Grafit anot malzemelerinin yüzey modifikasyonu
Grafit, lityum iyon piller için ticari olarak uygulanan ilk negatif elektrot malzemesidir. Otuz yıllık gelişimden sonra grafit hala en güvenilir ve en yaygın kullanılan negatif elektrot malzemesidir.
Grafit, karbon atomlarının altıgen şeklinde düzenlendiği ve iki boyutlu bir yönde uzandığı iyi bir katmanlı yapıya sahiptir. Lityum iyon piller için negatif elektrot malzemesi olarak grafit, elektrolitler için yüksek seçiciliğe, zayıf yüksek akım şarj ve deşarj performansına sahiptir ve ilk şarj ve deşarj işlemi sırasında solvatlanmış lityum iyonları, grafit ara katmanlarına eklenecek, indirgenecek ve ayrıştırılacaktır. yeni maddeler üreterek hacim genişlemesine neden olur, bu da doğrudan grafit katmanının çökmesine neden olabilir ve elektrotun çevrim performansını bozabilir. Bu nedenle, tersinir spesifik kapasitesini geliştirmek, SEI filminin kalitesini iyileştirmek, grafitin elektrolitle uyumluluğunu arttırmak ve döngü performansını iyileştirmek için grafitin değiştirilmesi gerekmektedir. Şu anda, grafit negatif elektrotların yüzey modifikasyonu esas olarak mekanik bilyalı frezeleme, yüzey oksidasyonu ve halojenasyon işlemi, yüzey kaplama, eleman katkılaması ve diğer araçlara bölünmüştür.
Mekanik bilyalı frezeleme yöntemi
Mekanik bilyalı öğütme yöntemi, yüzey alanını ve temas alanını arttırmak için grafit negatif elektrot yüzeyinin yapısını ve morfolojisini fiziksel yollarla değiştirmek, böylece lityum iyonlarının depolanmasını ve salınım verimliliğini arttırmaktır.
1. Parçacık boyutunu azaltın: Mekanik bilyalı öğütme, grafit parçacıklarının parçacık boyutunu önemli ölçüde azaltabilir, böylece grafit negatif elektrot malzemesi daha büyük bir spesifik yüzey alanına sahip olur. Daha küçük parçacık boyutu, lityum iyonlarının hızlı difüzyonuna yardımcı olur ve pilin hız performansını artırır.
2. Yeni aşamaları tanıtın: Bilyalı öğütme işlemi sırasında, grafit parçacıkları, eşkenar dörtgen fazlar gibi yeni fazların eklenmesi gibi mekanik kuvvetler nedeniyle faz değişikliklerine maruz kalabilir.
3. Gözenekliliği artırın: Bilyalı öğütme aynı zamanda grafit parçacıklarının yüzeyinde çok sayıda mikro gözenek ve kusur üretecektir. Bu gözenek yapıları lityum iyonları için hızlı kanallar görevi görerek lityum iyonlarının difüzyon hızını ve pilin şarj ve deşarj verimliliğini artırabilir.
4. İletkenliği artırın: Mekanik bilyeli öğütmenin kendisi grafitin iletkenliğini doğrudan değiştirmese de, parçacık boyutunu azaltarak ve bir gözenek yapısı ekleyerek, grafit negatif elektrot ile elektrolit arasındaki temas daha yeterli olabilir, böylece iletkenliği iyileştirebilir ve Pilin elektrokimyasal performansı.
Yüzey oksidasyonu ve halojenasyon tedavisi
Oksidasyon ve halojenasyon işlemi, grafit negatif elektrot malzemelerinin arayüzey kimyasal özelliklerini geliştirebilir.
1. Yüzey oksidasyonu
Yüzey oksidasyonu genellikle gaz fazı oksidasyonunu ve sıvı faz oksidasyonunu içerir.
2. Yüzey halojenasyonu
Halojenasyon işlemiyle, doğal grafit yüzeyinde, grafitin yapısal stabilitesini artırabilen ve döngü sırasında grafit pullarının düşmesini önleyebilen bir C-F yapısı oluşturulur.
Yüzey kaplama
Grafit negatif elektrot malzemelerinin yüzey kaplama modifikasyonu esas olarak karbon malzeme kaplamasını, metal veya metal olmayan ve oksit kaplamasını ve polimer kaplamayı içerir. Elektrotun tersinir spesifik kapasitesinin, ilk coulomb verimliliğinin, çevrim performansının ve yüksek akım şarj ve deşarj performansının iyileştirilmesi amacına yüzey kaplama yoluyla ulaşılır.
1. Karbon malzeme kaplaması
Bir "çekirdek-kabuk" yapısına sahip bir C/C kompozit malzemesi yapmak için dış grafit tabakası üzerine bir amorf karbon tabakası kaplanır, böylece amorf karbon solventle temas eder, solvent ile grafit arasındaki doğrudan teması önler ve solvent moleküllerinin birbirine gömülmesinin neden olduğu grafit tabakasının pul pul dökülmesini önler.
2. Metal veya metal olmayanlar ve bunların oksit kaplamaları
Metal ve oksit kaplaması esas olarak grafit yüzeyine bir metal veya metal oksit tabakasının biriktirilmesiyle elde edilir. Kaplama metali, malzemedeki lityum iyonlarının difüzyon katsayısını artırabilir ve elektrotun hız performansını iyileştirebilir.
Al2O3 gibi metal olmayan oksit kaplama, grafit yüzeyini kaplayan amorf Al2O3, elektrolitin ıslanabilirliğini artırabilir, lityum iyonlarının difüzyon direncini azaltabilir ve lityum dendritlerin büyümesini etkili bir şekilde engelleyebilir, böylece grafit malzemelerin elektrokimyasal özelliklerini geliştirebilir.
