การปรับเปลี่ยนพื้นผิวของวัสดุกราไฟท์แอโนด
กราไฟท์เป็นวัสดุอิเล็กโทรดลบชนิดแรกสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่จะนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ หลังจากสามทศวรรษของการพัฒนา กราไฟท์ยังคงเป็นวัสดุอิเล็กโทรดลบที่เชื่อถือได้และใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด
กราไฟต์มีโครงสร้างเป็นชั้นที่ดี โดยมีอะตอมของคาร์บอนจัดเรียงเป็นรูปหกเหลี่ยมและขยายออกไปในทิศทางสองมิติ เนื่องจากเป็นวัสดุอิเล็กโทรดเชิงลบสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน กราไฟท์จึงมีความสามารถในการเลือกอิเล็กโทรไลต์สูง ประจุไฟฟ้าและการคายประจุกระแสไฟสูงต่ำ และในระหว่างกระบวนการชาร์จและคายประจุครั้งแรก ลิเธียมไอออนที่ถูกละลายจะถูกแทรกเข้าไปในชั้นระหว่างกราไฟท์ ลดลงและสลายตัวเป็น ผลิตสารใหม่ทำให้เกิดการขยายตัวของปริมาตรซึ่งอาจนำไปสู่การยุบตัวของชั้นกราไฟท์โดยตรงและทำให้ประสิทธิภาพของวงจรของอิเล็กโทรดลดลง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องแก้ไขกราไฟท์เพื่อปรับปรุงความสามารถจำเพาะแบบผันกลับได้ ปรับปรุงคุณภาพของฟิล์ม SEI เพิ่มความเข้ากันได้ของกราไฟท์กับอิเล็กโทรไลต์ และปรับปรุงประสิทธิภาพของวงจร ในปัจจุบัน การปรับเปลี่ยนพื้นผิวของขั้วลบกราไฟท์ส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นการกัดลูกบอลเชิงกล การออกซิเดชันของพื้นผิวและการบำบัดด้วยฮาโลเจน การเคลือบผิว การเติมองค์ประกอบ และวิธีการอื่น ๆ
วิธีการกัดลูกบอลแบบกลไก
วิธีการกัดลูกบอลแบบกลคือการเปลี่ยนโครงสร้างและสัณฐานวิทยาของพื้นผิวอิเล็กโทรดลบกราไฟท์ด้วยวิธีทางกายภาพเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวและพื้นที่สัมผัส ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการจัดเก็บและการปล่อยไอออนลิเธียม
1. ลดขนาดอนุภาค: การกัดลูกบอลด้วยกลสามารถลดขนาดอนุภาคของอนุภาคกราไฟท์ได้อย่างมาก เพื่อให้วัสดุอิเล็กโทรดลบกราไฟท์มีพื้นที่ผิวจำเพาะที่มากขึ้น ขนาดอนุภาคที่เล็กลงเอื้อต่อการแพร่กระจายของลิเธียมไอออนอย่างรวดเร็วและเพิ่มประสิทธิภาพอัตราของแบตเตอรี่
2. เปิดตัวเฟสใหม่: ในระหว่างกระบวนการกัดลูกบอล อนุภาคกราไฟท์อาจเกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสเนื่องจากแรงทางกล เช่น การเปิดตัวเฟสใหม่ เช่น เฟสรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน
3. เพิ่มความพรุน: การกัดลูกบอลจะทำให้เกิดไมโครรูพรุนและข้อบกพร่องจำนวนมากบนพื้นผิวของอนุภาคกราไฟท์ โครงสร้างรูพรุนเหล่านี้สามารถใช้เป็นช่องทางที่รวดเร็วสำหรับลิเธียมไอออน ซึ่งช่วยเพิ่มอัตราการแพร่กระจายของลิเธียมไอออน ตลอดจนประสิทธิภาพการชาร์จและคายประจุของแบตเตอรี่
4. ปรับปรุงการนำไฟฟ้า: แม้ว่าการกัดลูกบอลเชิงกลจะไม่เปลี่ยนค่าการนำไฟฟ้าของกราไฟท์โดยตรง แต่โดยการลดขนาดอนุภาคและแนะนำโครงสร้างรูพรุน การสัมผัสระหว่างอิเล็กโทรดเชิงลบของกราไฟท์และอิเล็กโทรไลต์จะเพียงพอมากขึ้น จึงช่วยปรับปรุงการนำไฟฟ้าและ ประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าของแบตเตอรี่
การบำบัดด้วยออกซิเดชันและฮาโลเจนของพื้นผิว
การบำบัดด้วยออกซิเดชันและฮาโลเจนสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางเคมีของพื้นผิวของวัสดุอิเล็กโทรดลบกราไฟท์ได้
1. ออกซิเดชันที่พื้นผิว
ออกซิเดชันที่พื้นผิวมักประกอบด้วยออกซิเดชันของเฟสก๊าซและออกซิเดชันของเฟสของเหลว
2. ฮาโลเจนที่พื้นผิว
ด้วยการบำบัดด้วยฮาโลเจน โครงสร้าง C-F จะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของกราไฟท์ธรรมชาติ ซึ่งสามารถเพิ่มความเสถียรทางโครงสร้างของกราไฟท์ และป้องกันไม่ให้เกล็ดกราไฟท์หลุดออกในระหว่างรอบการทำงาน
การเคลือบพื้นผิว
การปรับเปลี่ยนการเคลือบผิวของวัสดุขั้วลบกราไฟท์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยการเคลือบวัสดุคาร์บอน โลหะหรืออโลหะ และการเคลือบออกไซด์ และการเคลือบโพลีเมอร์ วัตถุประสงค์ในการปรับปรุงความจุจำเพาะแบบพลิกกลับได้ ประสิทธิภาพคูลอมบ์แรก ประสิทธิภาพของวงจร และประสิทธิภาพการชาร์จและคายประจุกระแสสูงของอิเล็กโทรดทำได้โดยการเคลือบผิว
1. การเคลือบวัสดุคาร์บอน
ชั้นของคาร์บอนอสัณฐานถูกเคลือบบนชั้นนอกของกราไฟท์เพื่อสร้างวัสดุคอมโพสิต C/C ที่มีโครงสร้าง "เปลือกแกน" เพื่อให้คาร์บอนอสัณฐานสัมผัสกับตัวทำละลาย หลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรงระหว่างตัวทำละลายและกราไฟท์ และ ป้องกันการขัดผิวของชั้นกราไฟท์ที่เกิดจากการรวมตัวกันของโมเลกุลตัวทำละลาย
2. โลหะหรืออโลหะและการเคลือบออกไซด์
โลหะและการเคลือบออกไซด์ส่วนใหญ่ทำได้โดยการฝากชั้นของโลหะหรือโลหะออกไซด์ไว้บนพื้นผิวของกราไฟท์ โลหะเคลือบสามารถเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การแพร่กระจายของลิเธียมไอออนในวัสดุและปรับปรุงประสิทธิภาพอัตราของอิเล็กโทรด
การเคลือบอโลหะออกไซด์เช่น Al2O3, การเคลือบ Al2O3 แบบอสัณฐานบนพื้นผิวกราไฟท์สามารถปรับปรุงความสามารถในการเปียกของอิเล็กโทรไลต์ ลดความต้านทานการแพร่กระจายของไอออนลิเธียม และยับยั้งการเจริญเติบโตของลิเธียมเดนไดรต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าของวัสดุกราไฟท์
3. การเคลือบโพลีเมอร์
สารเคลือบอนินทรีย์ออกไซด์หรือโลหะมีความเปราะ เคลือบยากสม่ำเสมอ และเสียหายได้ง่าย การศึกษาพบว่ากราไฟต์ที่เคลือบด้วยเกลือของกรดอินทรีย์ที่มีพันธะคู่คาร์บอน-คาร์บอนมีประสิทธิภาพมากกว่าในการปรับปรุงประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้า
บทบาทของแบเรียมซัลเฟต ผงไมกา และดินขาวในการเคลือบสีฝุ่น
