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.
칩에서 실리콘 질화물(SiNx)의 중요성
칩 제조에서 중요한 역할을 하는 재료가 있는데, 바로 질화규소(SiNx)입니다. 실리콘(Si), 비소화갈륨(GaAs) 또는 질화갈륨(GaN)과 같은 다른 잘 알려진 반도체 재료만큼 주목받지는 못하지만, 그 중요성은 의심할 여지가 없습니다. 대부분의 칩이 이 재료를 사용한다고 할 수 있습니다.
반도체 산업에서 다양한 응용 분야에 사용되는 질화규소는 종종 불균일하며, 일반적으로 SiNx로 표현됩니다. SiNx는 질소와 실리콘의 비율, 즉 x 값에 따라 특성이 달라지는 비정질 재료입니다. x 값이 변경되면 질화규소의 물리적 및 화학적 특성도 변경됩니다. 질화규소는 Si3N4, Si2N2, SiN 등 여러 형태로 제공됩니다.
Si3N4는 결정질 재료이므로 실리콘과 질소의 비율이 고정되어 있습니다. x 값이 4/3이면 SiNx는 Si3N4와 같습니다. 그러나 실제 응용 분야에서 SiNx는 종종 고정되지 않으며, 실리콘 대 질소의 비율은 PVD 또는 CVD 공정의 매개변수를 변경하여 조정할 수 있습니다.
질화규소는 최대 10^14 Ω·cm의 저항률을 가진 우수한 절연 특성을 가지고 있어 실리콘 산화물(SiO2)과 같은 일부 일반적인 절연 재료를 훨씬 능가합니다. 유전율이 낮아 마이크로파 및 무선 주파수 응용 분야에서 이상적인 절연 층이 됩니다. 질화규소 층은 또한 칩에서 불순물 확산에 대한 장벽 역할을 합니다. 붕소 및 인과 같은 도펀트가 확산을 통해 장치 특성을 변경하는 것을 방지할 수 있습니다. 또한 단락과 같은 오류를 방지하기 위해 금속 이온의 확산을 방지할 수도 있습니다.
질화규소는 특수한 화학적 특성과 결정 구조에 의해 결정되는 우수한 열 안정성을 가지고 있습니다. 다른 재료와 같이 화학적 분해나 물리적 변화 없이 고온 환경에서 안정을 유지할 수 있습니다. 그 이유는 질화규소의 결정 구조에서 각 실리콘 원자는 사면체 형태로 4개의 질소 원자와 결합하고, 각 질소 원자는 또한 사면체 형태로 4개의 실리콘 원자와 결합하기 때문입니다. 이 구조는 질화규소의 결정 격자를 매우 안정적이고 변형하기 어렵게 만듭니다. 따라서 고전자 이동도 트랜지스터(HEMT)를 제조할 때 게이트 절연층으로 사용됩니다.
SiO2에 비해 SiNx의 장점은 무엇입니까?
더 나은 열 안정성, 더 단단한 경도, 더 어려운 에칭.
방해석과 백운석의 차이점과 응용
방해석과 백운석은 모두 유사한 결정 구조를 가진 탄산염 암석입니다. 이들은 지층에서 흔히 볼 수 있는 광물이며 자연에 풍부합니다. 둘 다 분쇄하여 많은 분야에서 널리 사용할 수 있지만, 그 구성과 용도는 매우 다릅니다.
방해석과 백운석의 주요 성분은 탄산칼슘이지만 퇴적암인 방해석은 비교적 단단하고 기공률이 낮고 투과성이 낮아 지하 유체가 잘 침투하지 못하는 경우가 많습니다. 백운석에도 탄산칼슘이 많이 포함되어 있지만, 탄산마그네슘도 상당량 포함되어 있습니다. 백운석은 탄산칼슘 지층보다 균열이 많기 때문에 투과성이 좋습니다.
