12 métodos de modificação de bentonita
A modificação da bentonita geralmente utiliza métodos físicos, químicos, mecânicos e outros para tratar a superfície e alterar propositalmente as propriedades físicas e químicas da superfície mineral de acordo com as necessidades de aplicação.
1. Modificação de sódio
Como a montmorilonita tem maior capacidade de adsorção de Ca2+ do que de Na+, a bentonita encontrada na natureza é geralmente solo à base de cálcio. Porém, em aplicações práticas, verifica-se que a capacidade de troca do Ca2+ em solos à base de cálcio é muito inferior à do Na+. Portanto, o solo à base de cálcio é frequentemente sodicado antes de ser colocado no mercado.
2. Modificação de lítio
A bentonita de lítio tem excelentes propriedades de inchaço, espessamento e suspensão em água, álcoois inferiores e cetonas inferiores, por isso é amplamente utilizada em revestimentos arquitetônicos, tintas látex, revestimentos de fundição e outros produtos para substituir vários agentes suspensores de celulose orgânica. Existem muito poucos recursos naturais de bentonita de lítio. Portanto, a litiação artificial é um dos principais métodos de preparação da bentonita de lítio.
3. Modificação de lixiviação ácida
O método de modificação de ácido utiliza principalmente ácidos de diferentes tipos e concentrações para embeber a bentonita. Por um lado, a solução ácida pode dissolver os cátions metálicos intercamadas e substituí-los por H+ com menor volume e menor valência, reduzindo assim a força de van der Waals intercamada. O espaçamento entre camadas aumenta; por outro lado, as impurezas do canal podem ser removidas, expandindo assim a área superficial específica.
4. Modificação de ativação de torrefação
O método de modificação da torrefação da bentonita consiste em calcinar a bentonita em diferentes temperaturas. Quando a bentonita é calcinada em alta temperatura, ela perderá sucessivamente água superficial, água ligada na estrutura do esqueleto e poluentes orgânicos nos poros, fazendo com que a porosidade aumente e a estrutura se torne mais complexa.
5. Modificação orgânica
O princípio básico do método de modificação orgânica é organicizar a bentonita, utilizando grupos funcionais orgânicos ou matéria orgânica para substituir as camadas de bentonita para troca de cátions ou água estrutural, formando assim um compósito orgânico ligado por ligações covalentes, ligações iônicas, ligações de acoplamento ou van der Forças de Waals. Bentonita.
6. Modificação do pilar inorgânico
A modificação inorgânica consiste em expandir o espaçamento entre camadas, formando uma estrutura colunar inorgânica entre as camadas de bentonita, aumentar a área de superfície específica e formar uma estrutura de rede de furos bidimensional entre as camadas. Também evita o colapso da bentonita em ambientes de alta temperatura e melhora sua estabilidade térmica.
7. Modificação composta inorgânica/orgânica
O método de modificação do compósito inorgânico/orgânico aproveita as grandes lacunas entre camadas e a capacidade de troca catiônica da bentonita. Ele usa principalmente polímeros inorgânicos para abrir os domínios intercamadas e, em seguida, usa ativadores para alterar as propriedades superficiais da bentonita. método.
8. Modificação de microondas
O princípio da modificação por microondas é usar microondas com faixa de frequência entre 300 Hz e 300 GHz para processar a bentonita e ativá-la. O tratamento por microondas tem as vantagens de forte penetração, aquecimento uniforme, operação simples e segura, baixo consumo de energia e alta eficiência. Apresenta melhores resultados quando combinado com métodos tradicionais de acidificação e torra.
9. Modificação ultrassônica
A bentonita modificada por ultrassom pode melhorar seu desempenho de adsorção. O ultrassom de curto prazo pode aumentar o espaçamento entre camadas e afrouxar a estrutura, facilitando a entrada de íons metálicos; o ultrassom de longo prazo pode alterar as ligações Si-O-Si na superfície das lamelas cristalinas da bentonita, adicionando alguns íons metálicos à bentonita.
10. Modificação de sal inorgânico
A modificação do sal inorgânico consiste em imergir a bentonita em solução salina (NaCl, MgCl2, AlCl3, CaCl2, Cu(NO3)2, Zn(NO3)2, etc.). A capacidade de adsorção da bentonita modificada por solução salina é ainda melhor que a do solo original. viu um aumento.
11. Modificação de dopagem de metais de terras raras
Os modificadores de terras raras comumente usados são os sais de lantânio e seus óxidos. Após a dopagem da bentonita com o metal de terras raras lantânio, uma certa quantidade de óxidos e hidróxidos metálicos é introduzida em sua superfície ou entre camadas, enfraquecendo assim a montmorilonita na bentonita. da energia de ligação intercamadas.
12. Modificação carregada de metal
A bentonita modificada carregada com metal usa bentonita como transportador e usa método sol-gel, método de precipitação direta, método de impregnação e outros processos para dispersar altamente os componentes metálicos ativos no transportador, usando o transportador para ter boa estrutura de tamanho de poro e outras características. componentes ativos podem exercer um melhor efeito catalítico na reação catalítica.
Que métodos podem ajudar na modificação da superfície de pós ultrafinos?