สารตัวเติมในการเคลือบสีฝุ่นไม่เพียงแต่ช่วยลดต้นทุน แต่ยังมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์เคลือบอีกด้วย เช่นการปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานการขีดข่วนของสารเคลือบ ลดการหย่อนคล้อยของสารเคลือบในระหว่างการปรับระดับหลอมละลาย ปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน และปรับปรุงความต้านทานต่อความชื้น
เมื่อเลือกสารตัวเติมสำหรับการเคลือบสีฝุ่น จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ความหนาแน่น ประสิทธิภาพการกระจายตัว การกระจายขนาดอนุภาค และความบริสุทธิ์ โดยทั่วไป ยิ่งความหนาแน่นสูง ความครอบคลุมของการเคลือบผงก็จะยิ่งต่ำลง การกระจายตัวของอนุภาคขนาดใหญ่ดีกว่าการกระจายตัวของอนุภาคขนาดเล็ก ฟิลเลอร์ไม่มีปฏิกิริยาเคมีและสามารถหลีกเลี่ยงการทำปฏิกิริยากับส่วนประกอบบางอย่างของสูตรผง เช่น เม็ดสี สีของฟิลเลอร์ควรเป็นสีขาวมากที่สุด วัสดุผงฟิลเลอร์ที่ใช้กันทั่วไปในการเคลือบผงส่วนใหญ่เป็นแคลเซียมคาร์บอเนต, แบเรียมซัลเฟต, แป้งโรยตัว, ผงไมกา, ดินขาว, ซิลิกา, วอลลาสโตนไนต์ ฯลฯ
การใช้แบเรียมซัลเฟตในการเคลือบผง
แบเรียมซัลเฟตที่ใช้เป็นเม็ดสีในการเคลือบมีสองประเภท: จากธรรมชาติและสังเคราะห์ ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติเรียกว่าผงแบไรท์ และผลิตภัณฑ์สังเคราะห์เรียกว่าแบเรียมซัลเฟตตกตะกอน
ในการเคลือบผง แบเรียมซัลเฟตที่ตกตะกอนสามารถเพิ่มการปรับระดับและความเงาของการเคลือบผงได้ และมีความเข้ากันได้ดีกับเม็ดสีทั้งหมด สามารถทำให้การเคลือบผงมีความหนาเคลือบที่เหมาะสมและมีอัตราการเคลือบผงสูงในกระบวนการพ่น
สารตัวเติมผงแบไรท์ส่วนใหญ่จะใช้ในสีรองพื้นอุตสาหกรรมและสารเคลือบขั้นกลางของยานยนต์ที่ต้องการความแข็งแรงในการเคลือบสูง กำลังการเติมสูง และความเฉื่อยทางเคมีสูง และยังใช้ในสีทับหน้าที่ต้องการความเงาสูงกว่าอีกด้วย ในสีน้ำลาเท็กซ์ เนื่องจากมีดัชนีการหักเหของแสงแบไรท์สูง (1.637) ผงแบไรท์ละเอียดจึงสามารถทำหน้าที่เป็นเม็ดสีขาวโปร่งแสง และแทนที่ส่วนหนึ่งของไทเทเนียมไดออกไซด์ในสารเคลือบได้
แบเรียมซัลเฟตแบบละเอียดพิเศษมีลักษณะเฉพาะคือปริมาณการเติมมาก ความสว่างที่ดี การปรับระดับที่ดี การคงความมันวาวที่แข็งแกร่ง และเข้ากันได้ดีกับเม็ดสีทั้งหมด เป็นสารตัวเติมที่เหมาะที่สุดสำหรับการเคลือบสีฝุ่น
การใช้ผงไมกาในการเคลือบผง
ผงไมกาเป็นองค์ประกอบซิลิเกตที่ซับซ้อน อนุภาคมีเกล็ด ทนความร้อน ทนกรดและด่างได้ดีเยี่ยม และส่งผลต่อการไหลลื่นของการเคลือบผง โดยทั่วไปจะใช้ในการเคลือบผงที่ทนต่ออุณหภูมิและเป็นฉนวน และสามารถใช้เป็นตัวเติมสำหรับผงเนื้อได้
การใช้ดินขาวในการเคลือบสีฝุ่น
ดินขาวสามารถปรับปรุงคุณสมบัติ thixotropy และป้องกันการตกตะกอนได้ ดินเหนียวที่เผาแล้วไม่มีผลกระทบต่อคุณสมบัติทางรีโอโลจี แต่สามารถทำให้เกิดความหยาบ เพิ่มพลังการซ่อนตัว และเพิ่มความขาวเหมือนดินเหนียวที่ไม่ผ่านการบำบัด ซึ่งคล้ายกับแป้งฝุ่น
ดินขาวโดยทั่วไปมีการดูดซึมน้ำสูง และไม่เหมาะสำหรับการปรับปรุง thixotropy ของสารเคลือบและการเตรียมสารเคลือบที่ไม่ชอบน้ำ ขนาดอนุภาคของผลิตภัณฑ์ดินขาวอยู่ระหว่าง 0.2 ถึง 1 ไมโครเมตร ดินขาวที่มีขนาดอนุภาคขนาดใหญ่มีการดูดซึมน้ำต่ำและให้ผลดี ดินขาวที่มีขนาดอนุภาคเล็ก (น้อยกว่า 1 ไมโครเมตร) สามารถใช้เคลือบกึ่งเงาและเคลือบภายในได้
ดินขาวเรียกอีกอย่างว่าอะลูมิเนียมซิลิเกตไฮเดรต ตามวิธีการประมวลผลที่แตกต่างกัน ดินขาวสามารถแบ่งออกเป็นดินขาวเผาและดินขาวล้าง โดยทั่วไปแล้ว การดูดซับน้ำมัน ความทึบ ความพรุน ความแข็ง และความขาวของดินขาวที่ผ่านการเผาจะสูงกว่าดินขาวที่ผ่านการล้างแล้ว แต่ราคาก็สูงกว่าดินขาวที่ผ่านการล้างด้วย
14 การใช้งานไวท์คาร์บอนแบล็ค
การประยุกต์ใช้ในยาง
ซิลิกาถูกใช้เป็นสารเสริมแรง และปริมาณมากที่สุดอยู่ในสนามยาง คิดเป็น 70% ของจำนวนทั้งหมด ซิลิกาสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพของยางได้อย่างมาก ลดฮิสเทรีซิสของยาง และลดความต้านทานการหมุนของยางโดยไม่สูญเสียคุณสมบัติป้องกันการลื่นไถล
การใช้งานในเครื่องลดฟอง
โดยทั่วไปซิลิการมควันมีสองประเภท: ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำ ผลิตภัณฑ์ที่ไม่ชอบน้ำได้มาจากการบำบัดทางเคมีบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่ชอบน้ำ
การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมสีและการเคลือบ
ซิลิกาสามารถใช้เป็นสารเติมแต่งแบบรีโอโลยี สารป้องกันการตกตะกอน สารช่วยกระจายตัว และสารปูลาดในการผลิตสารเคลือบ โดยมีบทบาทในการทำให้หนาขึ้น ป้องกันการตกตะกอน ทิโซโทรปี และการปูลาด นอกจากนี้ยังสามารถปรับปรุงความต้านทานต่อสภาพอากาศและความต้านทานรอยขีดข่วนของการเคลือบ ปรับปรุงความแข็งแรงการยึดเกาะระหว่างการเคลือบและพื้นผิวและความแข็งของการเคลือบ ปรับปรุงความต้านทานการเสื่อมสภาพของการเคลือบ และปรับปรุงการดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตและลักษณะการสะท้อนแสงอินฟราเรด
การประยุกต์ใช้ในบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์
ด้วยการกระจายซิลิกาฟูมที่ผ่านการบำบัดพื้นผิวอย่างเต็มที่ในเมทริกซ์กาวห่อหุ้มอีพอกซีเรซินที่ดัดแปลงด้วยซิลิโคน เวลาในการบ่มของวัสดุห่อหุ้มสามารถสั้นลงได้อย่างมาก (2.0-2.5 ชั่วโมง) และอุณหภูมิในการบ่มจะลดลงเหลืออุณหภูมิห้อง เพื่อให้ประสิทธิภาพการปิดผนึกของอุปกรณ์ OLED ได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ
การประยุกต์ใช้ในพลาสติก
