차세대 통신 핵심소재: 탄탈산리튬
사물인터넷, 인공지능, 빅데이터 기술의 급속한 발전으로 탄탈산리튬(LiTaO3)은 압전성, 음향광학, 전기광학 등의 우수한 특성으로 인해 디지털 신호 처리, 5G 통신, 안내, 적외선 감지기 등의 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 단결정 필름은 무어 이후 시대의 새로운 장치 개발에 시급히 필요한 새로운 소재로 여겨집니다.
탄탈산리튬은 성능이 뛰어난 다기능 결정 소재입니다. 일메나이트 구조를 가지고 있으며 무색 또는 밝은 노란색입니다. 결정 원료가 풍부하고 성능이 안정적이며 가공이 쉽습니다. 고품질의 대형 단결정을 생산할 수 있습니다. 연마된 탄탈산리튬 결정은 공진기, 표면 필터, 트랜스듀서와 같은 전자 통신 장치의 제조에 널리 사용될 수 있습니다. 휴대전화, 위성 통신, 항공우주 등 많은 고급 통신 분야에서 없어서는 안 될 기능성 소재입니다.
주요 응용 분야
표면 탄성파(SAW) 필터
표면 탄성파 필터는 압전 수정 발진기 재료의 압전 효과와 표면 탄성파 전파의 물리적 특성을 사용하여 만든 특수 필터링 장치입니다. 낮은 전송 손실, 높은 신뢰성, 큰 제조 유연성, 아날로그/디지털 호환성 및 뛰어난 주파수 선택 특성의 장점이 있습니다. 주요 구성 요소에는 전송 라인, 압전 수정 및 감쇠기가 포함됩니다. 신호가 전송 라인을 통해 압전 수정 표면에 도달하면 표면 탄성파가 생성됩니다. 다른 주파수의 표면 탄성파의 속도는 전파 중에 다릅니다. 압전 수정과 인터디지털 변환기의 기하학적 모양과 전송 매개 변수와 반사기의 존재를 합리적으로 설계함으로써 다른 주파수의 필터링 효과를 얻을 수 있습니다.
수정 발진기
수정 발진기는 직류를 특정 주파수의 교류로 변환하는 에너지 변환 장치입니다. 주로 압전 결정의 압전 효과를 사용하여 안정적인 전기 진동을 생성합니다. 칩의 두 극에 전압을 인가하면 결정이 변형되어 금속판에 전압이 발생합니다. 수정 발진기는 매우 안정적인 주파수 AC 신호로 인해 통신 라디오 방송국, GPS, 위성 통신, 원격 제어 모바일 기기, 휴대폰 송신기 및 고급 주파수 카운터에 널리 사용됩니다. 일반적으로 전기 에너지와 기계적 에너지를 변환하여 안정적이고 정확한 단일 주파수 진동을 제공할 수 있는 수정을 사용합니다. 현재 일반적으로 사용되는 수정 재료에는 석영 반도체 재료와 리튬 탄탈레이트 칩이 있습니다.
열전 검출기
열전 검출기는 열전 효과를 사용하여 온도 변화 또는 적외선 복사를 감지하는 센서입니다. 비접촉 형태로 대상의 에너지 변화를 감지하여 측정 가능한 전기 신호를 생성할 수 있습니다. 핵심 구성 요소는 열전 칩으로, 일반적으로 반대 전하를 갖는 단위로 구성되고 결정 축과 자발적 분극이 있는 특수한 특성을 가진 단일 결정 재료입니다. 열전기 재료는 매우 얇게 준비해야 하며, 전극은 결정 축에 수직인 표면에 도금됩니다. 상부 표면 전극은 사용하기 전에 흡수층으로 도금해야 합니다. 적외선 복사가 흡수층에 도달하면 열전기 칩이 가열되고 표면 전극이 생성됩니다. 복사가 중단되면 역분극 전하가 생성됩니다.
리튬 탄탈레이트는 큰 열전기 계수, 높은 퀴리 온도, 작은 유전 손실 계수, 단위 부피당 낮은 열 융점, 작은 비유전율 및 안정적인 성능으로 인해 5G 통신, 광자 칩, 양자 정보 및 기타 분야에서 광범위한 응용 전망을 가지고 있습니다.
치아보철에 사용되는 세라믹 소재
치과 보철물은 임상 사용에 필요한 기계적, 물리적, 화학적 특성을 가질 뿐만 아니라 생체적합성도 양호한지 확인하기 위해 엄격한 생물학적 테스트를 거쳐야 합니다. 최근 몇 년 동안 재료 과학과 기술의 지속적인 발전과 사람들의 생활 수준의 지속적인 향상으로 세라믹 재료, 수지 기반 복합 재료, 금속 재료, 3M 나노 수지, 유리 세라믹 및 기타 재료가 점차 널리 사용되고 있습니다.
(1) 알루미나 세라믹
알루미나 세라믹은 뛰어난 화학적 안정성과 기계적 특성을 가진 흰색 결정질 고체 또는 분말입니다. 치과 보철물 재료인 알루미나는 실제 치아와 일치하는 색상과 빛 투과율을 가지고 있으며 미적 요구 사항을 충족하며 시험관 내 섬유 조직에 대한 독성이 약하다는 장점이 있습니다.
(2) 지르코니아 세라믹
20세기 말에 지르코니아가 치과 보철물로 개발되었습니다. 지르코니아 세라믹은 상당한 내마모성, 내식성 및 고온 저항성, 우수한 광학 효과를 가지고 있으며 치아 복원에 적합하며 강도가 높습니다. 지르코니아는 안정성이 강하고 생체 적합성이 좋습니다. 알루미나에 비해 내마모성과 인성이 더 높습니다. 밸브, 복합 세라믹 인공 뼈, 고관절, 뼈 및 치근 생산에 적합합니다.
