Модификация поверхности графитовых анодных материалов
Графит — первый коммерчески применяемый материал отрицательного электрода для литий-ионных аккумуляторов. После трех десятилетий разработок графит по-прежнему остается самым надежным и широко используемым материалом для отрицательных электродов.
Графит имеет хорошую слоистую структуру: атомы углерода расположены в шестиугольной форме и простираются в двумерном направлении. В качестве материала отрицательного электрода для литий-ионных аккумуляторов графит обладает высокой селективностью по отношению к электролитам, плохими характеристиками заряда и разряда при сильном токе, а во время первого процесса зарядки и разрядки сольватированные ионы лития будут внедряться в графитовые прослойки, восстанавливаться и разлагаться до производят новые вещества, вызывающие объемное расширение, что может непосредственно привести к разрушению графитового слоя и ухудшению циклических характеристик электрода. Поэтому необходима модификация графита для повышения его обратимой удельной емкости, улучшения качества пленки SEI, повышения совместимости графита с электролитом и улучшения его циклических характеристик. В настоящее время модификация поверхности графитовых отрицательных электродов в основном делится на механическое шаровое измельчение, поверхностное окисление и обработку галогенированием, покрытие поверхности, легирование элементов и другие способы.
Метод механического шарового измельчения
Метод механического шарового измельчения заключается в изменении структуры и морфологии поверхности графитового отрицательного электрода физическими средствами для увеличения площади поверхности и площади контакта, тем самым улучшая эффективность хранения и высвобождения ионов лития.
1. Уменьшение размера частиц. Механическая шаровая мельница может значительно уменьшить размер частиц графита, так что материал графитового отрицательного электрода имеет большую удельную площадь поверхности. Меньший размер частиц способствует быстрой диффузии ионов лития и повышает производительность аккумулятора.
2. Введение новых фаз. В процессе шарового измельчения частицы графита могут претерпевать фазовые изменения из-за механических сил, например, из-за введения новых фаз, таких как ромбоэдрические фазы.
3. Увеличение пористости. Шаровая мельница также приводит к образованию большого количества микропор и дефектов на поверхности частиц графита. Эти пористые структуры могут служить быстрыми каналами для ионов лития, улучшая скорость диффузии ионов лития и эффективность заряда и разряда аккумулятора.
4. Улучшение проводимости: хотя механическая шаровая мельница сама по себе не меняет проводимость графита напрямую, за счет уменьшения размера частиц и введения пористой структуры контакт между графитовым отрицательным электродом и электролитом может быть более достаточным, тем самым улучшая проводимость и электрохимические характеристики аккумулятора.
Окисление поверхности и обработка галогенированием
Обработка окислением и галогенированием может улучшить межфазные химические свойства материалов графитовых отрицательных электродов.
1. Окисление поверхности
Поверхностное окисление обычно включает газофазное окисление и жидкофазное окисление.
2. Поверхностное галогенирование
В результате галогенирующей обработки на поверхности природного графита образуется структура CF, которая может повысить структурную стабильность графита и предотвратить выпадение графитовых чешуек во время цикла.
Покрытие поверхности
Модификация поверхностного покрытия материалов графитовых отрицательных электродов в основном включает покрытие из углеродного материала, металлическое или неметаллическое и его оксидное покрытие, а также полимерное покрытие. Цель улучшения обратимой удельной емкости, первого кулоновского КПД, производительности цикла и характеристик сильноточного заряда и разряда электрода достигается за счет поверхностного покрытия.
1. Покрытие из углеродного материала
Слой аморфного углерода наносится на внешний слой графита для получения композитного материала C/C со структурой «ядро-оболочка», так что аморфный углерод контактирует с растворителем, избегая прямого контакта между растворителем и графитом, и предотвращает отслоение графитового слоя, вызванное встраиванием молекул растворителя.
2. Металл или неметалл и их оксидное покрытие.
Покрытие металла и его оксида в основном достигается путем нанесения слоя металла или оксида металла на поверхность графита. Металлическое покрытие может увеличить коэффициент диффузии ионов лития в материале и улучшить скоростные характеристики электрода.
Неметаллическое оксидное покрытие, такое как Al2O3, аморфное Al2O3, покрывающее поверхность графита, может улучшить смачиваемость электролита, снизить диффузионное сопротивление ионов лития и эффективно ингибировать рост дендритов лития, тем самым улучшая электрохимические свойства графитовых материалов.
3. Полимерное покрытие
Неорганические оксиды или металлические покрытия хрупкие, их трудно наносить равномерно и их легко повредить. Исследования показали, что графит, покрытый солями органических кислот, содержащими двойные связи углерод-углерод, более эффективен для улучшения электрохимических характеристик.
Роль сульфата бария, порошка слюды и каолина в порошковых покрытиях.
Наполнители в порошковых покрытиях могут не только снизить затраты, но и сыграть большую роль в улучшении характеристик лакокрасочных изделий. Такие как улучшение износостойкости и устойчивости покрытия к царапинам, уменьшение провисания покрытия во время выравнивания расплава, улучшение коррозионной стойкости и улучшение влагостойкости.