방해석과 백운석은 모두 분쇄하여 사용할 수 있습니다. 방해석은 분말로 분쇄하여 무거운 탄산칼슘을 얻을 수 있으며, 이는 일반적으로 사용되는 분말 무기 충전재입니다. 화학적 순도가 높고 불활성이 높으며 화학적으로 반응하기 어렵고 열 안정성이 좋은 특성이 있습니다. 따라서 고무, 플라스틱, 제지, 건설(건조 모르타르, 콘크리트), 인조 대리석, 사료, 퍼티 분말 코팅 및 기타 산업에서 사용할 수 있습니다. 고무에 많은 양의 방해석 분말을 첨가하면 고무의 인장 강도, 인열 강도 및 내마모성이 향상될 수 있습니다. 플라스틱 제품에 방해석 분말을 첨가하면 일정한 골격 역할을 할 수 있어 제품의 안정성을 향상시킬 뿐만 아니라 제품의 경도, 표면의 매끄러움 등을 개선할 수 있습니다.
돌로마이트는 미세한 분말로 분쇄한 후 많은 용도로 사용되며, 그 중 가장 널리 사용되는 것은 코팅 분야입니다. 325메시 돌로마이트 분말은 백색 분말의 주요 원료이며, 퍼티 분말과 건조 모르타르도 생산할 수 있습니다. 800메시 이상으로 분쇄하면 백색도가 95에 도달하고 표면 처리 후 라텍스 페인트의 필러로 사용할 수 있습니다. 개질된 돌로마이트 분말은 고무 및 제지 산업의 필러이기도 하며, 제품 성능을 개선하고 비용을 절감할 수 있습니다. 세라믹 블랭크는 또한 백운석 분말과 혼합되어 블랭크의 소성 온도를 낮추고 블랭크의 투명도를 높일 수 있습니다. 또한 백운석 분말은 이상적인 하수 정화제 및 흡착제이며 눈 녹이는 제를 만드는 데 사용할 수도 있습니다.
ALPA 볼 밀 + 확장 생산 라인은 분쇄 및 운반을 통합하여 방해석 및 백운석 초미분말을 제조하는 데 사용할 수 있습니다.
【적용 분야】: 건축 자재, 화학, 야금, 코팅, 제지, 고무, 의약품, 식품 및 기타 분야.
【적용 재료】: 보크사이트, 카올린, 중정석, 형석, 활석, 슬래그, 석회 가루, 규회석, 석고, 석회암, 인산암, 방해석, 대리석, 백운석, 칼륨장석, 석영 모래, 벤토나이트, 망간 광석 및 기타 재료.
알루미나 세라믹의 응용
세라믹은 치아와 뼈의 결함을 채우고, 뼈 이식, 뼈 골절 또는 보철물을 고정하고, 질병에 걸린 조직을 대체하는 생체 재료로 사용됩니다. 이를 바이오 세라믹이라고 합니다. 고강도, 내마모성, 더 높은 압축 및 굽힘 강도, 높은 생체 적합성과 같은 뛰어난 특성으로 인해 의료 분야에서 널리 사용됩니다.
알루미나 세라믹의 개념은 광범위한 범위를 포괄합니다. 순수한 알루미나 세라믹 외에도 알루미나 함량이 45% 이상인 모든 세라믹 재료를 알루미나 세라믹이라고 할 수 있습니다. 알루미나 세라믹에는 많은 동형 및 이형 결정이 있지만 가장 일반적으로 사용되는 것은 α-Al2O3와 γ-Al2O3뿐입니다. 결정 구조가 다르기 때문에 특성이 다릅니다. 그 중 α-Al2O3는 코런덤이라고도 하며, 높은 기계적 강도, 고온 저항성 및 내식성을 가진 알루미나 세라믹의 주요 결정상입니다.
인공 관절에서의 알루미나 세라믹의 응용
고순도 알루미나 세라믹은 마찰 계수가 매우 낮고 경도가 높으며 젖음성이 좋기 때문에 관절 마찰 표면으로 사용하기에 매우 적합합니다. 의료 분야에서는 고순도 알루미나만 사용할 수 있으며, 유리 입자 경계상을 형성할 수 있는 불순물(예: 실리카, 금속 규산염 및 알칼리 금속 산화물)은 0.1중량% 미만이어야 합니다. 이러한 불순물의 분해로 인해 균열이 나타나는 응력 집중 부위가 생기기 때문입니다. 연구에 따르면 적절한 소결 매개변수(온도, 시간, 가열/냉각 속도)와 도핑 첨가제(예: 산화 마그네슘, 산화 지르코늄 및 산화 크롬)를 선택하면 알루미나의 입자 크기와 기공률을 제어할 수 있으며 알루미나의 인성과 파괴 강도를 효과적으로 개선할 수 있습니다.