ซิลิกามักใช้ในพลาสติกชนิดใหม่ การเติมซิลิกาจำนวนเล็กน้อยในระหว่างการผสมพลาสติกจะทำให้เกิดการเสริมแรงอย่างมีนัยสำคัญ ปรับปรุงความแข็งและคุณสมบัติทางกลของวัสดุ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงเทคโนโลยีการประมวลผลและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์
การประยุกต์ใช้ในเซรามิกส์
การใช้ซิลิการมควันแทนนาโน-Al2O3 เพื่อเพิ่มลงในพอร์ซเลน 95 ไม่เพียงแต่จะมีบทบาทเป็นอนุภาคนาโนเท่านั้น แต่ยังเป็นอนุภาคระยะที่สองด้วย ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความเหนียวของวัสดุเซรามิกเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มความแข็งและความยืดหยุ่นอีกด้วย โมดูลัสของวัสดุ เอฟเฟกต์นี้เหมาะกว่าการเพิ่ม Al2O3
การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตกระดาษ
ในอุตสาหกรรมการผลิตกระดาษ ผลิตภัณฑ์ซิลิการมควันสามารถใช้เป็นสารปรับขนาดกระดาษเพื่อปรับปรุงความขาวและความทึบของกระดาษ และเพื่อปรับปรุงความต้านทานน้ำมัน ความต้านทานการสึกหรอ ความรู้สึกมือ การพิมพ์ และความมันเงา นอกจากนี้ยังสามารถใช้สำหรับการทำให้ภาพวาดแห้ง ซึ่งสามารถทำให้คุณภาพพื้นผิวของกระดาษดี หมึกมีความเสถียร และด้านหลังไม่มีรอยแตกร้าว
การประยุกต์ใช้ในยาสีฟัน
ซิลิกาตกตะกอนเป็นสารเสียดสีหลักสำหรับยาสีฟันในปัจจุบัน ซิลิกาที่ตกตะกอนมีพื้นที่ผิวจำเพาะโดยรวมขนาดใหญ่ ความสามารถในการดูดซับที่แข็งแกร่ง สารดูดซับมากขึ้น และอนุภาคที่สม่ำเสมอ ซึ่งเอื้อต่อการปรับปรุงความโปร่งใส เนื่องจากมีคุณสมบัติคงตัว ปลอดสารพิษ และไม่เป็นอันตราย จึงเป็นวัตถุดิบยาสีฟันที่ดี
การประยุกต์ใช้ในเครื่องสำอาง
คุณสมบัติที่ดีเยี่ยมของซิลิกา เช่น ไม่เป็นพิษ ไม่มีกลิ่น และแต่งสีได้ง่าย ทำให้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง ซิลิกาใช้ในผลิตภัณฑ์ดูแลผิวและเครื่องสำอางเพื่อทำให้ผิวรู้สึกเรียบเนียนและอ่อนนุ่ม ("เอฟเฟกต์ลูกปืน") และ "เอฟเฟกต์ซอฟต์โฟกัส" ที่เกิดขึ้นจะทำให้แสงที่ฉายรังสีบนผิวหนังกระจายอย่างสม่ำเสมอ เพื่อให้ริ้วรอยและรอยตำหนิบน ไม่สามารถตรวจพบผิวหนังได้ง่าย
การใช้สีขาวคาร์บอนแบล็คในรองเท้ายาง
สีขาวคาร์บอนแบล็คมีความดำสูงและอนุภาคละเอียด ยางวัลคาไนซ์ที่ทำจากคาร์บอนแบล็คสีขาวโปร่งใสมีความโปร่งใสสูงและสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพที่ครอบคลุมของยางได้
การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมยา
คาร์บอนแบล็คสีขาวมีความเฉื่อยทางสรีรวิทยา มีความสามารถในการดูดซับสูง มีคุณสมบัติกระจายตัวและหนาขึ้น และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการเตรียมยา
การประยุกต์ใช้ในหมึก
ซิลิกายังใช้เพื่อควบคุมการไหลของหมึกเครื่องพิมพ์ เพื่อไม่ให้ไหลหรือลดลงตามอำเภอใจเพื่อให้ได้งานพิมพ์ที่ชัดเจน ในกระป๋องเครื่องดื่มจะควบคุมการใช้สเปรย์เคลือบความเร็วสูง ซิลิกาที่ถูกรมควันยังใช้เป็นสารช่วยกระจายตัวและสารควบคุมการไหลในผงหมึกของเครื่องถ่ายเอกสารและเครื่องพิมพ์เลเซอร์
การประยุกต์ใช้ในยาฆ่าแมลง
ซิลิกาสามารถนำมาใช้เป็นยาฆ่าแมลงสำหรับยากำจัดวัชพืชและยาฆ่าแมลง การเติมซิลิการมควันและซิลิกาที่ตกตะกอนจำนวนเล็กน้อยลงในส่วนผสมของสารกำจัดวัชพืชทั่วไปสองชนิด ได้แก่ ไดไนโตรอะนิลีนและยูเรีย จะป้องกันไม่ให้ส่วนผสมจับตัวเป็นก้อน
การประยุกต์ใช้ในสิ่งจำเป็นในชีวิตประจำวัน
ถุงบรรจุภัณฑ์อาหารที่เติมซิลิกาสามารถรักษาความสดของผักและผลไม้ได้ คาร์บอนแบล็คสีขาวยังสามารถใช้เป็นยาฆ่าเชื้อราที่มีประสิทธิภาพสูงในการป้องกันและรักษาโรคต่างๆของผลไม้ ในการผลิตเครื่องดื่มแอลกอฮอล์การเติมคาร์บอนแบล็คสีขาวจำนวนเล็กน้อยสามารถทำให้เบียร์บริสุทธิ์และยืดอายุการเก็บได้
ผงปรับสภาพพื้นผิว
การปรับเปลี่ยนการเคลือบพื้นผิวหมายความว่าตัวปรับแต่งพื้นผิวไม่มีปฏิกิริยาทางเคมีกับพื้นผิวของอนุภาค และการเคลือบและอนุภาคเชื่อมต่อกันด้วยแรง van der Waals วิธีนี้ใช้ได้กับการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของอนุภาคอนินทรีย์เกือบทุกชนิด วิธีนี้ใช้สารประกอบอนินทรีย์หรือสารประกอบอินทรีย์เป็นหลักเพื่อเคลือบพื้นผิวของอนุภาคเพื่อลดการรวมตัวกันของอนุภาค นอกจากนี้ สารเคลือบยังสร้างแรงผลักแบบสเตอริก ซึ่งทำให้อนุภาครวมตัวกันอีกครั้งได้ยาก สารปรับสภาพที่ใช้สำหรับการปรับเปลี่ยนการเคลือบ ได้แก่ สารลดแรงตึงผิว สารกระจายตัวสูง สารอนินทรีย์ ฯลฯ
การดัดแปลงทางเคมีของพื้นผิวเสร็จสิ้นโดยปฏิกิริยาเคมีหรือการดูดซับทางเคมีระหว่างตัวปรับสภาพพื้นผิวและพื้นผิวของอนุภาค การดัดแปลงทางเคมีกลศาสตร์หมายถึงวิธีการดัดแปลงที่เปลี่ยนแปลงโครงสร้างตาข่ายแร่ รูปแบบผลึก ฯลฯ โดยวิธีการทางกล เช่น การบด การบด และการเสียดสี เพิ่มพลังงานภายในของระบบ เพิ่มอุณหภูมิ ส่งเสริมการละลายของอนุภาค ความร้อน การสลายตัว ก่อให้เกิดอนุมูลอิสระหรือไอออน เพิ่มกิจกรรมพื้นผิวของแร่ธาตุ และส่งเสริมปฏิกิริยาหรือการยึดเกาะร่วมกันของแร่ธาตุและสารอื่นๆ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายการปรับเปลี่ยนพื้นผิว
วิธีการทำปฏิกิริยาการตกตะกอนคือการเติมสารตกตะกอนลงในสารละลายที่มีอนุภาคผง หรือเติมสารที่สามารถกระตุ้นให้เกิดสารตกตะกอนในระบบปฏิกิริยา เพื่อให้ไอออนที่ถูกดัดแปลงเกิดปฏิกิริยาการตกตะกอนและตกตะกอนบนพื้นผิวของ อนุภาคจึงเคลือบอนุภาค วิธีการตกตะกอนสามารถแบ่งได้เป็นส่วนใหญ่: วิธีการตกตะกอนโดยตรง, วิธีการตกตะกอนสม่ำเสมอ, วิธีการตกตะกอนไม่สม่ำเสมอ, วิธีการตกตะกอนร่วม, วิธีการไฮโดรไลซิส ฯลฯ
การปรับเปลี่ยนแคปซูลเป็นวิธีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวที่ครอบคลุมพื้นผิวของอนุภาคผงด้วยฟิล์มที่มีความหนาสม่ำเสมอและสม่ำเสมอ วิธีการดัดแปลงพลังงานสูงเป็นวิธีการดัดแปลงโดยการเริ่มปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันด้วยพลาสมาหรือการฉายรังสี