3. Polimer kaplama
İnorganik oksitler veya metal kaplamalar kırılgandır, eşit şekilde kaplanması zordur ve kolayca zarar görebilir. Çalışmalar, karbon-karbon çift bağları içeren organik asit tuzlarıyla kaplanmış grafitin elektrokimyasal performansı iyileştirmede daha etkili olduğunu göstermiştir.
Toz boyalarda baryum sülfat, mika tozu ve kaolinin rolü
Toz boyalardaki dolgu maddeleri sadece maliyetleri düşürmekle kalmaz, aynı zamanda kaplama ürünlerinin performansının arttırılmasında da büyük rol oynar. Kaplamanın aşınma direncini ve çizilme direncini arttırmak, erime tesviyesi sırasında kaplamanın sarkmasını azaltmak, korozyon direncini arttırmak ve nem direncini arttırmak gibi.
Toz boyalar için dolgu maddeleri seçerken yoğunluk, dağılım performansı, parçacık boyutu dağılımı ve saflık gibi faktörlerin dikkate alınması gerekir. Genel olarak konuşursak, yoğunluk ne kadar yüksek olursa, toz kaplamanın kapsamı da o kadar düşük olur; büyük parçacıkların dağılımı küçük parçacıklarınkinden daha iyidir; dolgu maddesi kimyasal olarak inerttir ve toz formülün pigmentler gibi belirli bileşenleriyle reaksiyona girmesini önleyebilir; dolgunun rengi mümkün olduğu kadar beyaz olmalıdır. Toz kaplamalarda yaygın olarak kullanılan dolgu tozu malzemeleri esas olarak kalsiyum karbonat, baryum sülfat, talk, mika tozu, kaolin, silika, wollastonit vb.'dir.
Baryum sülfatın toz boyalarda uygulanması
Kaplamalarda pigment olarak kullanılan baryum sülfat iki tiptir: doğal ve sentetik. Doğal ürüne barit tozu, sentetik ürüne ise çökeltilmiş baryum sülfat adı verilir.
Toz boyalarda çökeltilmiş baryum sülfat, toz boyaların tesviyesini ve parlaklık korumasını arttırabilir ve tüm pigmentlerle iyi bir uyumluluğa sahiptir. Püskürtme işleminde toz boyaların ideal kaplama kalınlığına ve yüksek toz kaplama oranına ulaşmasını sağlayabilir.
Barit toz dolgu maddesi ağırlıklı olarak yüksek kaplama mukavemeti, yüksek doldurma gücü ve yüksek kimyasal inertlik gerektiren endüstriyel astarlarda ve otomotiv ara kaplamalarında kullanıldığı gibi, daha yüksek parlaklık gerektiren son katlarda da kullanılır. Lateks boyada, baritin yüksek kırılma indeksi (1.637) nedeniyle, ince barit tozu yarı saydam beyaz pigment işlevine sahip olabilir ve kaplamalardaki titanyum dioksitin bir kısmının yerini alabilir.
Ultra ince baryum sülfat, büyük doldurma miktarı, iyi parlaklık, iyi tesviye, güçlü parlaklık tutma ve tüm pigmentlerle iyi uyumluluk özelliklerine sahiptir. Toz boyalar için en ideal dolgu maddesidir.
Mika tozunun toz boyalarda uygulanması
Mika tozu karmaşık bir silikat bileşimidir, parçacıklar pulludur, ısı direnci, asit ve alkali direnci mükemmeldir ve toz kaplamaların eriyik akışkanlığını etkiler. Genellikle sıcaklığa dayanıklı ve yalıtkan toz kaplamalarda kullanılır ve doku tozu için dolgu maddesi olarak kullanılabilir.
Toz Boyalarda Kaolin Uygulaması
Kaolin tiksotropi ve anti-sedimantasyon özelliklerini geliştirebilir. Kalsine kilin reolojik özelliklere etkisi yoktur ancak talk pudrasına benzeyen işlenmemiş kil gibi matlaştırıcı etki yapabilir, örtücülüğü artırabilir ve beyazlığı artırabilir.
Kaolin genel olarak yüksek su emme özelliğine sahiptir ve kaplamaların tiksotropisini geliştirmek ve hidrofobik kaplamalar hazırlamak için uygun değildir. Kaolin ürünlerinin parçacık boyutu 0,2 ila 1 μm arasındadır. Büyük parçacık boyutuna sahip kaolin, düşük su emme ve iyi matlaştırma etkisine sahiptir. Küçük parçacık boyutuna sahip (1 μm'den küçük) kaolin, yarı parlak kaplamalar ve iç kaplamalar için kullanılabilir.
Kaolin ayrıca hidratlanmış alüminyum silikat olarak da adlandırılır. Farklı işleme yöntemlerine göre kaolin, kalsine edilmiş kaolen ve yıkanmış kaolin olarak ikiye ayrılabilir. Genel olarak kalsine kaolenin yağ emme, opaklık, gözeneklilik, sertlik ve beyazlık özellikleri yıkanmış kaolenden daha yüksek olmakla birlikte fiyatı da yıkanmış kaolenden daha yüksektir.
Beyaz Karbon Siyahının 14 Uygulaması
Lastiklerde uygulama
Silika, takviye maddesi olarak kullanılır ve en büyük miktar, toplam miktarın %70'ini oluşturan kauçuk alanındadır. Silika, kauçuğun fiziksel özelliklerini büyük ölçüde iyileştirebilir, kauçuğun histerezisini azaltabilir ve kaymayı önleme özelliğini kaybetmeden lastiğin yuvarlanma direncini azaltabilir.