При выборе наполнителей для порошковых покрытий необходимо учитывать такие факторы, как плотность, дисперсионные характеристики, гранулометрический состав и чистота. Вообще говоря, чем выше плотность, тем меньше покрывающая способность порошкового покрытия; дисперсность крупных частиц лучше, чем у мелких; наполнитель химически инертен и может избегать реакции с некоторыми компонентами формулы порошка, такими как пигменты; цвет наполнителя должен быть максимально белым. Порошковые материалы-наполнители, обычно используемые в порошковых покрытиях, представляют собой в основном карбонат кальция, сульфат бария, тальк, порошок слюды, каолин, кремнезем, волластонит и т. д.
Применение сульфата бария в порошковых покрытиях
Сульфат бария, используемый в качестве пигмента в покрытиях, бывает двух видов: природный и синтетический. Натуральный продукт называется баритовым порошком, а синтетический — осажденным сульфатом бария.
В порошковых покрытиях осажденный сульфат бария может улучшить выравнивание и сохранение блеска порошковых покрытий, а также обладает хорошей совместимостью со всеми пигментами. Благодаря этому порошковые покрытия достигают идеальной толщины покрытия и высокой скорости нанесения порошкового покрытия в процессе распыления.
Баритовый порошковый наполнитель в основном используется в промышленных грунтовках и автомобильных промежуточных покрытиях, для которых требуется высокая прочность покрытия, высокая заполняющая способность и высокая химическая инертность, а также используется в верхних покрытиях, требующих более высокого блеска. В латексной краске из-за высокого показателя преломления барита (1,637) мелкий порошок барита может выполнять функцию полупрозрачного белого пигмента и заменять часть диоксида титана в покрытиях.
Ультрамелкий сульфат бария обладает характеристиками большого количества наполнителя, хорошей яркостью, хорошим выравниванием, сильным сохранением блеска и хорошей совместимостью со всеми пигментами. Это самый идеальный наполнитель для порошковых покрытий.
Применение порошка слюды в порошковых покрытиях
Порошок слюды представляет собой сложный силикатный состав, частицы чешуйчатые, термостойкость, отличная стойкость к кислотам и щелочам, что влияет на текучесть расплава порошковых покрытий. Обычно он используется в термостойких и изолирующих порошковых покрытиях и может использоваться в качестве наполнителя для текстурного порошка.
Применение каолина в порошковых покрытиях
Каолин может улучшить тиксотропность и противоседиментационные свойства. Обожженная глина не влияет на реологические свойства, но может оказывать матирующий эффект, увеличивать укрывистость и повышать белизну, как необработанная глина, подобная тальку.
Каолин обычно обладает высоким водопоглощением и не пригоден для улучшения тиксотропии покрытий и получения гидрофобных покрытий. Размер частиц каолиновых продуктов составляет от 0,2 до 1 мкм. Каолин с крупным размером частиц обладает низким водопоглощением и хорошим матирующим эффектом. Каолин с мелким размером частиц (менее 1 мкм) можно использовать для полуглянцевых покрытий и внутренних покрытий.
Каолин еще называют гидратированным силикатом алюминия. По различным методам обработки каолин можно разделить на прокаленный каолин и промытый каолин. Вообще говоря, маслопоглощение, непрозрачность, пористость, твердость и белизна прокаленного каолина выше, чем у промытого каолина, но цена также выше, чем у промытого каолина.
14 применений белого технического углерода
Применение в шинах
Кремнезем используется в качестве армирующего агента, наибольшее количество которого приходится на каучуковую отрасль, составляя 70% от общего количества. Кремнезем может значительно улучшить физические свойства резины, уменьшить гистерезис резины и снизить сопротивление качению шины, не теряя при этом ее противоскользящих свойств.
Применение в пеногасителях
Обычно существует два типа коллоидного кремнезема: гидрофильный и гидрофобный. Гидрофобный продукт получают химической обработкой поверхности гидрофильного продукта.
Применение в лакокрасочной промышленности
Кремнезем можно использовать в качестве реологической добавки, антиосаждающего агента, диспергатора и матирующего агента при производстве покрытий, играя роль загущающего, противоосаждающего, тиксотропного и матирующего агента. Он также может улучшить устойчивость покрытия к атмосферным воздействиям и царапинам, улучшить прочность сцепления между покрытием и подложкой и твердость покрытия, улучшить стойкость покрытия к старению, а также улучшить характеристики поглощения ультрафиолетового излучения и отражения инфракрасного света.
Применение в электронной упаковке
За счет полного диспергирования поверхностно-активно обработанного коллоидного диоксида кремния в матрице герметизирующего клея из модифицированной силиконом эпоксидной смолы время отверждения герметизирующего материала может быть значительно сокращено (2,0-2,5 часа), а температура отверждения может быть снижена до комнатной температуры. так что характеристики герметизации OLED-устройства значительно улучшаются.
Применение в пластмассах
Кремнезем также часто используется в новых пластмассах. Добавление небольшого количества кремнезема при пластическом смешивании даст значительный эффект армирования, улучшит твердость и механические свойства материала, тем самым улучшив технологию обработки и эксплуатационные характеристики изделия.
Применение в керамике
Использование коллоидного кремнезема вместо нано-Al2O3 для добавления в фарфор 95 может не только играть роль наночастиц, но и быть частицей второй фазы, которая не только улучшает прочность и ударную вязкость керамических материалов, но также улучшает твердость и эластичность. модуль материала. Эффект более идеален, чем добавление Al2O3.