지르코늄 산화물과 알루미나로 형성된 복합 재료는 지르코늄 산화물 강화 알루미나(ZTA) 또는 알루미나 강화 지르코니아(ATZ)라고 하며, 인공 관절 재료에서도 중요한 역할을 합니다. 이 두 복합 재료는 주요 성분의 함량에 따라 달라집니다. 이 복합 재료는 지르코늄 산화물의 강화 능력과 알루미나의 저온 생물학적 유체에서의 분해에 대한 낮은 민감성을 결합합니다. 재료의 설계 요구 사항에 따라 높은 파괴 인성이 필요할 때 ATZ를 사용할 수 있고, 경도가 필요할 때 ZTA를 사용할 수 있습니다. ZTA 관절 베어링 표면이 내마모성 측면에서 더 큰 이점이 있다는 것을 보여주는 충분한 임상 데이터는 없습니다. 연구에 따르면 관절 수술에서 ZTA와 지르코늄 산화물 기반 강화 알루미나(ZPTA)를 적용하는 것이 ATZ보다 훨씬 더 많습니다.
구강 복원에서 알루미나 세라믹의 적용
알루미나 세라믹은 실제 치아와 일치하는 빛 투과율과 색상을 가지고 있으며 약간 독성이 있습니다. 알루미나 세라믹은 열전도도가 상당히 낮아 펄프에 대한 차갑고 뜨거운 음식의 자극을 줄입니다. 지르코니아 세라믹은 마모, 부식 및 고온에 강하고 색상이 실제 치아와 유사합니다. 치아 복원에 적합하고 강도가 높습니다. 알루미나 세라믹 재료의 물리적 구성과 다양한 제조 공정에 따라 올 세라믹 복원 분야에서 사용되는 알루미나 세라믹은 다음과 같은 범주로 나눌 수 있습니다.
(1) 유리 침투 알루미나 세라믹
유리 침투, 전체 이름은 슬러리 코팅 유리 침투 방법입니다. 매트릭스 재료인 알루미나는 다공성 구조를 나타내며 착색제가 함유된 란탄-붕규산 유리가 침투합니다. 형성 후 알루미나 결정상과 유리 결정상이 서로 침투하는 미세 구조를 갖습니다.
(2) 고순도 고밀도 소결 올 알루미나 세라믹
순도 99.9%의 알루미나로 구성됩니다. 알루미나 분말을 고압 하에 그린 바디(건식 프레싱)로 압축한 다음 소결합니다. 압력 성형 방법은 알루미나 세라믹에 높은 밀도와 낮은 기공률을 제공합니다.
(3) 유리 침투 지르코니아 강화 알루미나 세라믹
이 유형의 세라믹은 유리 침투 알루미나 세라믹 분말에 35%의 부분 안정화 지르코니아를 첨가하여 형성됩니다. 형성된 재료 내부에서 균일하게 분포된 사방정계 지르코니아를 관찰할 수 있습니다.
과학과 기술의 지속적인 발전으로 알루미나 바이오 세라믹 재료는 의료 분야에서 점점 더 널리 사용되고 있으며, 이에 대한 연구는 더 높은 부가가치와 더 많은 전망을 가진 새로운 의료 방향으로 나아갈 것입니다.
식품 산업에서의 수산화칼슘의 응용
수산화칼슘은 소석회 또는 생석회라고도 하며, 석회석이나 석회석이 포함된 굴 껍질과 같은 원료를 소성 및 소화하여 만들어집니다. 일반적으로 분말 형태이며 식품, 의약품, 화학 산업, 식수 처리 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다.
수산화칼슘의 용해도는 수산화나트륨 및 수산화칼륨보다 훨씬 작기 때문에 용액의 부식성과 알칼리성이 비교적 작습니다. 따라서 식품의 산도 조절제로 사용하여 완충, 중화 및 응고에 역할을 할 수 있습니다. 식품 등급 수산화칼슘은 비교적 높은 활성, 비교적 느슨한 구조, 높은 순도, 좋은 백색도, 낮은 불순물 함량을 가지고 있으며 Pb 및 As와 같은 유해한 원소를 포함하지 않습니다.
