja baik dalam sifat optik. Oleh karena itu, titanium dioksida sering digunakan sebagai bahan pengikat serat sintetis. Secara umum, hanya 0,2%~0,5% TiO2 yang perlu ditambahkan ke serat sintetis untuk mendapatkan efek pengikat yang signifikan.
3. Aplikasi pada industri pembuatan kertas
Industri pembuatan kertas merupakan bidang aplikasi penting titanium dioksida, yang sering digunakan untuk kertas dekoratif, kertas Alkitab, dan uang kertas. Kertas yang menggunakan titanium dioksida memiliki karakteristik tingkat keputihan tinggi, kekuatan tinggi, kilap bagus, tipis dan halus, serta hasil cetak buram. Opasitasnya jauh lebih tinggi daripada kalsium karbonat dan bedak talk, dan bobotnya juga lebih ringan.
4. Aplikasi pada kosmetik
TiO2 dapat menyerap, memantulkan, dan menyebarkan sinar ultraviolet, serta dapat berperan dalam melindungi dari radiasi ultraviolet. Titanium dioksida memiliki potensi aplikasi tertentu di bidang kosmetik. Namun, nano-TiO2 sendiri memiliki energi permukaan spesifik yang besar, polaritas yang kuat, dan mudah menggumpal, yang memengaruhi efek aplikasi yang sebenarnya. Oleh karena itu, nano-TiO2 biasanya dimodifikasi permukaannya sebelum digunakan dalam bidang kosmetik.
5. Aplikasi dalam industri plastik
Industri plastik merupakan bidang aplikasi penting untuk titanium dioksida, dan konsumsinya mencapai sekitar 20% dari total. Ada lebih dari 50 merek titanium dioksida plastik khusus di dunia. Selain daya tutupnya yang tinggi dan daya reduksi warnanya, titanium dioksida juga dapat meningkatkan ketahanan panas, ketahanan cahaya, dan ketahanan cuaca pada produk plastik, serta meningkatkan sifat mekanik dan listriknya.
6. Aplikasi dalam industri tinta
Titanium dioksida memiliki warna putih yang baik, ukuran partikel yang kecil dan seragam, indeks bias yang tinggi, daya pewarnaan dan daya tutup yang tinggi, stabilitas fisik dan kimia yang baik, difusi cahaya, ketahanan cahaya, ketahanan panas, ketahanan cuaca dan hidrofobisitas, menjadikannya tidak hanya pigmen putih yang sangat diperlukan dalam pembuatan tinta, tetapi juga bahan baku yang diperlukan untuk persiapan banyak produk tinta warna antara.
7. Aplikasi dalam industri karet
Titanium dioksida digunakan sebagai pewarna dalam industri karet, dan juga memiliki fungsi pengisian, anti-penuaan, ketahanan asam dan alkali dan penguatan. Menambahkan titanium dioksida ke produk karet berwarna putih dan terang akan membuat produk jadi memiliki karakteristik penuaan yang lambat, kekuatan tinggi, tidak retak, tidak memudar, pemanjangan besar dan tahan asam dan alkali.
8. Aplikasi dalam perawatan medis dan kesehatan
Bahan fotokatalitik TiO2 dapat menghancurkan dinding sel dan membran sel bakteri, sehingga berperan dalam sterilisasi dan desinfeksi. Nano-TiO2 dapat menguraikan patogen dan endotoksin. Bahan bangunan antibakteri fotokatalitik TiO2 digunakan di tempat-tempat yang banyak bakteri berkembang biak, seperti bangsal rumah sakit dan ruang operasi, untuk mendegradasi endotoksin pada permukaan padat dan cairan pada suhu ruangan.
9. Aplikasi dalam baterai
Sel surya merupakan sumber energi hijau yang berkelanjutan. Sel surya peka-pewarna (DSSC) memiliki biaya rendah, metode produksi yang relatif sederhana, tidak beracun, tidak berbahaya, dan bebas polusi, serta memiliki prospek pengembangan yang baik. TiO2 dapat digunakan dalam produksi sel surya peka-pewarna. Penambahan nano-Au, Ag atau Pt dan partikel logam mulia lainnya ke permukaan elektroda TiO2, doping dengan ion non-logam dan kompleks logam transisi dapat meningkatkan efisiensi konversi fotolistrik TiO2. TiO2 juga dapat digunakan sebagai bahan lapisan penyangga elektronik dalam sel surya perovskit, serta bahan elektroda negatif untuk baterai lithium-ion dan baterai sodium-ion.
Aplikasi Teknologi Serbuk Ultrahalus dalam Sediaan Obat Tradisional Tiongkok
Teknologi serbuk ultrafine merupakan teknologi rekayasa kimia baru yang saat ini sedang populer di berbagai negara. Teknologi ini dimulai pada tahun 1970-an dan memiliki prospek pengembangan yang luas dalam industri farmasi. Artikel ini memperkenalkan penerapan teknologi serbuk ultrafine dalam sediaan obat tradisional Tiongkok dan menganalisis dampaknya terhadap kualitas dan proses sediaan obat.