(3) 생체 활성 유리
생체 활성 유리는 뼈 조직과 결합하고 동시에 연조직과 연결할 수 있는 인공 생체 재료입니다. 생체 적합성, 낮은 독성, 뼈 유도 및 뼈 형성과 같은 우수한 특성을 가지고 있으며 지혈 및 항균 효과가 좋습니다. 신체에 이식될 때 특정 생물학적 및 생리적 기능을 달성할 수 있습니다. 생체 활성 유리는 뼈 이식, 뼈 충전 재료, 치조능선 유지 및 재건 재료 및 구강 임플란트 코팅 재료로 사용할 수 있습니다.
(4) 하이드록시아파타이트 세라믹
하이드록시아파타이트는 육방정계 결정계에 속하며 전형적인 생체 활성 세라믹입니다. 그 구성은 천연 뼈 조직의 무기 성분에 가깝고 생체적합성이 좋습니다. 체내에 이식할 때 안전하고 무독성일 뿐만 아니라 뼈 성장을 수행할 수도 있습니다. 우수한 생리활성 물질입니다. 치주 골 결손 치료 및 인공 치아 뿌리 임플란트를 위한 구강 의학 분야에서 자주 사용됩니다.
(5) 인산삼칼슘 세라믹
인산삼칼슘은 생체적합성과 생물독성이 좋은 중요한 인산칼슘 세라믹입니다. 인산삼칼슘은 다양한 부위의 분해 속도와 다양한 뼈 특성의 요구 사항에 따라 특정 크기와 모양의 중공 구조적 구성 요소로 만들 수 있으며 다양한 정형외과 질환을 치료하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 인산삼칼슘은 근단골 재생과 치수 칼슘 교량 형성을 유도하는 생물학적 특성을 가지고 있으며 구강 의학 분야에서 널리 사용되고 가치가 있습니다.
(6) 장석도자
장석도자는 유리 매트릭스에 불규칙한 입자 구조가 분포된 붕규산 장석 유리입니다. 전치부 베니어, 풀 크라운 및 후치부 인레이에 사용됩니다. 자연치에 가까운 우수한 심미적 효과와 마모성이 있습니다. 연삭 및 연마 후 입에 사용할 수 있습니다.
(7) 유리 세라믹
유리 세라믹은 일련의 열처리 절차를 통해 얻은 유리 매트릭스에 유리상과 결정상이 균일하고 밀도 있게 분포된 다결정 고체입니다. 미세결정 유리라고도 합니다. 유리 세라믹은 투과율과 자연치에 가까운 포화도 때문에 전치부의 심미적 복원에 선호되는 재료가 되었습니다. 유리 세라믹은 내식성과 내마모성이 우수할 뿐만 아니라 결정화 공정의 열처리 공정을 조정하여 굽힘 강도와 파괴 인성을 제어할 수 있습니다. 따라서 다양한 용도에 적합한 제품이 차례로 개발되었습니다.
(8) 복합 세라믹
복합 세라믹은 기존 세라믹의 특성과 새로운 레진 가공 소재를 결합한 새로운 유형의 레진-세라믹 복합 소재입니다. 장점은 CAD/CAM 기술을 사용하여 구현할 수 있다는 것입니다. 또한 복합 세라믹은 레진 성분이 다량 포함되어 있어 복원물이 손상되면 레진으로 쉽게 수리할 수 있습니다.
볼밀 효율 향상의 핵심
분쇄 효율에 영향을 미치는 요인
분쇄 효율은 볼밀 성능의 중요한 지표로, 광물 가공 효율을 개선하고 에너지 소비를 줄이는 데 중요합니다.
재료 특성은 기본 요소이며 경도, 인성, 밀도 및 파괴 특성은 분쇄의 어려움에 영향을 미칩니다.
밀 작동 매개변수는 속도, 충전 속도, 미디어 크기 및 유형과 같은 효율에 상당한 영향을 미칩니다. 속도를 최적화하면 충격과 마찰을 극대화할 수 있으며 적절한 충전 속도는 재료와 미디어 간의 효과적인 접촉을 보장합니다. 분쇄 미디어의 유형과 크기도 중요합니다. 다양한 재료와 크기의 미디어는 분쇄 효율에 영향을 미칩니다. 올바른 미디어를 선택하면 분쇄 효과를 개선할 수 있습니다.
분쇄 공정의 선택도 효율에 영향을 미칩니다. 습식 분쇄는 미세 입자 요구 사항에 적합하고 건식 분쇄는 수분 함량이 낮은 재료에 적합합니다.
밀의 설계 및 유지 관리도 중요합니다. 구조적 설계는 분쇄 효율에 영향을 미치고 부적절한 유지 관리로 인해 효율이 저하됩니다.
볼밀 속도
운동 에너지 정리에 따르면 물체의 질량이 일정할 때 물체의 속도가 클수록 운반하는 에너지가 커집니다. 마찬가지로 볼밀 분쇄 항아리의 속도가 클수록 입자 매체 입자가 운반하는 분쇄 및 분쇄 에너지가 커지고 분쇄 및 분쇄 효과가 좋아지지만 에너지 소비 증가, 입자 매체 자체 손실 증가, 분쇄 항아리의 심한 가열과 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 분쇄 항아리 속도가 너무 낮으면 입자 매체가 운반하는 에너지가 재료의 분쇄 및 분쇄를 달성하기에 충분하지 않을 수 있으며 분쇄 역할을 하지 못할 수 있습니다.
입자 매체의 충전 속도
충전 속도는 느슨한 상태에서 입자 매체가 차지하는 분쇄 항아리의 내부 부피와 분쇄 항아리의 실제 부피의 비율을 말합니다. 분쇄 항아리의 입자 매체 충전 속도는 분쇄 효율에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나입니다.
입자 매체의 입자 크기
물체의 임펄스 방정식에 따르면, 다른 질량의 물체는 동일한 속도에서 다른 운동 에너지를 전달합니다. 동일한 재료의 입자 매체에서 입자 크기는 단일 입자의 질량을 결정합니다. 따라서 입자 매체의 적절한 입자 크기를 선택하면 분쇄 효율을 효과적으로 개선할 수 있습니다.