Köpük kesicilerde uygulama
Genellikle iki tür füme silika vardır: hidrofilik ve hidrofobik. Hidrofobik ürün, hidrofilik ürünün yüzey kimyasal işlemiyle elde edilir.
Boya ve kaplama endüstrisinde uygulama
Silika, kaplama üretiminde reolojik katkı maddesi, çökelmeyi önleyici madde, dağıtıcı ve matlaştırma maddesi olarak kullanılabilir; kalınlaştırma, çökelmeyi önleme, tiksotropi ve matlaştırma rolünü oynar. Ayrıca kaplamanın hava koşullarına ve çizilmeye karşı direncini artırabilir, kaplama ile alt tabaka arasındaki yapışma mukavemetini ve kaplamanın sertliğini artırabilir, kaplamanın yaşlanma direncini artırabilir ve ultraviyole emilimini ve kızılötesi ışık yansıtma özelliklerini iyileştirebilir.
Elektronik ambalajda uygulama
Yüzey aktif işlenmiş füme silikanın silikonla modifiye edilmiş epoksi reçine kapsülleme tutkal matrisinde tamamen dağıtılmasıyla, kapsülleme malzemesinin kürlenme süresi büyük ölçüde kısaltılabilir (2.0-2.5 saat) ve kürleme sıcaklığı oda sıcaklığına düşürülebilir. Böylece OLED cihazının sızdırmazlık performansı önemli ölçüde iyileştirildi
Plastiklerde uygulama
Silika ayrıca yeni plastiklerde de sıklıkla kullanılır. Plastik karıştırma sırasında az miktarda silika eklenmesi, önemli bir takviye etkisi yaratacak, malzemenin sertliğini ve mekanik özelliklerini iyileştirecek, böylece işleme teknolojisini ve ürünün performansını iyileştirecektir.
Seramikte uygulama
95 porselene eklemek için nano-Al2O3 yerine füme silikanın kullanılması, yalnızca nanopartiküllerin rolünü oynamakla kalmaz, aynı zamanda sadece seramik malzemelerin mukavemetini ve sağlamlığını arttırmakla kalmayıp aynı zamanda sertliği ve elastikliği de artıran ikinci faz partikülü olabilir. malzemenin modülü. Etki, Al2O3 eklemekten daha idealdir.
Kağıt yapım endüstrisindeki uygulama
Kağıt yapım endüstrisinde, füme silika ürünleri, kağıdın beyazlığını ve opaklığını iyileştirmek ve yağ direncini, aşınma direncini, tuşe hissini, baskıyı ve parlaklığı iyileştirmek için kağıt boyutlandırma maddeleri olarak kullanılabilir. Kağıdın yüzey kalitesini iyi, mürekkebi sabit ve arka kısmı çatlaksız hale getirebilen çizimleri kurutmak için de kullanılabilir.
Diş macununda uygulama
Çökeltilmiş silika şu anda diş macunu için ana sürtünme maddesi türüdür. Çökeltilmiş silika, şeffaflığın arttırılmasına yardımcı olan geniş bir toplam spesifik yüzey alanına, güçlü adsorpsiyon kapasitesine, daha fazla adsorbe edilen maddeye ve tekdüze parçacıklara sahiptir. Kararlı özellikleri, toksik olmaması ve zararsız olması nedeniyle iyi bir diş macunu hammaddesidir.
Kozmetikte uygulama
Silikanın toksik olmaması, kokusuz olması ve kolay renklendirilmesi gibi mükemmel özellikleri, onun kozmetik endüstrisinde yaygın olarak kullanılmasını sağlar. Silika, cilt bakım ürünlerinde ve kozmetiklerde cildin pürüzsüz ve yumuşak bir his vermesini sağlamak için kullanılır ("top taşıma etkisi") ve üretilen "yumuşak odak etkisi", cilt yüzeyine yayılan ışığın eşit şekilde dağılmasını sağlar, böylece kırışıklıklar ve lekeler ortaya çıkar. cilt kolayca tespit edilemez.
Lastik ayakkabılarda beyaz karbon siyahı uygulaması
Beyaz karbon siyahı yüksek siyahlığa ve ince parçacıklara sahiptir. Şeffaf beyaz karbon siyahından yapılan vulkanize kauçuk, yüksek şeffaflığa sahiptir ve kauçuğun kapsamlı fiziksel özelliklerini geliştirebilir.
İlaç endüstrisindeki uygulama
Beyaz karbon siyahı fizyolojik inertliğe, yüksek emilebilirliğe, dağılabilirliğe ve kalınlaştırıcı özelliklere sahiptir ve farmasötik preparatlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Mürekkeple uygulama
Silika ayrıca yazıcı mürekkebinin akışını kontrol etmek için de kullanılır, böylece net bir baskı elde etmek için keyfi olarak akması veya sarkması önlenir. İçecek kutularında yüksek hızlı sprey kaplamanın kullanımını kontrol eder. Füme silika aynı zamanda fotokopi makineleri ve lazer yazıcıların tonerinde dağıtıcı ve akış kontrol maddesi olarak da kullanılır.
Pestisitlerde uygulama
Silika, herbisitler ve böcek öldürücüler için pestisitlerde kullanılabilir. Yaygın olarak kullanılan iki herbisit olan dinitroanilin ve üre karışımına az miktarda füme silika ve çökeltilmiş silika eklenmesi, karışımın topaklanmasını önleyecektir.