Saat ini, serbuk dengan ukuran partikel kurang dari 3μm disebut serbuk ultrafine di luar negeri. Teknologi serbuk ultrafine mengacu pada sediaan dan penggunaan serbuk ultrafine dan teknologi terkait. Konten penelitian meliputi sediaan, klasifikasi, pemisahan, pengeringan, modifikasi permukaan, komposit partikel, pengukuran ukuran partikel, teknologi keamanan dalam proses pembuatan, penyimpanan, dan pengangkutan serbuk ultrafine. Teknologi serbuk ultrafine juga disebut teknologi penggilingan ultrafine dan teknologi penggilingan mikro tingkat sel. Ini adalah proses yang murni fisik. Teknologi ini dapat meningkatkan ukuran partikel rata-rata serbuk obat hewan dan tumbuhan yang diperoleh dengan teknologi penggilingan tradisional dari sekitar 75 μm menjadi di bawah 5-10 μm. Teknologi ini secara bertahap telah digunakan secara luas dalam sediaan obat tradisional Tiongkok, terutama penggunaan partikel obat yang sangat halus dalam obat luar, obat oral, dan suntikan suspensi. Oleh karena itu, pengenalan teknologi bubuk sangat halus dalam industri farmasi tidak dapat dihindari untuk pengembangan obat tradisional Tiongkok. Namun, penggunaan teknologi bubuk sangat halus untuk membuat obat menjadi mikron juga akan berdampak tertentu pada kualitas obat dan proses sediaan obat.
Dalam produksi industri yang sebenarnya, bahan obat sering kali diolah terlebih dahulu dengan penggilingan kasar menggunakan metode tradisional, dan kemudian digiling sangat halus lebih lanjut setelah penyaringan untuk mencapai spesifikasi ukuran partikel yang diperlukan (grading). Penerapan teknologi bubuk sangat halus dalam pengobatan tradisional Tiongkok telah menghasilkan inovasi dan pengembangan bentuk sediaan obat tradisional Tiongkok, dan memperluas bentuk sediaan obat mentah.
Kunci dari proses penggilingan sangat halus adalah menilai medan gaya penggilingan yang tepat sesuai dengan sifat fisik obat mentah, sehingga dapat memilih peralatan penggilingan sangat halus yang efektif. Saat ini, metode penggilingan sangat halus dalam pengobatan tradisional Tiongkok terutama mencakup penggilingan mekanis, penggilingan getaran, dan penggilingan aliran udara. Ada banyak peralatan industri produksi penggilingan ultra-halus dalam negeri yang dijual, termasuk pabrik getaran, pabrik geser mekanis, pabrik suhu rendah, pabrik aliran udara. Dua yang terakhir banyak digunakan dalam industri farmasi, dan di antara pabrik aliran udara, pabrik ultra-halus aliran udara fluidized bed adalah yang paling banyak digunakan.
Penggilingan ultra-halus mekanis dapat dibagi menjadi penggilingan kering dan penggilingan basah. Menurut prinsip yang berbeda dalam menghasilkan gaya penggilingan selama proses penggilingan, penggilingan kering meliputi jenis aliran udara, jenis getaran frekuensi tinggi, jenis pabrik bola (batang) berputar, jenis palu, dan jenis penggilingan sendiri. Penggilingan basah terutama meliputi pabrik koloid dan homogenizer.
Teknologi bubuk ultra-halus modern adalah kombinasi obat-obatan mikroskopis, memanfaatkan sepenuhnya mikronisasi, peracikan, presisi, modifikasi permukaan, dan teknologi desain partikel untuk membuat obat-obatan mencapai tingkat yang lebih tinggi. Dalam hal ini, ada berbagai ruang teknis untuk penelitian dan pemanfaatan. Penelitian dan penerapan teknologi ini secara mendalam akan menjadi titik pertumbuhan teknis baru dan titik pertumbuhan ekonomi baru bagi pengobatan tradisional Tiongkok.
6 aliran proses penggilingan ultrahalus yang umum, mana yang cocok untuk bubuk Anda?
Proses penggilingan ultrafine impak umumnya mengacu pada proses penggilingan dan pemilahan untuk menyiapkan bubuk dengan distribusi ukuran partikel d97≤10μm, yang dibagi menjadi metode kering dan metode basah. Saat ini, operasi unit penggilingan ultrafine (yaitu penggilingan ultrafine satu tahap) yang digunakan dalam industri memiliki alur proses berikut:
1. Proses sirkuit terbuka
Umumnya, penggilingan tipe datar atau cakram, tipe tabung sirkulasi, dan penggilingan aliran udara lainnya sering menggunakan alur proses sirkuit terbuka ini karena memiliki fungsi pemilahan sendiri. Selain itu, penggilingan ultrafine intermiten juga sering menggunakan alur proses ini.
Keuntungan dari alur proses ini adalah prosesnya sederhana, tetapi untuk penggiling ultrafine yang tidak memiliki fungsi pemilahan sendiri, karena tidak ada pengklasifikasi dalam alur proses ini, produk bubuk ultrafine yang memenuhi syarat tidak dapat dipisahkan dalam waktu. Oleh karena itu, rentang distribusi ukuran partikel produk umum relatif luas.
2. Proses sirkuit tertutup
Karakteristiknya adalah pengklasifikasi dan penggiling ultrafine membentuk sistem sirkuit tertutup penggilingan ultrafine-penggolongan halus. Alur proses ini sering digunakan untuk operasi penggilingan berkelanjutan dari ball mill umum, stirred mill, high-speed mechanical impact mill, vibration mill, dll.
Keunggulannya adalah dapat memisahkan produk bubuk ultrafine berkualitas tepat waktu, sehingga mengurangi penggumpalan partikel halus dan meningkatkan efisiensi penggilingan ultrafine.
