Seis caminhos de processo para vidro de quartzo de alta pureza
O vidro de quartzo tem uma elevada pureza, elevada transmitância espectral, baixo coeficiente de expansão térmica e excelente resistência ao choque térmico, à corrosão e à radiação ultravioleta profunda. É amplamente utilizado em campos de fabrico industrial de ponta, como a ótica, aeroespacial e semicondutores.
O vidro de quartzo pode ser classificado de acordo com o processo de preparação. Existem dois tipos principais de matérias-primas para preparar vidro de quartzo. O primeiro tipo é a areia de quartzo de alta pureza, que é utilizada para fusão elétrica e refinação de gás para preparar vidro de quartzo fundido a altas temperaturas superiores a 1800°C; o segundo tipo são compostos que contêm silício, que são utilizados para preparar vidro de quartzo sintético através de reações químicas.
Método de fusão elétrica
O método de fusão elétrica consiste em fundir a matéria-prima de quartzo em pó no cadinho através de aquecimento elétrico e, em seguida, formar o vidro de quartzo através de um processo de vitrificação de arrefecimento rápido. Os principais métodos de aquecimento incluem a resistência, o arco e a indução de média frequência.
Método de refinação de gás
Industrialmente, o método de refinação de gás é um pouco posterior ao método de fusão elétrica. Utiliza uma chama de hidrogénio-oxigénio para derreter o quartzo natural e depois acumula-o gradualmente na superfície do alvo do vidro de quartzo. O vidro de quartzo fundido produzido pelo método de refinação de gás é utilizado principalmente para fontes de luz elétrica, indústria de semicondutores, lâmpadas esféricas de xénon, etc. Atualmente, o método de refinação de gás é normalmente utilizado para preparar lingotes de quartzo, e depois os lingotes de quartzo são processados a frio ou a quente para fazer os produtos de vidro de quartzo necessários.
Método CVD
O princípio do método CVD é aquecer o líquido volátil SiCl4 para o tornar gasoso e, em seguida, deixar o SiCl4 gasoso entrar na chama de hidrogénio-oxigénio formada pela combustão de hidrogénio e oxigénio sob o acionamento do gás transportador (O2), reagir com o vapor de água a alta temperatura para formar partículas amorfas, depositar-se no substrato de deposição rotativo e, em seguida, fundir a alta temperatura para formar vidro de quartzo.
Método PCVD
O processo PCVD foi proposto pela primeira vez pela Corning na década de 1960. Utiliza plasma para substituir a chama de hidrogénio-oxigénio como fonte de calor para preparar vidro de quartzo. A temperatura da chama de plasma utilizada no processo PCVD é muito mais elevada do que a das chamas comuns. A sua temperatura central pode atingir os 15.000 K, e a temperatura média é de 4.000 a 5.000 K. O gás de trabalho pode ser selecionado adequadamente de acordo com os requisitos específicos do processo.
Método CVD de duas etapas
O método CVD tradicional é também chamado de método de uma etapa ou método direto. Como o vapor de água está envolvido na reação, o teor de hidroxila no vidro de quartzo preparado pelo método CVD de uma etapa é geralmente elevado e difícil de controlar. Para superar esta deficiência, os engenheiros melhoraram o método CVD de uma etapa e desenvolveram o método CVD de duas etapas, também chamado de método de síntese indireta.
Modificação térmica
O método de modificação térmica amolece primeiro o material base do vidro de quartzo através do aquecimento e, em seguida, obtém o produto desejado através de métodos como o afundamento e o estiramento. No forno de modificação térmica, o corpo do forno é aquecido por aquecimento por indução eletromagnética. A corrente alternada passada pela bobina de indução no forno gera um campo eletromagnético alternado no espaço, e o campo eletromagnético atua no elemento de aquecimento para gerar corrente e calor. À medida que a temperatura aumenta, o material de base do vidro de quartzo amolece e, nesse momento, pode formar-se uma haste/tubo de vidro de quartzo puxando-o para baixo com um trator. Ajustando a temperatura no forno e a velocidade de extração, é possível extrair varões/tubos de vidro de quartzo de diferentes diâmetros. A disposição da bobina e a estrutura do forno de aquecimento por indução eletromagnética têm uma grande influência no campo de temperaturas do forno. Na produção real, o campo de temperatura no forno necessita de ser rigorosamente controlado para garantir a qualidade dos produtos de vidro de quartzo.
Quais os tipos e as amplas aplicações da bentonite?
A bentonite divide-se principalmente em vários tipos, como a bentonite sódica, a bentonite cálcica, a bentonite hidrogenada e a bentonite orgânica, de acordo com a diferença de catiões intercalares.
Bentonite sódica: Apresenta um excelente intumescimento, absorção de água, adesão e plasticidade, sendo o tipo de bentonite mais utilizado.
Bentonite cálcica: Comparada com a bentonite sódica, o seu inchaço e adesão são ligeiramente mais fracos, mas o preço é mais económico e é adequada para algumas ocasiões com baixos requisitos de desempenho.
Bentonite hidrogenada: Possui propriedades químicas especiais e pode exercer propriedades únicas sob certas condições específicas, como a estabilidade a altas temperaturas.
Bentonite orgânica: através de modificação orgânica, apresenta melhor dispersibilidade, suspensão e estabilidade, sendo adequada para campos de aplicação de ponta.
Ampla aplicação de bentonite
A versatilidade da bentonite faz com que esta desempenhe um papel importante em diferentes campos, e a sua vasta gama de campos de aplicação é surpreendente.