Günlük ihtiyaçlarda uygulama
Silika katkılı gıda ambalaj poşetleri meyve ve sebzeleri taze tutabilir. Beyaz karbon siyahı ayrıca meyvelerin çeşitli hastalıklarını önlemek ve tedavi etmek için oldukça etkili bir fungisit olarak da kullanılabilir; alkollü içeceklerin üretiminde az miktarda beyaz karbon siyahı eklemek birayı saflaştırabilir ve raf ömrünü uzatabilir.
Toz yüzey değiştirici
Yüzey kaplama modifikasyonu, yüzey değiştiricinin partikül yüzeyi ile herhangi bir kimyasal reaksiyona girmediği ve kaplama ile partikülün van der Waals kuvveti ile bağlandığı anlamına gelir. Bu yöntem hemen hemen her türlü inorganik parçacığın yüzey modifikasyonuna uygulanabilir. Bu yöntem esas olarak parçacıkların topaklanmasını zayıflatmak amacıyla parçacıkların yüzeyini kaplamak için inorganik bileşikler veya organik bileşikler kullanır. Ek olarak kaplama, parçacıkların yeniden topaklanmasını çok zorlaştıran sterik itme üretir. Kaplama modifikasyonu için kullanılan değiştiriciler arasında yüzey aktif maddeler, hiper dağıtıcılar, inorganik maddeler vb. yer alır.
Yüzey kimyasal modifikasyonu, yüzey değiştirici ile parçacık yüzeyi arasındaki kimyasal reaksiyon veya kimyasal adsorpsiyonla tamamlanır. Mekanokimyasal modifikasyon, kırma, öğütme, sürtünme gibi mekanik yöntemlerle mineral kafes yapısını, kristal formunu vb. değiştiren, sistemin iç enerjisini artıran, sıcaklığı yükselten, parçacıkların çözünmesini teşvik eden, termal ayrışma, serbest radikaller veya iyonlar üretir, minerallerin yüzey aktivitesini arttırır ve yüzey modifikasyon hedefine ulaşmak için minerallerin ve diğer maddelerin reaksiyonunu veya karşılıklı yapışmasını teşvik eder.
Çökeltme reaksiyonu yöntemi, toz parçacıkları içeren bir çözeltiye bir çökeltici eklemek veya reaksiyon sisteminde bir çökelticinin oluşumunu tetikleyebilecek bir madde eklemek, böylece değiştirilmiş iyonların bir çökeltme reaksiyonuna girmesi ve yüzeyde çökelmesidir. parçacıklar, böylece parçacıkları kaplar. Çökeltme yöntemi esas olarak doğrudan çökeltme yöntemi, düzgün çökeltme yöntemi, düzgün olmayan çökeltme yöntemi, birlikte çökeltme yöntemi, hidroliz yöntemi vb. olarak ayrılabilir.
Kapsül modifikasyonu, toz parçacıklarının yüzeyini düzgün ve belirli bir kalınlıkta film ile kaplayan bir yüzey modifikasyon yöntemidir. Yüksek enerjili modifikasyon yöntemi, plazma veya radyasyon tedavisi ile polimerizasyon reaksiyonunu başlatarak değiştirme yöntemidir.
Pek çok yüzey değiştirici türü vardır ve henüz birleşik bir sınıflandırma standardı yoktur. Yüzey değiştiricinin kimyasal özelliklerine göre, sırasıyla tozların organik yüzey modifikasyonu ve inorganik yüzey modifikasyonu için kullanılan organik değiştiriciler ve inorganik değiştiriciler olarak ikiye ayrılabilir. Yüzey değiştiriciler arasında birleştirme maddeleri, yüzey aktif maddeler, poliolefin oligomerler, inorganik değiştiriciler vb. yer alır.
Tozların yüzey modifikasyonu büyük ölçüde yüzey değiştiricilerin tozların yüzeyi üzerindeki etkisi yoluyla elde edilir. Bu nedenle yüzey değiştiricilerin formülasyonu (çeşit, dozaj ve kullanım), toz yüzeyin modifikasyon etkisi ve modifiye edilmiş ürünlerin uygulama performansı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Yüzey değiştiricilerin formülasyonu oldukça hedefe yöneliktir, yani "bir kilidi açmak için bir anahtar" özelliklerine sahiptir. Yüzey değiştiricilerin formülasyonu çeşitlerin seçimini, dozajın belirlenmesini ve kullanımını içerir.
Yüzey değiştirici çeşitleri
Yüzey değiştirici çeşitlerinin seçiminde temel hususlar toz hammaddelerin özellikleri, ürünün amacı veya uygulama alanı, proses, fiyat, çevre koruma gibi faktörlerdir.
Yüzey değiştiricilerin dozajı
Teorik olarak parçacık yüzeyinde tek tabakalı adsorpsiyon elde etmek için gereken dozaj, toz hammaddelerin spesifik yüzey alanı ve yüzey değiştirici moleküllerin kesit alanıyla ilişkili olan optimal dozajdır, ancak bu dozaj %100 kapsama elde edildiğinde yüzey değiştiricilerin dozajı zorunlu değildir. İnorganik yüzey kaplama modifikasyonu için farklı kaplama oranları ve kaplama katman kalınlıkları renk, parlaklık vb. gibi farklı özellikler gösterebilir. Bu nedenle gerçek optimum dozajın modifikasyon testleri ve uygulama performans testleri yoluyla belirlenmesi gerekir. Bunun nedeni, yüzey değiştiricinin dozajının, yüzey modifikasyonu sırasında yüzey değiştiricinin yalnızca dispersiyonunun ve kaplamasının düzgünlüğü ile değil, aynı zamanda ham toz tozunun yüzey özellikleri ve teknik göstergeleri için uygulama sisteminin özel gereksinimleriyle de ilgili olmasıdır. malzemeler.