3. Proses sirkuit terbuka dengan pra-penggolongan
Karakteristiknya adalah material digolongan terlebih dahulu sebelum memasuki penggiling ultrafine, dan material berbutir halus langsung digunakan sebagai produk bubuk ultrafine. Material berbutir kasar memasuki penggiling ultrafine untuk digiling. Ketika umpan mengandung sejumlah besar bubuk ultrafine berkualitas, proses ini dapat mengurangi beban penggiling, mengurangi konsumsi energi unit produk bubuk ultrafine, dan meningkatkan efisiensi operasi.
4. Proses sirkuit tertutup dengan pra-grading
Kombinasi operasi ini tidak hanya membantu meningkatkan efisiensi penggilingan dan mengurangi konsumsi energi per unit produk, tetapi juga mengendalikan distribusi ukuran partikel produk.
Proses ini juga dapat disederhanakan untuk hanya menyiapkan satu pengklasifikasi, yaitu, pengklasifikasi yang sama digunakan untuk pra-grading dan inspeksi serta grading.
5. Proses sirkuit terbuka dengan klasifikasi akhir
Karakteristik dari proses penggilingan ini adalah bahwa satu atau lebih pengklasifikasi dapat diatur setelah penggiling untuk memperoleh lebih dari dua produk dengan kehalusan dan distribusi ukuran partikel yang berbeda.
6. Proses sirkuit terbuka dengan pra-klasifikasi dan klasifikasi akhir
Proses ini tidak hanya dapat memisahkan terlebih dahulu beberapa produk berbutir halus yang memenuhi syarat untuk mengurangi beban penghancur, tetapi juga peralatan klasifikasi akhir dapat memperoleh lebih dari dua produk dengan kehalusan dan distribusi ukuran partikel yang berbeda.
Bagaimana cara mengatur jumlah tahap penggilingan ultra-halus?
Dalam hal metode penggilingan, proses penggilingan ultra-halus dapat dibagi menjadi tiga jenis: penggilingan kering (satu tahap atau lebih), penggilingan basah (satu tahap atau lebih), dan penggilingan multi-tahap gabungan kering-basah.
Jumlah tahap penggilingan terutama bergantung pada ukuran partikel bahan baku dan kehalusan produk yang dibutuhkan.
Untuk bahan baku dengan ukuran partikel yang relatif kasar, aliran proses penggilingan halus atau penggilingan halus terlebih dahulu dan kemudian penggilingan ultra-halus dapat diadopsi. Secara umum, bahan baku dapat dihancurkan hingga 74μm atau 43μm dan kemudian tahap proses penggilingan ultra-halus dapat diadopsi;
Untuk bahan dengan persyaratan ukuran partikel produk yang sangat halus dan mudah menggumpal, aliran proses penggilingan ultra-halus multi-tahap dapat diadopsi secara seri untuk meningkatkan efisiensi pengoperasian.
Namun, secara umum, semakin banyak tahap penggilingan, semakin rumit aliran proses dan semakin besar investasi rekayasa.
Apa kegunaan bedak talek dalam modifikasi plastik?
Produk paling signifikan yang digunakan dalam plastik adalah produk yang dihancurkan halus berwarna putih yang dapat menghasilkan struktur serpihan. Karena struktur serpihannya yang khusus, bedak talk merupakan bahan penguat yang efektif dalam plastik. Ia dapat memberikan kekakuan dan ketahanan mulur yang lebih tinggi pada plastik terlepas dari suhu ruangan atau suhu tinggi. Selain itu, bedak talk halus dengan struktur serpihan putih juga memiliki kilau padat yang baik.
Pengaruh bedak talk pada sifat plastik Penambahan bedak talk dapat mengubah berbagai sifat plastik, seperti penyusutan cetakan, kekerasan permukaan, modulus lentur, kekuatan tarik, kekuatan impak, suhu deformasi panas, proses pencetakan, dan stabilitas dimensi produk.
Aplikasi dalam resin polipropilena (PP)
Talk sering digunakan untuk mengisi polipropilena. Talk memiliki karakteristik struktur serpihan berupa konfigurasi serpihan tipis, sehingga talk dengan ukuran partikel yang lebih halus dapat digunakan sebagai pengisi penguat untuk polipropilena.
Penambahan sedikit bedak ke polipropilena juga dapat bertindak sebagai agen nukleasi, meningkatkan kristalinitas polipropilena, sehingga meningkatkan sifat mekanis polipropilena. Selain itu, karena peningkatan kristalinitas dan penyempurnaan butiran, transparansi polipropilena juga dapat ditingkatkan.
Aplikasi dalam resin polietilena (PE)
Bedak adalah magnesium silikat alami. Struktur skala mikronya yang unik memiliki ketahanan air tertentu dan kelembaman kimia yang tinggi, sehingga memiliki ketahanan korosi kimia dan sifat geser yang baik.
Penambahan bedak talek dalam proporsi yang berbeda akan memiliki efek yang berbeda pada sifat fisik bahan polietilena, dan rasio penambahan adalah 10%-15% untuk mencapai yang terbaik.
