Modifikasi permukaan bahan anoda grafit
Grafit adalah bahan elektroda negatif pertama untuk baterai lithium-ion yang digunakan secara komersial. Setelah tiga dekade pengembangan, grafit masih menjadi bahan elektroda negatif yang paling andal dan banyak digunakan.
Grafit memiliki struktur berlapis yang baik, dengan atom karbon tersusun dalam bentuk heksagonal dan memanjang dalam arah dua dimensi. Sebagai bahan elektroda negatif untuk baterai lithium-ion, grafit memiliki selektivitas tinggi terhadap elektrolit, kinerja pengisian dan pengosongan arus tinggi yang buruk, dan selama proses pengisian dan pengosongan pertama, ion litium terlarut akan dimasukkan ke dalam lapisan grafit, direduksi dan diurai untuk menghasilkan zat baru, menyebabkan pemuaian volume, yang secara langsung dapat menyebabkan runtuhnya lapisan grafit dan menurunkan kinerja siklus grafit. Oleh karena itu, perlu dilakukan modifikasi grafit untuk meningkatkan kapasitas spesifik reversibelnya, meningkatkan kualitas film SEI, meningkatkan kompatibilitas grafit dengan elektrolit, dan meningkatkan kinerja siklusnya. Saat ini, modifikasi permukaan elektroda negatif grafit terutama dilakukan dibagi menjadi penggilingan bola mekanis, oksidasi permukaan dan perawatan halogenasi, pelapisan permukaan, doping elemen dan cara lainnya.
Metode penggilingan bola mekanis
Metode penggilingan bola mekanis adalah mengubah struktur dan morfologi permukaan elektroda negatif grafit dengan cara fisik untuk meningkatkan luas permukaan dan bidang kontak, sehingga meningkatkan efisiensi penyimpanan dan pelepasan ion litium.
1. Mengurangi ukuran partikel: Penggilingan bola mekanis dapat secara signifikan mengurangi ukuran partikel partikel grafit, sehingga bahan elektroda negatif grafit memiliki luas permukaan spesifik yang lebih besar. Ukuran partikel yang lebih kecil kondusif untuk difusi ion litium yang cepat dan meningkatkan kinerja laju baterai.
2. Perkenalkan fase baru: Selama proses ball milling, partikel grafit dapat mengalami perubahan fase karena gaya mekanik, seperti masuknya fase baru seperti fase belah ketupat.
3. Meningkatkan porositas: Penggilingan bola juga akan menghasilkan sejumlah besar mikropori dan cacat pada permukaan partikel grafit.Struktur pori ini dapat berfungsi sebagai saluran cepat untuk ion litium, meningkatkan laju difusi ion litium serta efisiensi pengisian dan pengosongan ion litium. baterai.
4. Meningkatkan konduktivitas: Meskipun penggilingan bola mekanis itu sendiri tidak secara langsung mengubah konduktivitas grafit, dengan mengurangi ukuran partikel dan memperkenalkan struktur pori, kontak antara elektroda negatif grafit dan elektrolit dapat lebih mencukupi, sehingga meningkatkan konduktivitas dan kinerja elektrokimia baterai.
Oksidasi permukaan dan perawatan halogenasi
Perlakuan oksidasi dan halogenasi dapat meningkatkan sifat kimia antarmuka bahan elektroda negatif grafit.
1. Oksidasi permukaan
Oksidasi permukaan biasanya meliputi oksidasi fasa gas dan oksidasi fasa cair.
2. Halogenasi permukaan
Melalui perlakuan halogenasi, struktur CF terbentuk pada permukaan grafit alam, yang dapat meningkatkan stabilitas struktur grafit dan mencegah serpihan grafit jatuh selama siklus.
Lapisan permukaan
Modifikasi pelapisan permukaan bahan elektroda negatif grafit terutama mencakup pelapisan bahan karbon, logam atau non-logam dan lapisan oksidanya, dan pelapisan polimer yang bertujuan untuk meningkatkan kapasitas spesifik reversibel, efisiensi coulomb pertama, kinerja siklus, dan pengisian dan pengosongan arus tinggi kinerja elektroda dicapai melalui pelapisan permukaan.
1. Lapisan bahan karbon
Lapisan karbon amorf dilapisi pada lapisan luar grafit untuk membuat material komposit C/C dengan struktur "cangkang inti", sehingga karbon amorf bersentuhan dengan pelarut, menghindari kontak langsung antara pelarut dan grafit, dan mencegah pengelupasan lapisan grafit yang disebabkan oleh melekatnya molekul pelarut.
2. Logam atau nonlogam dan lapisan oksidanya
Logam dan pelapisan oksidanya terutama dicapai dengan mendeposisikan lapisan logam atau oksida logam pada permukaan grafit. Pelapisan logam dapat meningkatkan koefisien difusi ion litium dalam material dan meningkatkan kinerja laju elektroda.
Lapisan oksida non-logam seperti Al2O3, lapisan Al2O3 amorf pada permukaan grafit dapat meningkatkan keterbasahan elektrolit, mengurangi ketahanan difusi ion litium, dan secara efektif menghambat pertumbuhan dendrit litium, sehingga meningkatkan sifat elektrokimia bahan grafit.
3. Lapisan polimer
Oksida anorganik atau pelapis logam bersifat rapuh, sulit untuk dilapisi secara merata, dan mudah rusak. Penelitian menunjukkan bahwa grafit yang dilapisi dengan garam asam organik yang mengandung ikatan rangkap karbon-karbon lebih efektif dalam meningkatkan kinerja elektrokimia.
Peran barium sulfat, bubuk mika dan kaolin dalam pelapis bubuk
Pengisi pada pelapis bubuk tidak hanya dapat mengurangi biaya, tetapi juga berperan besar dalam meningkatkan kinerja produk pelapis. Seperti meningkatkan ketahanan aus dan ketahanan gores pada lapisan, mengurangi kendurnya lapisan selama perataan leleh, meningkatkan ketahanan terhadap korosi, dan meningkatkan ketahanan terhadap kelembapan.