볼 비율
볼 비율은 재료와 분쇄 매체의 비율이며, 이는 분쇄 효율에도 상당한 영향을 미칩니다. 적절한 볼 비율은 분쇄 매체가 효과적으로 에너지를 재료로 전달하도록 할 수 있습니다. 볼 비율을 결정하려면 재료 특성, 밀 유형 및 예상 분쇄 미세도를 고려해야 합니다.
분쇄 물의 양
습식 분쇄 공정 동안 분쇄 물의 양은 분쇄 효율과 슬러리 농도에 직접적인 영향을 미칩니다. 슬러리의 유동성은 물의 양을 조정하여 매체와 재료 간의 상호 작용을 보장하고 밀 과부하를 방지하고 분쇄 효율을 낮추는 것을 통해 제어해야 합니다.
강철 볼 크기와 비율
볼밀의 작동에서 강철 볼은 분쇄 매체이며, 그 크기와 비율은 분쇄 효율에 결정적인 영향을 미칩니다. 적절한 강철 볼 크기와 비율은 재료의 분쇄 효율을 효과적으로 개선하고 에너지 소비를 줄이며 밀의 수명을 연장할 수 있습니다.
공정 및 장비 개선
볼밀의 작동률을 개선하는 또 다른 핵심 수단은 공정 및 장비 개선입니다. 현대 기술의 지속적인 발전과 재료 과학의 진보로 인해 전통적인 볼 밀링 공정 및 장비는 업그레이드 및 변환의 필요성에 직면하고 있습니다.
결함 분석 및 예방
볼밀의 작동 효율성과 안정성은 전체 생산 공정의 품질과 효율성에 직접적인 영향을 미칩니다. 그러나 장기 작동 공정에서 다양한 내부 및 외부 요인의 영향으로 볼밀은 종종 높은 메인 베어링 온도, 비정상적인 작동음, 팽창된 배 및 기타 문제와 같은 다양한 결함이 발생하여 생산 효율성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 장비가 손상되고 생산 비용이 증가할 수 있습니다.
황산 바륨은 배터리 생산에 어떻게 중요한 역할을 하나요?
바라이트의 주요 성분은 황산바륨(BaSO4)이며, 가장 잘 알려진 용도는 석유 굴착 진흙 가중제, 바륨 화학 물질 및 핵 방사선 보호 원료입니다.
황산바륨은 강한 화학적 불활성, 우수한 안정성, 산 및 알칼리 저항성, 적당한 경도, 높은 비중, 높은 백색도 및 유해한 광선을 흡수하는 능력의 장점이 있습니다. 환경 친화적인 재료입니다. 고순도 나노 황산바륨은 일반 황산바륨의 용도뿐만 아니라 다른 특수 용도도 있습니다. 예를 들어, 코팅, 제지, 고무, 잉크 및 플라스틱과 같은 산업 분야에서 널리 사용됩니다.
황산바륨은 또한 중요한 용도가 있습니다. 배터리 제조에서 가장 일반적으로 사용되는 무기 팽창제입니다. 기본적이고 재생 가능하며 재활용 가능한 신에너지로서 배터리는 운송, 통신, 전기, 철도, 국방, 컴퓨터 및 과학 연구와 같은 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.
신에너지 광물인 황산바륨은 배터리 생산에서 매우 중요한 역할을 합니다. 배터리 수명이 단축되는 주된 이유는 배터리 음극판의 황산화입니다. 따라서 납산 배터리에서 황산 바륨의 주요 역할은 음극판의 활성을 높이고 판이 굳는 것을 방지하며 배터리의 수명을 연장하는 것입니다.
배터리의 음극 납 페이스트에서 우수한 충진 특성과 안정적인 특성을 가진 침전 황산 바륨은 일반적으로 배터리 음극의 황산화 정도를 줄이는 데 사용됩니다. 그 이유는 다음과 같습니다.
1. 황산 바륨과 황산 납은 동일한 격자 구조를 가지고 있어 배터리 음극에서 황산 바륨(BaSO4)의 도움으로 생성된 황산 납(PbSO_4)이 판의 다양한 위치에 고르게 분포되어 비가역적 황산화를 억제하고 배터리 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다.
2. 침전 황산 바륨은 입자 크기가 작고 분산성이 좋습니다. 실험 결과 응집이 없는 경우 황산 바륨의 입자 크기가 작을수록 배터리 음극의 황산화 정도가 낮아지는 것으로 나타났습니다.
3. 침전 황산 바륨은 고순도이며 철분이 거의 없으며 방전하기 쉽지 않습니다. 배터리가 방전되면 PbSO4는 더 많은 결정 중심을 가질 수 있으며 납 비표면적이 수축되는 것을 더 잘 방지하고 음극판의 활성을 향상시키고 판이 경화되는 것을 방지하며 배터리의 수명을 연장할 수 있습니다.
4. 황산 바륨은 매우 불활성이며 전극의 산화 환원 과정에 참여하지 않습니다. 기계적으로 납과 납 또는 황산 납을 분리하여 전극 재료의 잘 발달된 비표면적을 유지합니다.
고열전도성 섬유: 열관리의 새로운 시대를 열다
오늘날의 급속한 기술 발전 시대에 열 관리 문제는 많은 분야에서 직면한 주요 과제 중 하나가 되었습니다. 전자 장비의 방열 요구 사항에서 기능성 의류의 온도 조절, 항공 우주 분야의 열 보호에서 신에너지 분야의 열 전도 최적화에 이르기까지, 고열전도성 섬유는 고유한 성능과 광범위한 응용 전망으로 점차 연구 및 산업의 초점이 되었습니다.