Untuk film tiup polietilena, pengisian masterbatch bedak talek ultrafine lebih baik daripada pengisi lainnya, mudah dibentuk dan kemampuan proses yang baik. Selain itu, jenis film ini dapat mengurangi permeabilitas oksigen hingga 80%, yang sangat cocok untuk mengemas makanan yang mengandung minyak seperti kacang tanah dan kacang kapri, sehingga tidak akan menghasilkan minyak atau rusak dalam waktu lama. Jenis film ini dapat mengurangi permeabilitas uap air hingga 70%, dan memiliki ketahanan kelembaban yang baik, sehingga sangat cocok untuk kain antilembap geotekstil bawah tanah dan juga untuk mengemas makanan.
Aplikasi dalam resin ABS
Resin ABS adalah polimer amorf dengan kemampuan proses pencetakan yang sangat baik seperti polistirena; resin ini memiliki kekuatan benturan yang baik, ketahanan suhu rendah yang baik, kekuatan tarik yang tinggi, dan ketahanan mulur yang baik.
Untuk meningkatkan kinerja ABS yang ada, orang telah melakukan penelitian ekstensif tentang modifikasi ABS. Misalnya, lembaran blister panel instrumen mobil yang dibuat dengan memadukan ABS dan PVC, dan kulit penutup bagasi imitasi yang dibuat dengan memadukan ABS dan PVC, tidak hanya memiliki kekuatan dan ketangguhan yang tinggi, tetapi juga dapat mempertahankan daya tahan pola permukaan.
Bahan campuran ini diisi dengan kalsium karbonat ultrafine atau bedak talk ultrafine, yang dapat secara signifikan meningkatkan kekuatan benturan berlekuk dan ketahanan sobek dari bahan campuran tersebut. Misalnya, menambahkan 5%-15% bedak talk ultrafine atau kalsium karbonat dapat meningkatkan kekuatan benturan berlekuk sebanyak 2-4 kali lipat.
Aplikasi dalam resin polistirena (PS)
Polistirena serba guna yang tidak dimodifikasi adalah polimer amorf. Polistirena ini keras dan getas, tetapi memiliki sifat listrik yang baik, ketahanan terhadap penuaan, dan stabilitas dimensi yang tinggi. Kerugiannya adalah kerapuhan yang tinggi dan kepekaan terhadap retak tegangan lingkungan.
Penambahan bedak talk ultrafine dapat meningkatkan ketangguhan benturan, menyesuaikan reologi, secara signifikan meningkatkan modulus lentur, dan juga meningkatkan kekuatan luluh tarik.
Aplikasi dalam resin nilon (PA)
Untuk nilon (poliamida), industri memberikan perhatian khusus pada ketangguhan dan ketahanan aus plastik ini. Nilon umumnya keras, mirip dengan keratin, memiliki ketahanan aus yang baik dan stabilitas dimensi yang tinggi. Sifat-sifat ini dapat ditingkatkan lebih lanjut dengan bahan pengisi atau bahan penguat.
Aplikasi dalam resin polivinil klorida (PVC)
Pengisian polivinil klorida dengan bubuk biasa sudah sangat umum. Misalnya, dalam pembuatan pipa polivinil klorida kaku, jumlah kalsium karbonat yang diisi dapat mencapai 40%, tetapi kekuatan tarik dan kekuatan impak polivinil klorida akan berkurang. Jika bedak talk dengan ukuran partikel rata-rata 5 mikron, yaitu 2000 mesh, ditambahkan ke fraksi volume 40%-45%, dapat ditemukan bahwa kekuatan luluh material bahkan lebih tinggi daripada kekuatan patah awal, yang memiliki efek penguatan yang signifikan pada sistem polivinil klorida.
Aluminium Nitrida - bahan substrat paling modis
Sejak awal abad ke-21, dengan pesatnya perkembangan teknologi elektronik, tingkat integrasi dan kerapatan perakitan komponen elektronik terus ditingkatkan, dan pembuangan panas telah menjadi kunci yang memengaruhi kinerja dan keandalan perangkat.
Substrat pengemasan digunakan untuk mengekspor panas dari chip (sumber panas) untuk mencapai pertukaran panas dengan lingkungan eksternal guna mencapai tujuan pembuangan panas. Di antara semuanya, bahan keramik telah menjadi bahan umum untuk substrat pengemasan perangkat daya karena konduktivitas termalnya yang tinggi, ketahanan panas yang baik, insulasi tinggi, kekuatan tinggi, dan pencocokan termal dengan bahan chip.
Saat ini, permintaan substrat aluminium nitrida dalam perangkat semikonduktor daya, sirkuit daya terintegrasi hibrida, antena dalam industri komunikasi, relai padat, LED daya, pengemasan multi-chip (MCM), dan bidang lainnya sedang berkembang. Pasar terminalnya adalah untuk elektronik otomotif, LED, angkutan kereta api, stasiun pangkalan komunikasi, pertahanan kedirgantaraan dan militer.
1. Antena
Antena dapat mengubah gelombang terpandu yang merambat pada saluran transmisi menjadi gelombang elektromagnetik yang merambat di ruang bebas, atau mengubah gelombang elektromagnetik menjadi gelombang terpandu. Esensinya adalah sebagai konverter. Antena memiliki berbagai macam kegunaan dan harus bekerja secara normal di lingkungan apa pun. Oleh karena itu, komponennya harus memiliki kualitas yang tinggi dan sangat andal. Papan sirkuit biasa tidak dapat memenuhi persyaratan dasar antena ini. Saat ini, papan sirkuit berbasis keramik adalah yang paling mendekati persyaratan antena dalam semua aspek. Di antara semuanya, papan sirkuit berbasis keramik AlN memiliki kinerja terbaik, yang terutama tercermin dalam:
(1) Konstanta dielektrik kecil, yang mengurangi kerugian frekuensi tinggi dan memungkinkan transmisi sinyal lengkap.