Saat memilih bahan pengisi untuk pelapis bubuk, faktor-faktor seperti kepadatan, kinerja dispersi, distribusi ukuran partikel, dan kemurnian perlu dipertimbangkan. Secara umum, semakin tinggi kepadatannya, semakin rendah cakupan lapisan bubuknya; dispersi partikel besar lebih baik dibandingkan partikel kecil; bahan pengisi bersifat inert secara kimia dan dapat menghindari reaksi dengan komponen tertentu dari formula bubuk seperti pigmen; warna pengisi harus seputih mungkin. Bahan serbuk pengisi yang biasa digunakan dalam pelapis serbuk terutama adalah kalsium karbonat, barium sulfat, bedak, bubuk mika, kaolin, silika, wollastonit, dll.
Penerapan barium sulfat pada pelapis bubuk
Barium sulfat yang digunakan sebagai pigmen pelapis ada dua jenis: alami dan sintetis. Produk alami disebut bubuk barit, dan produk sintetis disebut barium sulfat yang diendapkan.
Dalam pelapis bubuk, barium sulfat yang diendapkan dapat meningkatkan kerataan dan retensi kilap pada pelapis bubuk, dan memiliki kompatibilitas yang baik dengan semua pigmen. Hal ini dapat membuat pelapis bubuk mencapai ketebalan lapisan ideal dan tingkat pelapisan bubuk yang tinggi dalam proses penyemprotan.
Pengisi bubuk barit terutama digunakan pada primer industri dan pelapis antara otomotif yang memerlukan kekuatan pelapisan tinggi, daya pengisian tinggi, dan kelembaman kimia tinggi, dan juga digunakan pada lapisan atas yang memerlukan kilap lebih tinggi. Pada cat lateks, karena indeks bias barit yang tinggi (1,637), bubuk barit halus dapat berfungsi sebagai pigmen putih bening dan dapat menggantikan sebagian titanium dioksida dalam pelapis.
Barium sulfat ultrafine memiliki karakteristik jumlah pengisian yang besar, kecerahan yang baik, perataan yang baik, retensi kilap yang kuat, dan kompatibilitas yang baik dengan semua pigmen. Ini adalah pengisi paling ideal untuk pelapis bubuk.
Penerapan bubuk mika pada pelapis bubuk
Bubuk mika merupakan komposisi silikat yang kompleks, partikelnya bersisik, tahan panas, tahan asam dan alkali sangat baik, dan mempengaruhi fluiditas lelehan lapisan bubuk. Umumnya digunakan dalam pelapis bubuk tahan suhu dan isolasi dan dapat digunakan sebagai pengisi bubuk tekstur.
Penerapan Kaolin dalam Lapisan Serbuk
Kaolin dapat meningkatkan sifat tiksotropi dan anti sedimentasi. Tanah liat yang dikalsinasi tidak berpengaruh pada sifat reologi, tetapi dapat mempunyai efek anyaman, meningkatkan daya sembunyi dan meningkatkan warna putih seperti tanah liat yang tidak diolah, yang mirip dengan bedak talk.
Kaolin umumnya memiliki daya serap air yang tinggi dan tidak cocok untuk meningkatkan tiksotropi pelapisan dan pembuatan pelapis hidrofobik. Ukuran partikel produk kaolin adalah antara 0,2 dan 1 μm. Kaolin dengan ukuran partikel besar memiliki daya serap air yang rendah dan efek anyaman yang baik. Kaolin dengan ukuran partikel kecil (kurang dari 1 μm) dapat digunakan untuk pelapis semi-gloss dan pelapis interior.
Kaolin juga disebut aluminium silikat terhidrasi. Menurut metode pengolahan yang berbeda, kaolin dapat dibagi menjadi kaolin terkalsinasi dan kaolin dicuci. Secara umum daya serap minyak, opacity, porositas, kekerasan dan putihnya kaolin yang dikalsinasi lebih tinggi dibandingkan kaolin yang dicuci, namun harganya juga lebih tinggi dibandingkan dengan kaolin yang dicuci.
14 Penerapan Karbon Hitam Putih
Aplikasi pada ban
Silika digunakan sebagai bahan penguat, dan jumlah terbesar terdapat di ladang karet, yaitu 70% dari jumlah total. Silika dapat sangat meningkatkan sifat fisik karet, mengurangi histeresis karet, dan mengurangi hambatan gelinding ban tanpa kehilangan sifat anti selipnya.
Aplikasi dalam pencegah busa
Umumnya ada dua jenis silika berasap: hidrofilik dan hidrofobik. Produk hidrofobik diperoleh dengan perlakuan kimia permukaan dari produk hidrofilik.
Aplikasi dalam industri cat dan pelapisan
Silika dapat digunakan sebagai aditif reologi, zat anti-pengendapan, pendispersi, dan bahan anyaman dalam produksi pelapisan, berperan sebagai pengental, anti-pengendapan, tiksotropi, dan anyaman. Hal ini juga dapat meningkatkan ketahanan cuaca dan ketahanan gores lapisan, meningkatkan kekuatan adhesi antara lapisan dan substrat serta kekerasan lapisan, meningkatkan ketahanan penuaan lapisan, dan meningkatkan penyerapan ultraviolet dan karakteristik pantulan cahaya inframerah.
Aplikasi dalam kemasan elektronik
Dengan mendispersikan sepenuhnya silika berasap yang diolah permukaan aktif dalam matriks lem enkapsulasi resin epoksi yang dimodifikasi silikon, waktu pengawetan bahan enkapsulasi dapat dipersingkat (2,0-2,5 jam), dan suhu pengawetan dapat dikurangi hingga suhu kamar, sehingga kinerja penyegelan perangkat OLED meningkat secara signifikan
Aplikasi dalam plastik
Silika juga sering digunakan dalam plastik baru. Menambahkan sedikit silika selama pencampuran plastik akan menghasilkan efek penguatan yang signifikan, meningkatkan kekerasan dan sifat mekanik material, sehingga meningkatkan teknologi pemrosesan dan kinerja produk.
Aplikasi dalam keramik
Menggunakan silika berasap sebagai pengganti nano-Al2O3 untuk menambahkan 95 porselen tidak hanya dapat memainkan peran nanopartikel, tetapi juga menjadi partikel fase kedua, yang tidak hanya meningkatkan kekuatan dan ketangguhan bahan keramik, tetapi juga meningkatkan kekerasan dan elastisitas. modulus bahan. Efeknya lebih ideal dibandingkan penambahan Al2O3.