Yüzey değiştirici nasıl kullanılır?
İyi bir kullanım yöntemi, yüzey değiştiricinin dağılımını ve tozun yüzey değiştirme etkisini geliştirebilir. Aksine, yanlış kullanım yüzey değiştiricinin dozajını artırabilir ve modifikasyon etkisi beklenen amaca ulaşamayabilir. Yüzey değiştiricinin kullanımı, hazırlama, dağıtma ve ekleme yöntemlerini ve ayrıca ikiden fazla yüzey değiştirici kullanıldığında ekleme sırasını içerir.
Titanyum dioksitin kullanım alanları nelerdir?
Titanyum dioksit, ana bileşeni titanyum dioksit olan önemli bir inorganik kimyasal pigmenttir. Titanyum dioksit için iki üretim prosesi vardır: sülfürik asit prosesi ve klorlama prosesi. Kaplamalar, mürekkepler, kağıt yapımı, plastik ve kauçuk, kimyasal elyaflar ve seramik gibi endüstrilerde önemli kullanım alanları vardır.
Titanyum dioksitin parçacık boyutu dağılımı, titanyum dioksit pigmentinin performansını ve ürün uygulama performansını ciddi şekilde etkileyen kapsamlı bir göstergedir. Bu nedenle, gizleme gücü ve dağılabilirlik tartışması doğrudan parçacık boyutu dağılımından analiz edilebilir.
Titanyum dioksitin parçacık boyutu dağılımını etkileyen faktörler nispeten karmaşıktır. Birincisi orijinal hidroliz partikül boyutunun boyutudur. Hidroliz işlemi koşullarının kontrol edilmesi ve ayarlanmasıyla orijinal parçacık boyutu belirli bir aralıkta tutulur. İkincisi kalsinasyon sıcaklığıdır. Metatitanik asidin kalsinasyonu sırasında parçacıklar bir kristal dönüşüm periyoduna ve bir büyüme periyoduna uğrar. Büyüyen parçacıkları belirli bir aralıkta tutmak için uygun sıcaklığı kontrol edin. Son olarak ürün ezilir. Genellikle Raymond değirmeni değiştirilir ve analizör hızı, kırma kalitesini kontrol edecek şekilde ayarlanır. Aynı zamanda, üniversal değirmen, hava akışlı değirmen ve çekiçli değirmen gibi diğer kırma ekipmanları da kullanılabilir.
Titanyum dioksitin doğada üç kristal formu vardır: rutil, anataz ve brookite. Brokit ortorombik sisteme aittir ve kararsız bir kristal şeklidir. 650°C'nin üzerinde rutile dönüşeceğinden endüstride pratik bir değeri yoktur. Anataz oda sıcaklığında stabildir ancak yüksek sıcaklıkta rutile dönüşecektir. Dönüşüm yoğunluğu, üretim yöntemine ve kalsinasyon işlemi sırasında inhibitörlerin veya destekleyicilerin eklenip eklenmediğine bağlıdır.
Titanyum dioksit (veya titanyum dioksit) çeşitli yapısal yüzey kaplamalarında, kağıt kaplamalarda ve dolgularda, plastiklerde ve elastomerlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Diğer kullanım alanları arasında seramik, cam, katalizörler, kaplamalı kumaşlar, baskı mürekkepleri, çatı kaplama granülleri ve eritkenler yer alır. İstatistiklere göre, 2006 yılında küresel titanyum dioksit talebi 4,6 milyon tona ulaştı; bunun %58'i kaplama endüstrisi, %23'ü plastik endüstrisi, %10'u kağıt endüstrisi ve %9'u diğer endüstrilerden oluşuyor. Titanyum dioksit ilmenit, rutil veya titanyum cürufundan üretilebilir. Titanyum dioksit için iki üretim prosesi vardır: sülfat prosesi ve klorür prosesi. Sülfat işlemi, klorür işleminden daha basittir ve düşük dereceli ve nispeten ucuz mineraller kullanılabilir. Bugün dünya üretim kapasitesinin yaklaşık %47'si sülfat prosesini, üretim kapasitesinin ise %53'ü klorür prosesini kullanmaktadır.
Titanyum dioksit dünyadaki en iyi beyaz pigment olarak kabul edilir ve kaplamalarda, plastiklerde, kağıt yapımında, baskı mürekkeplerinde, kimyasal elyaflarda, kauçukta, kozmetikte ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılır.
Titanyum dioksit (titanyum dioksit) kararlı kimyasal özelliklere sahiptir ve normal koşullar altında çoğu maddeyle reaksiyona girmez. Doğada titanyum dioksitin üç tür kristali vardır: brookite, anatase ve rutil. Brokit tipi, endüstriyel kullanım değeri olmayan, kararsız bir kristal formudur. Anataz tipi (A tipi) ve rutil tipinin (R tipi) her ikisi de stabil kafeslere sahiptir ve önemli beyaz pigmentler ve porselen sırlardır. Diğer beyaz pigmentlerle karşılaştırıldığında üstün beyazlık, renklendirme gücü, gizleme gücü, hava koşullarına dayanıklılık, ısı direnci ve kimyasal stabiliteye, özellikle de toksik olmamasına sahiptirler.