(2) Lapisan film logam dengan resistansi rendah dan daya rekat yang baik. Lapisan logam memiliki konduktivitas yang baik dan menghasilkan lebih sedikit panas saat arus melewatinya.
(3) Papan sirkuit berbasis keramik memiliki isolasi yang baik. Antena menghasilkan tegangan tinggi selama penggunaan, dan substrat keramik memiliki tegangan tembus yang tinggi.
(4) Kemasan dengan kepadatan tinggi dimungkinkan.
2. Modul multi-chip (MCM)
Modul multi-chip adalah komponen mikroelektronik canggih dengan kinerja tinggi, keandalan tinggi, dan miniaturisasi yang dapat memenuhi persyaratan ketat peralatan elektronik militer, kedirgantaraan, dll. Dengan peningkatan daya komponen dan peningkatan kepadatan pengemasan, pembuangan panas yang baik adalah teknologi utama yang perlu dipertimbangkan. Bahan substrat pengemasan tipe MCM-C biasanya mengadopsi struktur keramik multilapis.
3. Pengemasan semikonduktor suhu tinggi
Perangkat bahan semikonduktor celah pita lebar berbasis SiC, GaN, dan berlian dapat bekerja pada suhu tinggi, terutama SiC memiliki teknologi aplikasi yang paling matang; SiC dapat bekerja secara stabil pada suhu tinggi 600°C dengan sifat fisik dan kimianya yang sangat baik, dan memainkan peran yang sangat penting dalam sistem elektronik suhu tinggi di bidang kedirgantaraan.
4. Modul semikonduktor daya
Modul semikonduktor daya adalah kombinasi komponen elektronik daya yang dikemas menjadi satu sesuai dengan pola dan kombinasi fungsional tertentu. Modul semikonduktor daya dapat memilih komponen yang sesuai untuk pengemasan sesuai dengan fungsi yang dibutuhkan. Komponen yang umum adalah transistor bipolar gerbang terisolasi, transistor efek medan semikonduktor oksida logam daya, dan sirkuit terpadu daya. Modul semikonduktor daya memiliki persyaratan pembuangan panas yang sangat tinggi. Papan sirkuit keramik adalah salah satu komponen inti utamanya dan titik kontak pertama panas.
5. Pengemasan LED daya
LED adalah chip semikonduktor yang mengubah listrik menjadi cahaya. Penelitian ilmiah menunjukkan bahwa hanya 20%-30% energi listrik yang secara efektif diubah menjadi energi cahaya, dan sisanya hilang sebagai panas. Jika tidak ada cara yang tepat untuk menghilangkan panas dengan cepat, suhu pengoperasian lampu akan meningkat tajam, yang mengakibatkan pemendekan signifikan pada masa pakai LED.
Dengan peningkatan berkelanjutan teknologi industri informasi elektronik, miniaturisasi dan integrasi fungsional substrat PCB telah menjadi tren. Persyaratan pasar untuk pembuangan panas dan ketahanan suhu tinggi dari substrat pembuangan panas dan bahan pengemasan terus meningkat. Sulit bagi material substrat biasa dengan kinerja yang relatif tinggi untuk memenuhi permintaan pasar. Perkembangan industri substrat keramik aluminium nitrida telah membuka peluang. Oleh karena itu, aluminium nitrida telah menjadi material substrat kemasan yang paling populer saat ini.
Pigmen organik, pigmen anorganik dan pewarna
Warna suatu zat bergantung pada pewarna. Setiap zat yang dapat membuat suatu zat menunjukkan warna yang dibutuhkan oleh desain disebut pewarna. Pewarna banyak digunakan dalam industri tekstil, farmasi, makanan, kosmetik, plastik, cat, tinta, fotografi, dan pembuatan kertas. Pewarna industri dan sipil terutama dibagi menjadi dua kategori: pewarna dan pigmen. Penggunaan pewarna secara tradisional adalah untuk mewarnai tekstil, dan penggunaan pigmen secara tradisional adalah untuk mewarnai non-tekstil (seperti tinta, cat, pelapis, plastik, karet, dll.).
Pewarnaan tekstil mengacu pada proses pemberian warna pada tekstil dengan ketahanan tertentu, dengan menggabungkan pewarna dengan serat secara fisik atau kimia, atau dengan menghasilkan warna pada serat secara kimia, sehingga seluruh tekstil menjadi objek berwarna. Bahan kimia pewarna tekstil terutama meliputi pewarna dan bahan pembantu. Pewarna dapat dibagi menjadi dua kategori menurut mekanisme pewarnaan: pewarna (kebanyakan organik) dan pigmen (termasuk pigmen organik dan anorganik).
Pewarna adalah istilah umum untuk senyawa organik yang memiliki afinitas tertentu terhadap serat yang diwarnai, larut dalam air atau dapat diubah menjadi larut dalam air dalam kondisi tertentu, dan dapat secara fisik atau kimia dikombinasikan dengan serat atau substrat secara langsung atau melalui media tertentu untuk mencapai pewarnaan. Pewarna adalah pewarna utama dalam industri tekstil.