Применение в бумажной промышленности
В бумажной промышленности продукты из коллоидного диоксида кремния можно использовать в качестве проклеивающих веществ для улучшения белизны и непрозрачности бумаги, а также для улучшения маслостойкости, износостойкости, ощущения на ощупь, печати и блеска. Его также можно использовать для сушки рисунков, что обеспечивает хорошее качество поверхности бумаги, стабильность чернил и отсутствие трещин на обратной стороне.
Применение в зубной пасте
В настоящее время осажденный кремнезем является основным типом фрикционного агента для зубных паст. Осажденный кремнезем имеет большую общую удельную поверхность, сильную адсорбционную способность, большее количество адсорбируемых веществ и однородные частицы, что способствует улучшению прозрачности. Благодаря своим стабильным свойствам, нетоксичности и безвредности, он является хорошим сырьем для зубной пасты.
Применение в косметике
Превосходные свойства диоксида кремния, такие как нетоксичность, отсутствие запаха и легкое окрашивание, делают его широко используемым в косметической промышленности. Кремнезем используется в средствах по уходу за кожей и косметике, чтобы сделать кожу гладкой и мягкой («эффект шарикоподшипника»), а создаваемый «эффект мягкого фокуса» позволяет равномерно распределять свет, излучаемый на поверхность кожи, так что на ней появляются морщины и пятна. кожи нелегко обнаружить.
Применение белого технического углерода в резиновой обуви
Белый технический углерод имеет высокую степень черноты и мелкие частицы. Вулканизированная резина, изготовленная из прозрачной белой сажи, имеет высокую прозрачность и может улучшить комплексные физические свойства резины.
Применение в фармацевтической промышленности
Белый технический углерод обладает физиологической инертностью, высокой поглощаемостью, диспергируемостью и загущающими свойствами и широко используется в фармацевтических препаратах.
Аппликация чернилами
Кремнезем также используется для контроля потока чернил в принтере, чтобы он не мог произвольно течь или провисать для получения четкой печати. В банках для напитков он контролирует использование высокоскоростного распыления покрытия. Диоксид кремния также используется в качестве диспергатора и агента регулирования текучести в тонере копировальных аппаратов и лазерных принтеров.
Применение в пестицидах
Кремнезем можно использовать в пестицидах, гербицидах и инсектицидах. Добавление небольшого количества коллоидного кремнезема и осажденного кремнезема в смесь двух распространенных гербицидов, динитроанилина и мочевины, предотвратит агломерацию смеси.
Применение в повседневных нуждах
Пакеты для упаковки пищевых продуктов с добавлением кремнезема позволяют сохранить фрукты и овощи свежими. Белый технический углерод также можно использовать как высокоэффективный фунгицид для профилактики и лечения различных заболеваний плодов; при производстве алкогольных напитков добавление небольшого количества белой сажи позволяет очистить пиво и продлить срок его хранения.
Модификатор поверхности порошка
Модификация поверхностного покрытия означает, что модификатор поверхности не вступает в химическую реакцию с поверхностью частицы, а покрытие и частица соединяются силой Ван-дер-Ваальса. Этот метод применим для модификации поверхности практически всех видов неорганических частиц. В этом методе в основном используются неорганические соединения или органические соединения для покрытия поверхности частиц, чтобы ослабить агломерацию частиц. Кроме того, покрытие создает стерическое отталкивание, что очень затрудняет повторную агломерацию частиц. Модификаторы, используемые для модификации покрытий, включают поверхностно-активные вещества, гипердиспергаторы, неорганические вещества и др.
Химическая модификация поверхности завершается химической реакцией или химической адсорбцией между модификатором поверхности и поверхностью частицы. Механохимическая модификация — это метод модификации, который изменяет структуру минеральной решетки, форму кристаллов и т. д. посредством механических методов, таких как дробление, измельчение и трение, увеличивает внутреннюю энергию системы, повышает температуру, способствует растворению частиц, термическому разложение, генерирует свободные радикалы или ионы, повышает поверхностную активность минералов и способствует реакции или взаимному прилипанию минералов и других веществ для достижения цели модификации поверхности.
Метод реакции осаждения заключается в добавлении осадителя в раствор, содержащий частицы порошка, или в добавлении вещества, которое может инициировать образование осадителя в реакционной системе, так что модифицированные ионы подвергаются реакции осаждения и осаждаются на поверхности частицы, тем самым покрывая частицы. Метод осаждения можно в основном разделить на метод прямого осаждения, метод равномерного осаждения, метод неравномерного осаждения, метод совместного осаждения, метод гидролиза и т. д.
Капсульная модификация — это метод модификации поверхности, при котором поверхность частиц порошка покрывается пленкой однородной и определенной толщины. Метод высокоэнергетической модификации — это метод модификации путем инициирования реакции полимеризации плазменной или радиационной обработкой.
Существует множество типов модификаторов поверхности, а единого классификационного стандарта пока не существует. В зависимости от химических свойств модификатора поверхности его можно разделить на органические модификаторы и неорганические модификаторы, которые используются для органической модификации поверхности и неорганической модификации поверхности порошков соответственно. Модификаторы поверхности включают связующие агенты, поверхностно-активные вещества, олигомеры полиолефинов, неорганические модификаторы и т. д.