Titanyum dioksit kaplamalarda, plastiklerde, kauçukta, mürekkepte, kağıtta, kimyasal elyaflarda, seramikte, günlük kimyasallarda, ilaçta, gıdada ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Dolomit çeşitli endüstrilerde kullanılmaktadır
Dolomitin kimyasal formülü, dolomit kireçtaşı olarak da bilinen [CaMg(CO3)2]'dir. Dolomit yerkabuğunun yaklaşık %2'sini oluşturur. Dolomit çökeltileri, esas olarak tortul kayaçlar veya değiştirilmiş yapıların eşdeğerleri olmak üzere tüm dünyada yaygındır.
Dolomit, tortul kayaçlarda yaygın olarak bulunan minerallerden biridir ve kalın dolomit oluşturabilir. Birincil tortul dolomit doğrudan yüksek tuzluluğa sahip deniz göllerinde oluşur. Kireçtaşının yerini magnezyum içeren çözeltilerin almasıyla oluşan büyük miktarda dolomit ikincildir. Deniz tortul dolomitleri genellikle siderit katmanları ve kireçtaşı katmanları ile ara katman halinde bulunur. Göl çökeltilerinde dolomit, alçıtaşı, anhidrit, kaya tuzu, potasyum tuzu vb. ile bir arada bulunur.
Dolomitin çeşitli alanlarda uygulanması:
Metalurji endüstrisi
Magnezyum iyi bir termal iletkenliğe ve elektriksel iletkenliğe sahiptir. Manyetik olmayan ve toksik olmayan bir metaldir. Magnezyum alaşımları hafif, dayanıklı, yüksek mukavemetli, yüksek tokluklu ve iyi mekanik özelliklere sahiptir. Havacılık, otomobil, hassas döküm, savunma sanayi ve diğer sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Magnezyum eritme endüstrisinde. Dolomit, magnezyum metali üretimi için önemli hammaddelerden biridir. Evsel silikotermik yöntem genellikle magnezyum metalini rafine etmek için kullanılır. Çıktı, toplam magnezyum metal miktarının yaklaşık %20'sini ve yaklaşık %67'sini oluşturur. Silikotermik yöntem, MgO ve CaO karışımı elde etmek için dolomitin kalsine edilmesi ve ayrıştırılmasıdır. Kalsine toz öğütülüp elendikten sonra Mg:Si molar oranı 2:1 olacak şekilde karıştırılır ve katalizör olarak uygun miktarda florit eklenir. Karışık topaklar top haline getirilir ve kalsiyum silikat ve magnezyum üretmek üzere 1150-120°C'de silikonla indirgenir. Dolomit, metalurji endüstrisinde çelik üretimi ve sinterleme için önemli bir yardımcı malzemedir.
Yapı malzemeleri endüstrisi
Magnezyum çimentolu malzemelerin hammaddesi olarak dolomit belirli bir sıcaklıkta kalsine edilir. Dolomit, magnezyum oksit ve kalsiyum karbonat üretmek üzere kısmen ayrıştırılır ve ardından magnezyum oksit çözeltisi ve agrega, karıştırmak ve oluşturmak için eklenir ve kürlemeden sonra yüksek mukavemetli ferro-amonyaklı çimento malzemeleri üretilir. Ferro-amonyak çimentolu malzemeler çoğunlukla büyük ambalaj kutularının ve Suifeng Caddesi'nin 8. neslinin üretiminde kullanılıyor. Yeni inşaat yapılarının geliştirilmesinde geniş uygulama olanaklarına sahiptirler. Dolomit, yüzdürme cam karışımının yaklaşık %15'ini oluşturur.
Kimyasal endüstri
Kimya sektöründe ebru ağırlıklı olarak magnezyum bileşikleri üretmek amacıyla kullanılmakta olup, bu da ebru ürünlerinin katma değerini artırmanın en iyi yoludur. Başlıca sanayileşmiş kimyasal ürünler magnezyum oksit, hafif magnezyum karbonat, magnezyum hidroksit ve çeşitli magnezyum tuzu ürünleridir. Hafif magnezyum karbonat aynı zamanda endüstriyel hidratlı bazik magnezyum karbonat veya bazik magnezyum karbonat olarak da adlandırılır. Moleküler formül xMgCO3 yMg(OH)2zH2O olarak ifade edilebilir. Beyaz monoklinik kristal veya amorf toz, toksik olmayan, kokusuz, bağıl yoğunluk 2.16, havada stabil. Suda az çözünür, sulu çözelti zayıf alkalidir. Asit ve amonyum tuzu çözeltisinde kolayca çözünür, asitle reaksiyona girerek magnezyum tuzu oluşturur ve karbondioksit açığa çıkarır. Yüksek sıcaklıkta piroliz magnezyum okside dönüşür.
Diğer uygulamalar
Tarımda dolomit topraktaki asidik maddeleri nötralize edebilir ve toprağın iyileştirilmesi için kullanılabilir. Aynı zamanda, dolomitin içerdiği magnezyum, mahsullerdeki magnezyumu desteklemek için magnezyum gübresi olarak kullanılabilir: dolomit, kümes hayvanlarının ve besi hayvanlarının kalsiyum ve magnezyum alımını arttırmak ve kümes hayvanlarının beslenmesini geliştirmek için yem katkı maddesi olarak yemlere eklenir. hayvancılık.