항공 우주, 전자 칩, 인공지능 및 기타 분야의 급속한 발전으로 고전력 방열 및 열 발산의 응용 요구 사항은 고열전도성 재료에 대한 요구 사항이 점점 더 높아지고 있습니다. 메조상 피치 기반 탄소 섬유, 질화붕소 섬유, 탄소 나노튜브 섬유, 그래핀 섬유 등과 같은 고열전도성 섬유는 우수한 고열전도성을 나타낼 뿐만 아니라 높은 기계적 강도, 방향성 열전도성 및 직조성을 가지고 있습니다. 고전력 방열 응용 분야의 구조적 및 기능적 통합에 이상적인 재료입니다.
1. 우수한 열전도성: 고열전도성 섬유의 가장 주목할 만한 특징은 우수한 열전도성입니다. 기존 섬유와 비교하여 고열전도성 섬유는 열을 더 빨리 전달하고, 국부 온도를 효과적으로 낮추고, 열전도 효율을 개선할 수 있습니다. 이 특징은 고열전도성 섬유에 방열 및 열전도에서 고유한 이점을 제공합니다.
2. 우수한 기계적 특성: 열전도성 외에도 고열전도성 섬유는 일반적으로 고강도, 고인성 및 내마모성과 같은 우수한 기계적 특성을 가지고 있습니다.
3. 가볍고 유연함: 고열전도성 섬유는 일반적으로 무게가 가볍고 유연성이 좋으며 다양한 모양과 구조의 재료를 만들기 위해 다양한 요구 사항에 따라 짜거나 짜거나 복합화할 수 있습니다.
4. 화학적 안정성: 고열전도성 섬유는 일반적으로 화학적 안정성이 좋으며 다양한 화학적 환경에서 안정적인 성능을 유지할 수 있습니다. 이를 통해 높은 열전도성 섬유는 고온, 고압, 부식성 환경 등과 같은 다양한 혹독한 작업 조건에서 사용할 수 있습니다.
높은 열전도성 섬유의 적용 분야
1. 전자 장비의 방열: 전자 장비의 성능이 지속적으로 향상됨에 따라 방열 문제가 점점 더 두드러지고 있습니다. 높은 열전도성 섬유는 방열 재료로 사용되어 전자 장비의 라디에이터, 방열판 및 기타 구성 요소에 적용되어 전자 장비의 방열 효율을 효과적으로 개선하고 작동 온도를 낮추며 장비의 수명을 연장할 수 있습니다.
2. 기능성 의류: 높은 열전도성 섬유는 스포츠웨어, 아웃도어 의류 등과 같은 기능성 의류에 사용하여 인체 온도 조절을 달성할 수 있습니다. 추운 환경에서 높은 열전도성 섬유는 인체에서 발생하는 열을 빠르게 전달하여 의류 내부의 온도를 비교적 안정적인 상태로 유지하고 의류 내부의 열 축적을 줄여 과열로 인한 땀을 피하고 땀으로 인해 저온 환경에서 인체가 차갑게 느껴지는 것을 방지할 수 있습니다. 더운 환경에서 높은 열전도도 섬유는 외부 열을 인체 표면으로 빠르게 전달하고 땀 증발을 통해 열을 발산하며 신체를 시원하게 유지할 수 있습니다.
3. 항공우주: 항공우주 분야에서 높은 열전도도 섬유는 항공기의 외피, 엔진 및 기타 부품에서 열 보호 재료로 사용되어 고속 비행 중 항공기에서 발생하는 열을 효과적으로 줄이고 항공기의 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 높은 열전도도 섬유는 항공우주 분야의 전자 장비 방열, 위성 열 제어 및 기타 측면에서도 사용할 수 있습니다.
4. 신에너지 분야: 신에너지 분야에서 높은 열전도도 섬유는 배터리 분리막, 전극 재료 등으로 사용하여 배터리의 충전 및 방전 효율과 안전성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 높은 열전도도 섬유는 태양 전지 및 연료 전지와 같은 신에너지 장비의 열 관리에도 사용하여 장비의 성능과 안정성을 향상시킬 수 있습니다.
전도성 카본블랙의 응용분야
전도성 카본 블랙은 일반적으로 10-1~10-2S/cm 범위의 전도도를 가진 전형적인 특수 카본 블랙입니다. 전도성 카본 블랙은 높은 전기 전도성 및 열 전도성, 낮은 생산 비용, 산화 안정성 및 낮은 밀도의 장점이 있으며 금속 분말 또는 섬유 필러에 비해 명백한 장점이 있습니다.
배터리 분야
리튬 이온 배터리:
LiFePO4, LiNiO2, LiCoO2 및 기타 양극 활성 물질은 전도도가 10-9~10-3S/cm에 불과한 반도체 또는 절연체입니다. 전도성을 높이기 위해 전도성 첨가제를 추가해야 합니다.
충전 및 방전 프로세스 동안 음극 물질은 Li+ 삽입/추출로 인해 반복적으로 팽창하고 수축하여 Li+의 삽입 채널을 파괴하고 방전 용량을 감소시킵니다.
기타 배터리:
니켈-수소 배터리: 음극에 적용하여 전자 운반체 및 전도성 첨가제로 음극 재료가 전기 화학 반응을 더 잘 수행하고 전극 분극을 줄이며 배터리의 충전 및 방전 성능과 사이클 수명을 개선하고 가스 발생과 같은 부작용을 줄이는 데 도움이 됩니다.
니켈-카드뮴 배터리: 음극에 작용하여 음극 재료의 전도도를 개선하고 배터리의 내부 저항을 줄이며 대전류 방전 용량과 충전 및 방전 효율을 개선하고 에너지 손실과 발열을 줄입니다.
고무 및 플라스틱 제품 분야
정전기 방지 제품:
정전기 방지 고무 시트, 정전기 방지 컨베이어 벨트, 고무 밑창, 의료용 고무 제품 등과 같은 정전기 방지 고무 제품을 제조하면 정전기의 발생 및 축적을 효과적으로 방지하고 장비 및 인력에 대한 정전기의 피해를 피할 수 있습니다.