Aplikasi dalam industri pembuatan kertas
Dalam industri pembuatan kertas, produk silika berasap dapat digunakan sebagai bahan pengukur kertas untuk meningkatkan warna putih dan opasitas kertas, serta meningkatkan ketahanan terhadap minyak, ketahanan aus, rasa di tangan, pencetakan, dan kilap. Dapat juga digunakan untuk mengeringkan gambar, sehingga kualitas permukaan kertas menjadi baik, tinta stabil, dan bagian belakang tidak retak.
Aplikasi dalam pasta gigi
Silika yang diendapkan merupakan jenis bahan gesekan utama pada pasta gigi saat ini. Silika yang diendapkan memiliki total luas permukaan spesifik yang besar, kapasitas adsorpsi yang kuat, lebih banyak zat yang teradsorpsi, dan partikel yang seragam, sehingga kondusif untuk meningkatkan transparansi. Karena sifatnya yang stabil, tidak beracun dan tidak berbahaya, ini merupakan bahan baku pasta gigi yang baik.
Aplikasi dalam kosmetik
Sifat silika yang sangat baik seperti tidak beracun, tidak berbau, dan mudah diwarnai membuatnya banyak digunakan dalam industri kosmetik. Silika digunakan dalam produk perawatan kulit dan kosmetik untuk membuat kulit terasa halus dan lembut (“ball bearing effect”), dan “soft focus effect” yang dihasilkan membuat cahaya yang menyinari permukaan kulit merata, sehingga kerutan dan noda pada kulit. kulit tidak mudah dideteksi.
Penerapan karbon hitam putih pada sepatu karet
Karbon hitam putih memiliki tingkat kegelapan yang tinggi dan partikel yang halus. Karet vulkanisasi yang dibuat dengan karbon hitam putih transparan memiliki transparansi yang tinggi dan dapat meningkatkan sifat fisik karet secara menyeluruh.
Aplikasi dalam industri farmasi
Karbon hitam putih memiliki kelembaman fisiologis, daya serap tinggi, sifat dispersibilitas dan pengental, dan telah banyak digunakan dalam sediaan farmasi.
Aplikasi dalam tinta
Silica juga digunakan untuk mengatur aliran tinta printer agar tidak mengalir atau melorot sembarangan sehingga diperoleh hasil cetakan yang jernih. Pada kaleng minuman, ia mengontrol penggunaan lapisan semprotan berkecepatan tinggi. Silika berasap juga digunakan sebagai zat pendispersi dan pengatur aliran dalam toner mesin fotokopi dan printer laser.
Aplikasi dalam pestisida
Silika dapat digunakan dalam pestisida untuk herbisida dan insektisida. Menambahkan sedikit silika berasap dan silika yang diendapkan ke dalam campuran dua herbisida umum, dinitroanilin dan urea, akan mencegah campuran menggumpal.
Aplikasi dalam kebutuhan sehari-hari
Kantong kemasan makanan dengan tambahan silika dapat menjaga kesegaran buah dan sayur. Karbon hitam putih juga dapat digunakan sebagai fungisida yang sangat efektif untuk mencegah dan mengobati berbagai penyakit buah; dalam produksi minuman beralkohol, menambahkan sedikit karbon hitam putih dapat memurnikan bir dan memperpanjang umur simpan.
Pengubah permukaan bubuk
Modifikasi pelapisan permukaan berarti pengubah permukaan tidak bereaksi kimia dengan permukaan partikel, dan pelapis serta partikel dihubungkan oleh gaya van der Waals. Metode ini dapat diterapkan pada modifikasi permukaan hampir semua jenis partikel anorganik. Metode ini terutama menggunakan senyawa anorganik atau senyawa organik untuk melapisi permukaan partikel guna melemahkan aglomerasi partikel. Selain itu, lapisan tersebut menghasilkan tolakan sterik, sehingga sangat sulit bagi partikel untuk menggumpal kembali. Pengubah yang digunakan untuk modifikasi pelapisan meliputi surfaktan, hiperdispersan, zat anorganik, dll.
Modifikasi kimia permukaan diselesaikan dengan reaksi kimia atau adsorpsi kimia antara pengubah permukaan dan permukaan partikel. Modifikasi mekanokimia mengacu pada metode modifikasi yang mengubah struktur kisi mineral, bentuk kristal, dll. melalui metode mekanis seperti penghancuran, penggilingan, dan gesekan, meningkatkan energi internal sistem, meningkatkan suhu, mendorong pembubaran partikel, termal dekomposisi, menghasilkan radikal atau ion bebas, meningkatkan aktivitas permukaan mineral, dan mendorong reaksi atau adhesi timbal balik mineral dan zat lain untuk mencapai tujuan modifikasi permukaan.
Cara reaksi pengendapan adalah dengan menambahkan zat pengendap ke dalam larutan yang mengandung partikel serbuk, atau menambahkan zat yang dapat memicu timbulnya zat pengendap dalam sistem reaksi, sehingga ion-ion yang termodifikasi mengalami reaksi pengendapan dan mengendap di permukaan larutan. partikel, sehingga melapisi partikel tersebut. Metode presipitasi terutama dapat dibagi menjadi metode presipitasi langsung, metode presipitasi seragam, metode presipitasi tidak seragam, metode presipitasi bersama, metode hidrolisis, dll.
Modifikasi kapsul merupakan suatu metode modifikasi permukaan yang menutupi permukaan partikel serbuk dengan lapisan film yang seragam dan tebal tertentu. Metode modifikasi energi tinggi adalah metode modifikasi dengan memulai reaksi polimerisasi dengan perlakuan plasma atau radiasi.
Ada banyak jenis pengubah permukaan, dan belum ada standar klasifikasi terpadu. Menurut sifat kimia pengubah permukaan, dapat dibagi menjadi pengubah organik dan pengubah anorganik, yang masing-masing digunakan untuk modifikasi permukaan organik dan modifikasi permukaan anorganik bubuk. Pengubah permukaan termasuk bahan penghubung, surfaktan, oligomer poliolefin, pengubah anorganik, dll.