Модификация поверхности порошков во многом достигается за счет воздействия модификаторов поверхности на поверхность порошков. Таким образом, состав модификаторов поверхности (разновидность, дозировка и применение) оказывает важное влияние на эффект модификации поверхности порошка и эффективность применения модифицированных продуктов. Рецептура модификаторов поверхности является высокоцелевой, то есть обладает характеристиками «одним ключом открывается один замок». Рецептура модификаторов поверхности включает в себя выбор сорта, определение дозировки и применения.
Разновидности модификаторов поверхности
Основными факторами при выборе модификаторов поверхности являются свойства порошкового сырья, назначение или область применения продукта, а также такие факторы, как процесс, цена и защита окружающей среды.
Дозировка модификаторов поверхности
Теоретически дозировка, необходимая для достижения монослойной адсорбции на поверхности частиц, является оптимальной дозировкой, которая связана с удельной поверхностью порошкового сырья и площадью поперечного сечения молекул модификатора поверхности, но эта дозировка Это не обязательно дозировка модификаторов поверхности при достижении 100% покрытия. При модификации неорганического поверхностного покрытия разные скорости нанесения покрытия и толщина слоя покрытия могут иметь разные характеристики, такие как цвет, блеск и т. д. Поэтому фактическая оптимальная дозировка должна определяться посредством тестов модификации и испытаний производительности применения. Это связано с тем, что дозировка модификатора поверхности связана не только с однородностью дисперсии и покрытия модификатора поверхности при модификации поверхности, но и с конкретными требованиями системы нанесения к поверхностным свойствам и техническим показателям порошкового сырья. материалы.
Как использовать модификатор поверхности
Хороший метод использования может улучшить дисперсию модификатора поверхности и эффект модификации поверхности порошка. Напротив, неправильное использование может увеличить дозировку модификатора поверхности, и эффект модификации не достигнет ожидаемой цели. Использование модификатора поверхности включает способы приготовления, диспергирования и добавления, а также порядок добавления при использовании более двух модификаторов поверхности.
Каковы применения диоксида титана?
Диоксид титана – важный неорганический химический пигмент, основным компонентом которого является диоксид титана. Существует два процесса производства диоксида титана: процесс серной кислоты и процесс хлорирования. Он находит важное применение в таких отраслях, как производство покрытий, чернил, бумаги, пластмасс и резины, химических волокон и керамики.
Распределение частиц диоксида титана по размерам является комплексным показателем, который серьезно влияет на эффективность пигмента диоксида титана и эффективность нанесения продукта. Таким образом, обсуждение укрывистости и дисперсности можно напрямую проанализировать на основании распределения частиц по размерам.
Факторы, влияющие на гранулометрический состав диоксида титана, относительно сложны. Во-первых, это размер исходного размера гидролизных частиц. Контролируя и регулируя условия процесса гидролиза, исходный размер частиц находится в определенном диапазоне. Во-вторых, это температура прокаливания. При прокаливании метатитановой кислоты частицы претерпевают период кристаллического превращения и период роста. Контролируйте соответствующую температуру, чтобы поддерживать растущие частицы в определенном диапазоне. Наконец, продукт измельчается. Обычно мельница Раймонда модифицируется и скорость анализатора регулируется для контроля качества дробления. В то же время можно использовать другое дробильное оборудование, такое как: универсальная мельница, мельница воздушного потока и молотковая мельница.
Диоксид титана в природе имеет три кристаллические формы: рутил, анатаз и брукит. Брукит принадлежит к ромбической системе и представляет собой нестабильную кристаллическую форму. Он превращается в рутил при температуре выше 650°C, поэтому практического значения для промышленности не имеет. Анатаз стабилен при комнатной температуре, но при высокой температуре превращается в рутил. Интенсивность его трансформации зависит от способа производства и от того, добавляются ли в процессе прокаливания ингибиторы или промоторы.
Диоксид титана (или диоксид титана) широко используется в различных структурных поверхностных покрытиях, покрытиях и наполнителях бумаги, пластмассах и эластомерах. Другие области применения включают керамику, стекло, катализаторы, ткани с покрытием, печатные краски, кровельные гранулы и флюсы. По статистическим данным, мировой спрос на диоксид титана в 2006 году достиг 4,6 миллиона тонн, из которых на долю индустрии покрытий приходилось 58%, пластмассовой промышленности - 23%, бумажной промышленности - 10% и других - 9%. Диоксид титана можно производить из ильменита, рутила или титанового шлака. Существует два процесса производства диоксида титана: сульфатный и хлоридный. Сульфатный процесс проще, чем хлоридный, и в нем могут использоваться низкосортные и относительно дешевые минералы. Сегодня около 47% производственных мощностей в мире используют сульфатный процесс, а 53% производственных мощностей используют хлоридный процесс.
Диоксид титана считается лучшим белым пигментом в мире и широко используется в покрытиях, пластмассах, производстве бумаги, печатных красках, химических волокнах, резине, косметике и других отраслях промышленности.