ตัวดัดแปลงพื้นผิวมีหลายประเภท และยังไม่มีมาตรฐานการจำแนกประเภทแบบรวม ตามคุณสมบัติทางเคมีของตัวดัดแปลงพื้นผิว มันสามารถแบ่งออกเป็นตัวดัดแปลงอินทรีย์และตัวดัดแปลงอนินทรีย์ ซึ่งใช้สำหรับการปรับเปลี่ยนพื้นผิวอินทรีย์และการปรับเปลี่ยนพื้นผิวอนินทรีย์ของผงตามลำดับ สารดัดแปลงพื้นผิวรวมถึงสารเชื่อมต่อ, สารลดแรงตึงผิว, โพลีโอเลฟินโอลิโกเมอร์, สารดัดแปลงอนินทรีย์ ฯลฯ
การปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงทำได้โดยส่วนใหญ่ผ่านการกระทำของสารปรับสภาพพื้นผิวบนพื้นผิวของผง ดังนั้นการกำหนดสูตรของสารปรับสภาพพื้นผิว (ความหลากหลาย ปริมาณ และการใช้งาน) จึงมีอิทธิพลสำคัญต่อผลการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงและประสิทธิภาพการใช้งานของผลิตภัณฑ์ดัดแปลง สูตรของตัวดัดแปลงพื้นผิวมีเป้าหมายสูง กล่าวคือ มีลักษณะเป็น "ปุ่มเดียวเพื่อเปิดหนึ่งล็อค" การกำหนดสูตรของสารปรับปรุงพื้นผิวประกอบด้วยการเลือกพันธุ์ การกำหนดขนาดยา และการใช้งาน
ตัวดัดแปลงพื้นผิวที่หลากหลาย
ข้อควรพิจารณาหลักในการเลือกพันธุ์สารปรับสภาพพื้นผิวคือคุณสมบัติของวัตถุดิบที่เป็นผง วัตถุประสงค์หรือขอบเขตการใช้งานของผลิตภัณฑ์ และปัจจัยต่างๆ เช่น กระบวนการ ราคา และการปกป้องสิ่งแวดล้อม
ปริมาณสารปรับสภาพพื้นผิว
ตามทฤษฎี ปริมาณที่จำเป็นเพื่อให้เกิดการดูดซับชั้นเดียวบนพื้นผิวอนุภาคคือปริมาณที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งสัมพันธ์กับพื้นที่ผิวจำเพาะของวัตถุดิบที่เป็นผงและพื้นที่หน้าตัดของโมเลกุลตัวดัดแปลงพื้นผิว แต่ปริมาณนี้ ไม่จำเป็นต้องเป็นปริมาณของตัวปรับแต่งพื้นผิวเมื่อได้ความครอบคลุม 100% สำหรับการปรับเปลี่ยนพื้นผิวสารอนินทรีย์ อัตราการเคลือบที่แตกต่างกันและความหนาของชั้นเคลือบอาจแสดงคุณลักษณะที่แตกต่างกัน เช่น สี ความเงา ฯลฯ ดังนั้น ควรกำหนดปริมาณที่เหมาะสมที่สุดจริงผ่านการทดสอบการปรับเปลี่ยนและการทดสอบประสิทธิภาพการใช้งาน เนื่องจากปริมาณของสารปรับสภาพพื้นผิวไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับความสม่ำเสมอของการกระจายและการเคลือบผิวของสารปรับสภาพพื้นผิวระหว่างการปรับเปลี่ยนพื้นผิวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงข้อกำหนดเฉพาะของระบบการใช้งานสำหรับคุณสมบัติพื้นผิวและตัวชี้วัดทางเทคนิคของผงดิบ วัสดุ.
วิธีใช้ตัวปรับพื้นผิว
วิธีการใช้งานที่ดีสามารถปรับปรุงการกระจายตัวของตัวปรับพื้นผิวและผลการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงได้ ในทางตรงกันข้าม การใช้ที่ไม่เหมาะสมอาจเพิ่มปริมาณของตัวปรับแต่งพื้นผิว และผลการปรับเปลี่ยนจะไม่บรรลุวัตถุประสงค์ที่คาดหวัง การใช้งานตัวปรับแต่งพื้นผิวประกอบด้วยวิธีการเตรียม การกระจาย และการเติม ตลอดจนลำดับการเพิ่มเมื่อใช้ตัวปรับแต่งพื้นผิวมากกว่า 2 ตัว
ไทเทเนียมไดออกไซด์มีประโยชน์อย่างไร?
ไทเทเนียมไดออกไซด์เป็นเม็ดสีเคมีอนินทรีย์ที่สำคัญ ซึ่งมีส่วนประกอบหลักคือไทเทเนียมไดออกไซด์ มีสองกระบวนการผลิตสำหรับไทเทเนียมไดออกไซด์: กระบวนการกรดซัลฟูริกและกระบวนการคลอรีน มีการนำไปใช้ที่สำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การเคลือบ หมึก การผลิตกระดาษ พลาสติกและยาง เส้นใยเคมี และเซรามิก
การกระจายขนาดอนุภาคของไทเทเนียมไดออกไซด์เป็นตัวบ่งชี้ที่ครอบคลุม ซึ่งส่งผลกระทบอย่างจริงจังต่อประสิทธิภาพของเม็ดสีไทเทเนียมไดออกไซด์และประสิทธิภาพการใช้งานผลิตภัณฑ์ ดังนั้น การอภิปรายเรื่องการซ่อนอำนาจและการกระจายตัวจึงสามารถวิเคราะห์ได้โดยตรงจากการกระจายขนาดอนุภาค
ปัจจัยที่ส่งผลต่อการกระจายขนาดอนุภาคของไทเทเนียมไดออกไซด์ค่อนข้างซับซ้อน อย่างแรกคือขนาดของขนาดอนุภาคไฮโดรไลซิสดั้งเดิม ด้วยการควบคุมและปรับสภาวะกระบวนการไฮโดรไลซิส ขนาดอนุภาคดั้งเดิมจึงอยู่ในช่วงที่กำหนด ประการที่สองคืออุณหภูมิการเผา ในระหว่างการเผากรดเมตาไททานิก อนุภาคจะมีช่วงการเปลี่ยนรูปของผลึกและช่วงการเติบโต ควบคุมอุณหภูมิที่เหมาะสมเพื่อให้อนุภาคที่กำลังเติบโตอยู่ในช่วงที่กำหนด ในที่สุดผลิตภัณฑ์ก็ถูกบดขยี้ โดยปกติแล้ว โรงงาน Raymond จะได้รับการปรับเปลี่ยนและความเร็วของเครื่องวิเคราะห์จะถูกปรับเพื่อควบคุมคุณภาพการบด ในเวลาเดียวกัน สามารถใช้อุปกรณ์บดอื่นๆ ได้ เช่น โรงสีอเนกประสงค์ โรงสีลม และโรงสีค้อน
ไทเทเนียมไดออกไซด์มีรูปแบบผลึกสามรูปแบบในธรรมชาติ: รูไทล์ แอนาเทส และบรูไคต์ บรูคไคต์อยู่ในระบบออร์โธฮอมบิกและเป็นรูปแบบผลึกที่ไม่เสถียร มันจะเปลี่ยนเป็นรูไทล์ที่อุณหภูมิสูงกว่า 650°C ดังนั้นจึงไม่มีคุณค่าในทางปฏิบัติในอุตสาหกรรม แอนาเทสจะคงตัวที่อุณหภูมิห้อง แต่จะเปลี่ยนเป็นรูไทล์ที่อุณหภูมิสูง ความเข้มของการเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับวิธีการผลิตและการเติมสารยับยั้งหรือโปรโมเตอร์ในระหว่างกระบวนการเผาหรือไม่
ไทเทเนียมไดออกไซด์ (หรือไทเทเนียมไดออกไซด์) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการเคลือบพื้นผิวโครงสร้างต่างๆ การเคลือบกระดาษและสารตัวเติม พลาสติกและอีลาสโตเมอร์ การใช้งานอื่นๆ ได้แก่ เซรามิก แก้ว ตัวเร่งปฏิกิริยา ผ้าเคลือบ หมึกพิมพ์ เม็ดมุงหลังคา และฟลักซ์ ตามสถิติความต้องการไทเทเนียมไดออกไซด์ทั่วโลกสูงถึง 4.6 ล้านตันในปี 2549 ซึ่งอุตสาหกรรมการเคลือบคิดเป็น 58% อุตสาหกรรมพลาสติกคิดเป็น 23% อุตสาหกรรมกระดาษคิดเป็น 10% และอื่น ๆ คิดเป็น 9% ไทเทเนียมไดออกไซด์สามารถผลิตได้จากแร่อิลเมไนต์ รูไทล์ หรือตะกรันไทเทเนียม มีสองกระบวนการผลิตสำหรับไทเทเนียมไดออกไซด์: กระบวนการซัลเฟตและกระบวนการคลอไรด์ กระบวนการซัลเฟตนั้นง่ายกว่ากระบวนการคลอไรด์และสามารถใช้แร่ธาตุคุณภาพต่ำและราคาค่อนข้างถูก ปัจจุบัน กำลังการผลิตประมาณ 47% ของโลกใช้กระบวนการซัลเฟต และ 53% ของกำลังการผลิตใช้กระบวนการคลอไรด์