Modifikasi permukaan serbuk sebagian besar dicapai melalui aksi pengubah permukaan pada permukaan serbuk. Oleh karena itu, formulasi pengubah permukaan (variasi, dosis dan penggunaan) mempunyai pengaruh penting terhadap efek modifikasi permukaan bubuk dan kinerja penerapan produk modifikasi. Formulasi pengubah permukaan sangat tepat sasaran, yaitu memiliki ciri “satu kunci untuk membuka satu gembok”. Formulasi pengubah permukaan meliputi pemilihan varietas, penentuan dosis dan penggunaan.
Varietas pengubah permukaan
Pertimbangan utama dalam memilih jenis pengubah permukaan adalah sifat bahan baku bubuk, tujuan atau bidang penerapan produk, dan faktor-faktor seperti proses, harga, dan perlindungan lingkungan.
Dosis pengubah permukaan
Secara teoritis, dosis yang diperlukan untuk mencapai adsorpsi monolayer pada permukaan partikel adalah dosis optimal, yang berkaitan dengan luas permukaan spesifik bahan baku bubuk dan luas penampang molekul pengubah permukaan, tetapi dosis ini belum tentu merupakan dosis pengubah permukaan ketika cakupan 100% tercapai. Untuk modifikasi pelapisan permukaan anorganik, laju pelapisan dan ketebalan lapisan pelapis yang berbeda mungkin menunjukkan karakteristik yang berbeda, seperti warna, kilap, dll. Oleh karena itu, dosis optimal sebenarnya harus ditentukan melalui uji modifikasi dan uji kinerja aplikasi. Hal ini karena dosis pengubah permukaan tidak hanya berkaitan dengan keseragaman dispersi dan pelapisan pengubah permukaan selama modifikasi permukaan, tetapi juga dengan persyaratan khusus sistem aplikasi untuk sifat permukaan dan indikator teknis bubuk mentah. bahan.
Cara menggunakan pengubah permukaan
Metode penggunaan yang baik dapat meningkatkan dispersi pengubah permukaan dan efek modifikasi permukaan bedak. Sebaliknya, penggunaan yang tidak tepat dapat meningkatkan dosis pengubah permukaan dan efek modifikasi tidak akan mencapai tujuan yang diharapkan. Penggunaan pengubah permukaan meliputi metode preparasi, dispersi dan penambahan, serta urutan penambahan bila menggunakan lebih dari dua pengubah permukaan.
Apa kegunaan titanium dioksida?
Titanium dioksida adalah pigmen kimia anorganik yang penting, komponen utamanya adalah titanium dioksida. Ada dua proses produksi titanium dioksida: proses asam sulfat dan proses klorinasi. Ini memiliki kegunaan penting dalam industri seperti pelapis, tinta, pembuatan kertas, plastik dan karet, serat kimia, dan keramik.
Distribusi ukuran partikel titanium dioksida merupakan indikator komprehensif, yang sangat mempengaruhi kinerja pigmen titanium dioksida dan kinerja aplikasi produk. Oleh karena itu, pembahasan daya sembunyi dan dispersibilitas dapat langsung dianalisis dari distribusi ukuran partikel.
Faktor-faktor yang mempengaruhi distribusi ukuran partikel titanium dioksida relatif kompleks. Yang pertama adalah ukuran ukuran partikel hidrolisis asli. Dengan mengontrol dan mengatur kondisi proses hidrolisis, ukuran partikel asli berada dalam kisaran tertentu. Yang kedua adalah suhu kalsinasi. Selama kalsinasi asam metatitanat, partikel mengalami periode transformasi kristal dan periode pertumbuhan. Kontrol suhu yang sesuai untuk menjaga partikel yang tumbuh dalam kisaran tertentu. Pada akhirnya, produk tersebut dihancurkan. Biasanya, pabrik Raymond dimodifikasi dan kecepatan penganalisis disesuaikan untuk mengontrol kualitas penghancuran. Pada saat yang sama, peralatan penghancur lainnya dapat digunakan, seperti: pabrik universal, pabrik aliran udara, dan pabrik palu.
Titanium dioksida memiliki tiga bentuk kristal di alam: rutil, anatase dan brookite. Brookite termasuk dalam sistem ortorombik dan merupakan bentuk kristal yang tidak stabil. Ini akan berubah menjadi rutil pada suhu di atas 650°C, sehingga tidak memiliki nilai praktis dalam industri. Anatase stabil pada suhu kamar, tetapi akan berubah menjadi rutil pada suhu tinggi. Intensitas transformasinya bergantung pada metode pembuatan dan apakah inhibitor atau promotor ditambahkan selama proses kalsinasi.
Titanium dioksida (atau titanium dioksida) banyak digunakan dalam berbagai pelapis permukaan struktural, pelapis dan pengisi kertas, plastik dan elastomer. Kegunaan lain termasuk keramik, kaca, katalis, kain berlapis, tinta cetak, butiran atap dan fluks. Menurut statistik, permintaan global akan titanium dioksida mencapai 4,6 juta ton pada tahun 2006, dimana industri pelapis menyumbang 58%, industri plastik menyumbang 23%, industri kertas menyumbang 10%, dan lainnya menyumbang 9%. Titanium dioksida dapat dihasilkan dari ilmenit, rutil, atau terak titanium. Ada dua proses produksi titanium dioksida: proses sulfat dan proses klorida. Proses sulfat lebih sederhana dibandingkan proses klorida dan dapat menggunakan mineral bermutu rendah dan relatif murah. Saat ini, sekitar 47% kapasitas produksi dunia menggunakan proses sulfat, dan 53% kapasitas produksi menggunakan proses klorida.
Titanium dioksida dianggap sebagai pigmen putih terbaik di dunia dan banyak digunakan dalam pelapis, plastik, pembuatan kertas, tinta cetak, serat kimia, karet, kosmetik dan industri lainnya.