Pó ultrafino, também conhecido como nanopó, refere-se a um tipo de pó cujo tamanho de partícula está na faixa nanométrica (1 ~ 100 nm). O pó ultrafino geralmente pode ser preparado por moagem de bolas, britagem mecânica, pulverização, explosão, deposição química e outros métodos.
Os nanopós têm atraído a atenção das pessoas devido às suas propriedades especiais em termos de magnetismo, catálise, absorção de luz, resistência térmica e ponto de fusão devido ao seu efeito de volume e efeito de superfície. No entanto, devido ao seu pequeno tamanho e elevada energia superficial, as nanopartículas têm tendência a aglomerar-se espontaneamente. A existência de aglomeração afetará o desempenho dos materiais em nanopó. Para melhorar a dispersão e estabilidade do pó e ampliar a faixa de aplicação do material, é necessário modificar a superfície do pó.
Existem muitos métodos de modificação de superfície, que geralmente podem ser divididos em: modificação de revestimento de superfície, modificação química de superfície, modificação mecanoquímica, modificação de cápsula, modificação de alta energia e modificação de reação de precipitação.
Modificação do revestimento de superfície
A modificação do revestimento superficial significa que não há reação química entre o modificador de superfície e a superfície da partícula. O revestimento e as partículas são conectados por métodos físicos ou forças de van der Waals. Este método é adequado para a modificação superficial de quase todos os tipos de partículas inorgânicas. Este método utiliza principalmente compostos inorgânicos ou compostos orgânicos para revestir a superfície das partículas para enfraquecer a aglomeração das partículas. Além disso, a repulsão estérica gerada pelo revestimento torna muito difícil a reunião das partículas. Os modificadores usados para modificação do revestimento incluem surfactantes, hiperdispersantes, substâncias inorgânicas, etc.
Pós aplicáveis: caulim, grafite, mica, hidrotalcita, vermiculita, reitorita, óxidos metálicos e silicatos em camadas, etc.
Modificação química de superfície
A modificação química de superfície utiliza a adsorção ou reação química de grupos funcionais em moléculas orgânicas na superfície do pó inorgânico para modificar a superfície da partícula. Além da modificação do grupo funcional de superfície, este método também inclui modificação de superfície usando reação de radical livre, reação de quelação, adsorção de sol, etc.
Pós aplicáveis: areia de quartzo, pó de sílica, carbonato de cálcio, caulim, talco, bentonita, barita, volastonita, mica, terra diatomácea, brucita, sulfato de bário, dolomita, dióxido de titânio, hidróxido de alumínio, vários pós, como hidróxido de magnésio e óxido de alumínio.
Modificação mecanoquímica
A modificação mecanoquímica refere-se à mudança da estrutura da rede mineral, forma do cristal, etc. através de métodos mecânicos como britagem, moagem e fricção. A energia no sistema aumenta e a temperatura aumenta, o que promove a dissolução das partículas, a decomposição térmica e a geração livre. Um método de modificação que utiliza radicais ou íons para aumentar a atividade superficial de minerais e promover a reação ou ligação de minerais e outras substâncias para atingir o objetivo de modificação superficial.
Pós aplicáveis: caulim, talco, mica, volastonita, dióxido de titânio e outros tipos de pós.
Modificação da cápsula
A modificação da cápsula é um método de modificação de superfície que cobre a superfície das partículas de pó com um filme uniforme e de certa espessura.
Método de modificação de alta energia
O método de modificação de alta energia é um método que utiliza tratamento com plasma ou radiação para iniciar a reação de polimerização e obter a modificação.
Modificação da reação de precipitação
O método de reação de precipitação consiste em adicionar um precipitante a uma solução contendo partículas de pó, ou adicionar uma substância que possa desencadear a geração do precipitante no sistema de reação, de modo que os íons modificados sofram uma reação de precipitação e precipitem na superfície das partículas , revestindo assim as partículas. Os métodos de precipitação podem ser divididos principalmente em métodos de precipitação direta, métodos de precipitação uniforme, métodos de nucleação não uniforme, métodos de co-precipitação, métodos de hidrólise, etc.
Pós aplicáveis: dióxido de titânio, mica perolada, alumina e outros pigmentos inorgânicos.
Aplicação de moinho a jato em revestimentos anticorrosivos
A cinza volante, também chamada de cinza volante, é um resíduo pulverulento formado pela calcinação em caldeiras.
As cinzas volantes são normalmente capturadas do gás de combustão por um precipitador eletrostático ou outro dispositivo de filtragem de partículas antes que o gás de combustão chegue à chaminé.
As cinzas volantes são compostas de cristais, corpos de vidro e carbono residual. É cinza ou preto acinzentado e de formato irregular. A maioria das partículas é microesférica, com tamanho de partícula de 0,1 a 300,0 μm, densidade de cerca de 2 g/cm3 e densidade aparente de 1,0 a 300,0 μm. 1,8 g/cm3, possui grande área superficial específica e forte atividade de adsorção.