Campo de construção: A bentonite é amplamente utilizada na produção de materiais de isolamento acústico e térmico de edifícios, revestimentos impermeáveis, materiais de parede e outros produtos devido à sua excelente expansão e adesão, proporcionando um forte suporte para o desenvolvimento verde da indústria da construção.
Campo de proteção ambiental: A bentonite tem uma forte capacidade de adsorção e pode adsorver substâncias nocivas, como iões de metais pesados e poluentes orgânicos na água. É um material importante no âmbito da proteção ambiental. Ao mesmo tempo, a bentonite também pode ser utilizada na construção de camadas anti-infiltração em aterros sanitários para prevenir eficazmente a fuga de lixiviados.
Campo metalúrgico: A bentonite é utilizada principalmente como material de revestimento de fornos na indústria metalúrgica. É resistente a altas temperaturas e à erosão, e protege o corpo do forno contra escória de alta temperatura.
Campo agrícola: A bentonite tem como função melhorar a estrutura do solo e melhorar a fertilidade do solo. Ao adicionar bentonite, a permeabilidade ao ar e a retenção de água do solo podem ser melhoradas, e o crescimento das culturas pode ser promovido.
Indústria de fundição: A bentonite é utilizada como revestimento e adesivo na indústria de fundição para melhorar a qualidade da superfície e a resistência das peças fundidas.
Indústria alimentar: A bentonite é utilizada principalmente para branqueamento e purificação na indústria alimentar, como descoloração de óleos e gorduras, purificação de soluções de açúcar, etc.
Perfuração de petróleo: A bentonite é uma matéria-prima importante para a lama de perfuração de petróleo, que pode ajustar a viscosidade, a força de cisalhamento e a perda de água da lama e melhorar a eficiência da perfuração.
Procura de equipamentos para fabrico de pó de bentonita
Com a contínua expansão das áreas de aplicação da bentonite, a procura de equipamentos para a produção de pó de bentonite também está a aumentar. Ao escolher o equipamento de moagem, é necessário considerar vários fatores, tais como o desempenho do equipamento, a capacidade de produção, o consumo de energia e o serviço pós-venda.
Ao escolher pó mineral para plásticos, observe estes 11 indicadores
Os materiais de pó mineral comuns utilizados na indústria de plásticos incluem carbonato de cálcio (cálcio pesado, cálcio leve, nanocálcio), talco, caulino, wollastonita, pó de brucite, pó de mica, pó de barita, sulfato de bário e muitas outras variedades. Para o propósito principal de preenchimento de incremento, pode geralmente ser utilizado para dezenas a centenas de phr. Com o objetivo de melhorar o desempenho e reduzir custos, pode ser geralmente utilizado em dezenas de peças.
As propriedades dos enchimentos minerais inorgânicos têm muitos efeitos nos produtos plásticos, incluindo a composição e as propriedades físicas e químicas, o tamanho e a distribuição das partículas, a forma das partículas e as propriedades da superfície, bem como a densidade, a dureza, a brancura, etc., que têm impacto no desempenho e nos requisitos dos parâmetros de processo dos plásticos.
1. Características da forma geométrica
A influência das partículas de enchimento de diferentes formas geométricas na resistência dos seus produtos plásticos é geralmente fibrosa> em flocos> colunar> cúbica> esférica. Os enchimentos em flocos ajudam a melhorar a resistência mecânica dos produtos, mas não são adequados para o processamento de moldagem.
2. Tamanho das partículas e características da superfície
Em termos gerais, quanto menor for o tamanho das partículas de cargas minerais inorgânicas não metálicas, melhores serão as propriedades mecânicas dos plásticos quando uniformemente dispersos. No entanto, ao reduzir o tamanho das partículas de enchimento, a tecnologia de processamento torna-se mais complicada e o custo aumenta proporcionalmente.
3. Área de superfície específica
Quanto maior for a área superficial específica, melhor será a afinidade entre o enchimento e a resina, mas mais difícil é ativar a superfície do enchimento e maior será o custo. No entanto, para partículas de enchimento do mesmo volume, quanto mais rugosa for a superfície, maior será a área superficial específica.
4. Densidade
As partículas de diferentes formatos têm diferentes tamanhos e distribuições. Quando a massa é a mesma, a densidade aparente de partículas com a mesma densidade real pode não ser a mesma devido aos diferentes volumes de empilhamento.
5. Dureza
A dureza elevada pode melhorar a resistência ao desgaste dos produtos, mas causará desgaste no equipamento de processamento. As pessoas não querem que os benefícios da utilização de enchimentos sejam compensados pelo desgaste do equipamento de processamento. Para cargas de uma determinada dureza, a intensidade de desgaste da superfície metálica do equipamento de processamento aumenta com o aumento do tamanho da partícula de carga, e a sua intensidade de desgaste tende a ser estável após um determinado tamanho de partícula.
6. Cor
Para evitar alterações evidentes na cor da matriz do material preenchido ou efeitos adversos na coloração da matriz, a maioria dos requisitos de produção exige que a brancura seja o mais elevada possível.
7. Valor de absorção de óleo
O valor de absorção de óleo do enchimento afeta a quantidade de plastificante utilizado no sistema de enchimento e a processabilidade do material. Os enchimentos com baixos valores de absorção de óleo apresentam uma boa processabilidade do sistema de enchimento e são fáceis de misturar com resinas, o que pode reduzir a quantidade de plastificante utilizado.