Titanium dioksida (titanium dioksida) memiliki sifat kimia yang stabil dan tidak bereaksi dengan sebagian besar zat dalam keadaan normal. Di alam, titanium dioksida memiliki tiga jenis kristal: brookite, anatase dan rutile. Jenis brookite merupakan bentuk kristal yang tidak stabil dan tidak memiliki nilai pemanfaatan industri. Tipe anatase (tipe A) dan tipe rutil (tipe R) keduanya memiliki kisi yang stabil dan merupakan pigmen putih dan glasir porselen yang penting. Dibandingkan dengan pigmen putih lainnya, pigmen ini memiliki warna putih yang unggul, daya pewarnaan, daya sembunyi, tahan cuaca, tahan panas, dan stabilitas kimia, terutama tidak beracun.
Titanium dioksida banyak digunakan dalam pelapis, plastik, karet, tinta, kertas, serat kimia, keramik, bahan kimia sehari-hari, obat-obatan, makanan dan industri lainnya.
Dolomit digunakan di berbagai industri
Rumus kimia dolomit adalah [CaMg(CO3)2], juga dikenal sebagai batu kapur dolomit. Dolomit menyumbang sekitar 2% dari kerak bumi. Sedimen dolomit umum terjadi di seluruh dunia, terutama batuan sedimen atau struktur serupa yang telah berubah.
Dolomit merupakan salah satu mineral yang tersebar luas pada batuan sedimen dan dapat membentuk dolomit tebal. Dolomit sedimen primer langsung terbentuk di danau laut dengan salinitas tinggi. Sejumlah besar dolomit bersifat sekunder, terbentuk dari batu kapur yang digantikan oleh larutan yang mengandung magnesium. Dolomit sedimen laut sering diselingi dengan lapisan siderit dan lapisan batu kapur. Dalam sedimen danau, dolomit hidup berdampingan dengan gipsum, anhidrit, garam batu, garam kalium, dll.
Penerapan dolomit di berbagai bidang:
Industri metalurgi
Magnesium memiliki konduktivitas termal dan konduktivitas listrik yang baik. Ini adalah logam non-magnetik dan tidak beracun. Paduan magnesium ringan, tahan lama, berkekuatan tinggi, ketangguhan tinggi, dan sifat mekanik yang baik. Mereka banyak digunakan dalam penerbangan, mobil, pengecoran presisi, industri pertahanan, dan industri lainnya. Dalam industri peleburan magnesium. Dolomit merupakan salah satu bahan baku penting untuk produksi logam magnesium. Metode silikotermik dalam negeri umumnya digunakan untuk memurnikan logam magnesium. Outputnya menyumbang sekitar 20% dan sekitar 67% dari jumlah total logam magnesium. Metode silikotermik adalah dengan mengkalsinasi dan menguraikan dolomit sehingga diperoleh campuran MgO dan CaO. Setelah bubuk hasil kalsinasi digiling dan diayak, dicampur sesuai dengan perbandingan molar Mg terhadap Si 2:1, dan sejumlah fluorit ditambahkan sebagai katalis. Campuran gumpalan dibuat menjadi bola-bola dan direduksi dengan silikon pada suhu 1150-1200C untuk menghasilkan kalsium silikat dan magnesium. Dolomit merupakan bahan pembantu penting untuk pembuatan baja dan sintering di industri metalurgi.
Industri bahan bangunan
Sebagai bahan baku bahan semen magnesium: dolomit dikalsinasi pada suhu tertentu. Dolomit sebagian terurai untuk menghasilkan magnesium oksida dan kalsium karbonat, dan kemudian larutan magnesium oksida dan agregat ditambahkan untuk diaduk dan dibentuk, dan bahan semen ferro-amoniak berkekuatan tinggi dihasilkan setelah proses pengawetan. Bahan semen ferro-amonia banyak digunakan dalam produksi kotak kemasan besar dan Jalan Suifeng generasi ke-8. Mereka memiliki prospek penerapan yang luas dalam pengembangan struktur konstruksi baru. Dolomit menyumbang sekitar 15% dari campuran kaca apung.
Industri kimia
Dalam industri kimia, marmer terutama digunakan untuk menghasilkan senyawa magnesium, yang juga merupakan cara terbaik untuk meningkatkan nilai tambah produk marmer. Produk kimia industri utama adalah magnesium oksida, magnesium karbonat ringan, magnesium hidroksida, dan berbagai produk garam magnesium. Magnesium karbonat ringan juga disebut magnesium karbonat dasar terhidrasi industri atau magnesium karbonat dasar. Rumus molekulnya dapat dinyatakan sebagai xMgCO3 yMg(OH)2 zHO. Kristal monoklinik putih atau bubuk amorf, tidak beracun, tidak berbau, kepadatan relatif 2,16, stabil di udara. Sedikit larut dalam air, larutan berair bersifat basa lemah. Mudah larut dalam larutan asam dan garam amonium, bereaksi dengan asam menghasilkan garam magnesium dan melepaskan karbon dioksida. Pirolisis suhu tinggi berubah menjadi magnesium oksida.
Aplikasi lain
Di bidang pertanian, dolomit dapat menetralkan zat asam di dalam tanah dan digunakan untuk perbaikan tanah. Pada saat yang sama, magnesium yang terkandung dalam dolomit dapat digunakan sebagai pupuk magnesium untuk menambah magnesium pada tanaman: dolomit ditambahkan ke pakan sebagai bahan tambahan pakan untuk meningkatkan asupan kalsium dan magnesium pada unggas dan ternak serta meningkatkan nutrisi unggas dan ternak.
Di bidang perlindungan lingkungan, setelah hidrasi dan pencernaan bubuk dolomit terkalsinasi, terutama mengandung magnesium hidroksida dan kalsium hidroksida, yang dapat menyerap gas seperti karbon dioksida dan sulfur dioksida dalam gas buang. Oleh karena itu, bubuk dolomit yang dikalsinasi dapat digunakan untuk pemisahan gas buang karbon dioksida (ECRS); dolomit juga dapat digunakan dalam tungku gasifikasi untuk menghilangkan H2S dari gas buang: menggunakan energi permukaan yang tinggi dan adsorpsi kalsium hidroksida dan magnesium hidroksida yang dihasilkan oleh hidrasi magnesium oksida aktif dalam bubuk dolomit terkalsinasi, dolomit terkalsinasi dapat digunakan sebagai bahan filter untuk pengolahan air rumah tangga, dan juga dapat digunakan untuk menghilangkan ion logam seperti besi dan mangan dalam air limbah industri.