Mecanismo de desempenho anticorrosivo de revestimentos aprimorados com cinzas volantes
As cinzas volantes contêm um grande número de microesferas e estruturas vítreas esponjosas. Além disso, após o esmagamento das microesferas, ou seja, após a destruição da superfície, mais estruturas de poros e estruturas vítreas esponjosas serão expostas, o que pode aumentar a área superficial específica do pó. Utilizando essas características, pode ser utilizado como carga em outros produtos, tornando-se uma carga melhor funcional para revestimentos. Pesquisas mostram que cinzas volantes ultrafinas, como enchimento de tinta, podem combinar cobertura, nivelamento e resistência ao desgaste.
A resistência à corrosão do revestimento está intimamente relacionada com a porosidade do revestimento. Cinza volante é adicionada como enchimento no revestimento. Devido ao efeito pozolânico das cinzas volantes, elas podem preencher os poros do revestimento para evitar que meios corrosivos penetrem no interior do revestimento através do revestimento anticorrosivo.
A cinza volante tem boas propriedades mecânicas. O revestimento composto de cinza volante/resina pode aumentar a durabilidade do revestimento, evitar poros locais devido ao desgaste e perda de proteção e prolongar significativamente a vida útil do revestimento.
A adição de polímero condutor não só melhora o desempenho de bloqueio de água do revestimento, mas também reduz a taxa de oxidação do metal. Ao adicionar pó de zinco ou pó de alumínio ao revestimento anticorrosivo, o material ativo se torna o ânodo da reação de corrosão e protege a matriz metálica como cátodo.
Aplicação de moinho a jato em revestimentos anticorrosivos
Diferente do princípio tradicional de britagem mecânica, sob a ação do fluxo de ar de alta velocidade, o material é triturado através do impacto entre suas próprias partículas, do impacto e do efeito de cisalhamento do fluxo de ar no material, e do impacto, fricção e cisalhamento do material e outras peças. Além da força de impacto, a força de esmagamento também inclui forças de atrito e cisalhamento. O atrito é causado pelo movimento de fricção e retificação entre as partículas do material e a parede interna. É claro que este processo de fricção e moagem também ocorre entre as partículas. Como os dois métodos de britagem, impacto e retificação, são principalmente adequados para britagem fina de materiais frágeis, eles são especialmente adequados.
A britagem a jato tem algumas características especiais porque é diferente dos britadores comuns em termos de métodos e princípios de britagem:
A finura do produto é uniforme. Para o britador de fluxo de ar, durante o processo de britagem, devido à força centrífuga da rotação do fluxo de ar, as partículas grossas e finas podem ser classificadas automaticamente.
O tamanho médio das partículas dos materiais triturados é fino e pode ser triturado até um nível submícron;
O processo de produção é contínuo, a capacidade de produção é grande e o grau de autocontrole e automação é alto.
Fluxo do processo de preparação de pó ultrafino de calcita
O pó ultrafino de calcita, como material mineral não metálico comumente usado, tem uma ampla gama de aplicações na indústria e na tecnologia. Seu processo de preparação e qualidade afetam diretamente o desempenho e a competitividade do produto no mercado. Neste artigo, apresentaremos o processo de preparação do pó ultrafino de calcita e seu preço, na esperança de fornecer informações valiosas.
Fluxo do processo de preparação de pó ultrafino de calcita
A preparação do pó ultrafino de calcita envolve principalmente o processo de moagem. A seguir está o fluxo geral do processo:
1. Seleção de matéria-prima
A seleção de minério de calcita de alta qualidade como matéria-prima é o primeiro passo na preparação de pó ultrafino. A qualidade das matérias-primas está diretamente relacionada à pureza e ao desempenho do produto final.
2. esmagar
O minério de calcita selecionado é triturado, geralmente usando britador de mandíbula, britador de cone e outros equipamentos para triturar o minério original em partículas menores.
3. Moagem
Após a trituração, as partículas são posteriormente moídas usando equipamento de moagem ultrafina para obter o pó ultrafino necessário. A seleção de equipamentos de moagem ultrafina e o ajuste dos parâmetros do processo têm um impacto importante na finura e distribuição de partículas do produto.
4. Classificação
O pó de calcita moído pode ter certa heterogeneidade de partículas. O pó ultrafino é peneirado e classificado através de equipamentos de classificação para obter a finura necessária.
5. Embalagem
O pó ultrafino de calcita finalmente obtido é embalado em equipamentos de embalagem para garantir a qualidade do produto e facilitar o armazenamento, transporte e vendas.
O pó ultrafino de calcita é um importante material mineral não metálico, e seu processo de preparação e preço são cruciais para indústrias e campos de aplicação relacionados.
Se o efeito de modificação da superfície do pó de sílica é bom ou não, depende desses pontos!
O próprio pó de sílica é uma substância polar e hidrofílica. Possui diferentes propriedades de interface com a matriz polimérica e tem baixa compatibilidade. Muitas vezes é difícil dispersar no material de base. Portanto, geralmente é necessária a modificação da superfície do pó de sílica. Alterar propositalmente as propriedades físicas e químicas da superfície do pó de sílica de acordo com as necessidades da aplicação, melhorando assim sua compatibilidade com materiais poliméricos orgânicos e atendendo aos seus requisitos de dispersão e fluidez em materiais poliméricos.
Fatores como a qualidade da matéria-prima do pó de sílica, processo de modificação, método e modificador de modificação de superfície, dosagem do modificador, condições do processo de modificação (temperatura de modificação, tempo, pH e velocidade de agitação) afetam o efeito de modificação de superfície do pó de sílica. Entre eles, os métodos e modificadores de modificação de superfície são os principais fatores que afetam o efeito de modificação.