8. Propriedades ópticas
Alguns produtos podem utilizar a absorção de luz dos enchimentos para aumentar a temperatura, como as estufas agrícolas de plástico.
9. Propriedades elétricas
Com exceção da grafite, a maioria dos enchimentos minerais inorgânicos são isolantes elétricos.
10. Composição química
A atividade química, as propriedades de superfície (efeitos), as propriedades térmicas, as propriedades óticas, as propriedades elétricas, as propriedades magnéticas, etc.
11. Efeito termoquímico
Os polímeros são fáceis de queimar, mas a maioria dos enchimentos minerais inorgânicos, devido à sua própria incombustibilidade, reduzem as substâncias combustíveis após serem adicionadas à matriz do polímero e retardam a combustão da matriz. Massa retardante de chamas ecologicamente correta.
Em suma, o papel dos enchimentos minerais inorgânicos não metálicos em compósitos poliméricos pode ser resumido como aumentar, melhorar e dar novas funções. No entanto, como as cargas minerais inorgânicas não metálicas e os polímeros orgânicos têm uma baixa compatibilidade, as cargas minerais inorgânicas não metálicas são modificadas para melhorar a sua compatibilidade com os polímeros orgânicos e evitar a dispersão desigual de tensões provocada pela adição direta.
Características e aplicações de três produtos comuns de micropó de silício
O pó de sílica é feito de quartzo cristalino, quartzo fundido e outras matérias-primas através de moagem, classificação de precisão, remoção de impurezas e outros processos para produzir pó de dióxido de silício.
1. Classificação do micropó de silício
De acordo com a morfologia da partícula, esta pode ser dividida em micropó de silício angular e micropó de silício esférico. De acordo com as diferentes matérias-primas, pode ser dividido em micropó de silício cristalino angular e micropó de silício fundido angular. O desempenho e o preço dos micropós de silício cristalino, fundido e esférico aumentam por sua vez.
O micropó de silício cristalino é feito de blocos de quartzo natural, areia de quartzo, etc.
O micropó de silício fundido é feito de quartzo fundido, vidro e outros materiais como principais matérias-primas e é produzido através de moagem, classificação de precisão e remoção de impurezas.
O micropó de silício esférico é feito de micropó de silício angular selecionado (feito de blocos de quartzo/areia de quartzo, blocos de quartzo fundido/areia de quartzo, materiais de vidro) como matérias-primas e é processado em materiais de pó de dióxido de silício esférico pelo método de chama. Além disso, também pode ser preparado pelo método de combustão e explosão e pelo método de fase líquida.
2. Aplicação de micropó de silício
(1) Laminado revestido a cobre
Os laminados revestidos de cobre comuns utilizam frequentemente micropó de silício angular, que desempenha um papel importante na redução de custos. Alguns pós fundidos apresentam melhor desempenho. Por exemplo, os laminados revestidos a cobre com níveis técnicos mais elevados, como alta frequência e alta velocidade, substratos HDI, etc., utilizam frequentemente micropó de silício esférico modificado de alto desempenho (geralmente com um tamanho médio de partícula inferior a 3 µm).
Por exemplo, o micropó de silício cristalino tem um processo simples e de baixo custo, e é utilizado principalmente para laminados revestidos a cobre para uso doméstico, com requisitos relativamente baixos de precisão e densidade do produto, velocidade de transmissão de sinal, etc.
O micropó de silício fundido tem um bom desempenho, um custo moderado, baixa perda dielétrica e coeficiente de expansão linear, podendo ser utilizado em laminados revestidos a cobre utilizados em smartphones, tablets, automóveis, comunicações de rede e equipamentos industriais.
O micropó de silício esférico possui excelentes propriedades, tais como boa fluidez, baixo stress, pequena área superficial específica e elevada densidade de compactação. Os laminados revestidos a cobre de alta frequência e alta velocidade, como os supercomputadores e as comunicações 5G, requerem baixa perda de transmissão, baixo atraso de transmissão, alta resistência ao calor e alta fiabilidade. O micropó de silício esférico é necessário como um enchimento funcional essencial, e o teor de impurezas do pó deve ser baixo e a taxa de enchimento deve ser elevada.
(2) Composto de moldagem epóxi
Geralmente, os compostos de moldagem epóxi de baixo e médio porte utilizam principalmente micropó de silício angular, enquanto os compostos de moldagem epóxi de alto padrão utilizam principalmente micropó de silício esférico. O micropó de silício esférico é benéfico para melhorar a fluidez e aumentar a dosagem de enchimento, reduzir o coeficiente de expansão térmica e reduzir o desgaste dos equipamentos e moldes.
Silicato de zircónio: o gigante invisível na era da alta tecnologia
Com o rápido desenvolvimento da ciência e da tecnologia, novos avanços estão constantemente a ser feitos no campo dos novos materiais. Entre eles, o silicato de zircónio, como importante material inorgânico, não só desempenha um papel central na indústria cerâmica tradicional, como também apresenta uma vasta gama de perspetivas de aplicação no campo da alta tecnologia.
O silicato de zircónio (ZrSiO₄) é uma substância inorgânica branco-acinzentada, insolúvel em água, com uma composição teórica de 67,1% de ZrO₂ e 32,9% de SiO₂.
Possui um elevado ponto de fusão (2.500 graus Celsius), um elevado índice de refração (1,93-2,01) e uma excelente estabilidade química. Estas características e as vantagens que trazem fazem com que o silicato de zircónio brilhe em diversos campos.