Varietas dan aplikasi alumina halus
Alumina halus memiliki banyak variasi dan banyak digunakan. Ini adalah bahan pilihan di banyak bidang.
Oleh karena itu, “sumber bahan mentah yang luas”, “dapat ditemukan dimana-mana”, “harga murah” dan “persiapan yang sederhana” telah menjadi label untuk alumina. Kelangkaan membuat sesuatu menjadi berharga. Label-label ini dapat dengan mudah membuat orang salah paham bahwa alumina adalah bahan kelas bawah. Pertama-tama, editor percaya bahwa label ini tidak dapat menentukan apakah alumina termasuk kelas bawah atau tidak, tetapi label ini dapat menunjukkan bahwa alumina adalah bahan yang sangat hemat biaya di banyak bidang. Kedua, bahkan dari segi harga, konten teknis, kinerja, dan aspek lainnya, alumina tidak kekurangan dalam "produk kelas atas". "Produk kelas atas" ini memainkan peran yang tak tergantikan dalam bidang presisi tinggi seperti semikonduktor dan ruang angkasa.
serat alumina
Komponen utama serat alumina adalah alumina (Al2O3), dan komponen pembantunya adalah SiO2, B2O3, MgO, dll. Merupakan serat anorganik berkinerja tinggi dan serat keramik polikristalin dengan berbagai bentuk seperti serat panjang, serat pendek, dan serat keramik polikristalin. kumis. Ia memiliki sifat yang sangat baik seperti kekuatan tinggi, modulus tinggi, dan ketahanan terhadap korosi.
Bidang penerapan serat Al2O3 relatif luas. Serat pendek Al2O3 dapat digabungkan dengan resin, logam atau keramik untuk menyiapkan material komposit berkinerja tinggi, dan memproduksi tungku industri bersuhu tinggi seperti tungku pemanas, pelapis kiln, dan tungku kalsinasi komponen elektronik; Material komposit yang diperkuat serat kontinu Al2O3 memiliki sifat yang sangat baik seperti kekuatan tinggi, modulus tinggi, dan kekakuan tinggi. Matriksnya tidak mudah teroksidasi dan rusak saat digunakan. Ia juga memiliki ketahanan mulur yang sangat baik dan tidak akan menyebabkan pertumbuhan butiran pada suhu tinggi yang menyebabkan penurunan kinerja serat. Bahan ini diakui secara internasional sebagai bahan utama generasi baru untuk komponen ujung panas yang tahan suhu tinggi dan memiliki potensi pengembangan yang besar; Selain sifat-sifat di atas, nanofiber Al2O3 fungsional juga memiliki sifat yang sangat baik seperti konduktivitas termal yang rendah, insulasi listrik, dan luas permukaan spesifik yang tinggi. Mereka banyak digunakan dalam material komposit bertulang, bahan isolasi termal suhu tinggi, bahan filtrasi katalitik, dll.
Alumina dengan kemurnian tinggi
Alumina dengan kemurnian tinggi (4N ke atas) memiliki keunggulan kemurnian tinggi, kekerasan tinggi, kekuatan tinggi, tahan suhu tinggi, ketahanan aus, insulasi yang baik, sifat kimia yang stabil, kinerja penyusutan suhu tinggi sedang, kinerja sintering yang baik dan optik, listrik , sifat magnetis, termal, dan mekanik yang tidak dapat ditandingi oleh bubuk alumina biasa. Ini adalah salah satu bahan kelas atas dengan nilai tambah tertinggi dan aplikasi terluas dalam industri kimia modern.
Saat ini, alumina dengan kemurnian tinggi kelas atas terutama digunakan untuk aditif elektroda baterai litium, pengisi elektrolit baterai solid-state, serta penggilingan dan pemolesan wafer di industri semikonduktor.
Alumina bulat
Morfologi partikel serbuk alumina akan secara langsung mempengaruhi kinerja penerapannya di banyak bidang. Dibandingkan dengan partikel bubuk alumina yang tidak beraturan, berserat atau bersisik, alumina bulat memiliki morfologi yang teratur, kepadatan pengepakan yang lebih tinggi, luas permukaan spesifik yang lebih kecil, dan fluiditas yang lebih baik. Ini banyak digunakan sebagai bahan pengisi konduktif termal, bahan pemoles, pembawa katalis, bahan pelapis permukaan, dll.
Dalam produksi industri, apa klasifikasi barium sulfat?
Barium sulfat, bagi kebanyakan orang, kimianya belum begitu dipahami, di mata mereka, barium sulfat adalah bahan kimia yang berbahaya. Sebenarnya dalam kehidupan kita sehari-hari, barium sulfat bisa dikatakan ada dimana-mana, namun biasanya muncul dalam kehidupan kita dalam bentuk produk manufaktur.
Misalnya, sebagian besar produk plastik di rumah kita, AC, beberapa aksesoris plastik di mobil, kantong plastik yang digunakan di supermarket, dll., cat dan pelapis yang digunakan dalam kehidupan, kaca, dll. mungkin mengandung barium sulfat.
Dalam buku teks fisika dan kimia, rumus kimia barium sulfat adalah BaSO4, umumnya berbentuk belah ketupat berwarna putih, tidak berwarna dan tidak berbau, dengan massa jenis 4,499 dan titik leleh hingga 1580℃. Sifat kimianya sangat stabil, tidak larut dalam air, tahan asam, tahan alkali, tidak beracun, non magnet, serta dapat menyerap sinar X dan sinar gamma. Di alam, barium sulfat disebut juga barit, suatu bijih alam yang umumnya berbentuk balok kristal bercabang, dan warnanya terutama ditentukan oleh jenis dan jumlah pengotor yang dikandungnya. Barit murni tidak berwarna dan transparan. Barit tidak membahayakan tubuh manusia secara langsung dan dapat bersentuhan langsung.