전도성 필름, 전도성 섬유, 전도성 가죽 제품 등과 같은 전도성 플라스틱 제품의 생산은 전자 패키징, 전자파 차폐 및 기타 분야에서 중요한 응용 분야가 있습니다.
일반 고무 및 플라스틱 제품: 고무 및 플라스틱의 전도성을 개선하고, 특정 정전기 방지 특성을 갖게 하고, 제품에 대한 정전기의 영향을 줄이며, 재료의 기계적 특성과 가공 특성을 개선할 수 있습니다.
케이블 소재 분야
전력 케이블 차폐 소재
전자파 간섭 방지: 전력 케이블에서 전도성 카본 블랙을 케이블의 차폐 층에 추가하여 외부 전자파 간섭을 효과적으로 차폐하고 케이블에서 전송되는 전력 신호가 안정적이고 정확하도록 할 수 있습니다.
균일한 전기장 분포: 케이블 작동 중 내부 전기장의 불균일한 분포로 인해 부분 방전과 같은 문제가 발생하여 케이블의 수명과 안전성에 영향을 미칠 수 있습니다.
반도체 케이블 소재
반도체 차폐 층: 중저압 케이블에 사용되는 반도체 차폐 층입니다. 전도성 카본 블랙은 고무 또는 플라스틱과 같은 기본 재료와 혼합하여 반도체 복합 재료를 형성할 수 있습니다.
가공 성능 개선: 전도성 카본 블랙을 첨가하면 케이블 소재의 가공 성능이 개선되어 압출 및 성형이 용이해지고 생산 효율성과 제품 품질이 향상됩니다.
전자 인쇄 및 코팅 산업
전도성 잉크 및 전도성 코팅:
전도성 카본 블랙을 첨가하면 잉크와 코팅이 전도성이 되며 인쇄 회로 기판(PCB), 전자 디스플레이, 전자파 차폐 코팅 및 기타 분야에서 사용됩니다.
전자 인쇄:
전도성 카본 블랙은 정전기 방지 의류, 스마트 섬유 등을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 정전기 방지가 필요한 일부 작업 환경에서 정전기 방지 의류를 착용하면 전자 장비의 정전기 손상과 인체에 대한 피해를 방지할 수 있습니다.
기타 분야
연료 전지: 고분자 전해질 연료 전지에서 전도성 카본 블랙은 연료 전극과 공기 전극에서 전자 캐리어 및 촉매 캐리어로 사용되어 연료(예: 수소)와 산화제(예: 산소) 간의 전기 화학 반응을 촉진하고 연료 전지의 발전 효율과 성능을 개선할 수 있습니다.
슈퍼커패시터: 전도성 카본 블랙은 슈퍼커패시터 전극의 전도도와 정전용량을 개선하여 더 높은 에너지 밀도와 전력 밀도로 전하를 빠르게 저장하고 방출할 수 있습니다.
항공우주 및 군사 분야: 항공기 쉘 코팅, 미사일 쉘 소재 등과 같은 정전기 방지 및 전자파 차폐 소재를 제조하는 데 사용되어 장비에 대한 정전기의 영향을 줄이고 장비의 스텔스 성능을 개선합니다.
탄산칼슘의 6가지 결정 형태
탄산칼슘은 결정 형태에 따라 입방형, 스핀들형, 사슬형, 구형, 플레이크형, 바늘형 등으로 나눌 수 있습니다. 탄산칼슘의 형태에 따라 적용 분야와 기능이 다릅니다.
따라서 다양한 산업의 다양한 결정질 탄산칼슘 제품에 대한 요구를 충족시키기 위해서는 결정 형태 제어 방법을 사용하여 탄산칼슘의 결정화 과정을 제어하여 다양한 결정 형태의 제품을 생산해야 합니다.
1. 입방형 탄산칼슘
소위 입방형은 투과 전자 현미경으로 결정이 입방체로 표시된 탄산칼슘을 말합니다.
산업 생산은 저온 기술을 사용하여 탄산칼슘나트륨을 생산하는 과정에서 결정 형태 제어제를 첨가하지 않고 탄화 온도를 제어하면 입방형 탄산칼슘 제품을 얻을 수 있음을 보여줍니다. 침전된 탄산칼슘의 결정 구조는 형성되는 온도에 크게 좌우됩니다. 결정핵이 형성되는 온도가 30°C 미만이면 입방형 탄산칼슘으로 탄화될 수 있습니다.
2. 장미형 및 방추형 탄산칼슘
장미형 및 방추형 탄산칼슘은 일반적으로 제지, 고무, 플라스틱, 코팅 및 기타 산업에서 사용되며, 특히 고급 담배 종이에 사용되어 담배 종이의 연소 성능과 공기 투과성을 향상시킬 수 있습니다.
우리나라에서 방추형 탄산칼슘을 생산하는 주요 방법은 다음과 같습니다. 실온에서 석회유 농도를 약 35%(중량비)로 조절하고 CO2 혼합 가스의 30-40%(부피비)를 반응기에 주입하여 탄화합니다. 탄화 공정은 실온에서 수행됩니다. 발열 반응으로 인해 반응기의 온도는 실온에서 약 75°C로 상승합니다. 제품의 형태는 주로 방추형이며 입자 크기는 일반적으로 수 미크론입니다.
3. 사슬형 탄산칼슘
사슬형 초미립자 탄산칼슘은 서로 연결된 여러 개에서 수십 개의 미세한 탄산칼슘 입자로 구성되어 있으며 사슬 구조를 가지고 있습니다. 합성 조건이 다르면 입자 크기와 종횡비가 달라집니다.