Çevre koruma alanında, kalsine dolomit tozunun hidrasyonu ve sindiriminden sonra, esas olarak baca gazındaki karbondioksit ve kükürt dioksit gibi gazları emebilen magnezyum hidroksit ve kalsiyum hidroksit içerir. Bu nedenle baca gazı karbon dioksit ayrımı (ECRS) için kalsine dolomit tozu kullanılabilir; Dolomit ayrıca gazlaştırma fırınlarında baca gazından H2S'yi uzaklaştırmak için de kullanılabilir: kalsine dolomit tozundaki aktif magnezyum oksidin hidrasyonuyla üretilen yüksek yüzey enerjisi ve kalsiyum hidroksit ve magnezyum hidroksitin adsorpsiyonu kullanılarak, kalsine dolomit filtre malzemesi olarak kullanılabilir. evsel su arıtmanın yanı sıra endüstriyel atık sulardaki demir ve manganez gibi metal iyonlarının uzaklaştırılmasında da kullanılabilir.
İnce alümina çeşitleri ve uygulamaları
İnce alüminanın birçok çeşidi vardır ve yaygın olarak kullanılır. Birçok alanda tercih edilen malzemedir.
Bu nedenle "hammaddenin geniş kaynağı", "her yerde bulunabilmesi", "ucuz fiyat" ve "hazırlanmasının kolay olması" alüminanın etiketleri haline gelmiştir. Kıtlık, şeyleri değerli kılar. Bu etiketler, insanların alüminanın düşük kaliteli bir malzeme olduğunu kolayca yanlış anlamalarına neden olabilir. Öncelikle editör, bu etiketlerin alüminanın düşük kaliteli olup olmadığını belirleyemeyeceğine ancak alüminanın birçok alanda çok uygun maliyetli bir malzeme olduğunu gösterebileceğine inanıyor. İkinci olarak, fiyat, teknik içerik, performans ve diğer açılardan bakıldığında bile alümina "yüksek kaliteli ürünler" arasında eksik değildir. Bu "yüksek kaliteli ürünler", yarı iletkenler ve havacılık gibi yüksek hassasiyetli alanlarda yeri doldurulamaz bir rol oynamaktadır.
Alümina elyaf
Alümina elyafın ana bileşeni alüminadır (Al2O3), yardımcı bileşenleri ise SiO2, B2O3, MgO vb.'dir. Yüksek performanslı bir inorganik elyaf ve uzun elyaf, kısa elyaf gibi çeşitli formlara sahip bir polikristalin seramik elyaftır. kedi bıyığı. Yüksek mukavemet, yüksek modül ve korozyon direnci gibi mükemmel özelliklere sahiptir.
Al2O3 elyafının uygulama alanı nispeten geniştir. Al2O3 kısa elyafı, yüksek performanslı kompozit malzemeler hazırlamak ve ısıtma fırınları, fırın astarları ve elektronik bileşen kalsinasyon fırınları gibi endüstriyel yüksek sıcaklık fırınları üretmek için reçine, metal veya seramik ile birleştirilebilir; Al2O3 sürekli fiber takviyeli kompozit malzemeler, yüksek mukavemet, yüksek modül ve yüksek sertlik gibi mükemmel özelliklere sahiptir. Matrisinin kullanım sırasında oksitlenmesi ve bozulması kolay değildir. Aynı zamanda mükemmel sürünme direncine sahiptir ve yüksek sıcaklıklarda lifin performansının düşmesine neden olacak tane büyümesine neden olmaz. Yüksek sıcaklığa dayanıklı sıcak uç bileşenleri için yeni nesil ana malzemeler olarak uluslararası alanda tanınmaktadır ve büyük bir gelişme potansiyeline sahiptir; Fonksiyonel Al2O3 nanolifleri yukarıdaki özelliklere ek olarak düşük ısı iletkenliği, elektrik yalıtımı ve yüksek spesifik yüzey alanı gibi mükemmel özelliklere de sahiptir. Güçlendirilmiş kompozit malzemelerde, yüksek sıcaklıkta ısı yalıtım malzemelerinde, katalitik filtrasyon malzemelerinde vb. yaygın olarak kullanılırlar.
Yüksek saflıkta alümina
Yüksek saflıkta alümina (4N ve üzeri), yüksek saflık, yüksek sertlik, yüksek mukavemet, yüksek sıcaklık direnci, aşınma direnci, iyi yalıtım, kararlı kimyasal özellikler, orta yüksek sıcaklıkta büzülme performansı, iyi sinterleme performansı ve optik, elektriksel avantajlara sahiptir. Sıradan alümina tozunun eşleşemeyeceği manyetik, termal ve mekanik özellikler. Modern kimya endüstrisinde en yüksek katma değere ve en geniş uygulamaya sahip üst düzey malzemelerden biridir.
Şu anda, yüksek kaliteli, yüksek saflıkta alümina esas olarak yarı iletken endüstrisinde lityum pil elektrot katkı maddeleri, katı hal pil elektrolit dolgu maddeleri ve levha taşlama ve cilalama için kullanılmaktadır.
Küresel alümina
Alümina tozu parçacıklarının morfolojisi, birçok alanda uygulama performansını doğrudan etkileyecektir. Yaygın düzensiz, lifli veya pul pul alümina tozu parçacıklarıyla karşılaştırıldığında, küresel alümina düzenli bir morfolojiye, daha yüksek paketleme yoğunluğuna, daha küçük spesifik yüzey alanına ve daha iyi akışkanlığa sahiptir. Yaygın olarak termal iletken dolgu malzemesi, parlatma malzemesi, katalizör taşıyıcı, yüzey kaplama malzemesi vb. olarak kullanılır.
Endüstriyel üretimde baryum sülfatın sınıflandırmaları nelerdir?