Диоксид титана (диоксид титана) обладает стабильными химическими свойствами и в обычных условиях не вступает в реакцию с большинством веществ. В природе диоксид титана имеет три типа кристаллов: брукит, анатаз и рутил. Тип брукита представляет собой нестабильную кристаллическую форму, не имеющую значения для промышленного использования. Тип анатаза (тип А) и тип рутила (тип R) имеют стабильные решетки и являются важными белыми пигментами и глазурями для фарфора. По сравнению с другими белыми пигментами они обладают превосходной белизной, колеровочной способностью, укрывистостью, атмосферостойкостью, термостойкостью и химической стабильностью, особенно нетоксичностью.
Диоксид титана широко используется в покрытиях, пластмассах, резине, чернилах, бумаге, химических волокнах, керамике, бытовой химии, медицине, пищевой и других отраслях промышленности.
Доломит используется в различных отраслях промышленности.
Химическая формула доломита — [CaMg(CO3)2], также известного как доломитовый известняк. Доломиты составляют около 2% земной коры. Доломитовые отложения распространены во всем мире и представляют собой преимущественно осадочные породы или их эквиваленты измененной структуры.
Доломит является одним из широко распространенных минералов в осадочных породах и может образовывать толстый доломит. Первичный осадочный доломит образуется непосредственно в морских озерах с высокой соленостью. Большое количество доломита является вторичным, образованным за счет замещения известняка магнийсодержащими растворами. Морские осадочные доломиты часто переслаиваются со слоями сидерита и слоями известняка. В озерных отложениях доломит соседствует с гипсом, ангидритом, каменной солью, калийной солью и др.
Применение доломита в различных сферах:
Металлургическая промышленность
Магний обладает хорошей теплопроводностью и электропроводностью. Это немагнитный и нетоксичный металл. Магниевые сплавы легкие, прочные, высокопрочные, ударные и обладают хорошими механическими свойствами. Они широко используются в авиации, автомобилестроении, точном литье, оборонной промышленности и других отраслях промышленности. В промышленности по выплавке магния. Доломит является одним из важных сырьевых материалов для производства металлического магния. Для рафинирования металлического магния обычно применяют отечественный силикотермический метод. На долю продукции приходится около 20% и около 67% от общего количества металлического магния. Силикотермический метод заключается в прокаливании и разложении доломита с получением смеси MgO и CaO. После того как обожженный порошок измельчают и просеивают, его смешивают в соответствии с молярным соотношением Mg к Si, равным 2:1, и добавляют соответствующее количество флюорита в качестве катализатора. Из смешанных комков скатывают шарики и восстанавливают кремнием при температуре 1150-1200°С с получением силиката кальция и магния. Доломит — важный вспомогательный материал при выплавке стали и агломерации в металлургической промышленности.
Промышленность строительных материалов
В качестве сырья магниевых вяжущих материалов: доломит обжигают при определенной температуре. Доломит частично разлагается с образованием оксида магния и карбоната кальция, а затем для перемешивания и формирования добавляются раствор оксида магния и заполнитель, а после отверждения образуются высокопрочные ферро-аммиачные цементные материалы. Ферро-аммиачные вяжущие материалы в основном используются при производстве больших упаковочных коробок и 8-го поколения улиц Суйфэн. Они имеют широкие перспективы применения при разработке новых строительных конструкций. Доломит составляет около 15% смеси флоат-стекла.
Химическая индустрия
В химической промышленности мрамор в основном используется для получения соединений магния, что также является лучшим способом повышения добавленной стоимости мраморной продукции. Основными промышленными химическими продуктами являются оксид магния, легкий карбонат магния, гидроксид магния и различные продукты из солей магния. Легкий карбонат магния также называют промышленным гидратированным основным карбонатом магния или основным карбонатом магния. Молекулярную формулу можно выразить как xMgCO3 yMg(OH)2 zHO. Белый моноклинный кристалл или аморфный порошок, нетоксичный, без запаха, относительная плотность 2,16, стабилен на воздухе. Мало растворим в воде, водный раствор слабощелочной. Легко растворяется в кислоте и растворе солей аммония, реагирует с кислотой с образованием соли магния и выделением углекислого газа. Высокотемпературный пиролиз превращается в оксид магния.
Другие приложения
В сельском хозяйстве доломит может нейтрализовать кислые вещества в почве и использоваться для улучшения почвы. В то же время магний, содержащийся в доломите, можно использовать в качестве магниевого удобрения для дополнения магния в сельскохозяйственных культурах: доломит добавляют в корм в качестве кормовой добавки для увеличения потребления кальция и магния птицей и домашним скотом и улучшения питания птицы и животных. домашний скот.
В области защиты окружающей среды после гидратации и разложения обожженного доломитового порошка он в основном содержит гидроксид магния и гидроксид кальция, которые могут поглощать такие газы, как диоксид углерода и диоксид серы, из дымовых газов. Таким образом, обожженный порошок доломита можно использовать для отделения углекислого газа из дымовых газов (ECRS); доломит также можно использовать в печах газификации для удаления H2S из дымовых газов: благодаря высокой поверхностной энергии и адсорбции гидроксида кальция и гидроксида магния, образующихся в результате гидратации активного оксида магния в обожженном порошке доломита, обожженный доломит можно использовать в качестве фильтрующего материала для очистка бытовой воды, а также может использоваться для удаления ионов металлов, таких как железо и марганец, из промышленных сточных вод.
Разновидности и применение тонкого глинозема
Мелкий оксид алюминия имеет множество разновидностей и широко используется. Это предпочтительный материал во многих областях.