Efeito de branqueamento significativo:
A baddeleyite formada por silicato de zircónio no esmalte cerâmico pode espalhar eficazmente as ondas de luz incidentes, melhorando significativamente a brancura e o brilho do esmalte, e é um material ideal para o branqueamento cerâmico.
Estabilidade química forte:
O silicato de zircónio tem uma estabilidade química extremamente forte e pode resistir à erosão de uma variedade de ácidos, álcalis e substâncias corrosivas, garantindo que pode manter um desempenho estável em vários ambientes agressivos.
Excelente resistência a altas temperaturas:
O elevado ponto de fusão permite que o silicato de zircónio mantenha a sua estrutura e estabilidade de desempenho em ambientes de alta temperatura, tornando-o uma matéria-prima ideal para a preparação de cerâmicas e materiais refratários de alta temperatura.
Melhore a dureza do esmalte e a resistência ao desgaste:
A adição de silicato de zircónio pode melhorar significativamente a dureza e a resistência ao desgaste dos esmaltes cerâmicos e prolongar a vida útil dos produtos.
Ecologicamente correto e livre de poluição:
Por ser um material inorgânico, o silicato de zircónio não é tóxico e é inofensivo, não polui o ambiente e cumpre os requisitos da produção verde moderna.
O silicato de zircónio é amplamente utilizado na produção de cerâmicas arquitetónicas, cerâmicas sanitárias, cerâmicas de uso diário e cerâmicas artesanais devido à sua excelente opacidade e às vantagens acima referidas.
Pode não só melhorar o desempenho de ligação do corpo cerâmico e do esmalte, mas também melhorar a qualidade geral do esmalte, tornando os produtos cerâmicos mais bonitos e duráveis.
Tubos de imagem a cores na indústria da televisão:
A aplicação de silicato de zircónio em tubos de imagem a cores melhora a clareza e a saturação da cor da imagem apresentada, trazendo uma experiência visual mais realista ao público.
Vidro emulsionado:
Na indústria do vidro, o silicato de zircónio é utilizado como emulsionante para ajudar no fabrico de produtos de vidro de alta transparência e alta resistência, que são amplamente utilizados em automóveis, construção e outros campos.
Materiais de alto desempenho:
O silicato de zircónio à escala nano é a escolha ideal para a preparação de cerâmicas e materiais funcionais de alta qualidade, como revestimentos resistentes ao desgaste e materiais de isolamento térmico, devido ao seu efeito nano exclusivo e às vantagens acima referidas.
Com o avanço contínuo da ciência e da tecnologia e o aumento da consciência ambiental, o campo de aplicação do silicato de zircónio será ainda mais alargado. No futuro, assistiremos ao lançamento de mais produtos de silicato de zircónio de alto desempenho e amigos do ambiente, contribuindo mais para o progresso científico e tecnológico e para o desenvolvimento social. Em suma, como um importante material inorgânico, o silicato de zircónio tem demonstrado um grande potencial de desenvolvimento na indústria cerâmica e nos campos de alta tecnologia com as suas vantagens únicas e amplas perspectivas de aplicação. Temos razões para acreditar que, no desenvolvimento futuro, o silicato de zircónio continuará a desempenhar as suas vantagens únicas e a tornar-se uma força importante para promover o progresso da indústria.
Dióxido de titânio – um dos melhores pigmentos brancos do mundo
O dióxido de titânio, também conhecido como dióxido de titânio, tem uma fórmula química TiO2 e é um pigmento branco com um excelente desempenho. O dióxido de nanotitânio é um tipo importante de material funcional inorgânico, também conhecido como dióxido de nanotitânio. O dióxido de nanotitânio é um pó fino de dióxido de titânio feito por um processo especial.
Campos de aplicação
1. Aplicação em pigmentos e revestimentos
O dióxido de titânio de grau pigmentado possui um elevado índice de refração, forte poder de tingimento, grande poder de cobertura, boa dispersibilidade e brancura, não é tóxico e possui propriedades físicas e químicas estáveis, bem como excelentes propriedades óticas e elétricas. É amplamente utilizado em tintas látex, revestimentos para impressão em bobinas e ferro, tintas para automóveis, revestimentos em pó e outros campos, representando mais de 90% de todos os pigmentos brancos utilizados, que podem melhorar a qualidade do produto, adicionar cor e iluminar. O dióxido de titânio com um tamanho de partícula de 200 ~ 400 nm também possui funções como blindagem ultravioleta, blindagem eletrostática, resistência ao desgaste e resistência a riscos, melhora a aderência do revestimento e evita a flacidez.
2. Aplicação em têxteis e fibras químicas
Os têxteis e as fibras químicas são um importante campo de aplicação do dióxido de titânio. Possui um elevado índice de refração, o que faz com que tenha um bom desempenho nas propriedades óticas. Por isso, é frequentemente utilizado como agente de fosqueamento para fibras sintéticas. De um modo geral, apenas 0,2%~0,5% de TiO2 necessita de ser adicionado às fibras sintéticas para se obter um efeito mate significativo.
3. Aplicação na indústria papeleira
A indústria de fabrico de papel é um importante campo de aplicação do dióxido de titânio, que é frequentemente utilizado em papel decorativo, papel bíblico e notas. O papel que utiliza dióxido de titânio apresenta características de elevada brancura, elevada resistência, bom brilho, impressão fina e lisa e opaca. A opacidade é muito maior do que a do carbonato de cálcio e do pó de talco, e o peso é também mais leve.