ไทเทเนียมไดออกไซด์ถือเป็นเม็ดสีขาวที่ดีที่สุดในโลก และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการเคลือบ พลาสติก การทำกระดาษ หมึกพิมพ์ เส้นใยเคมี ยาง เครื่องสำอาง และอุตสาหกรรมอื่น ๆ
ไทเทเนียมไดออกไซด์ (ไทเทเนียมไดออกไซด์) มีคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียรและไม่ทำปฏิกิริยากับสารส่วนใหญ่ภายใต้สถานการณ์ปกติ โดยธรรมชาติแล้ว ไทเทเนียมไดออกไซด์มีผลึกสามประเภท ได้แก่ บรูไคต์ แอนาเทส และรูไทล์ ประเภทบรูไคต์เป็นรูปแบบผลึกที่ไม่เสถียรและไม่มีมูลค่าการใช้ประโยชน์ทางอุตสาหกรรม ชนิดแอนาเทส (ชนิด A) และชนิดรูไทล์ (ชนิด R) ต่างก็มีโครงตาข่ายที่เสถียรและเป็นเม็ดสีขาวที่สำคัญและสีเคลือบพอร์ซเลน เมื่อเปรียบเทียบกับเม็ดสีสีขาวอื่นๆ จะมีความขาวที่เหนือกว่า พลังการย้อมสี พลังการซ่อนตัว ทนต่อสภาพอากาศ ทนความร้อน และความเสถียรทางเคมี โดยเฉพาะอย่างยิ่งไม่เป็นพิษ
ไทเทเนียมไดออกไซด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการเคลือบ พลาสติก ยาง หมึก กระดาษ เส้นใยเคมี เซรามิก สารเคมีรายวัน ยา อาหาร และอุตสาหกรรมอื่น ๆ
โดโลไมต์ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ
สูตรทางเคมีของโดโลไมต์คือ [CaMg(CO3)2] หรือที่เรียกว่าหินปูนโดโลไมต์ โดโลไมต์คิดเป็นประมาณ 2% ของเปลือกโลก ตะกอนโดโลไมต์มีอยู่ทั่วไปทั่วโลก ส่วนใหญ่เป็นหินตะกอนหรือเทียบเท่ากับโครงสร้างที่เปลี่ยนแปลงไป
โดโลไมต์เป็นหนึ่งในแร่ธาตุที่กระจายอยู่ทั่วไปในหินตะกอนและสามารถก่อตัวเป็นโดโลไมต์หนาได้ โดโลไมต์ตะกอนปฐมภูมิเกิดขึ้นโดยตรงในทะเลสาบทะเลที่มีความเค็มสูง โดโลไมต์จำนวนมากเป็นสารรอง ซึ่งเกิดจากหินปูนที่ถูกแทนที่ด้วยสารละลายที่มีแมกนีเซียม โดโลไมต์ตะกอนในทะเลมักถูกผสมกับชั้นซิเดอไรต์และชั้นหินปูน ในตะกอนทะเลสาบ โดโลไมต์อยู่ร่วมกับยิปซั่ม แอนไฮไดรต์ เกลือหิน เกลือโพแทสเซียม ฯลฯ
การใช้โดโลไมต์ในด้านต่างๆ:
อุตสาหกรรมโลหะวิทยา
แมกนีเซียมมีค่าการนำความร้อนและค่าการนำไฟฟ้าที่ดี เป็นโลหะที่ไม่ใช่แม่เหล็กและปลอดสารพิษ แมกนีเซียมอัลลอยด์มีน้ำหนักเบา ทนทาน มีความแข็งแรงสูง มีความเหนียวสูง และมีคุณสมบัติทางกลที่ดี มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการบิน รถยนต์ การหล่อแบบแม่นยำ อุตสาหกรรมการป้องกันประเทศ และอุตสาหกรรมอื่นๆ ในอุตสาหกรรมถลุงแมกนีเซียม โดโลไมต์เป็นหนึ่งในวัตถุดิบที่สำคัญสำหรับการผลิตโลหะแมกนีเซียม โดยทั่วไปจะใช้วิธีซิลิโคเทอร์มิกในประเทศเพื่อปรับแต่งโลหะแมกนีเซียม ผลผลิตคิดเป็นประมาณ 20% และประมาณ 67% ของปริมาณโลหะแมกนีเซียมทั้งหมด วิธีซิลิโคเทอร์มิกคือการเผาและสลายโดโลไมต์เพื่อให้ได้ส่วนผสมของ MgO และ CaO หลังจากที่ผงเผาบดและร่อนแล้ว จะถูกผสมตามอัตราส่วนโมลของ Mg ต่อ Si ที่ 2:1 และเติมฟลูออไรต์ในปริมาณที่เหมาะสมเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ก้อนผสมจะถูกทำให้เป็นลูกบอลและรีดิวซ์ด้วยซิลิคอนที่อุณหภูมิ 1150-1200C เพื่อสร้างแคลเซียมซิลิเกตและแมกนีเซียม โดโลไมต์เป็นวัสดุเสริมที่สำคัญสำหรับการผลิตเหล็กและการเผาผนึกในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา
อุตสาหกรรมวัสดุก่อสร้าง
ในฐานะที่เป็นวัตถุดิบของวัสดุประสานแมกนีเซียม: โดโลไมต์ถูกเผาที่อุณหภูมิที่กำหนด โดโลไมต์ถูกย่อยสลายบางส่วนเพื่อสร้างแมกนีเซียมออกไซด์และแคลเซียมคาร์บอเนต จากนั้นจึงเติมสารละลายแมกนีเซียมออกไซด์และมวลรวมในการกวนและก่อตัว และวัสดุซีเมนต์เฟอร์โร-แอมโมเนียที่มีความแข็งแรงสูงจะถูกสร้างขึ้นหลังจากการบ่ม วัสดุประสานเฟอร์โร-แอมโมเนียส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตกล่องบรรจุภัณฑ์ขนาดใหญ่และถนนซุยเฟิงรุ่นที่ 8 พวกเขามีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางในการพัฒนาโครงสร้างการก่อสร้างใหม่ โดโลไมต์คิดเป็นประมาณ 15% ของส่วนผสมกระจกโฟลต
อุตสาหกรรมเคมี
ในอุตสาหกรรมเคมี หินอ่อนส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตสารประกอบแมกนีเซียม ซึ่งเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการเพิ่มมูลค่าเพิ่มของผลิตภัณฑ์หินอ่อน ผลิตภัณฑ์เคมีอุตสาหกรรมหลัก ได้แก่ แมกนีเซียมออกไซด์ แมกนีเซียมคาร์บอเนตเบา แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ และผลิตภัณฑ์เกลือแมกนีเซียมต่างๆ แมกนีเซียมคาร์บอเนตเบาเรียกอีกอย่างว่าแมกนีเซียมคาร์บอเนตพื้นฐานไฮเดรตทางอุตสาหกรรมหรือแมกนีเซียมคาร์บอเนตพื้นฐาน สูตรโมเลกุลสามารถแสดงเป็น xMgCO3 yMg(OH)2 zH O ผลึกโมโนคลินิกสีขาวหรือผงอสัณฐาน ปลอดสารพิษ ไม่มีกลิ่น ความหนาแน่นสัมพัทธ์ 2.16 มีความเสถียรในอากาศ ละลายได้ในน้ำเล็กน้อย สารละลายที่เป็นน้ำมีความเป็นด่างอ่อน ละลายได้ง่ายในสารละลายเกลือกรดและแอมโมเนียม ทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างเกลือแมกนีเซียม และปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา ไพโรไลซิสที่อุณหภูมิสูงจะกลายเป็นแมกนีเซียมออกไซด์
การใช้งานอื่นๆ
ในการเกษตร โดโลไมต์สามารถทำให้สารที่เป็นกรดในดินเป็นกลางและนำไปใช้ในการปรับปรุงดินได้ ในเวลาเดียวกัน แมกนีเซียมที่มีอยู่ในโดโลไมต์สามารถใช้เป็นปุ๋ยแมกนีเซียมเพื่อเสริมแมกนีเซียมในพืชผลได้ โดยเติมโดโลไมต์ลงในอาหารเป็นอาหารเสริมเพื่อเพิ่มปริมาณแคลเซียมและแมกนีเซียมของสัตว์ปีกและปศุสัตว์ และเพิ่มโภชนาการของสัตว์ปีกและ ปศุสัตว์.