Dalam industri, terdapat banyak klasifikasi barium sulfat, dan yang umum adalah sebagai berikut:
1. Barium berat, juga dikenal sebagai bubuk barit atau bubuk barium alami. Ini dibuat dengan memilih bijih barium sulfat alami (barit) dan kemudian mencuci, menggiling, mengeringkan, dan proses lainnya. Ia memiliki banyak pengotor dan kualitasnya terutama ditentukan oleh bijih itu sendiri, namun harganya rendah. Biasanya digunakan sebagai pengisi dalam produksi pigmen putih atau pelapis bermutu rendah, plastik, dan industri tinta. Ini berperan dalam mengurangi biaya dan meningkatkan kilap.
2. Barium sulfat yang diendapkan, juga dikenal sebagai barium sulfat industri atau barium yang diendapkan. Itu dibuat dengan pemrosesan buatan. Berbeda dengan barium berat, barium yang diendapkan hampir tidak mengandung pengotor. Ini sedikit larut dalam air dan tidak larut dalam asam. Ini sendiri tidak beracun, tetapi jika mengandung barium larut, dapat menyebabkan keracunan. Barium sulfat yang diendapkan dalam industri terutama dihasilkan oleh reaksi barium sulfat dengan asam sulfat, reaksi barium klorida dengan asam sulfat atau natrium sulfat, dan reaksi barium sulfida dengan natrium sulfat. Barium sulfat yang diendapkan digunakan sebagai bahan pengisi dalam bidang kedokteran, pelapis dan tinta kelas menengah dan atas, plastik, karet, kaca, keramik, dll. Karena stabilitasnya dan indikator spesifik yang berbeda. Orang biasanya membaginya menjadi barium sulfat yang diendapkan tingkat lapisan, barium sulfat yang diendapkan tingkat plastik, dll. sesuai dengan aplikasi yang berbeda. Harganya lebih tinggi dibandingkan barium berat.
3. Barium sulfat termodifikasi, yang dibagi menjadi barium sulfat termodifikasi dan barium sulfat endapan termodifikasi, bertujuan untuk meningkatkan kinerja bubuk barit atau barium sulfat endapan dalam aspek tertentu melalui pengolahan yang relevan. Penerapannya mirip dengan presipitasi, dan ini terutama bergantung pada properti yang relevan. Diantaranya, yang telah diproses dan dimurnikan lebih lanjut disebut juga barium sulfat ultrahalus termodifikasi atau barium sulfat endapan ultrahalus termodifikasi. Harganya lebih tinggi dibandingkan barium sulfat yang diendapkan.
4. Barium sulfat yang diendapkan tingkat nano adalah untuk mengontrol D50 (distribusi ukuran partikel median) antara 0,2μm-0,4μm melalui pemrosesan mendalam dari barium sulfat endapan yang dimodifikasi. Barium sulfat yang diendapkan tingkat nano terutama digunakan dalam cat kelas atas, pelapis dan industri lainnya.
10 area aplikasi utama bubuk mikro silikon
Serbuk silika adalah sejenis bahan anorganik non-logam dengan aplikasi luas. Bubuk silika adalah bubuk tingkat mikron yang diperoleh dengan menghancurkan dan menghancurkan bijih kuarsa dengan kemurnian tinggi dengan metode fisik atau kimia. Ukuran partikelnya umumnya antara 1-100 mikron, dan ukuran partikel yang umum digunakan sekitar 5 mikron. Dengan kemajuan proses manufaktur semikonduktor, bubuk silika di bawah 1 mikron secara bertahap telah banyak digunakan.
Serbuk silika memiliki sederet keunggulan seperti sifat dielektrik yang sangat baik, koefisien muai panas yang rendah, konduktivitas termal yang tinggi, stabilitas kimia yang tinggi, ketahanan suhu tinggi, dan kekerasan yang tinggi. Ini dapat digunakan secara luas dalam laminasi berlapis tembaga, senyawa cetakan epoksi, bahan isolasi listrik, dan perekat. Selain itu, dapat juga digunakan pada pelapis, karet, plastik, kosmetik, dan keramik sarang lebah.
1 laminasi berlapis tembaga
Menambahkan bubuk silikon ke laminasi berlapis tembaga untuk sirkuit elektronik dapat meningkatkan koefisien ekspansi linier dan konduktivitas termal papan sirkuit cetak, sehingga secara efektif meningkatkan keandalan dan pembuangan panas produk elektronik.
2 Senyawa cetakan epoksi (EMC)
Mengisi bubuk silikon ke dalam senyawa cetakan epoksi untuk kemasan chip dapat secara signifikan meningkatkan kekerasan resin epoksi, meningkatkan konduktivitas termal, mengurangi suhu puncak eksotermik dari reaksi pengawetan resin epoksi, mengurangi koefisien ekspansi linier dan penyusutan pengawetan, mengurangi tegangan internal, dan meningkatkan mekanik kekuatan senyawa cetakan epoksi, membuatnya sangat dekat dengan koefisien ekspansi linier chip.
3 Bahan isolasi listrik
Bubuk silikon digunakan sebagai pengisi insulasi resin epoksi untuk produk insulasi listrik. Ini secara efektif dapat mengurangi koefisien ekspansi linier produk yang diawetkan dan laju penyusutan selama proses pengawetan, mengurangi tegangan internal, dan meningkatkan kekuatan mekanik bahan isolasi, sehingga secara efektif meningkatkan dan meningkatkan sifat mekanik dan listrik bahan isolasi.
4 Perekat
Bubuk silikon, sebagai bahan pengisi fungsional anorganik, diisi dengan resin perekat, yang secara efektif dapat mengurangi koefisien ekspansi linier produk yang diawetkan dan laju penyusutan selama proses pengawetan, meningkatkan kekuatan mekanik perekat, dan meningkatkan ketahanan panas, anti -Permeabilitas dan kinerja pembuangan panas, sehingga meningkatkan efek ikatan dan penyegelan.
5 Plastik
Bubuk silikon dapat digunakan dalam plastik pada produk seperti lantai polivinil klorida (PVC), film polietilen dan polipropilen, dan bahan isolasi listrik.
6 Pelapisan
Dalam industri pelapisan, ukuran partikel, warna putih, kekerasan, suspensi, dispersibilitas, penyerapan minyak rendah, resistivitas tinggi dan karakteristik lain dari bubuk mikro silikon dapat meningkatkan ketahanan terhadap korosi, ketahanan aus, isolasi dan ketahanan suhu tinggi pada lapisan. Bubuk mikro silikon yang digunakan dalam pelapis selalu memainkan peran penting dalam pengisi pelapis karena stabilitasnya yang baik.