4. Aplicação em cosméticos
O TiO2 pode absorver, refletir e espalhar os raios ultravioleta e pode desempenhar um papel na proteção contra a radiação ultravioleta. Tem um certo potencial de aplicação na área da cosmética. No entanto, o próprio nano-TiO2 tem uma grande energia superficial específica, uma forte polaridade e é fácil de aglomerar, o que afeta o efeito real da aplicação. Portanto, o nano-TiO2 é geralmente modificado na superfície antes de ser utilizado na área cosmética.
5. Aplicação na indústria de plásticos
A indústria dos plásticos é um importante campo de aplicação do dióxido de titânio e o seu consumo representa cerca de 20% do total. Existem mais de 50 marcas especiais de dióxido de titânio plástico no mundo. Para além do seu elevado poder de cobertura e poder de redução de cor, o dióxido de titânio pode também melhorar a resistência ao calor, à luz e às intempéries dos produtos plásticos e melhorar as suas propriedades mecânicas e elétricas.
6. Aplicação na indústria de tintas
O dióxido de titânio possui boa brancura, tamanho de partícula pequeno e uniforme, alto índice de refração, alto poder de tingimento e poder de cobertura, boa estabilidade física e química, difusão de luz, resistência à luz, resistência ao calor, resistência às intempéries e hidrofobicidade, tornando-o não só um pigmento branco indispensável no fabrico de tintas, mas também uma matéria-prima necessária para a preparação de muitos produtos de tintas de cores intermédias.
7. Aplicação na indústria da borracha
O dióxido de titânio é utilizado como corante na indústria da borracha, tendo ainda as funções de enchimento, anti-envelhecimento, resistência e reforço a ácidos e álcalis. A adição de dióxido de titânio a produtos de borracha branca e de cor clara fará com que os produtos acabados tenham as características de envelhecimento lento, alta resistência, sem fissuras, sem desbotamento, grande alongamento e resistência a ácidos e álcalis.
8. Aplicação em medicina e cuidados de saúde
Os materiais fotocatalíticos de TiO2 podem destruir as paredes celulares e as membranas celulares das bactérias, desempenhando assim um papel na esterilização e desinfeção. O nano-TiO2 pode decompor os agentes patogénicos e as endotoxinas. Os materiais de construção antibacterianos fotocatalíticos de TiO2 são utilizados em locais onde as bactérias se multiplicam em grande número, como enfermarias de hospitais e salas de operações, para degradar endotoxinas em superfícies sólidas e em líquidos à temperatura ambiente.
9. Aplicação em baterias
As células solares são uma fonte de energia verde sustentável. As células solares sensibilizadas por corantes (DSSCs) têm custos baixos, métodos de fabrico relativamente simples, são não tóxicas, inofensivas e livres de poluição e têm boas perspetivas de desenvolvimento. O TiO2 pode ser utilizado na produção de células solares sensibilizadas por corantes. Adicionar nano-Au, Ag ou Pt e outras partículas de metais preciosos à superfície dos elétrodos de TiO2, dopar com iões não metálicos e complexos de metais de transição pode melhorar a eficiência de conversão fotoelétrica do TiO2. O TiO2 também pode ser utilizado como material de camada tampão eletrónico em células solares de perovskita, bem como material de elétrodo negativo para baterias de iões de lítio e baterias de iões de sódio.
Aplicação da tecnologia de pó ultrafino em preparações da medicina tradicional chinesa
A tecnologia de pó ultrafino é uma nova tecnologia de engenharia química atualmente popular em vários países. Começou na década de 1970 e tem amplas perspetivas de desenvolvimento na indústria farmacêutica. Este artigo apresenta a aplicação da tecnologia de pó ultrafino em preparações da medicina tradicional chinesa e analisa o seu impacto na qualidade e no processo das preparações medicamentosas.
Atualmente, os pós com um tamanho de partícula inferior a 3 μm são designados por pós ultrafinos no exterior. A tecnologia de pó ultrafino refere-se à preparação e utilização de pós ultrafinos e tecnologias relacionadas. O conteúdo da investigação inclui a preparação, classificação, separação, secagem, modificação de superfícies, compósito de partículas, medição do tamanho das partículas, tecnologia de segurança no processo de fabrico e armazenamento e transporte de pós ultrafinos. A tecnologia de pó ultrafino também é chamada de tecnologia de moagem ultrafina e tecnologia de micromoagem ao nível da célula. Este é um processo puramente físico. Pode aumentar o tamanho médio das partículas de pós medicinais de origem animal e vegetal obtidos pela tecnologia de moagem tradicional de cerca de 75 μm para menos de 5-10 μm. Esta tecnologia tem sido gradualmente amplamente utilizada em preparações da medicina tradicional chinesa, especialmente na utilização de partículas ultrafinas de medicamentos em medicamentos externos, medicamentos orais e injeções em suspensão. Por conseguinte, a introdução da tecnologia de pós ultrafinos na indústria farmacêutica é inevitável para o desenvolvimento da medicina tradicional chinesa. No entanto, a utilização da tecnologia de pó ultrafino para micronizar medicamentos também terá um certo impacto na qualidade dos medicamentos e no processo de preparação dos medicamentos.