Pigmen adalah zat berwarna yang tidak memiliki afinitas terhadap serat yang diwarnai, umumnya tidak larut dalam air, dan harus melekat pada serat melalui perekat untuk diwarnai. Sebelum pewarnaan, pigmen, aditif, perekat, pelarut, dll. perlu disiapkan untuk mendapatkan sistem dispersi berwarna dengan viskositas tertentu, yang biasa dikenal sebagai cat. Oleh karena itu, pewarnaan pigmen juga disebut pewarnaan cat.
Pewarna dispersi
Dengan perluasan bidang aplikasi yang berkelanjutan dan kemajuan teknologi pencetakan dan pewarnaan yang berkelanjutan, formulasi pewarna komersial juga telah terdiversifikasi, seperti tinta pewarna cair, bubuk, granular, dan dispersi yang cocok untuk pencetakan digital. Ada dua metode utama untuk pencetakan digital pewarna dispersi: ① Pencetakan langsung digital: tinta pewarna dispersi disemprotkan langsung ke kain poliester, tetapi seperti pencetakan inkjet pewarna reaktif, diperlukan praperlakuan yang diperlukan dan pengukusan atau pemanggangan suhu tinggi setelah pencetakan untuk menghasilkan warna; ② Pencetakan transfer termal digital: pertama-tama cetak tinta pewarna dispersi ke kertas cetak transfer, lalu lakukan pencetakan transfer sublimasi.
Pewarna asam
Pewarna asam adalah pewarna yang larut dalam air yang mengandung gugus asam dalam struktur molekulnya, biasanya gugus asam sulfonat. Beberapa pewarna asam mengandung gugus asam karboksilat dan ada dalam bentuk garam natrium sulfonat atau natrium karboksilat. Pewarna tersebut mudah larut dalam air dan terionisasi menjadi anion pewarna dalam larutan berair. Pewarna asam dapat dikombinasikan dengan serat protein dan serat poliamida melalui ikatan ionik, ikatan hidrogen, dan gaya van der Waals, sehingga pewarna tersebut terutama digunakan untuk mewarnai dan mencetak wol, sutra, dan nilon.
Pewarna reaktif
Pewarna reaktif, juga dikenal sebagai pewarna reaktif, terikat secara kovalen pada serat selulosa atau serat protein melalui reaksi kimia. Pewarna ini dapat digunakan untuk mewarnai serat selulosa seperti katun, linen, dan serat viscose (terbuat dari selulosa alami seperti kayu, buluh, dan serat kapas melalui pemrosesan kimia). Pewarna ini juga dapat digunakan untuk mewarnai serat sutra, wol, dan kedelai.
pigmen
Pewarnaan dan pencetakan pigmen memiliki berbagai macam kemampuan beradaptasi pada kain, seperti serat protein, serat selulosa, poliester, nilon, vinilon, serat akrilik, serat kaca, serat viscose, campuran poliester-katun, campuran poliester-wol, dll. Namun, kain yang dicetak dengan pigmen biasanya memiliki rasa tangan yang buruk dan ketahanan gosok basah dan ketahanan cuci kering yang relatif rendah.
Teknologi persiapan dan klasifikasi bubuk ultrahalus
Ada banyak metode untuk menyiapkan bubuk ultrafine, yang biasanya dibagi menjadi metode sintesis kimia dan penghancuran fisik berdasarkan prinsip persiapannya. Metode sintesis kimia adalah memperoleh bubuk melalui reaksi kimia, dari ion, atom, dll. melalui pembentukan dan pertumbuhan inti. Bubuk ultrafine yang disiapkan dengan metode kimia memiliki keunggulan ukuran partikel kecil, distribusi ukuran partikel sempit, bentuk partikel yang baik, dan kemurnian tinggi, tetapi kekurangannya adalah output rendah, biaya tinggi, dan proses yang rumit; metode penghancuran fisik adalah menghancurkan material dengan gaya mekanis.
Keunggulan penghancuran mekanis adalah output besar, biaya rendah, dan proses sederhana, yang cocok untuk produksi industri skala besar. Selain itu, efek mekanokimia dihasilkan selama proses penghancuran, yang dapat meningkatkan aktivitas bubuk. Di antaranya, roller press digunakan dalam kombinasi dengan ball mill, yang dapat diterapkan pada produksi industri skala besar, dan gradasi partikel produk baik dan aktivitasnya tinggi. Air flow mill juga banyak digunakan di beberapa bidang khusus karena kinerja produknya yang lebih baik.
Klasifikasi serbuk ultrafine didasarkan pada lintasan pergerakan partikel dengan ukuran partikel yang berbeda di dalam medium di bawah aksi gaya sentrifugal, gravitasi, gaya inersia, dll., sehingga dapat mencapai pemisahan partikel dengan ukuran partikel yang berbeda dan memasuki perangkat pengumpulannya masing-masing.
Saat menggunakan peralatan penghancuran untuk penghancuran ultrafine, gaya yang bekerja pada partikel yang berbeda tidak seragam, dan seringkali hanya sebagian serbuk yang memenuhi persyaratan ukuran partikel. Jika produk yang telah memenuhi persyaratan tidak dapat dipisahkan tepat waktu, bahan akan hancur berlebihan, dan bagian serbuk ini juga akan menggumpal karena ukuran partikel yang kecil, sehingga mengurangi efisiensi penghancuran. Oleh karena itu, penggunaan pengklasifikasi ultrafine yang tepat waktu untuk mengklasifikasikan produk yang dihancurkan secara efektif dapat menghindari penghancuran material yang berlebihan, meningkatkan efisiensi penghancuran, dan mengurangi konsumsi energi. Pemilahan ultrafine umumnya dibagi menjadi jenis kering dan basah menurut media yang berbeda yang digunakan. Pemilahan basah menggunakan cairan sebagai media dispersi, dengan akurasi pemilahan yang tinggi dan keseragaman yang baik. Namun, grading basah memiliki serangkaian masalah operasi berikutnya seperti pengeringan dan pengolahan air limbah, yang membatasi pengembangannya. Klasifikasi kering adalah mengklasifikasikan bubuk berdasarkan medan gravitasi, medan gaya inersia atau medan gaya sentrifugal, sebagian besar klasifikasi pneumatik. Dengan penerapan luas dampak mekanis berkecepatan tinggi dan penghancur aliran udara, klasifikasi kering juga telah dikembangkan dengan giat.