7 Kosmetik
Bubuk silika bulat memiliki fluiditas yang baik dan luas permukaan spesifik yang besar, sehingga cocok untuk kosmetik seperti lipstik, bedak, krim alas bedak, dll. Pada produk bedak seperti bedak, dapat meningkatkan fluiditas dan stabilitas penyimpanan, sehingga berperan dalam mencegah penggumpalan; ukuran partikel rata-rata yang lebih kecil menentukan kehalusan dan fluiditasnya yang baik; luas permukaan spesifik yang lebih besar membuatnya memiliki daya serap yang lebih baik, dapat menyerap keringat, pewangi, nutrisi, dan membuat formula kosmetik lebih hemat; bentuk bedak yang bulat memiliki afinitas dan sentuhan yang baik pada kulit.
8 Keramik sarang lebah
Filter knalpot mobil DPF terbuat dari pembawa keramik sarang lebah untuk pemurnian knalpot mobil dan bahan cordierite untuk pemurnian knalpot mesin diesel terbuat dari alumina, bubuk silika dan bahan lainnya melalui pencampuran, pencetakan ekstrusi, pengeringan, sintering dan pengolahan lainnya.
9 Karet
Serbuk silikon merupakan bahan penguat karet. Hal ini dapat meningkatkan sifat komprehensif karet, seperti kekuatan, ketangguhan, pemanjangan, ketahanan aus, penyelesaian akhir, anti penuaan, tahan panas, anti selip, tahan sobek, tahan asam dan alkali, dll. produk karet.
10 Kuarsa buatan
Bubuk silikon digunakan sebagai pengisi papan kuarsa buatan, yang tidak hanya dapat mengurangi konsumsi resin tak jenuh, tetapi juga meningkatkan ketahanan aus, ketahanan asam dan alkali, kekuatan mekanik dan sifat lain dari papan kuarsa buatan. Rasio pengisian bubuk silikon pada marmer buatan umumnya sekitar 30%.
Bahan baku utama untuk elektrolit padat—Zirkonia
ZrO2 merupakan bahan oksida dengan ketahanan suhu tinggi, kekerasan tinggi dan stabilitas kimia yang baik. Ia memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi, sehingga dapat menjaga kestabilan sifat fisik dan kimia di lingkungan bersuhu tinggi. Selain itu, ZrO2 juga memiliki koefisien muai panas yang rendah dan sifat isolasi listrik yang baik. Hal ini menjadikannya salah satu bahan baku pilihan untuk elektrolit padat LLZO.
Kekerasan tinggi: Kekerasan ZrO2 berada di urutan kedua setelah berlian, dan memiliki ketahanan aus yang tinggi.
Titik leleh tinggi: Titik leleh ZrO2 sangat tinggi (2715℃). Titik leleh yang tinggi dan kelembaman kimia menjadikan ZrO2 bahan tahan api yang baik.
Stabilitas kimia yang sangat baik: ZrO2 memiliki ketahanan yang baik terhadap bahan kimia seperti asam dan basa serta tidak mudah terkorosi.
Stabilitas termal yang baik: ZrO2 masih dapat mempertahankan sifat mekanik dan stabilitas kimia yang baik pada suhu tinggi.
Kekuatan dan ketangguhan yang relatif besar: ZrO2, sebagai bahan keramik, memiliki kekuatan yang besar (hingga 1500MPa). Meskipun ketangguhannya jauh tertinggal dari beberapa logam, dibandingkan dengan bahan keramik lainnya, zirkonium oksida memiliki ketangguhan patah yang lebih tinggi dan dapat menahan benturan dan tekanan eksternal sampai batas tertentu.
Ada berbagai proses preparasi ZrO2, termasuk pirolisis, sol-gel, deposisi uap, dll. Diantaranya, pirolisis adalah salah satu metode preparasi yang paling umum digunakan. Metode ini mereaksikan zirkon dan bahan mentah lainnya dengan logam alkali atau oksida logam alkali tanah pada suhu tinggi untuk menghasilkan zirkonat, dan kemudian memperoleh bubuk ZrO2 melalui pencucian asam, penyaringan, pengeringan, dan langkah lainnya. Selain itu, kinerja ZrO2 dapat diatur dengan doping elemen yang berbeda untuk memenuhi kebutuhan baterai solid-state yang berbeda.
Penerapan ZrO2 dalam baterai solid-state terutama tercermin dalam elektrolit padat oksida, seperti litium lantanum zirkonium oksida (LLZO) dan litium lantanum zirkonium titanium oksida (LLZTO), yang terdapat dalam struktur kristal tipe garnet. Dalam elektrolit padat ini, ZrO2 menempati proporsi yang sangat penting. Misalnya, dalam massa LLZO sebelum sintering, ZrO2 menyumbang sekitar 25%. Selain itu, untuk mengurangi resistansi antarmuka pada baterai solid-state dan meningkatkan efisiensi migrasi ion litium, bahan elektroda positif dan negatif biasanya perlu dilapisi dengan bahan seperti LLZO. Pada saat yang sama, baterai semi-padat oksida juga perlu membuat lapisan diafragma keramik yang terdiri dari bahan seperti LLZO, yang selanjutnya meningkatkan jumlah ZrO2 yang digunakan dalam baterai solid-state.
Dengan terus berkembangnya teknologi baterai solid-state dan perluasan bidang penerapannya, permintaan ZrO2 sebagai bahan baku elektrolit padat akan terus meningkat. Di masa depan, ZrO2 diharapkan dapat memainkan peran yang lebih penting dalam bidang baterai solid-state dengan lebih mengoptimalkan proses persiapan, mengatur kinerja, dan mengurangi biaya. Pada saat yang sama, dengan terus bermunculannya bahan elektrolit solid-state baru, ZrO2 juga akan menghadapi persaingan dan tantangan yang lebih ketat. Namun, dengan sifatnya yang unik dan prospek penerapannya yang luas, ZrO2 masih memiliki posisi yang tak tergantikan di bidang baterai solid-state.