Na produção industrial real, os materiais medicinais são frequentemente pré-tratados por moagem grossa utilizando métodos tradicionais e depois moídos ultrafinamente após a triagem para atingir as especificações de tamanho de partícula exigidas (classificação). A aplicação da tecnologia de pó ultrafino da medicina tradicional chinesa trouxe a inovação e o desenvolvimento de formas farmacêuticas da medicina tradicional chinesa e ampliou as formas farmacêuticas de medicamentos brutos.
A chave para o processo de moagem ultrafina é avaliar o campo de força de moagem apropriado de acordo com as propriedades físicas do fármaco bruto, de modo a selecionar um equipamento de moagem ultrafino eficaz. Atualmente, os métodos de retificação ultrafina da medicina tradicional chinesa incluem principalmente a retificação mecânica, a retificação por vibração e a retificação por fluxo de ar. Existem muitos equipamentos industriais domésticos de produção de moagem ultrafina à venda, incluindo moinho vibratório, moinho de cisalhamento mecânico, moinho de baixa temperatura, moinho de fluxo de ar. Os dois últimos são amplamente utilizados na indústria farmacêutica e, entre os moinhos de fluxo de ar, o moinho ultrafino de fluxo de ar de leito fluidizado é o mais utilizado.
A retificação mecânica ultrafina pode ser dividida em retificação a seco e retificação húmida. De acordo com os diferentes princípios de geração de força de retificação durante o processo de retificação, a retificação a seco inclui o tipo de fluxo de ar, o tipo de vibração de alta frequência, o tipo de moinho rotativo de esferas (haste), o tipo de martelo e tipo de retificação automática. A moagem húmida inclui principalmente moinho coloidal e homogeneizador.
A moderna tecnologia de pó ultrafino é uma combinação microscópica de medicamentos, fazendo pleno uso da micronização, composição, precisão, modificação de superfícies e tecnologia de design de partículas para fazer com que os medicamentos atinjam um nível mais elevado. Neste sentido, existe uma vasta gama de espaço técnico para investigação e utilização. A investigação aprofundada e a aplicação desta tecnologia serão um novo ponto de crescimento técnico e um novo ponto de crescimento económico para a medicina tradicional chinesa.
6 fluxos comuns de processo de moagem ultrafina, qual é o adequado para o seu pó?
O processo de moagem ultrafina de impacto refere-se geralmente ao processo de moagem e classificação para preparar pós com uma distribuição de tamanho de partículas de d97≤10μm, que se divide em método seco e método húmido. Atualmente, a operação da unidade de moagem ultrafina (ou seja, moagem ultrafina de um estágio) utilizada na indústria tem os seguintes fluxos de processo:
1. Processo de circuito aberto
Geralmente, os moinhos planos ou de disco, tipo tubo circulante e outros moinhos de fluxo de ar utilizam frequentemente este fluxo de processo de circuito aberto porque têm a função de autoclassificação. Além disso, a retificação ultrafina intermitente também utiliza frequentemente este fluxo de processo.
A vantagem deste fluxo de processo é que o processo é simples, mas para moedores ultrafinos que não têm a função de autoclassificação, como não existe um classificador neste fluxo de processo, os produtos em pó ultrafinos qualificados não podem ser separados no tempo. Portanto, a gama de distribuição do tamanho das partículas dos produtos em geral é relativamente ampla.
2. Processo de circuito fechado
A sua característica é que o classificador e o moedor ultrafino formam um sistema de circuito fechado de moagem ultrafina e classificação fina. Este fluxo de processo é frequentemente utilizado para operações de moagem contínua de moinhos de bolas em geral, moinhos agitados, moinhos de impacto mecânico de alta velocidade, moinhos vibratórios, etc.
A sua vantagem é que pode separar oportunamente produtos em pó ultrafinos qualificados, reduzindo assim a aglomeração de partículas finas e melhorando a eficiência da moagem ultrafina.
3. Processo de circuito aberto com pré-classificação
A sua característica é que o material é classificado primeiro antes de entrar no moedor ultrafino, e o material de grão fino é utilizado diretamente como produto em pó ultrafino. O material de grão grosso entra no moedor ultrafino para moagem. Quando a alimentação contém um grande número de pós ultrafinos qualificados, este processo pode reduzir a carga do moedor, reduzir o consumo de energia do produto em pó ultrafino da unidade e melhorar a eficiência da operação.
4. Processo de circuito fechado com pré-classificação
Esta combinação de operações não só ajuda a melhorar a eficiência da moagem e a reduzir o consumo de energia por unidade de produto, como também controla a distribuição do tamanho das partículas do produto.
Este processo também pode ser simplificado para configurar apenas um classificador, ou seja, o mesmo classificador é utilizado para a pré-classificação e inspeção e classificação.
5. Processo em circuito aberto com classificação final
A característica deste processo de moagem é que um ou mais classificadores podem ser ajustados após o moedor para obter mais de dois produtos com finura e distribuição granulométrica diferentes.
6. Processo em circuito aberto com pré-classificação e classificação final
Este processo pode não só pré-separar alguns produtos qualificados de grão fino para reduzir a carga do britador, mas também o equipamento de classificação final pode obter mais de dois produtos com diferentes finuras e distribuição de tamanho de partículas.
Como definir o número de passos de moagem ultrafina?
Em termos de métodos de moagem, os processos de moagem ultrafinos podem ser divididos em três tipos: moagem a seco (um ou mais estágios), moagem húmida (um ou mais estágios) e moagem combinada de vários estágios combinada a seco-húmido.
O número de etapas de moagem depende principalmente do tamanho das partículas das matérias-primas e da finura necessária do produto.