ในด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม หลังจากการให้ความชุ่มชื้นและการย่อยผงโดโลไมต์ที่เผาแล้ว ส่วนใหญ่ประกอบด้วยแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์และแคลเซียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งสามารถดูดซับก๊าซเช่นคาร์บอนไดออกไซด์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในก๊าซไอเสีย ดังนั้นผงโดโลไมต์เผาจึงสามารถนำไปใช้ในการแยกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากก๊าซไอเสีย (ECRS) ได้ โดโลไมต์ยังสามารถใช้ในเตาแก๊สซิฟิเคชั่นเพื่อกำจัด H2S ออกจากก๊าซไอเสีย: โดยใช้พลังงานพื้นผิวสูงและการดูดซับแคลเซียมไฮดรอกไซด์และแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ที่เกิดจากการให้ความชุ่มชื้นของแมกนีเซียมออกไซด์ที่แอคทีฟในผงโดโลไมต์เผา โดโลไมต์ที่เผาแล้วสามารถใช้เป็นวัสดุกรองสำหรับ การบำบัดน้ำภายในประเทศ และยังสามารถใช้เพื่อกำจัดไอออนของโลหะ เช่น เหล็กและแมงกานีส ในน้ำเสียทางอุตสาหกรรม
พันธุ์และการใช้งานของอลูมินาละเอียด
อลูมินาชั้นดีมีหลายพันธุ์และมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย เป็นวัสดุที่ต้องการในหลายสาขา
ดังนั้น "แหล่งวัตถุดิบที่กว้างขวาง" "สามารถพบได้ทุกที่" "ราคาถูก" และ "การเตรียมแบบเรียบง่าย" จึงกลายเป็นฉลากสำหรับอลูมินา ความขาดแคลนทำให้สิ่งของมีค่า ฉลากเหล่านี้อาจทำให้ผู้คนเข้าใจผิดได้ง่ายว่าอลูมินาเป็นวัสดุคุณภาพต่ำ ประการแรก บรรณาธิการเชื่อว่าฉลากเหล่านี้ไม่สามารถระบุได้ว่าอลูมินาเป็นผลิตภัณฑ์ระดับล่างหรือไม่ แต่สามารถแสดงให้เห็นว่าอลูมินาเป็นวัสดุที่คุ้มค่ามากในหลายสาขา ประการที่สอง แม้ว่าในแง่ของราคา เนื้อหาทางเทคนิค ประสิทธิภาพ และด้านอื่นๆ อลูมินาก็ไม่ขาด "ผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์" "ผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์" เหล่านี้มีบทบาทที่ไม่อาจทดแทนได้ในด้านความแม่นยำสูง เช่น เซมิคอนดักเตอร์และการบินและอวกาศ
เส้นใยอลูมินา
ส่วนประกอบหลักของเส้นใยอลูมินาคืออลูมินา (Al2O3) และส่วนประกอบเสริม ได้แก่ SiO2, B2O3, MgO เป็นต้น เป็นเส้นใยอนินทรีย์ประสิทธิภาพสูงและเส้นใยเซรามิกโพลีคริสตัลไลน์ที่มีรูปแบบต่างๆ เช่น เส้นใยยาว เส้นใยสั้น และ มัสสุ. มีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยม เช่น มีความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง และทนต่อการกัดกร่อน
ขอบเขตการใช้งานของเส้นใย Al2O3 ค่อนข้างกว้าง เส้นใยสั้น Al2O3 สามารถผสมกับเรซิน โลหะ หรือเซรามิกเพื่อเตรียมวัสดุคอมโพสิตประสิทธิภาพสูง และผลิตเตาเผาอุตสาหกรรมที่มีอุณหภูมิสูง เช่น เตาให้ความร้อน เตาเผา และเตาเผาชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ วัสดุคอมโพสิตเสริมเส้นใยต่อเนื่อง Al2O3 มีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยม เช่น ความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง และความแข็งสูง เมทริกซ์ของมันไม่ง่ายที่จะออกซิไดซ์และล้มเหลวระหว่างการใช้งาน นอกจากนี้ยังมีความต้านทานการคืบคลานที่ดีเยี่ยม และจะไม่ทำให้เกรนเติบโตที่อุณหภูมิสูง ส่งผลให้ประสิทธิภาพของเส้นใยลดลง ได้รับการยอมรับในระดับสากลว่าเป็นวัสดุหลักรุ่นใหม่สำหรับส่วนประกอบปลายร้อนที่ทนต่ออุณหภูมิสูง และมีศักยภาพในการพัฒนาอย่างมาก นอกเหนือจากคุณสมบัติข้างต้นแล้ว เส้นใยนาโน Al2O3 ที่ใช้งานได้ยังมีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยม เช่น การนำความร้อนต่ำ ความเป็นฉนวนไฟฟ้า และพื้นที่ผิวจำเพาะสูง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุคอมโพสิตเสริมแรง วัสดุฉนวนความร้อนที่อุณหภูมิสูง วัสดุกรองตัวเร่งปฏิกิริยา ฯลฯ
อลูมินาที่มีความบริสุทธิ์สูง
อลูมินาที่มีความบริสุทธิ์สูง (4N ขึ้นไป) มีข้อดีคือมีความบริสุทธิ์สูง ความแข็งสูง ความแข็งแรงสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อการสึกหรอ ฉนวนกันความร้อนที่ดี คุณสมบัติทางเคมีที่เสถียร ประสิทธิภาพการหดตัวที่อุณหภูมิสูงปานกลาง ประสิทธิภาพการเผาผนึกที่ดี และแสง ไฟฟ้า คุณสมบัติทางแม่เหล็ก ความร้อน และทางกล ซึ่งผงอลูมินาธรรมดาไม่สามารถเทียบได้ เป็นหนึ่งในวัสดุระดับไฮเอนด์ที่มีมูลค่าเพิ่มสูงสุดและมีการใช้งานที่กว้างขวางที่สุดในอุตสาหกรรมเคมีสมัยใหม่
ปัจจุบันอลูมินาที่มีความบริสุทธิ์สูงระดับไฮเอนด์ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับสารเติมแต่งอิเล็กโทรดแบตเตอรี่ลิเธียม สารตัวเติมอิเล็กโทรไลต์แบตเตอรี่โซลิดสเตต และการบดและขัดเวเฟอร์ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์
อลูมินาทรงกลม
สัณฐานวิทยาของอนุภาคผงอลูมินาจะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการใช้งานในหลายสาขา เมื่อเปรียบเทียบกับอนุภาคผงอลูมินาที่ไม่สม่ำเสมอ เป็นเส้นหรือเป็นขุยทั่วไป อลูมินาทรงกลมจะมีสัณฐานวิทยาสม่ำเสมอ มีความหนาแน่นของการอัดตัวที่สูงกว่า พื้นที่ผิวจำเพาะที่เล็กกว่า และมีความลื่นไหลที่ดีกว่า มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นวัสดุเติมนำความร้อน, วัสดุขัดเงา, ตัวเร่งปฏิกิริยา, วัสดุเคลือบผิว ฯลฯ
ในการผลิตภาคอุตสาหกรรม แบเรียมซัลเฟตจัดอยู่ในประเภทใดบ้าง?