1. Qualidade das matérias-primas em pó de sílica
O tipo, tamanho de partícula, área superficial específica, grupos funcionais de superfície e outras propriedades do pó de sílica afetam diretamente sua combinação com modificadores de superfície. Os efeitos de modificação dos diferentes tipos de pó de sílica também são diferentes. Dentre eles, o pó de sílica esférica possui boa fluidez, é fácil de combinar com o modificador durante o processo de modificação e pode ser melhor disperso no sistema polimérico orgânico. E a densidade, dureza, constante dielétrica e outras propriedades são significativamente melhores do que o pó de sílica angular.
2. Métodos e modificadores de modificação de superfície
Atualmente, os métodos de modificação superficial do pó de sílica são principalmente modificação orgânica, modificação inorgânica e modificação mecanoquímica, entre os quais o método de modificação mais comumente usado é a modificação orgânica. Quando o efeito de modificação única não é bom, você pode considerar combinar a modificação orgânica com outros métodos de modificação para modificação composta.
(1) Modificação orgânica
A modificação orgânica é um método que utiliza grupos funcionais na matéria orgânica para realizar adsorção física, adsorção química e reações químicas na superfície do pó de sílica para alterar as propriedades superficiais do pó de sílica.
(2) Modificação inorgânica
A modificação inorgânica refere-se ao revestimento ou composição de metais, óxidos inorgânicos, hidróxidos, etc. na superfície do pó de sílica para dar novas funções ao material. Por exemplo, Oyama et al. usou um método de precipitação para cobrir a superfície do SiO2 com Al (OH) 3 e, em seguida, envolveu o SiO2 modificado com polidivinilbenzeno, que pode atender a certos requisitos especiais de aplicação.
(3) Modificação mecanoquímica
A modificação mecanoquímica refere-se primeiro ao uso de moagem ultrafina e outras forças mecânicas fortes para ativar a superfície das partículas de pó para aumentar pontos ativos ou grupos ativos na superfície do pó de sílica e, em seguida, combinar modificadores para obter a modificação composta do pó de sílica.
3. Dosagem do modificador
A quantidade de modificador está geralmente relacionada ao número de pontos ativos (como Si-OH) na superfície do pó de sílica e à camada monomolecular e à espessura bimolecular do modificador que cobre a superfície.
Quando a quantidade de modificador é muito pequena, o grau de ativação da superfície do pó de sílica modificado não será alto; quando a quantidade de modificador é muito grande, não só aumentará o custo da modificação, mas também formará uma camada física multicamadas na superfície do pó de sílica modificado. A adsorção faz com que a interface entre o pó de sílica e o polímero orgânico forme uma camada fraca, resultando na incapacidade de funcionar como uma ponte de molécula única.
4. Processo de modificação e otimização de condições
Os processos de modificação comumente usados para pó de sílica incluem principalmente modificação a seco, modificação a úmido e modificação de compósito.
A modificação a seco é uma modificação na qual o pó de sílica é disperso em um equipamento de modificação em um estado relativamente seco e combinado com uma certa quantidade de modificador de superfície a uma certa temperatura. O processo de modificação a seco é simples e tem baixo custo de produção. Atualmente é o principal método de modificação da superfície do pó de sílica doméstico e é adequado para pó de sílica em nível de mícron.
Além disso, para obter um bom efeito de modificação do pó de sílica, a temperatura, o pH, o tempo, a velocidade de agitação e outras condições do processo durante o processo de modificação devem ser controlados.
A temperatura de modificação é uma condição importante para a condensação, desidratação e formação de fortes ligações covalentes entre o modificador e o pó de sílica. A temperatura de modificação não deve ser muito alta ou muito baixa. Uma temperatura muito alta fará com que o modificador se decomponha ou volatilize, e uma temperatura muito baixa fará com que o modificador se decomponha ou volatilize. Isto reduzirá a taxa de reação entre o modificador e o pó de sílica, afetando o efeito de modificação.
Aprenda sobre o silício preto e suas aplicações
A origem do nome silício preto é que, vista pelo olho humano, a cor é preta. Devido à microestrutura da superfície, o silício preto pode absorver quase 100% da luz incidente e muito pouca luz é refletida, por isso parece preto ao olho humano.
As propriedades ópticas e semicondutoras exclusivas dos materiais de silício preto trouxeram uma ampla gama de aplicações para sensores fotoelétricos (fotodetectores, câmeras de imagem térmica, etc.), como câmeras de baixa luminosidade que funcionam nas bandas duplas do visível e do infravermelho próximo, trazendo grandes benefícios para aplicações civis e militares. Venha para muitas conveniências.
Uma das propriedades mais atraentes do silício preto é sua refletividade bastante baixa e capacidade de absorção de grande angular em uma ampla faixa espectral. A refletividade do silício preto geralmente pode atingir menos de 10%, o que é muito útil para nanocones ou nanofios. A estrutura especial da relação de diâmetro pode reduzir ainda mais a refletividade média para menos de 3%, otimizando os parâmetros do processo.