사슬 모양의 초미립 탄산칼슘은 천연 고무와 합성 고무에 대한 우수한 보강 효과가 있습니다. 보강 필러로 카본 블랙이나 화이트 카본 블랙을 부분적으로 대체하여 생산 비용을 크게 줄일 수 있습니다. 또한 사슬 모양의 초미립 탄산칼슘은 코팅, 제지 및 플라스틱 산업에서 첨가제로 사용되어 우수한 성능을 보이고 광범위한 적용 전망을 가지고 있습니다.
사슬 모양의 탄산칼슘 합성에 대한 보고는 많지만 일반적인 방법은 탄화 공정 중 Ca(OH)2 현탁액이 반쯤 점성 콜로이드 에멀전이 될 때 결정 핵의 성장을 제어하기 위해 결정 모양 제어기를 추가하는 것입니다. 주요 결정 모양 제어기는 마그네슘 염, 칼륨 염, 폴리인산나트륨, 수용성 금속 염 및 킬레이트제입니다.
4. 구형 탄산칼슘
구형 나노 탄산칼슘은 매끄러움, 유동성, 분산성 및 내마모성이 좋기 때문에 고무, 코팅 도료, 잉크, 의약품, 치약 및 화장품에 널리 사용됩니다.
구형 탄산칼슘은 일반적으로 농축 알칼리 용액에서 칼슘염과 탄산염의 저온 반응으로 제조됩니다. 주요 결정 모양 제어기는 마그네슘염, 칼륨염 및 폴리인산나트륨입니다.
5. 플레이크 탄산칼슘
플레이크 탄산칼슘은 제지 산업에 적합하며 잉크 흡수성, 백색도, 인쇄성 및 매끄러움이 뛰어난 종이를 생산할 수 있습니다. 충전제 및 강화제로서 플레이크 탄산칼슘은 비전통적 배열로 인해 혼합물에서 매끄러움, 광택, 저항성 및 탄성 계수가 높습니다.
플레이크 나노 탄산칼슘을 코팅지 안료에 사용하면 유동성과 분산성이 좋으며 일반 스핀들 PCC 경질 탄산칼슘보다 광택과 매끄러움이 더 좋습니다.
6. 침상 탄산칼슘
침상 탄산칼슘은 종횡비가 큽니다. 플라스틱 충전재로 사용하면 플라스틱의 충격 저항성과 굽힘 강도를 크게 향상시킬 수 있으며, 고무에 사용하면 보강 효과가 더욱 뛰어납니다.
다양한 결정질 알루미나의 응용 및 상전이
광업, 세라믹 및 재료 과학 분야에서 산화 알루미늄(화학식 Al2O3)은 보크사이트라고도 하며 강한 화학 결합을 가진 이온 화합물입니다. 높은 경도, 높은 기계적 강도, 내화학성, 내마모성 및 열전도성과 같은 우수한 특성을 가지고 있습니다. 산업에서 중요한 화학 원료입니다.
산화 알루미늄의 결정 구조를 배열하는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 하나는 산소 원자를 육각형 스택으로 배열하는 것이고 다른 하나는 산소 원자를 입방형 스택으로 배열하는 것입니다.
(1) α-Al2O3의 특성 및 응용 분야
α-Al2O3는 일반적으로 코런덤으로 알려져 있습니다. α-Al2O3는 흰색 결정이며 가장 흔하고 안정적인 유형의 알루미나 결정입니다. 삼방정계 밀집 구조에 속합니다. α-Al2O3 결정 구조에서 산소 이온은 육각형 밀집 패턴으로 배열되어 ABABAB...의 두 층으로 반복되어 여러 팔면체 모양을 형성하는 반면 알루미늄 이온은 각 팔면체 사이의 틈새를 채웁니다.
현재 α-Al2O3는 연마재, 내화재, 집적 회로 기판 및 구조적 기능성 세라믹에 널리 사용됩니다.
(2) β-Al2O3의 특성 및 응용 분야
β-Al2O3는 실제로 금속 산화물과 산화 알루미늄으로 구성된 복합 화합물인 알루미네이트입니다. Na+와 같은 금속 이온은 이 평면 층에서 빠르게 확산될 수 있으므로 β-Al2O3 결정은 전기를 전도할 수 있으며 중요한 유형의 고체 전해질입니다. 따라서 β-Al2O3는 나트륨-황 배터리에서 고체 전해질 다이어프램 재료를 준비하는 데 사용할 수 있으며 이온 전도 및 배터리의 양극과 음극을 분리하는 데 중요한 역할을 할 수도 있습니다.
(3) γ-Al2O3의 특성 및 응용 분야
γ-Al2O3는 가장 일반적으로 사용되는 전이 상태 알루미늄 산화물입니다. 자연에는 존재하지 않습니다. 구조상 산소 이온은 입방체로 근사되고 밀집되어 있는 반면 알루미늄 이온은 산소 이온에 의해 형성된 팔면체 및 사면체 공극에 불규칙하게 분포되어 스피넬 구조에 속합니다. γ-Al2O3의 제조 공정은 비교적 간단하고 형성 온도는 비교적 낮으며 일반적으로 500~700℃ 범위입니다. γ-Al2O3는 물에 녹지 않지만 일반적으로 산이나 알칼리에 용해될 수 있습니다.
다양한 결정질 알루미나의 상 변환
다양한 결정 형태 중에서 α-Al2O3만이 안정적인 결정상이고 다른 모든 상은 열역학적으로 불안정한 상태인 전이상입니다. 온도가 상승함에 따라 불안정한 전이 알루미나는 안정한 상으로 변환될 수 있으며, 이는 격자 재구성의 비가역적 변환입니다.
안정한 α-Al2O3를 얻으려면 초기 광석 선별, 분말 합성에서 소결까지 완벽한 공정 제어가 필요합니다. 국내외에서 고온 알루미나를 제조하는 것은 일반적으로 산업용 수산화 알루미늄 또는 산업용 알루미나를 원료로 사용하여 탈수 과정을 통해 전이 상을 형성한 다음 고온에서 다중 상 변환을 거쳐 최종적으로 α상 Al2O3로 변환됩니다.