Para matérias-primas com um tamanho de partícula relativamente grosso, pode ser adotado um fluxo de processo de primeira moagem fina ou moagem fina e depois moagem ultrafina. Geralmente, as matérias-primas podem ser trituradas até 74μm ou 43μm e, em seguida, pode ser adotada uma etapa de processo de moagem ultrafina;
Para materiais com requisitos de tamanho de partículas de produto muito finos e fáceis de aglomerar, um fluxo de processo de moagem ultrafino de várias fases pode ser adotado em série para melhorar a eficiência operacional.
No entanto, de um modo geral, quanto mais etapas de moagem existirem, mais complexo será o fluxo do processo e maior será o investimento em engenharia.
Quais as utilizações do pó de talco na modificação de plásticos?
O produto mais significativo utilizado nos plásticos é um produto branco finamente triturado que pode produzir uma estrutura em flocos. Devido à sua estrutura especial em flocos, o pó de talco é um material de reforço eficaz nos plásticos. Pode proporcionar aos plásticos uma maior rigidez e resistência à fluência, independentemente da temperatura ambiente ou da temperatura elevada. Além disso, o pó de talco fino com estrutura em flocos brancos também apresenta um bom brilho sólido.
A influência do pó de talco nas propriedades plásticas A adição de pó de talco pode alterar várias propriedades dos plásticos, tais como o encolhimento da moldagem, a dureza superficial, o módulo de flexão, a resistência à tracção, a resistência ao impacto, a temperatura de deformação térmica, o processo de moldagem e estabilidade dimensional do produto.
Aplicação em resina de polipropileno (PP)
O talco é frequentemente utilizado para preencher polipropileno. O talco tem uma estrutura de flocos característica de configuração de flocos finos, pelo que o talco com um tamanho de partícula mais fino pode ser utilizado como carga de reforço para o polipropileno.
A adição de uma pequena quantidade de talco ao polipropileno pode também atuar como agente nucleante, melhorar a cristalinidade do polipropileno, melhorando assim as propriedades mecânicas do polipropileno. Além disso, devido à melhoria da cristalinidade e ao refinamento dos grãos, a transparência do polipropileno também pode ser melhorada.
Aplicação em resina de polietileno (PE)
O talco é um silicato de magnésio natural. A sua estrutura exclusiva em microescala possui uma certa resistência à água e uma elevada inércia química, pelo que possui uma boa resistência à corrosão química e propriedades de deslizamento.
A adição de diferentes proporções de pó de talco terá efeitos diferentes nas propriedades físicas dos materiais de polietileno, e a proporção de adição é de 10% a 15% para obter o melhor.
Para filme soprado de polietileno, o enchimento com masterbatch de pó de talco ultrafino é melhor do que outros enchimentos, fácil de formar e boa processabilidade. Além disso, este tipo de película pode reduzir a permeabilidade ao oxigénio em 80%, o que é particularmente adequado para embalar alimentos que contenham óleo, como o amendoim e a fava, para que não produzam óleo ou se deteriorem durante muito tempo. Este tipo de filme pode reduzir a permeabilidade ao vapor de água em 70% e tem uma boa resistência à humidade, sendo muito adequado para tecidos geotêxteis subterrâneos à prova de humidade e também para embalagens alimentares.
Aplicação em resina ABS
A resina ABS é um polímero amorfo com uma excelente processabilidade de moldagem como o poliestireno; tem uma boa resistência ao impacto, boa resistência a baixas temperaturas, elevada resistência à tracção e boa resistência à fluência.
A fim de melhorar o desempenho existente do ABS, as pessoas realizaram uma extensa pesquisa sobre a modificação do ABS. Por exemplo, as folhas de blister do painel de instrumentos de automóveis feitas pela mistura de ABS e PVC, e as imitações de couro para capa de bagagem feitas pela mistura de ABS e PVC, não só têm uma elevada resistência e tenacidade, como também podem manter a durabilidade dos padrões de superfície.
Este material misturado é preenchido com carbonato de cálcio ultrafino ou pó de talco ultrafino, o que pode melhorar significativamente a resistência ao impacto entalhado e a resistência ao rasgamento do material misturado. Por exemplo, a adição de 5% a 15% de pó de talco ultrafino ou carbonato de cálcio pode aumentar a resistência ao impacto do entalhe em 2 a 4 vezes.
Aplicação em resina de poliestireno (PS)
O poliestireno de uso geral não modificado é um polímero amorfo. É duro e quebradiço, mas possui boas propriedades elétricas, resistência ao envelhecimento e elevada estabilidade dimensional. A desvantagem é a elevada fragilidade e sensibilidade à fissuração por tensão ambiental.
A adição de pó de talco ultrafino pode melhorar a resistência ao impacto, ajustar a reologia, melhorar significativamente o módulo de flexão e também melhorar a resistência ao escoamento à tração.
Aplicação em resina de nylon (PA)
Para o nylon (poliamida), a indústria dá especial atenção à tenacidade e resistência ao desgaste deste plástico. O nylon é geralmente duro, semelhante à queratina, tem uma boa resistência ao desgaste e uma elevada estabilidade dimensional. Estas propriedades podem ser ainda mais melhoradas por cargas ou agentes de reforço.