Com o desenvolvimento da tecnologia de processamento fino de silício, a microestrutura do silício preto se desenvolveu desde a primeira estrutura de nanocone processada por laser de femtosegundo até estruturas de pirâmide, buraco, nanofio e compósitos.
Após anos de exploração, vários sistemas de processamento foram estabelecidos para métodos de processamento de silício negro. Os métodos comumente usados incluem método de laser de femtossegundo, método de gravação eletroquímica, método de gravação de íon reativo, método ácido, método alcalino, método de gravação assistida por metal, etc. Cada método de processamento possui morfologia de microestrutura diferente e propriedades ópticas disponíveis.
Ao mesmo tempo, a definição de silício negro expandiu-se gradualmente. Não está mais limitado ao silício microestruturado processado por laser de femtosegundo, e a cor não está limitada ao preto. Contanto que tenha uma capacidade óbvia de retenção de luz, pode ser chamado de silício microestruturado. É material de silício preto.
Ao controlar o tamanho estrutural característico do silício poroso multicamadas, os pesquisadores controlam artificialmente as mudanças em seu índice de refração. A superfície de silício tem diferentes efeitos de absorção para diferentes luzes e, em última análise, cores diferentes aparecem sob os olhos humanos. Esta solução técnica pode ser aplicada a um detector de quatro quadrantes, de modo que cada quadrante apresente diferentes características de resposta espectral.
Como um novo material, o silício preto tem muitas propriedades excelentes e tem sido usado em muitos campos, como taxa de absorção de luz extremamente alta e sensibilidade à luz, que pode ser usada como camada absorvente de fotodetectores; usar as propriedades anti-reflexo do silício preto e características de grande angular, como absorção, pode melhorar o desempenho do dispositivo, como taxa de resposta fotoelétrica e faixa espectral de resposta; a estrutura piramidal do silício preto possui excelentes características de emissão de campo, portanto pode ser usada como material de emissão de campo. O silício preto também possui excelentes propriedades de fotoemissão. Devido às suas propriedades luminescentes, pode ser utilizado como material fotoluminescente; usando a área de superfície específica ultra-alta do silício preto, ele pode ser usado como um adesivo sólido ou estrutura de dissipação de calor entre materiais de silício.
Em muitas aplicações, os materiais de silício preto demonstraram seu grande valor na melhoria da eficiência fotovoltaica de células solares industriais de silício cristalino. Com o desenvolvimento explosivo da tecnologia de wafer de silício para corte de fio diamantado, a camada de dano durante o corte de wafer de silício foi bastante reduzida, e wafers de silício monocristalino ou policristalino mais finos também podem ser fornecidos, o que promoveu muito o desenvolvimento vigoroso da indústria fotovoltaica e melhorou o desempenho dos dispositivos. Eficiência de conversão fotoelétrica, as células fotovoltaicas precisam urgentemente de tecnologia de superfície frontal com baixa refletividade e absorção de grande angular e design estrutural com absorção aprimorada. A tecnologia de silício preto mostra acoplamento natural no campo fotovoltaico.
Quais são as aplicações do grafeno na área de condutividade térmica?
Atualmente, com o contínuo aprofundamento da pesquisa, a aplicação do grafeno na área de condutividade térmica tem alcançado resultados notáveis, incluindo a formação de filmes de grafeno por meio de ligações químicas entre folhas, como carga em materiais compósitos termicamente condutivos e revestimentos termicamente condutivos, e a preparação de grafeno. Fibra de polietileno novos materiais têxteis funcionais, etc.
1. Filme térmico de grafeno
O filme de grafite artificial tem sido a escolha ideal para filmes termocondutores há muito tempo no passado. Geralmente pode ser usado como dissipador de calor em componentes eletrônicos e é fixado na superfície de componentes eletrônicos que geram calor facilmente para dispersar uniformemente o calor gerado pela fonte de calor. No entanto, como os filmes de grafite de alta condutividade térmica são preparados principalmente usando a rota técnica do método de carbonização-grafitização de filmes PI, que requer filmes de poliimida de alta qualidade como matéria-prima, e sua pesquisa, desenvolvimento e produção apresentam altas barreiras técnicas, a indústria tem sempre esperei Outras alternativas podem ser encontradas para resolver o problema de bloqueio de matérias-primas pela tecnologia, e o filme condutor térmico de grafeno é uma alternativa ideal.
2. Enchimento condutor térmico
Como um enchimento bidimensional termicamente condutor, o grafeno é mais fácil de formar uma rede termicamente condutora do que os enchimentos granulares e tem boas perspectivas de aplicação em materiais de interface térmica e revestimentos termicamente condutivos.
a. Como material de interface térmica, enchimento termicamente condutor
Em comparação com os enchimentos granulares termicamente condutivos tradicionais, os enchimentos termicamente condutivos que usam grafeno como material de interface térmica podem não apenas utilizar sua condutividade térmica ultra-alta no plano, mas sua grande relação diâmetro-espessura também é mais propícia à construção de um rede tridimensional de condutividade térmica. Possui fortes vantagens na composição com cargas de outras dimensões para melhorar a condutividade térmica de materiais de interface térmica.
b. Como enchimento para revestimentos de dissipação de calor
O problema de dissipação de calor é um grande gargalo que restringe o desenvolvimento de dispositivos leves de alto desempenho. Como um revestimento industrial especial, o revestimento de dissipação de calor pode aumentar a velocidade de dissipação de calor e a eficiência da superfície do objeto, aumentando a taxa de radiação infravermelha da superfície da fonte de calor e reduzindo a temperatura da superfície do material. Atenda à necessidade de dissipação de calor eficiente dos dispositivos, apesar das restrições de espaço e tamanho.