Таким образом, «широкий источник сырья», «можно найти повсюду», «дешевая цена» и «простое приготовление» стали ярлыками для глинозема. Дефицит делает вещи ценными. Эти этикетки могут легко привести людей к неправильному пониманию того, что глинозем является дешевым материалом. Прежде всего, полагает редактор, эти этикетки не могут определить, является ли глинозем дешевым или нет, но они могут показать, что глинозем является очень экономичным материалом во многих областях. Во-вторых, даже с точки зрения цены, технического содержания, производительности и других аспектов глинозем не является недостатком «продукции высокого класса». Эти «высокотехнологичные продукты» играют незаменимую роль в высокоточных областях, таких как полупроводники и аэрокосмическая промышленность.
глиноземное волокно
Основным компонентом глиноземного волокна является оксид алюминия (Al2O3), а вспомогательными компонентами — SiO2, B2O3, MgO и т. д. Это высокоэффективное неорганическое волокно и поликристаллическое керамическое волокно различных форм, таких как длинное волокно, короткое волокно и т. д. ус. Он обладает превосходными свойствами, такими как высокая прочность, высокий модуль упругости и коррозионная стойкость.
Область применения волокна Al2O3 относительно широка. Короткое волокно Al2O3 можно смешивать со смолой, металлом или керамикой для получения высокоэффективных композиционных материалов и производства промышленных высокотемпературных печей, таких как нагревательные печи, футеровка печей и печи для обжига электронных компонентов; Композиционные материалы Al2O3, армированные непрерывным волокном, обладают превосходными свойствами, такими как высокая прочность, высокий модуль упругости и высокая жесткость. Его матрица нелегко окисляется и выходит из строя в процессе использования. Оно также обладает превосходным сопротивлением ползучести и не вызывает роста зерен при высоких температурах, что приводит к снижению характеристик волокна. Он признан во всем мире как новое поколение основных материалов для жаростойких компонентов горячего конца и имеет огромный потенциал развития; Помимо вышеперечисленных свойств функциональные нановолокна Al2O3 также обладают превосходными свойствами, такими как низкая теплопроводность, электроизоляция и высокая удельная поверхность. Они широко используются в армированных композиционных материалах, высокотемпературных теплоизоляционных материалах, материалах каталитической фильтрации и т. д.
Высокочистый оксид алюминия
Оксид алюминия высокой чистоты (4N и выше) обладает такими преимуществами, как высокая чистота, высокая твердость, высокая прочность, высокая термостойкость, износостойкость, хорошая изоляция, стабильные химические свойства, умеренная высокотемпературная усадка, хорошие характеристики спекания, а также оптические, электрические свойства. , магнитные, термические и механические свойства, которым не может соответствовать обычный порошок оксида алюминия. Это один из высокотехнологичных материалов с самой высокой добавленной стоимостью и самым широким применением в современной химической промышленности.
В настоящее время высококачественный оксид алюминия высокой чистоты в основном используется для добавок к электродам литиевых батарей, наполнителей электролитов твердотельных батарей, а также шлифования и полировки пластин в полупроводниковой промышленности.
Сферический глинозем
Морфология частиц порошка оксида алюминия напрямую влияет на эффективность его применения во многих областях. По сравнению с обычными частицами порошка оксида алюминия неправильной формы, волокнистыми или хлопьевидными, сферический оксид алюминия имеет правильную морфологию, более высокую плотность упаковки, меньшую удельную площадь поверхности и лучшую текучесть. Он широко используется в качестве теплопроводного наполнителя, полирующего материала, носителя катализатора, материала поверхностного покрытия и т. Д.
Каковы классификации сульфата бария в промышленном производстве?
Сульфат бария, для большинства людей химия не очень понятна, в их глазах сульфат бария является опасным химическим веществом. На самом деле, можно сказать, что в нашей повседневной жизни сульфат бария присутствует повсюду, но обычно они появляются в нашей жизни в виде промышленных продуктов.
Например, большинство пластиковых изделий в наших домах, кондиционеры, некоторые пластиковые аксессуары в автомобилях, пластиковые пакеты, используемые в супермаркетах и т. д., краски и покрытия, используемые в быту, стекло и т. д. могут содержать сульфат бария.
В учебниках физики и химии химическая формула сульфата бария — BaSO4, который обычно представляет собой белый ромб, без цвета и запаха, с плотностью 4,499 и температурой плавления до 1580℃. Его химические свойства очень стабильны, нерастворимы в воде, устойчивы к кислотам, щелочам, нетоксичны, немагнитны, а также могут поглощать рентгеновские и гамма-лучи. В природе сульфат бария также называют баритом, природной рудой, обычно имеющей форму раздвоенного кристаллического блока, а ее цвет главным образом определяется типом и количеством содержащихся в нем примесей. Чистый барит бесцветен и прозрачен. Барит не причиняет прямого вреда человеческому организму и с ним можно напрямую контактировать.
В промышленности существует множество классификаций сульфата бария, наиболее распространенными из них являются следующие:
1. Тяжелый барий, также известный как баритовый порошок или природный бариевый порошок. Его производят люди, выбирающие природную руду сульфата бария (барит), а затем промывающие, измельчающие, сушащие и другие процессы. В ней много примесей и ее качество в основном определяется самой рудой, но цена ее невысока. Обычно он используется в качестве наполнителя при производстве белых пигментов или низкосортных покрытий, пластмасс и чернил. Это играет роль в снижении затрат и улучшении блеска.