Dengan perluasan berkelanjutan bidang aplikasi bubuk ultrafine, persyaratan kinerja bubuk ultrafine di berbagai bidang semakin tinggi dan tinggi, dan metode persiapan tradisional tidak dapat lagi memenuhi persyaratan teknis saat ini. Hal ini terutama tercermin dalam:
1) Peralatan bubuk ultrafine tunggal tradisional memiliki kapasitas produksi rendah, konsumsi energi tinggi, pemanfaatan sumber daya rendah, dan mudah menyebabkan polusi.
2) Keseragaman dan dispersibilitas bubuk ultrafine yang disiapkan buruk, dan masalah aglomerasi serius, yang mengurangi kinerja produk.
3) Teknologi peralatan terbelakang, kemajuan penelitian teori mesin penghancur lambat, dan kurangnya peralatan baru untuk inovasi independen. 4) Skala perusahaan kecil, tingkat sistematisasi dan otomatisasi lini produksi rendah, dan industri kurang memiliki daya tahan.
Untuk tujuan ini, perusahaan kami telah melakukan banyak perbaikan dan inovasi dalam teknologi persiapan bubuk ultrafine yang ada, dan juga telah mencapai beberapa hasil penelitian.
Penggunaan karbon hitam setelah penggilingan dan pemilihan peralatan
Dalam beberapa tahun terakhir, industri material baru telah berkembang pesat, dan karbon hitam, sebagai material baru berbasis karbon, juga telah mendapat perhatian luas dari pasar.
Komponen utama karbon hitam adalah karbon, yang memiliki fungsi penguat karet, pewarnaan, konduktivitas, dan penyerapan ultraviolet yang sangat baik, dan digunakan dalam berbagai bidang industri.
Selain 40% oli ban, produk penyulingan ban bekas juga mengandung 30% karbon hitam. Karbon hitam mentah (50-60 mesh) digiling dan diproses menjadi 325 mesh.
Pemanfaatan penggilingan karbon hitam
Karbon hitam olahan dapat digunakan sebagai bahan penguat karet untuk pembuatan ban mobil. Karbon hitam juga dapat digunakan sebagai pigmen, seperti tinta, pelapis, bahan konduktif untuk baterai kering, pembawa katalis, dan bahan paduan superkeras. Sekitar 70% karbon hitam dunia digunakan dalam pembuatan ban, 20% digunakan untuk karet lainnya, dan sisanya kurang dari 10% digunakan dalam industri seperti aditif plastik, pewarna, dan tinta cetak.
Proses penggilingan karbon hitam
Proses produksi karbon hitam adalah mengirim karbon hitam yang telah diproses sebelumnya ke mesin penggiling karbon hitam untuk digiling dan dikumpulkan menjadi bubuk. Bergantung pada kehalusan produk akhir, mesin penggiling dengan kehalusan produk akhir yang berbeda dapat dipilih.
Tahap pertama: potongan besar karbon hitam diangkut ke gudang bahan baku dengan kendaraan khusus, kemudian bahan dikirim ke penghancur rahang dengan forklift/manual untuk dihancurkan, dan penghancuran lebih kecil dari ukuran umpan pabrik.
Tahap kedua: karbon hitam yang dihancurkan oleh penghancur diangkat oleh lift ke hopper penyimpanan, dan bahan yang dikeluarkan dari hopper penyimpanan diumpankan secara merata ke mesin utama oleh pengumpan.
Tahap ketiga: produk yang memenuhi syarat dalam proses penggilingan disaring oleh sistem penyaringan dan masuk ke kolektor melalui pipa. Setelah dikumpulkan, produk tersebut dibuang melalui katup pembuangan sebagai produk akhir, dan produk yang tidak memenuhi syarat jatuh ke mesin utama untuk digiling ulang.
Tahap keempat: aliran udara setelah pemurnian produk jadi mengalir ke blower melalui saluran udara sisa di atas pengumpul debu. Jalur udara disirkulasikan. Kecuali tekanan positif dari blower ke ruang penggilingan, aliran udara di pipa lainnya mengalir di bawah tekanan negatif, dan kondisi sanitasi dalam ruangan baik.
Peralatan penggilingan ALPA
1. Otomatisasi tingkat tinggi, mengurangi biaya tenaga kerja.
2. Ukuran partikel produk seragam, lebih sedikit bubuk berlebih, dan efisiensi penggilingan tinggi.
3. Peralatan mudah dirawat, hemat energi dan ramah lingkungan, serta memiliki efisiensi produksi tinggi.
4. Menempati area kecil, memiliki investasi konstruksi peralatan rendah, dan memiliki pemanfaatan ruang tinggi.
Aplikasi terkait berlian dalam rantai industri semikonduktor
Seperti yang kita ketahui, semikonduktor merupakan teknologi strategis inti dari banyak perangkat dan sistem elektronik. Inovasi dalam desain dan manufaktur semikonduktor mendorong teknologi disruptif baru: 5G, Internet of Things, kecerdasan buatan, kendaraan listrik, kemampuan pertahanan dan keamanan yang canggih.