3. Têxteis funcionais de fibra de grafeno de alta condutividade térmica
A fibra de grafeno de alta condutividade térmica é um novo tipo de material de fibra de carbono composto por unidades de grafeno montadas e organizadas de maneira ordenada. Ele é montado de maneira ordenada usando dispersão de óxido de grafeno ou dispersão de grafeno funcionalizada por fiação úmida. . Sua principal vantagem é que possui boas propriedades mecânicas, elétricas e térmicas ao mesmo tempo, podendo ser combinado com a tecnologia têxtil para produzir têxteis funcionais em grandes quantidades por meio da fiação úmida.
Atualmente, a condutividade térmica ultra-alta do grafeno pode ser usada para produzir roupas de aquecimento elétrico que podem manter o calor e o frio, bem como tecidos termicamente condutores e com sensação de frescor. As roupas de aquecimento elétrico de grafeno usam principalmente grafeno para converter a energia da fonte de alimentação em calor e, em seguida, combinam a condutividade térmica ultra-alta do grafeno para transferir calor uniformemente para todo o corpo. Pode manter o tecido leve e macio, proporcionando excelente desempenho de isolamento térmico. Os têxteis termicamente condutores e com sensação de frescor utilizam a alta condutividade térmica do grafeno, que causa rápida perda de calor da superfície da pele após o contato da pele com os têxteis, reduzindo significativamente a temperatura corporal e proporcionando às pessoas uma experiência de uso mais confortável.
Progresso da aplicação do moinho de bolas na área de novos materiais
Desde a sua introdução, há mais de 100 anos, os moinhos de bolas têm sido amplamente utilizados em indústrias como indústria química, mineração, materiais de construção, energia elétrica, medicina e indústria de defesa nacional. Especialmente nas áreas de processamento mineral complexo, modificação da superfície do pó, ativação do pó, síntese funcional do pó, liga mecânica e preparação de pó ultrafino, o método mecânico de moagem de bolas tem um amplo mercado de pesquisa e aplicação. .
O moinho de bolas tem características de estrutura simples, operação contínua, forte adaptabilidade, desempenho estável, adequado para controle automático em larga escala e fácil de realizar. Sua taxa de britagem pode variar de 3 a 100. É adequado para processamento de diversas matérias-primas minerais e moagem úmida. E a moagem a seco pode ser usada como método abrasivo.
Progresso da pesquisa do método mecânico de moagem de bolas na área de novos materiais
(1) Materiais de bateria de lítio
Os materiais SiOx foram sintetizados por moagem mecânica de bolas em atmosfera de ar. Usado como material anódico para baterias de íons de lítio, a capacidade específica de volume do SiOx pode chegar a 1487mAh/cc, o que é mais que o dobro do grafite; sua primeira eficiência coulombiana é superior à do SiO não tratado, até 66,8%; e possui excelente estabilidade de ciclo. Após 50 ciclos a uma densidade de corrente de 200mA/g, a capacidade se estabiliza em torno de 1300mAh/g. Os resultados mostram que o SiOx preparado por este método tem possibilidade prática.
(2) Materiais de terras raras
Em termos de pó de polimento de terras raras, o método mecânico de moagem de bolas não só aumenta a força de cisalhamento durante a reação química, aumenta a taxa de difusão das partículas, conduz ao refinamento de reagentes e produtos, mas também evita a introdução de solventes e reduz Elimina o processo de precipitação intermediária, reduz a influência de muitas condições de preparação no processo de preparação do pó de polimento e amplia muito o escopo de pesquisa de materiais de polimento. Em termos de materiais catalíticos de terras raras, o método mecânico de moagem de bolas possui um processo de preparação simples e condições amenas, podendo processar materiais em grandes quantidades.
(3) Materiais catalíticos
A fim de alterar o tamanho das partículas de TiO2 e melhorar seu desempenho fotocatalítico, Qi Dongli et al. usaram moinho de bolas de alta energia para processar pó de TiO2 e estudaram o efeito do tempo de moagem de bolas na micromorfologia, estrutura cristalina, espectro Raman, espectro de fluorescência e desempenho fotocatalítico da amostra. A taxa de degradação das amostras de TiO2 após a moagem com bolas é maior do que a das amostras não moídas com bolas, e a taxa de degradação da amostra moída com bolas por 4 horas é a mais alta, indicando que ela tem o melhor desempenho fotocatalítico.
(4) Materiais fotovoltaicos
O método de moagem mecânica de redução química foi usado para preparar pó de prata escamoso brilhante, e os efeitos do método de moagem de bolas, tempo de moagem e velocidade de moagem nos parâmetros e propriedades do pó de prata escamosa foram estudados. Os resultados mostram que o moinho de bolas úmido tem maior eficiência de formação de flocos, mas o pó de prata em flocos preparado pelo moinho de bolas a seco tem um diâmetro de flocos maior e uma aparência prateada mais brilhante.