α-Al2O3를 제조하는 데 가장 일반적으로 사용되는 전구체는 기브사이트(Al(OH)3)와 보헤마이트(AlOOH)입니다. 초기 열처리 공정에서 수산화 알루미늄은 준안정 구조의 형태로 전이 알루미나로 변환되고 최종적으로 열역학적으로 안정한 α-Al2O3 상으로 끝납니다.
산업에서 일반적으로 다양한 소성 방법을 사용하여 준안정상 γ-Al2O3를 α-안정상으로 변환하여 다양한 형태의 α-Al2O3를 제조합니다. 다양한 형태의 α-Al2O3는 다양한 소성 온도를 제어하고, 다양한 유형의 첨가제를 추가하고, 분쇄 방법 등을 통해 생산할 수 있습니다. 일반적으로 벌레 모양, 조각 모양, 기둥 모양, 구형, 구형 및 섬유질과 같은 다양한 형태의 α-Al2O3 결정이 포함됩니다.
세라믹 산업, 제약 산업, 전자 산업 및 기계 산업의 급속한 발전으로 알루미나에 대한 시장 수요는 여전히 개발 여지가 많으므로 알루미나에 대한 연구는 매우 중요합니다. 알루미나의 결정 구조와 특성을 이해하고 숙지하는 것은 알루미나 분말을 제조하는 데 중요한 전제 조건입니다. 알루미나의 다양한 결정 형태는 적용 분야가 다릅니다. α-Al2O3는 모든 알루미나 형태 중에서 가장 안정적입니다. 생산 시, 일반적으로 다양한 유형의 α-Al2O3 결정은 α-Al2O3 결정의 성장 환경을 제어하여 다양한 결정 미세 구조의 α-Al2O3에 대한 세라믹, 내화재 및 기타 새로운 기능성 소재의 요구를 충족함으로써 제조됩니다.
그래핀의 주요 응용 분야
(1) 전기화학 분야의 응용
그래핀은 층상 그리드 구조를 가진 탄소 소재입니다. 우수한 전기 전도성, 화학적 안정성 및 열 안정성을 가지고 있습니다. 슈퍼커패시터, 리튬 이온 배터리, 나트륨 이온 배터리, 납산 배터리, 리튬-황 배터리, 금속-공기 배터리 등에 사용할 수 있습니다.
앞으로 저렴한 원자재와 간단한 공정을 사용하여 고품질 제품 생산을 달성하고 다양한 전기화학 에너지 저장 장치에 그래핀의 고유한 구조적 이점을 최대한 활용하는 방법이 연구 핫스팟이 될 것입니다.
(2) 광촉매 재료 분야의 응용
그래핀은 우수한 전기 전도성, 전자 전달 특성, 높은 비표면적 및 기타 특성을 가지고 있습니다.
(3) 내식성 코팅 분야의 응용
그래핀 코팅은 에폭시 아연이 풍부한 코팅의 음극 보호 및 유리 플레이크 코팅의 차폐 특성을 가질 뿐만 아니라 우수한 접착력, 방수성 및 인성을 가지고 있습니다.
(4) 생물의학 분야에서의 응용
GO 표면에는 많은 수의 산소 함유 작용기(-OH, -COOH 등)가 포함되어 있어 우수한 친수성을 가질 수 있고, 2차원 GO는 우수한 생체적합성을 가지고 있어 약물 적재 및 유전자 전달과 같은 생물의학 분야에서 잠재적인 응용 전망을 가지고 있습니다.
(5) 센서 분야에서의 응용
그래핀은 높은 비표면적, 높은 전도도 및 생체적합성과 같은 뛰어난 물리적 및 화학적 특성을 가지고 있어 민감한 분자의 흡착 용량을 개선하고 생화학 반응 속도를 증가시키는 데 도움이 됩니다. 이러한 뛰어난 특성으로 인해 센서를 제조하는 데 이상적인 후보 물질이 됩니다.
(6) 집적 회로 분야에서의 응용
그래핀은 우수한 열 전도성과 열 안정성을 가지고 있으며, 실리콘 기반 회로에 도입하여 빠른 열 발산을 개선하는 목적을 달성할 수 있습니다.
(7) 태양 전지 분야의 응용
그래핀은 독특한 2차원 갭리스 반도체로서 높은 전하 캐리어 이동도 및 높은 비표면적과 같은 특성을 가지고 있습니다. 제조된 필름은 또한 높은 광학적 투명성, 전도성 및 유연성을 가지고 있습니다. 따라서 그래핀은 태양 전지의 전자 전달층, 정공 전달층, 버퍼층, 상대 전극 등에서 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다.
(8) 나노 복합재 분야의 응용
그래핀은 느슨한 다공성 구조, 높은 전도성 및 높은 재료 강도로 인해 다른 특성의 다른 재료와 결합하여 복합 재료를 형성할 수 있습니다. 고강도, 높은 탄성 계수, 높은 비표면적 및 안정성과 같은 우수한 특성으로 재료의 기계적 특성을 효과적으로 개선하거나 향상시킬 수 있습니다.
(9) 전자기파 흡수 분야의 응용
그래핀은 독특한 물리적 및 화학적 구조와 우수한 기계적 및 전자기적 특성을 가질 뿐만 아니라 좋은 마이크로파 흡수 특성도 가지고 있습니다. 또한 자성 나노입자와 결합하여 새로운 유형의 흡수 재료를 제조할 수 있습니다. 이 소재는 자기 손실과 전기 손실을 모두 가지고 있으며 전자파 차폐 및 마이크로파 흡수 분야에서 잠재적인 응용 가능성이 있습니다.
(10) 다른 분야에서의 응용
GO의 산소 함유 작용기는 면직물의 활성 부위에 흡착될 수 있습니다. 면직물에 GO를 적재하면 직물의 항균 및 자외선 차단 특성을 효과적으로 개선할 수 있습니다.