แบเรียมซัลเฟตสำหรับคนส่วนใหญ่ เคมียังไม่เป็นที่เข้าใจมากนัก ในสายตาของพวกเขา แบเรียมซัลเฟตเป็นสารเคมีอันตราย ในความเป็นจริงในชีวิตประจำวันของเรา แบเรียมซัลเฟตอาจกล่าวได้ว่ามีอยู่ทุกหนทุกแห่ง แต่มักจะปรากฏในชีวิตของเราในรูปแบบของผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้น
ตัวอย่างเช่น ผลิตภัณฑ์พลาสติกส่วนใหญ่ในบ้านของเรา เครื่องปรับอากาศ อุปกรณ์เสริมพลาสติกบางชนิดในรถยนต์ ถุงพลาสติกที่ใช้ในซูเปอร์มาร์เก็ต ฯลฯ สีและสารเคลือบที่ใช้ในชีวิต แก้ว ฯลฯ อาจมีแบเรียมซัลเฟต
ในตำราฟิสิกส์และเคมี สูตรทางเคมีของแบเรียมซัลเฟตคือ BaSO4 ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนสีขาว ไม่มีสีและไม่มีกลิ่น มีความหนาแน่น 4.499 และจุดหลอมเหลวสูงถึง 1,580°C คุณสมบัติทางเคมีมีความเสถียรมาก ไม่ละลายในน้ำ ทนกรด ทนด่าง ปลอดสารพิษ ไม่เป็นแม่เหล็ก และยังดูดซับรังสีเอกซ์และรังสีแกมมาได้อีกด้วย ในธรรมชาติ แบเรียมซัลเฟตเรียกอีกอย่างว่าแบไรท์ ซึ่งเป็นแร่ธรรมชาติ โดยทั่วไปจะมีรูปร่างเหมือนบล็อกคริสตัลแบบแยกส่วน และสีของมันจะถูกกำหนดโดยประเภทและปริมาณของสิ่งเจือปนที่บรรจุอยู่เป็นหลัก แบไรท์บริสุทธิ์ไม่มีสีและโปร่งใส แบไรท์ไม่มีอันตรายโดยตรงต่อร่างกายมนุษย์และสามารถติดต่อได้โดยตรง
ในอุตสาหกรรมแบเรียมซัลเฟตมีการจำแนกหลายประเภท และประเภททั่วไปมีดังนี้:
1. แบเรียมหนักหรือที่เรียกว่าผงแบไรท์หรือผงแบเรียมธรรมชาติ ทำโดยผู้คนเลือกแร่แบเรียมซัลเฟตตามธรรมชาติ (แบไรท์) จากนั้นจึงทำการล้าง เจียร ทำให้แห้ง และกระบวนการอื่นๆ มีสิ่งเจือปนมากมายและคุณภาพจะขึ้นอยู่กับแร่เป็นหลัก แต่ราคาก็ต่ำ โดยปกติจะใช้เป็นสารตัวเติมในการผลิตเม็ดสีสีขาวหรือสารเคลือบคุณภาพต่ำ พลาสติก และอุตสาหกรรมหมึก มีบทบาทในการลดต้นทุนและปรับปรุงความเงางาม
2. แบเรียมซัลเฟตตกตะกอนหรือที่เรียกว่าแบเรียมซัลเฟตอุตสาหกรรมหรือแบเรียมตกตะกอน มันทำโดยการประมวลผลเทียม แบเรียมที่ตกตะกอนต่างจากแบเรียมหนักตรงที่แทบไม่มีสิ่งเจือปนเลย ละลายได้ในน้ำเล็กน้อยและไม่ละลายในกรด มันไม่เป็นพิษในตัวเอง แต่หากมีแบเรียมที่ละลายน้ำได้ก็อาจทำให้เกิดพิษได้ แบเรียมซัลเฟตที่ตกตะกอนในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของแบเรียมซัลเฟตกับกรดซัลฟิวริก ปฏิกิริยาของแบเรียมคลอไรด์กับกรดซัลฟิวริกหรือโซเดียมซัลเฟต และปฏิกิริยาของแบเรียมซัลไฟด์กับโซเดียมซัลเฟต แบเรียมซัลเฟตที่ตกตะกอนถูกใช้เป็นสารตัวเติมในด้านการแพทย์ สารเคลือบและหมึกระดับกลางและระดับสูง พลาสติก ยาง แก้ว เซรามิก ฯลฯ เนื่องมาจากความเสถียรและตัวชี้วัดเฉพาะที่แตกต่างกัน ผู้คนมักจะแบ่งออกเป็นแบเรียมซัลเฟตตกตะกอนเกรดเคลือบ, แบเรียมซัลเฟตตกตะกอนเกรดพลาสติก ฯลฯ ตามการใช้งานที่แตกต่างกัน ราคาของมันสูงกว่าแบเรียมหนัก
3. แบเรียมซัลเฟตดัดแปลงซึ่งแบ่งออกเป็นแบเรียมซัลเฟตดัดแปลงและแบเรียมซัลเฟตที่ตกตะกอนดัดแปลงคือการเพิ่มประสิทธิภาพของผงแบไรท์หรือแบเรียมซัลเฟตที่ตกตะกอนในบางลักษณะผ่านการบำบัดที่เกี่ยวข้อง แอปพลิเคชันนี้คล้ายกับการตกตะกอน และขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องเป็นหลัก ในหมู่พวกเขาสิ่งที่ได้รับการประมวลผลและปรับปรุงเพิ่มเติมเรียกว่าแบเรียมซัลเฟตอัลตราไฟน์ดัดแปลงหรือแบเรียมซัลเฟตตกตะกอนอัลตราไฟน์ดัดแปลง ราคาสูงกว่าแบเรียมซัลเฟตที่ตกตะกอน
4. แบเรียมซัลเฟตตกตะกอนเกรดนาโนคือการควบคุม D50 (การกระจายขนาดอนุภาคมัธยฐาน) ระหว่าง 0.2μm-0.4μm ผ่านการประมวลผลเชิงลึกของแบเรียมซัลเฟตที่ตกตะกอนดัดแปลง แบเรียมซัลเฟตตกตะกอนเกรดนาโนส่วนใหญ่จะใช้ในสีคุณภาพสูง สารเคลือบ และอุตสาหกรรมอื่นๆ
10 ลักษณะการใช้งานหลักของผงซิลิกอนไมโครพาวเดอร์
ผงซิลิกาเป็นวัสดุอนินทรีย์อโลหะชนิดหนึ่งที่มีการใช้งานหลากหลาย ผงซิลิกาเป็นผงระดับไมครอนที่ได้จากการบดและบดแร่ควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงโดยวิธีทางกายภาพหรือทางเคมี ขนาดอนุภาคโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 1-100 ไมครอน และขนาดอนุภาคที่ใช้กันทั่วไปคือประมาณ 5 ไมครอน ด้วยความก้าวหน้าของกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ผงซิลิกาที่มีขนาดต่ำกว่า 1 ไมครอนจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย
ผงซิลิกามีข้อดีหลายประการ เช่น คุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ ค่าการนำความร้อนสูง ความเสถียรทางเคมีสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง และความแข็งสูง สามารถใช้กันอย่างแพร่หลายในลามิเนตหุ้มทองแดง สารประกอบการขึ้นรูปอีพ็อกซี่ วัสดุฉนวนไฟฟ้า และกาว นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการเคลือบ ยาง พลาสติก เครื่องสำอาง และเซรามิกรังผึ้ง
1 ลามิเนตหุ้มทองแดง
การเติมผงซิลิกอนลงในลามิเนตหุ้มทองแดงสำหรับวงจรอิเล็กทรอนิกส์สามารถปรับปรุงค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นและการนำความร้อนของแผงวงจรพิมพ์ได้ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความน่าเชื่อถือและการกระจายความร้อนของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
2 สารประกอบการขึ้นรูปอีพ็อกซี่ (EMC)
การเติมผงซิลิกอนลงในสารประกอบการขึ้นรูปอีพอกซีสำหรับบรรจุภัณฑ์ชิปสามารถปรับปรุงความแข็งของอีพอกซีเรซินได้อย่างมาก เพิ่มการนำความร้อน ลดอุณหภูมิสูงสุดของปฏิกิริยาการบ่มอีพอกซีเรซิน ลดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นและการหดตัวของการบ่ม ลดความเครียดภายใน และปรับปรุงกลไก ความแข็งแรงของสารประกอบการขึ้นรูปอีพ็อกซี่ ทำให้มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของชิปไม่สิ้นสุด
3 วัสดุฉนวนไฟฟ้า
ผงซิลิกอนถูกใช้เป็นสารตัวเติมฉนวนอีพอกซีเรซินสำหรับผลิตภัณฑ์ฉนวนไฟฟ้า สามารถลดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของผลิตภัณฑ์ที่บ่มและอัตราการหดตัวในระหว่างกระบวนการบ่มได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดความเครียดภายใน และปรับปรุงความแข็งแรงเชิงกลของวัสดุฉนวน จึงปรับปรุงและเพิ่มคุณสมบัติทางกลและทางไฟฟ้าของวัสดุฉนวนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
4 กาว