(5) Materiais perovskita
O nanopó de perovskita dupla Cs2AgBiBr6 sem chumbo foi preparado usando um processo mecânico de moagem de bolas. À medida que o tempo de moagem de bolas aumenta, o nanopó Cs2AgBiBr6 finalmente atinge a fase pura, o tamanho da partícula diminui gradualmente para cerca de 100 nm e o formato da partícula muda de formato de bastão para partículas redondas.
(6) Materiais de adsorção
Minerais não metálicos, como calcário, caulim e serpentina, são ativados por meio de moagem de bolas para fortalecer sua capacidade de reagir com componentes nocivos, como cobre, chumbo e arsênico na fase aquosa. Isso permite que um novo processo de purificação de esgoto eficiente, simples e de baixo custo seja aplicado ao processo de purificação de esgoto. Precipitação seletiva, separação e recuperação de enriquecimento de componentes metálicos alvo.
Comparado com outros métodos, durante o processo de reação química, o método de moagem de bolas pode reduzir significativamente a energia de ativação da reação, reduzir o tamanho das partículas do pó, aumentar a atividade do pó, melhorar a distribuição do tamanho das partículas, melhorar a ligação entre as interfaces, promover íons sólidos difusão e induz reações químicas de baixa temperatura para melhorar a densidade e as propriedades ópticas, elétricas, térmicas e outras do material. O equipamento é simples, o processo é fácil de controlar, o custo é baixo e há menos poluição. É uma tecnologia de preparação de material eficiente e que economiza energia e é fácil para a produção industrial.
Quais são os requisitos para materiais de interface térmica em áreas de aplicação populares?
Nos últimos anos, a explosão da energia fotovoltaica, dos veículos eléctricos, das comunicações 5G e da electrónica móvel trouxe requisitos cada vez mais elevados para a dissipação de calor dos dispositivos. O material de interface térmica é um material condutor térmico típico que pode ser amplamente revestido em elementos de aquecimento (tubos de energia, tiristores, pilhas de aquecimento elétrico, etc.) e radiadores (dissipadores de calor, dissipadores de calor, etc.) em vários produtos eletrônicos, baterias de energia, e equipamentos elétricos.
1. Nova bateria de energia
Como principal fonte de energia dos novos veículos de energia, as baterias de energia precisam organizar o maior número possível de células de bateria em um determinado espaço para aumentar seu alcance de cruzeiro. Isso resulta em um espaço de dissipação de calor muito limitado na bateria de alimentação. Quando o veículo está em funcionamento, o calor gerado pelas células da bateria se acumulará gradativamente em um pequeno espaço de dissipação de calor, o que reduzirá a eficiência de carga e descarga da bateria e afetará a potência da bateria; em casos graves, causará fuga térmica e afetará a segurança e a vida útil do sistema. Portanto, é necessário usar cola de envasamento termicamente condutora com certa condutividade térmica para conseguir envasamento entre as células da bateria, bem como entre todo o grupo de módulos de bateria e a placa do dissipador de calor. Devido às novas baterias de energia, a faixa ideal de temperatura operacional das células da bateria de energia é muito estreita, geralmente entre 20-40°C e menos de 65°C. Para garantir a segurança da operação do veículo e o desempenho ideal da bateria, geralmente é necessário um adesivo termocondutor. A condutividade térmica da cola para vasos atinge mais de 3W/(m·K).
2. Inversor fotovoltaico
De modo geral, a condutividade térmica dos inversores fotovoltaicos não deve ser inferior a 2,0 W/mK e a tensão suportável não é inferior a 5 kV/mm. Ao mesmo tempo, a fim de proteger a placa de circuito de controle e os componentes da influência do ambiente externo e das forças mecânicas, e proteger a segurança e estabilidade do circuito, a cola de envasamento termicamente condutora usada em inversores fotovoltaicos também deve ter certa resistência a terremotos, resistência ao impacto, resistência à poeira, resistência aos raios UV, à prova d'água e à prova de umidade, isolamento e outras propriedades. Além disso, como a vida útil dos sistemas fotovoltaicos é geralmente de cerca de 20 anos, os requisitos de vida útil dos adesivos termocondutores utilizados nos inversores fotovoltaicos também são relativamente elevados, geralmente mais de 8 anos.
3. Estação base 5G
A estação base é um típico dispositivo fechado de dissipação de calor natural. Seu método de dissipação de calor consiste em permitir que o calor do dispositivo de energia seja transferido primeiro para o invólucro e depois conduzido do invólucro para o ar. Considerando as propriedades de processamento de equipamentos eletrônicos em estações base 5G, a tecnologia de distribuição é frequentemente usada na construção para melhorar a eficiência da automação. Portanto, o adesivo termicamente condutor precisa ser preparado em estado de gel com baixa tensão e alto módulo de compressão.
4. Embalagem de chips, dissipação de calor
A graxa de silicone condutora térmica com boas propriedades reológicas é usada principalmente para preenchimento entre o chip e o invólucro da embalagem, e entre o invólucro da embalagem e o dissipador de calor. Como a temperatura de trabalho do chip geralmente atinge 60-70°C, o material de condutividade térmica usado no chip tem requisitos de condutividade térmica muito elevados. Alto, precisa estar acima de 5 W·(m·K) e requer propriedades básicas como baixa espessura da camada adesiva, alta flexibilidade, alta condutividade térmica, baixa resistência térmica de contato e coeficiente de expansão térmica apropriado.