2. Осажденный сульфат бария, также известный как технический сульфат бария или осажденный барий. Он изготовлен путем искусственной обработки. В отличие от тяжелого бария, осажденный барий практически не содержит примесей. Он мало растворим в воде и нерастворим в кислоте. Он сам по себе нетоксичен, но если содержит растворимый барий, может вызвать отравление. Осажденный сульфат бария в промышленности образуется главным образом в результате реакции сульфата бария с серной кислотой, реакции хлорида бария с серной кислотой или сульфатом натрия, а также реакции сульфида бария с сульфатом натрия. Осажденный сульфат бария используется в качестве наполнителя в области медицины, покрытий и чернил среднего и высокого качества, пластмасс, резины, стекла, керамики и т. д. благодаря своей стабильности и различным удельным показателям. Люди обычно разделяют его на осажденный сульфат бария для покрытия, осажденный сульфат бария для пластика и т. Д. В зависимости от различных применений. Его цена выше, чем у тяжелого бария.
3. Модифицированный сульфат бария, который делится на модифицированный сульфат бария и модифицированный осажденный сульфат бария, предназначен для улучшения характеристик баритового порошка или осажденного сульфата бария в определенном аспекте посредством соответствующей обработки. Применение аналогично осадкам и в основном зависит от его соответствующих свойств. Среди них тот, который подвергся дальнейшей обработке и очистке, также называется модифицированным ультрадисперсным сульфатом бария или модифицированным ультрадисперсным осажденным сульфатом бария. Цена выше осажденного сульфата бария.
4. Осажденный сульфат бария нанокласса предназначен для контроля его D50 (среднего распределения частиц по размерам) в диапазоне 0,2–0,4 мкм посредством глубокой обработки модифицированного осажденного сульфата бария. Осажденный сульфат бария нанокласса в основном используется в производстве высококачественных красок, покрытий и других отраслях промышленности.
10 основных областей применения микропорошка кремния
Порошок кремнезема — это разновидность неорганического неметаллического материала, имеющего широкое применение. Порошок кремнезема представляет собой порошок микронного размера, получаемый путем дробления и измельчения кварцевой руды высокой чистоты физическими или химическими методами. Размер его частиц обычно составляет от 1 до 100 микрон, а обычно используемый размер частиц составляет около 5 микрон. С развитием процессов производства полупроводников постепенно стал широко использоваться порошок кремнезема размером менее 1 микрона.
Порошок кремнезема имеет ряд преимуществ, таких как отличные диэлектрические свойства, низкий коэффициент теплового расширения, высокая теплопроводность, высокая химическая стабильность, устойчивость к высоким температурам и высокая твердость. Его можно широко использовать в ламинатах с медным покрытием, эпоксидных формовочных массах, электроизоляционных материалах и клеях. Кроме того, его также можно использовать в покрытиях, резине, пластмассах, косметике и сотовой керамике.
1 ламинат с медным покрытием
Добавление кремниевого порошка в медный ламинат для электронных схем может улучшить коэффициент линейного расширения и теплопроводность печатных плат, тем самым эффективно повышая надежность и рассеивание тепла электронных продуктов.
2 Эпоксидный формовочный компаунд (ЭМС)
Заполнение кремниевого порошка эпоксидным формовочным компаундом для упаковки чипов может значительно улучшить твердость эпоксидной смолы, увеличить теплопроводность, снизить экзотермическую пиковую температуру реакции отверждения эпоксидной смолы, уменьшить коэффициент линейного расширения и усадку при отверждении, уменьшить внутреннее напряжение и улучшить механические свойства. прочность эпоксидного формовочного состава, что делает его бесконечно близким к коэффициенту линейного расширения чипа.
3 Электроизоляционные материалы
Кремниевый порошок используется в качестве изоляционного наполнителя эпоксидной смолы для электроизоляционных изделий. Он может эффективно снизить коэффициент линейного расширения отвержденного продукта и степень усадки во время процесса отверждения, уменьшить внутреннее напряжение и улучшить механическую прочность изоляционного материала, тем самым эффективно улучшая и улучшая механические и электрические свойства изоляционного материала.
4 клея
Силиконовый порошок, как неорганический функциональный наполнитель, наполнен клейкой смолой, которая может эффективно снизить коэффициент линейного расширения отвержденного продукта и скорость усадки во время отверждения, улучшить механическую прочность клея и улучшить термостойкость, анти- -проницаемость и эффективность рассеивания тепла, тем самым улучшая эффект склеивания и герметизации.
5 пластиков
Кремниевый порошок можно использовать в пластмассах, таких как напольные покрытия из поливинилхлорида (ПВХ), полиэтиленовые и полипропиленовые пленки, а также электроизоляционные материалы.
6 покрытий
В индустрии покрытий размер частиц, белизна, твердость, суспензия, диспергируемость, низкое маслопоглощение, высокое удельное сопротивление и другие характеристики кремниевого микропорошка могут улучшить коррозионную стойкость, износостойкость, изоляцию и устойчивость к высоким температурам покрытия. Микропорошок кремния, используемый в покрытиях, всегда играл важную роль в наполнителях покрытий благодаря своей хорошей стабильности.