ผงซิลิกอนซึ่งเป็นวัสดุอุดหน้าที่อนินทรีย์นั้นเต็มไปด้วยกาวเรซินซึ่งสามารถลดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของผลิตภัณฑ์ที่บ่มและอัตราการหดตัวในระหว่างการบ่มได้อย่างมีประสิทธิภาพปรับปรุงความแข็งแรงเชิงกลของกาวและปรับปรุงความต้านทานความร้อนป้องกัน - ประสิทธิภาพการซึมผ่านและการกระจายความร้อน จึงช่วยปรับปรุงผลการยึดเกาะและการปิดผนึก
5 พลาสติก
ผงซิลิกอนสามารถนำมาใช้ในพลาสติกในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น พื้นโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC), ฟิล์มโพลีเอทิลีนและโพลีโพรพีลีน และวัสดุฉนวนไฟฟ้า
6 การเคลือบ
ในอุตสาหกรรมการเคลือบ ขนาดอนุภาค ความขาว ความแข็ง ระบบกันสะเทือน การกระจายตัว การดูดซับน้ำมันต่ำ ความต้านทานสูงและลักษณะอื่น ๆ ของผงไมโครซิลิกอนสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน ความต้านทานการสึกหรอ ฉนวน และทนต่ออุณหภูมิสูงของการเคลือบ ผงไมโครซิลิคอนที่ใช้ในการเคลือบมีบทบาทสำคัญในการเคลือบสารตัวเติมมาโดยตลอดเนื่องจากมีความเสถียรที่ดี
7 เครื่องสำอาง
ผงซิลิกาทรงกลมมีความลื่นไหลได้ดีและพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับเครื่องสำอาง เช่น ลิปสติก แป้ง ครีมรองพื้น ฯลฯ ในผลิตภัณฑ์ชนิดผง เช่น ผง สามารถปรับปรุงความลื่นไหลและความเสถียรในการจัดเก็บ จึงมีบทบาทในการป้องกัน การเค้ก; ขนาดอนุภาคเฉลี่ยที่เล็กกว่าจะกำหนดความเรียบและความลื่นไหลที่ดี พื้นที่ผิวจำเพาะที่ใหญ่ขึ้นทำให้มีการดูดซับได้ดีขึ้น สามารถดูดซับเหงื่อ กลิ่นหอม สารอาหาร และทำให้สูตรเครื่องสำอางประหยัดมากขึ้น เนื้อแป้งมีลักษณะกลมและสัมผัสเข้ากับผิวได้ดี
8 เซรามิกรังผึ้ง
ตัวกรองไอเสียรถยนต์ DPF ทำจากตัวพาเซรามิกรังผึ้งสำหรับฟอกไอเสียรถยนต์และวัสดุ Cordierite สำหรับฟอกไอเสียเครื่องยนต์ดีเซลทำจากอลูมินา ผงซิลิกา และวัสดุอื่น ๆ ผ่านการผสม การขึ้นรูปแบบอัดขึ้นรูป การอบแห้ง การเผาผนึก และกระบวนการอื่น ๆ
9 ยาง
ผงซิลิกอนเป็นวัสดุเสริมแรงสำหรับยาง สามารถเพิ่มคุณสมบัติที่ครอบคลุมของยางได้ เช่น ความแข็งแรง ความเหนียว การยืดตัว ความต้านทานการสึกหรอ ผิวเคลือบ ต่อต้านริ้วรอย ทนความร้อน กันลื่น ทนต่อการฉีกขาด ทนกรดและด่าง เป็นต้น ซึ่งขาดไม่ได้ในกระบวนการผลิต ของผลิตภัณฑ์ยาง
10 ควอตซ์ประดิษฐ์
ผงซิลิกอนถูกใช้เป็นสารตัวเติมในกระดานควอตซ์เทียม ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดการใช้เรซินไม่อิ่มตัวเท่านั้น แต่ยังปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอ ความต้านทานต่อกรดและด่าง ความแข็งแรงทางกล และคุณสมบัติอื่น ๆ ของกระดานควอตซ์เทียม อัตราส่วนการเติมผงซิลิกอนในหินอ่อนเทียมโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 30%
วัตถุดิบหลักสำหรับอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง—เซอร์โคเนีย
ZrO2 เป็นวัสดุออกไซด์ที่ทนต่ออุณหภูมิสูง มีความแข็งสูง และมีเสถียรภาพทางเคมีที่ดี มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง จึงสามารถรักษาคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่เสถียรในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง นอกจากนี้ ZrO2 ยังมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำและมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีอีกด้วย ทำให้เป็นหนึ่งในวัตถุดิบที่ต้องการสำหรับอิเล็กโทรไลต์แข็ง LLZO
ความแข็งสูง: ความแข็งของ ZrO2 เป็นอันดับสองรองจากเพชร และมีความทนทานต่อการสึกหรอสูง
จุดหลอมเหลวสูง: จุดหลอมเหลวของ ZrO2 สูงมาก (2715 ℃) จุดหลอมเหลวที่สูงและความเฉื่อยทางเคมีทำให้ ZrO2 เป็นวัสดุทนไฟที่ดี
ความเสถียรทางเคมีที่ดีเยี่ยม: ZrO2 มีความทนทานต่อสารเคมี เช่น กรดและด่างได้ดี และไม่สึกกร่อนง่าย
เสถียรภาพทางความร้อนที่ดี: ZrO2 ยังสามารถรักษาคุณสมบัติทางกลที่ดีและเสถียรภาพทางเคมีที่อุณหภูมิสูงได้
ความแข็งแรงและความเหนียวค่อนข้างมาก: ZrO2 ซึ่งเป็นวัสดุเซรามิกมีความแข็งแรงสูง (สูงถึง 1500MPa) แม้ว่าความเหนียวจะตามหลังโลหะบางชนิดมาก แต่เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุเซรามิกอื่นๆ เซอร์โคเนียมออกไซด์มีความเหนียวในการแตกหักสูงกว่าและสามารถต้านทานแรงกระแทกและความเครียดจากภายนอกได้ในระดับหนึ่ง
มีกระบวนการเตรียม ZrO2 มากมาย รวมถึงไพโรไลซิส โซลเจล การสะสมไอ ฯลฯ ในบรรดาขั้นตอนเหล่านี้ ไพโรไลซิสเป็นหนึ่งในวิธีการเตรียมที่ใช้กันมากที่สุด วิธีนี้จะทำปฏิกิริยาเพทายและวัตถุดิบอื่นๆ กับโลหะอัลคาไลหรือออกไซด์ของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทที่อุณหภูมิสูงเพื่อสร้างเซอร์โคเนต จากนั้นจึงได้ผง ZrO2 ผ่านการล้างด้วยกรด การกรอง การอบแห้ง และขั้นตอนอื่นๆ นอกจากนี้ ประสิทธิภาพของ ZrO2 ยังสามารถควบคุมได้โดยการเติมองค์ประกอบต่างๆ เพื่อตอบสนองความต้องการของแบตเตอรี่โซลิดสเตตต่างๆ
การใช้ ZrO2 ในแบตเตอรี่โซลิดสเตตส่วนใหญ่จะสะท้อนให้เห็นในอิเล็กโทรไลต์ของแข็งออกไซด์ เช่น ลิเธียมแลนทานัมเซอร์โคเนียมออกไซด์ (LLZO) และลิเธียมแลนทานัมเซอร์โคเนียมไทเทเนียมออกไซด์ (LLZTO) ซึ่งมีอยู่ในโครงสร้างผลึกประเภทโกเมน ในอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งเหล่านี้ ZrO2 มีสัดส่วนที่สำคัญมาก ตัวอย่างเช่น ในมวลของ LLZO ก่อนการเผาผนึก ZrO2 คิดเป็นประมาณ 25% นอกจากนี้ เพื่อลดความต้านทานส่วนต่อประสานในแบตเตอรี่โซลิดสเตต และปรับปรุงประสิทธิภาพของการเคลื่อนย้ายลิเธียมไอออน วัสดุอิเล็กโทรดบวกและลบมักจะต้องเคลือบด้วยวัสดุ เช่น LLZO ในเวลาเดียวกัน แบตเตอรี่กึ่งแข็งออกไซด์ยังจำเป็นต้องสร้างชั้นของไดอะแฟรมเซรามิกที่ประกอบด้วยวัสดุ เช่น LLZO ซึ่งจะเพิ่มปริมาณ ZrO2 ที่ใช้ในแบตเตอรี่โซลิดสเตตอีกด้วย
ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซลิดสเตตและการขยายขอบเขตการใช้งาน ความต้องการ ZrO2 ในฐานะวัตถุดิบอิเล็กโทรไลต์ของแข็งจะยังคงเติบโตต่อไป ในอนาคต ZrO2 คาดว่าจะมีบทบาทสำคัญในด้านแบตเตอรี่โซลิดสเตต ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเตรียมการ ควบคุมประสิทธิภาพ และลดต้นทุน ในเวลาเดียวกัน ด้วยการเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องของวัสดุอิเล็กโทรไลต์โซลิดสเตตใหม่ ZrO2 จะเผชิญกับการแข่งขันและความท้าทายที่รุนแรงมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ด้วยคุณสมบัติเฉพาะตัวและความเป็นไปได้ในการใช้งานในวงกว้าง ZrO2 จะยังคงมีตำแหน่งที่ไม่สามารถทดแทนได้ในด้านแบตเตอรี่โซลิดสเตต