O surgimento de campos de aplicação emergentes apresentou requisitos mais diversificados para materiais de interface térmica, que não se limitam mais a melhorar a condutividade térmica, mas estão se desenvolvendo na direção da multifuncionalidade, incluindo dielétrico, isolamento, confiabilidade de alto desempenho, retardador de chama e outros aspectos, de modo a melhor se adaptar às necessidades específicas dos diversos campos, promovendo assim o progresso tecnológico e a inovação nas indústrias relacionadas.
8 conceitos sobre argila bentonita
1. Bentonita
A bentonita, também conhecida como "bentonita" ou "bentonita", é um mineral não metálico tendo a montmorilonita como principal componente mineral. Muitas vezes contém uma pequena quantidade de ilita, caulinita, zeólita, feldspato e calcita e outros minerais. Montmorilonita O teor de pedra determina o valor de utilização da bentonita natural.
2. Montmorilonita
A esmectita é uma grande família de minerais com composição química complexa. A International Clay Association determinou que Esmectita é o nome da família, ou seja, a família das esmectitas, também conhecida como família das esmectitas. Este grupo de minerais inclui dois subgrupos, dioctaédrico e trioctaédrico, e mais de uma dúzia de espécies minerais. A bentonita geralmente contém minerais do subgrupo dioctaédrico, como montmorilonita, beidelita, não tronita, etc.
3. Bentonita de sódio e bentonita de cálcio
Como parte dos íons de silício e dos íons de alumínio no tetraedro silício-oxigênio e no octaedro alumínio-oxigênio são frequentemente substituídos por outros cátions de baixo preço, a estrutura cristalina da montmorilonita tem uma carga negativa permanente. Para equilibrar o preço da eletricidade, a célula unitária de montmorilonita irá adsorver cátions trocáveis.
De acordo com o tipo, conteúdo e propriedades químicas de cristalização dos cátions trocáveis contidos na bentonita, a bentonita é dividida em bentonita de cálcio, bentonita de sódio, bentonita de magnésio e bentonita de cálcio-sódio. Os mais comuns são os dois primeiros. .
4. Bentonita orgânica
Organobentonita refere-se ao uso de cátions de amônio orgânico para substituir cátions trocáveis na montmorilonita, cobrindo a superfície da montmorilonita, bloqueando o centro de adsorção de água, fazendo com que ela perca sua função de absorção de água e se transformando em organobentonita hidrofóbica e lipofílica. complexo.
A organobentonita pode ser dividida em organobentonita de alta viscosidade, organobentonita facilmente dispersível, organobentonita autoativada e organobentonita de alta pureza de acordo com funções e componentes.
5. Bentonita de lítio
Existem muito poucos recursos naturais de bentonita de lítio. Portanto, a litiação artificial é um dos principais métodos de preparação da bentonita de lítio.
A bentonita de lítio pode formar gel em solventes orgânicos e substituir a bentonita orgânica. A bentonita de lítio tem excelentes propriedades de inchaço, espessamento e suspensão em água, álcoois inferiores e cetonas inferiores, por isso é amplamente utilizada em revestimentos arquitetônicos, tintas látex, revestimentos de fundição e outros produtos para substituir vários agentes suspensores de celulose orgânica.
6. Argila ativada
A argila ativada é feita a partir da argila (principalmente bentonita) como matéria-prima, obtida por acidificação inorgânica ou tratamento com sal. É um pó poroso branco esbranquiçado com estrutura microporosa e grande área superficial específica, além de fortes propriedades de adsorção. É usado principalmente para descoloração e refino de produtos de processamento de petróleo (óleo lubrificante, parafina, vaselina) e óleos industriais animais e vegetais, e é usado como adsorvente e transportador de catalisador na indústria química.
7. Montmorilonita em pilares
A montmorilonita pilarizada é um material mineral com poros bidimensionais formados por cátions inorgânicos polimerizados ou íons orgânicos (moléculas) inseridos na montmorilonita. Possui grande área superficial específica, boa estabilidade térmica, forte acidez superficial e tamanho de poro ajustável. Possui amplas perspectivas de aplicação na indústria petroquímica, tratamento de esgoto, materiais antibacterianos e outros campos.
8. Gel de bentonita
O gel inorgânico de bentonita é um produto coloidal de alto valor agregado produzido tendo a bentonita como principal matéria-prima por meio de purificação, modificação de sódio, modificação de fosfatização e gelificação. O processo de preparação inclui principalmente a purificação do minério bruto de bentonita. Existem quatro processos principais: modificação do sódio, modificação da fosfatização e gelificação.
O gel inorgânico é um produto de processamento profundo de bentonita de alto valor agregado que pode ser usado como agente tixotrópico, espessante, dispersante, agente de suspensão, estabilizador, etc. É amplamente utilizado em produtos químicos diários, produtos farmacêuticos, detergentes, cerâmica, vidro, fabricação de papel, e fundição. , bateria e outras indústrias.