Dalam rantai industri semikonduktor, mata rantai pemrosesan menempati posisi vital dan merupakan mata rantai yang sangat penting.
Pemrosesan semikonduktor
Pemrosesan semikonduktor adalah proses dari batang kristal menjadi chip tunggal. Dari klasifikasi proses, teknologi pemrosesan front-end bahan semikonduktor terutama mencakup pemotongan batang kristal, pembulatan batang kristal, pengirisan batang kristal, penggilingan wafer, chamfering wafer dan penggilingan tepi, serta penipisan dan pemolesan wafer; proses pengemasan berikutnya mencakup produksi sirkuit, pemolesan, penipisan belakang, dan pemotongan, yang semuanya tidak dapat dipisahkan dari penggunaan alat berlian secara ekstensif.
Saat ini, material semikonduktor generasi ketiga yang diwakili oleh silikon karbida dan galium nitrida memiliki keunggulan medan listrik tembus tinggi, konduktivitas termal tinggi, laju saturasi elektron tinggi, dan ketahanan radiasi kuat, serta lebih cocok untuk skenario tegangan tinggi dan frekuensi tinggi. Pada saat yang sama, silikon karbida dan galium nitrida keras dan sulit diproses, sementara material berlian dan produk terkait telah menjadi bagian tak terpisahkan dari proses pemrosesan semikonduktor generasi ketiga karena sifatnya yang sangat keras.
Dengan semakin populernya teknologi seperti 5G dan Internet of Things, industri elektronik konsumen memiliki permintaan yang semakin meningkat untuk pemesinan presisi. Perkakas berlian dan produk bubuk berlian menyediakan solusi perawatan permukaan presisi berkualitas tinggi untuk logam, keramik, dan material rapuh, yang mendorong kemajuan teknologi dan peningkatan industri dalam industri.
Aplikasi lain di bidang semikonduktor
Serpihan Berlian Berlian bukan hanya material terkeras di alam, tetapi juga memiliki konduktivitas termal yang luar biasa dan mobilitas elektron yang tinggi. Dalam aplikasi perangkat frekuensi tinggi, kepingan berlian dapat secara efektif mengatasi "efek pemanasan sendiri" untuk memastikan bahwa peralatan tersebut masih dapat beroperasi secara stabil di lingkungan bersuhu tinggi.
Heat Sink Berlian Berlian telah menjadi pilihan ideal untuk pembuangan panas perangkat berdaya tinggi karena konduktivitas termalnya yang sangat baik (hingga 2000W/m·k, 5 kali lipat dari tembaga dan perak) dan sifat insulasi yang sangat baik. Dalam laser semikonduktor berdaya tinggi, penerapan heat sink berlian dapat secara signifikan meningkatkan efisiensi pembuangan panas dan mengurangi resistansi termal, sehingga meningkatkan daya keluaran laser dan memperpanjang masa pakainya.
Kemasan Elektronik Dengan menggabungkan partikel berlian dengan matriks logam konduktivitas termal tinggi seperti Ag, Cu, dan Al, material komposit matriks berlian/logam yang disiapkan pada awalnya telah menunjukkan potensinya yang besar di bidang kemasan elektronik. Terutama pada saat permintaan daya komputasi melonjak, substrat kemasan berlian memberikan solusi inovatif untuk masalah pembuangan panas chip berkinerja tinggi, membantu perkembangan pesat industri seperti AI dan pusat data.
Jendela Optik Jendela optik berlian adalah perangkat optik yang digunakan dalam kondisi ekstrem dan sering digunakan dalam peralatan militer kelas atas seperti pencari rudal. Berlian, dengan koefisien ekspansi termal terkecil dan konduktivitas termal tertinggi, adalah salah satu bahan terbaik untuk membuat jendela tersebut. Jendela optik berlian dapat secara efektif mengurangi suhu, memastikan pengoperasian detektor inframerah yang stabil, dan meningkatkan akurasi dan keandalan panduan rudal.
Teknologi Kuantum Di bidang teknologi kuantum, pusat warna NV berlian, sebagai kandidat bit kuantum alami, memberikan kemungkinan untuk mewujudkan komputasi kuantum solid-state dan pemrosesan informasi kuantum.
Elektroda BDD Elektroda berlian yang didoping boron (BDD) memiliki keunggulan unik dalam proses oksidasi elektrokimia tingkat lanjut dengan jendela elektrokimia yang sangat lebar, potensi evolusi oksigen yang sangat tinggi, karakteristik adsorpsi yang sangat rendah, dan ketahanan korosi yang sangat baik.
Meskipun aplikasi langsung berlian sebagai bahan chip masih jauh, ia telah menunjukkan potensi dan nilai yang besar dalam banyak mata rantai industri semikonduktor. Dari pemrosesan semikonduktor hingga penyerap panas dan pengemasan berlian, hingga teknologi kuantum dan aplikasi elektroda BDD, berlian secara bertahap merambah ke berbagai bidang utama industri semikonduktor, mendorong inovasi teknologi dan peningkatan industri.