그래핀은 뛰어난 성능, 큰 비표면적 및 매우 높은 기계적 강도로 인해 이상적인 수소 저장 재료로 간주됩니다.
탤컴파우더의 4가지 등급을 알고 계신가요?
플라스틱 필러로서 활석가루는 수지 사용을 절약할 뿐만 아니라 제품의 물리적 특성을 크게 개선하고 보강 역할을 할 수 있습니다. 충분한 미세도를 가진 활석가루는 제품의 강성, 충격 강도, 크립 저항성, 경도, 표면 긁힘 저항성, 내열성 및 열 변형 온도를 크게 개선할 수 있습니다.
활석을 선택할 때 활석 자체의 "4가지 정도", 즉 순도, 백색도, 플레이크성 및 미세도를 고려해야 합니다. 일반적으로 활석 제품의 품질을 평가하려면 적어도 위의 네 가지 요소를 고려해야 합니다.
순도
순도는 제품의 활석 함량을 말합니다. 활석은 자연 및 산업 생산에서 불순물을 포함하고 있으며 100% 순수한 활석 제품이 산업에 존재하는 것은 불가능합니다. 의심할 여지 없이 활석가루의 순도가 높을수록 보강 효과가 더 좋습니다. 활석 가루의 일부 불순물은 활석 가루의 순도를 떨어뜨릴 뿐만 아니라 최종 제품의 성능에 상당한 영향을 미칩니다.
백색도
활석 산업에는 좁은 백색도와 넓은 백색도의 두 가지 백색도가 있습니다. 좁은 백색도는 백색도의 일반적인 정의이며, 청색광 백색도 R457, Y, L*, Ganz 백색도 및 Hunter 백색도로 표현할 수 있습니다. 넓은 백색도에는 건조 백색도, 습윤 백색도 및 색조가 포함됩니다. 소위 습윤 백색도는 활석 가루에 적절한 양의 DMP(디메틸 프탈레이트)를 첨가한 후 측정한 백색도입니다.
동일한 원료의 경우 입자 크기가 미세할수록 백색도가 높습니다. 수분 함량이 높을수록 백색도가 낮습니다. 백색도는 제품의 물리적 특성에 영향을 미치지 않지만 밝은 색상의 제품의 색상 순도를 유지하는 것이 매우 중요합니다.
플레이크
플라스틱 제품에 대한 활석 가루의 상당한 강화 효과는 주로 고유한 미세 플레이크 구조에서 비롯됩니다. 활석가루의 플레이크 구조가 완벽할수록 강화 효과가 더 분명해집니다. 제품의 플레이크에 영향을 미치는 두 가지 주요 요인은 활석가루의 순도와 분말의 가공 기술입니다.
활석가루의 불순물은 플레이크 구조가 없습니다. 활석가루가 순수할수록 불순물이 적고 플레이크 구조가 더 좋습니다. 제품을 미분화하는 과정에서 다른 방법을 사용하면 제품의 플레이크 구조가 다르게 유지됩니다. 부적절한 방법과 작동 조건은 플레이크 구조를 파괴할 수도 있습니다.
미세함
미분화는 활석 제품의 개발 추세입니다. 제품이 미세할수록 강화 효과가 더 좋습니다. 동시에 입자의 표면 에너지가 증가하고 응집되기 쉽고 분산하기 어렵고 비쌉니다. 따라서 미세할수록 더 좋은 것이 아니라 자체 기술 수준과 실제 요구 사항에 따라 적절한 미세함을 가진 제품을 선택해야 합니다.
활석 제품의 입자 크기 평가는 평균 미립도만으로는 불가능합니다. 제품의 품질을 평가하는 지표는 적어도 두 가지가 있습니다. D50과 D100(또는 D98).
제품이 점점 더 미세해짐에 따라 사람들은 분쇄 후 미세 활석의 미세한 모양과 입자 크기 분포에 대한 요구 사항이 높아졌습니다. 입자 크기 분포를 평가하는 주요 지표는 D50에서 D97, D98로 바뀌었고 현재는 D100으로 바뀌었습니다. 동시에 입자 크기 분포의 재현성이 더욱 엄격해졌습니다. 제품을 평가할 때 평균 입자 크기는 요구 사항을 충족해야 할 뿐만 아니라 더 중요한 것은 입자 크기 분포가 가능한 한 좁고 큰 입자가 가능한 한 적어야 합니다.
제품은 각 배치에 대해 동일한 입자 크기 분포를 달성하기 위해 노력해야 하는데, 이는 생산 관행에서 매우 어렵습니다. 고급 활석 제품에서 입자 크기 분포, 특히 거친 입자 수를 제어하는 것은 매우 중요한 기술로, 고효율, 고정밀, 신뢰할 수 있는 등급 장비와 풍부한 운영 경험 및 장비 유지 관리 역량이 모두 필요합니다. 중국에서는 비교적 성숙한 입자 크기 제어 기술을 습득한 회사가 6~7개에 불과합니다.
입자 크기 분포는 레이저 방법 및 침전 방법을 포함한 입자 크기 분포 장비로 측정할 수 있습니다. 그러나 생산 실무에서는 주로 스크리닝 방법을 사용하여 거친 입자의 양을 감지합니다.
활석 가루는 자체의 비늘 같은 구조로 인해 비표면적이 크고 부피 밀도가 작다는 점에 주목할 가치가 있습니다. 325메시 활석 가루의 부피 밀도는 0.8~0.9g/cm3인 반면 1250메시 활석 가루는 0.25~0.3g/cm3로 떨어졌고 4000메시는 약 0.12g/cm3에 불과합니다. 이로 인해 사용 중 심각한 먼지 오염, 혼합 어려움, 비용 증가, 수확량 감소가 발생합니다. 또한 장거리 공급의 운송 비용이 상당히 높습니다.