Aplicação em resina de cloreto de polivinila (PVC)
O enchimento de cloreto de polivinila com pó comum já é muito comum. Por exemplo, no fabrico de tubos rígidos de cloreto de polivinila, a quantidade de carbonato de cálcio preenchido pode chegar aos 40%, mas a resistência à tracção e ao impacto do cloreto de polivinila será reduzida. Se o pó de talco com um tamanho médio de partícula de 5 mícrons, ou seja, malha 2000, for adicionado a uma fracção volumétrica de 40% -45%, pode-se descobrir que a resistência ao escoamento do material é ainda maior do que a resistência à fratura original, que tem um efeito de fortalecimento significativo no sistema de cloretos de polivinila.
Nitreto de alumínio - o material de substrato mais moderno
Desde o início do século XXI, com o rápido desenvolvimento da tecnologia eletrónica, o nível de integração e a densidade de montagem dos componentes eletrónicos têm sido continuamente melhorados, e a dissipação de calor tornou-se a chave para afetar o desempenho e a fiabilidade do dispositivo.
O substrato da embalagem é utilizado para exportar calor do chip (fonte de calor) para obter troca de calor com o meio exterior e atingir o objetivo de dissipação de calor. Entre eles, os materiais cerâmicos tornaram-se um material comum para substratos de embalagens de dispositivos de energia devido à sua elevada condutividade térmica, boa resistência ao calor, elevado isolamento, elevada resistência e combinação térmica com materiais de chip.
Atualmente, a procura de substratos de nitreto de alumínio em dispositivos semicondutores de potência, circuitos de potência integrados híbridos, antenas na indústria de comunicação, relés sólidos, LEDs de potência, embalagens multichip (MCM) e outros campos está a crescer. O seu mercado de terminais é para eletrónica automóvel, LEDs, trânsito ferroviário, estações base de comunicação, aeroespacial e defesa militar.
1. Antena
A antena pode converter ondas guiadas que se propagam na linha de transmissão em ondas eletromagnéticas que se propagam no espaço livre ou converter ondas eletromagnéticas em ondas guiadas. A sua essência é um conversor. As antenas têm uma vasta gama de utilizações e necessitam de funcionar normalmente em qualquer ambiente. Por isso, os seus componentes precisam de ser de qualidade elevada e extremamente fiáveis. As placas de circuito comuns não podem satisfazer este requisito básico das antenas. Atualmente, a placa de circuito à base de cerâmica é a que mais se aproxima dos requisitos das antenas em todos os aspetos. Entre estas, as placas de circuito à base de cerâmica AlN apresentam o melhor desempenho, o que se reflete principalmente em:
(1) Pequena constante dielétrica, que reduz as perdas de alta frequência e permite a transmissão completa do sinal.
(2) Camada de filme metálico com baixa resistência e boa aderência. A camada metálica tem uma boa condutividade e gera menos calor quando a corrente passa.
(3) As placas de circuito à base de cerâmica possuem um bom isolamento. As antenas geram uma elevada tensão durante a utilização e os substratos cerâmicos apresentam uma elevada tensão de rutura.
(4) É possível a embalagem de alta densidade.
2. Módulo multichip (MCM)
O módulo multichip é um componente microeletrónico avançado de alto desempenho, alta fiabilidade e miniaturizado que pode satisfazer os requisitos rigorosos da indústria aeroespacial, equipamentos eletrónicos militares, etc. Os materiais de substrato de embalagem do tipo MCM-C adotam, geralmente, uma estrutura cerâmica multicamada.
3. Embalagem de semicondutores de alta temperatura
Os dispositivos de materiais semicondutores de banda larga baseados em SiC, GaN e diamante podem funcionar a altas temperaturas, especialmente o SiC tem a tecnologia de aplicação mais madura; O SiC pode funcionar de forma estável a altas temperaturas de 600°C com as suas excelentes propriedades físicas e químicas e desempenha um papel extremamente importante nos sistemas eletrónicos de alta temperatura no campo aeroespacial.
4. Módulo semicondutor de potência
O módulo semicondutor de potência é uma combinação de componentes eletrónicos de potência agrupados num só de acordo com um determinado padrão e combinação funcional. O módulo semicondutor de potência pode selecionar os componentes apropriados para a embalagem de acordo com as funções exigidas. Os mais comuns são os transístores bipolares de porta isolada, os transístores de efeito de campo semicondutores de óxido metálico de potência e os circuitos integrados de potência. Os módulos semicondutores de potência têm requisitos de dissipação de calor muito elevados. As placas de circuito cerâmico são um dos seus principais componentes principais e o primeiro ponto de contacto do calor.
5. Embalagem LED de energia
LED é um chip semicondutor que converte eletricidade em luz. A investigação científica mostra que apenas 20%-30% da energia elétrica é efetivamente convertida em energia luminosa e o restante é perdido sob a forma de calor. Se não existir uma forma adequada de dissipar rapidamente o calor, a temperatura de funcionamento da lâmpada aumentará drasticamente, resultando numa redução significativa da vida útil do LED.
Com a contínua atualização da tecnologia da indústria da informação eletrónica, a miniaturização e a integração funcional dos substratos de PCB tornaram-se uma tendência. Os requisitos do mercado para a dissipação de calor e resistência a altas temperaturas dos substratos de dissipação de calor e dos materiais de embalagem estão a aumentar constantemente. É difícil para os materiais de substrato comuns com um desempenho relativamente elevado satisfazer a procura do mercado. O desenvolvimento da indústria de substrato cerâmico de nitreto de alumínio trouxe oportunidades. Por conseguinte, o nitreto de alumínio tornou-se o material de substrato de embalagem mais popular atualmente.