7 Косметика
Сферический порошок диоксида кремния обладает хорошей текучестью и большой удельной площадью поверхности, что делает его подходящим для косметических средств, таких как губная помада, пудра, тональный крем и т. д. В порошковых продуктах, таких как пудра, он может улучшить текучесть и стабильность при хранении, тем самым играя роль в предотвращении слеживание; меньший средний размер частиц определяет их хорошую гладкость и текучесть; большая удельная площадь поверхности обеспечивает лучшую адсорбцию, поглощает пот, ароматизаторы, питательные вещества и делает косметические формулы более экономичными; Сферическая форма порошка имеет хорошее сродство и прикосновение к коже.
8 Сотовидная керамика
Автомобильный выхлопной фильтр DPF, изготовленный из сотового керамического носителя для очистки выхлопных газов автомобилей и кордиерита для очистки выхлопных газов дизельных двигателей, изготовлен из глинозема, порошка кремнезема и других материалов путем смешивания, экструзионного формования, сушки, спекания и другой обработки.
9 Резина
Силиконовый порошок – армирующий материал для резины. Он может улучшить комплексные свойства резины, такие как прочность, ударная вязкость, удлинение, износостойкость, отделка, защита от старения, термостойкость, противоскользящая, сопротивление разрыву, стойкость к кислотам и щелочам и т. д. Он незаменим в производственном процессе. резиновых изделий.
10 Искусственный кварц
Кремниевый порошок используется в качестве наполнителя в плитах из искусственного кварца, что позволяет не только снизить расход ненасыщенной смолы, но и улучшить износостойкость, стойкость к кислотам и щелочам, механическую прочность и другие свойства плит из искусственного кварца. Коэффициент наполнения кремниевого порошка в искусственном мраморе обычно составляет около 30%.
Ключевое сырье для твердых электролитов — диоксид циркония.
ZrO2 — оксидный материал с высокой термостойкостью, высокой твердостью и хорошей химической стабильностью. Он имеет высокую температуру плавления и кипения, поэтому может сохранять стабильные физические и химические свойства в высокотемпературной среде. Кроме того, ZrO2 также имеет низкий коэффициент теплового расширения и хорошие электроизоляционные свойства. Это делает его одним из предпочтительных сырьевых материалов для твердого электролита LLZO.
Высокая твердость: по твердости ZrO2 уступает только алмазу и обладает высокой износостойкостью.
Высокая температура плавления: температура плавления ZrO2 очень высока (2715 ℃). Высокая температура плавления и химическая инертность делают ZrO2 хорошим огнеупорным материалом.
Отличная химическая стабильность: ZrO2 обладает хорошей устойчивостью к химическим веществам, таким как кислоты и щелочи, и не поддается коррозии.
Хорошая термическая стабильность: ZrO2 сохраняет хорошие механические свойства и химическую стабильность при высоких температурах.
Сравнительно большая прочность и вязкость: ZrO2, как керамический материал, имеет большую прочность (до 1500МПа). Хотя ударная вязкость значительно уступает некоторым металлам по сравнению с другими керамическими материалами, оксид циркония имеет более высокую вязкость разрушения и в определенной степени может противостоять внешнему воздействию и нагрузкам.
Существуют различные способы получения ZrO2, включая пиролиз, золь-гель, осаждение из паровой фазы и т. д. Среди них пиролиз является одним из наиболее часто используемых методов получения. В этом методе циркон и другое сырье реагируют с оксидами щелочных или щелочноземельных металлов при высокой температуре с образованием цирконата, а затем получают порошок ZrO2 посредством промывки кислотой, фильтрации, сушки и других стадий. Кроме того, производительность ZrO2 можно регулировать путем добавления различных элементов для удовлетворения потребностей различных твердотельных батарей.
Применение ZrO2 в твердотельных аккумуляторах находит свое отражение в основном в оксидных твердых электролитах, таких как оксид лития-лантана-циркония (LLZO) и оксид лития-лантана-циркония-титана (LLZTO), которые существуют в кристаллических структурах типа граната. В этих твердых электролитах ZrO2 занимает очень важную долю. Например, в массе ЛЛЗО до спекания ZrO2 составляет около 25%. Кроме того, чтобы уменьшить межфазное сопротивление в твердотельных батареях и повысить эффективность миграции ионов лития, материалы положительных и отрицательных электродов обычно необходимо покрывать такими материалами, как LLZO. В то же время оксидные полутвердые батареи также должны иметь слой керамической диафрагмы, состоящий из таких материалов, как LLZO, что еще больше увеличивает количество ZrO2, используемого в твердотельных батареях.
С непрерывным развитием технологии твердотельных аккумуляторов и расширением областей их применения спрос на ZrO2 как твердое электролитное сырье будет продолжать расти. Ожидается, что в будущем ZrO2 будет играть более важную роль в области твердотельных батарей за счет дальнейшей оптимизации процесса подготовки, регулирования производительности и снижения затрат. В то же время, с постоянным появлением новых материалов твердотельных электролитов, ZrO2 также столкнется с более жесткой конкуренцией и проблемами. Однако благодаря своим уникальным свойствам и широким перспективам применения ZrO2 по-прежнему будет занимать незаменимые позиции в области твердотельных аккумуляторов.