1. 칼슘 제제
시중에는 탄산칼슘, 구연산칼슘, 젖산칼슘, 글루콘산칼슘을 포함하여 약 200개의 칼슘 제제가 있습니다. 수산화칼슘은 칼슘제제 생산산업에서 원료로 널리 쓰이고 있습니다. 그중에서도 글루콘산칼슘이 일반적입니다. 우리나라에서는 현재 발효법으로 생산하고 있습니다.
2. 분유
수산화칼슘은 분유(가당분유 포함)와 크림분유 및 그 조절제품, 영유아용 조제분유에서 산도 조절제로 사용할 수 있습니다. 사용량은 생산 요구에 따라 적절합니다.
분유, 특히 영유아용 조제분유나 식품에는 일정량의 다양한 단백질이 들어 있기 때문에 단백질 표면에 이온화된 측쇄가 존재하기 때문에 단백질은 순전하를 띠고 이러한 측쇄를 적정할 수 있습니다.
3. 쌀두부와 아이스젤리
담가둔 쌀을 사용하고 물을 더해 쌀 슬러리에 갈아서 소석회수를 넣고 고르게 저어주고 가열하여 쌀 슬러리가 익고 걸쭉해질 때까지 저어줍니다. 삶은 쌀 슬러리를 틀에 붓고 완전히 식힌 후 칼로 작은 조각으로 자르면 쌀 두부가 완성됩니다. 그 중 소석회는 응고제 역할을 하며 칼슘도 제공합니다. 소석회는 또한 응고제 역할을 하는 아이스 젤리를 만드는 동안 추가해야 합니다.
4. 보존 계란
소석회, 소다회, 목재재를 원료로 사용하여 슬러리를 만들고 계란 표면에 감쌉니다. 일정 시간이 지나면 화학 반응을 통해 직접 먹을 수 있는 보존 계란이 됩니다. 단백질이 강한 알칼리에 부딪히면 점차 맑은 물로 변합니다. 알칼리성 용액이 반투과성 막을 통해 계란에 계속 들어가면 알칼리성이 계속 증가하고 알칼리성 단백질 분자가 중합되기 시작하여 점도가 점차 증가하여 젤로 변하여 보존 계란을 형성합니다. 알칼리가 과도하면 보존 계란의 품질에 해로울 것입니다.
5. 곤약식품
중국인들이 곤약겔 식품을 생산하고 사용한 역사는 2,000년입니다. 생산 방법은 곤약가루에 30~50배의 물을 더해 반죽을 만들고, 곤약가루에 5%~7%의 수산화칼슘을 더해 섞어서 응고시키는 것입니다.
6. 설탕 생산
설탕 생산 과정에서 수산화칼슘을 사용해 시럽의 산을 중화한 다음 이산화탄소를 주입해 남은 수산화칼슘을 침전시키고 걸러내어 설탕의 신맛을 줄입니다. 또한 자당과 결합해 자당염을 형성할 수 있으므로 당밀 탈당이나 설탕 정제에 사용할 수 있습니다.
7. 기타
수산화칼슘은 맥주, 치즈, 코코아 제품의 완충제, 중화제, 경화제로 사용할 수 있습니다. pH 조절 및 응고 효과로 인해 의약품 및 식품 첨가물 합성, 첨단 생체재료 HA 합성, 사료 첨가물용 VC 인산염 합성, 칼슘 시클로헥사네이트, 젖산칼슘, 구연산칼슘, 제당 산업 첨가제, 수처리 및 기타 고급 유기 화학 물질 합성에도 사용할 수 있습니다. 식용 육류 반제품, 음료 제품 및 의료 관장과 같은 산도 조절제 및 칼슘 공급원을 준비하는 데 도움이 됩니다.
수산화칼슘 산업은 일찍 발전했으며 연간 생산량은 1,000만 톤 이상에 달할 수 있습니다. 주로 영국, 미국, 독일에서 생산되며 일본과 한국은 주로 고순도 및 고백도를 생산합니다.