Baryum sülfat çoğu insan için kimyası pek iyi anlaşılmamıştır, onların gözünde baryum sülfat tehlikeli bir kimyasaldır. Aslında günlük yaşamımızda baryum sülfatın her yerde olduğu söylenebilir ancak genellikle işlenmiş ürünler halinde hayatımızda karşımıza çıkarlar.
Örneğin evimizdeki çoğu plastik ürün, klimalar, arabalardaki bazı plastik aksesuarlar, süpermarketlerde kullanılan plastik poşetler vb., hayatta kullanılan boya ve kaplamalar, cam vb. baryum sülfat içerebilir.
Fizik ve kimya ders kitaplarında baryum sülfatın kimyasal formülü, genellikle beyaz bir eşkenar dörtgen olan, renksiz ve kokusuz, 4.499 yoğunluğa ve 1580 ° C'ye kadar erime noktasına sahip olan BaSO4'tür. Kimyasal özellikleri çok kararlıdır, suda çözünmez, asitlere, alkalilere karşı dayanıklıdır, toksik değildir, manyetik değildir ve ayrıca X ışınlarını ve gama ışınlarını da emebilir. Doğada baryum sülfat, genellikle çatallı kristal blok şeklindeki doğal bir cevher olan barit olarak da adlandırılır ve rengi esas olarak içerdiği yabancı maddelerin türü ve miktarına göre belirlenir. Saf barit renksiz ve şeffaftır. Baritin insan vücuduna doğrudan bir zararı yoktur ve doğrudan temasa geçilebilir.
Endüstride baryum sülfatın birçok sınıflandırması vardır ve yaygın olanları aşağıdaki gibidir:
1. Barit tozu veya doğal baryum tozu olarak da bilinen ağır baryum. İnsanların doğal baryum sülfat cevherini (barit) seçip yıkama, öğütme, kurutma ve diğer işlemleri yapmasıyla yapılır. Pek çok yabancı madde içerir ve kalitesi esas olarak cevherin kendisi tarafından belirlenir, ancak fiyatı düşüktür. Genellikle beyaz pigmentlerin veya düşük dereceli kaplamaların, plastiklerin ve mürekkep endüstrilerinin üretiminde dolgu maddesi olarak kullanılır. Maliyetlerin azaltılmasında ve parlaklığın arttırılmasında rol oynar.
2. Endüstriyel baryum sülfat veya çökeltilmiş baryum olarak da bilinen çökeltilmiş baryum sülfat. Yapay işleme ile yapılır. Ağır baryumun aksine çökeltilmiş baryum neredeyse hiç yabancı madde içermez. Suda az çözünür, asitte çözünmez. Kendi başına toksik değildir ancak çözünebilir baryum içeriyorsa zehirlenmeye neden olabilir. Endüstride çökeltilmiş baryum sülfat, esas olarak baryum sülfatın sülfürik asit ile reaksiyonu, baryum klorürün sülfürik asit veya sodyum sülfat ile reaksiyonu ve baryum sülfürün sodyum sülfat ile reaksiyonu ile üretilir. Çökeltilmiş baryum sülfat, stabilitesi ve farklı spesifik göstergeleri nedeniyle tıp, orta ve üst düzey kaplamalar ve mürekkepler, plastik, kauçuk, cam, seramik vb. alanlarda dolgu maddesi olarak kullanılır. İnsanlar genellikle farklı uygulamalara göre bunu kaplama dereceli çökeltilmiş baryum sülfat, plastik dereceli çökeltilmiş baryum sülfat vb. şeklinde ayırırlar. Fiyatı ağır baryumdan daha yüksektir.
3. Modifiye edilmiş baryum sülfat ve modifiye edilmiş çökeltilmiş baryum sülfata bölünen modifiye edilmiş baryum sülfat, barit tozunun veya çökeltilmiş baryum sülfatın performansını ilgili işlem yoluyla belirli bir açıdan arttırmaktır. Uygulama yağışa benzer ve esas olarak ilgili özelliklerine bağlıdır. Bunlar arasında daha fazla işlenen ve rafine edilene aynı zamanda modifiye edilmiş ultra ince baryum sülfat veya modifiye edilmiş ultra ince çökeltilmiş baryum sülfat da denir. Fiyatı çökeltilmiş baryum sülfattan daha yüksektir.
4. Nano dereceli çökeltilmiş baryum sülfat, değiştirilmiş çökeltilmiş baryum sülfatın derin işlenmesi yoluyla D50'sini (ortalama parçacık boyutu dağılımını) 0,2μm-0,4μm arasında kontrol etmektir. Nano dereceli çökeltilmiş baryum sülfat esas olarak ileri teknoloji boyalarda, kaplamalarda ve diğer endüstrilerde kullanılır.
Mikro silikon tozunun 10 ana uygulama alanı
Silika tozu, geniş uygulamalara sahip bir tür inorganik metalik olmayan malzemedir. Silika tozu, yüksek saflıktaki kuvars cevherinin fiziksel veya kimyasal yöntemlerle ezilmesi ve toz haline getirilmesiyle elde edilen mikron seviyesinde bir tozdur. Parçacık boyutu genellikle 1-100 mikron arasındadır ve yaygın olarak kullanılan parçacık boyutu 5 mikron civarındadır. Yarı iletken üretim süreçlerinin ilerlemesiyle birlikte, 1 mikronun altındaki silika tozu giderek yaygın olarak kullanılmaya başlandı.
Silika tozu, mükemmel dielektrik özellikler, düşük termal genleşme katsayısı, yüksek termal iletkenlik, yüksek kimyasal stabilite, yüksek sıcaklık direnci ve yüksek sertlik gibi bir dizi avantaja sahiptir. Bakır kaplı laminatlarda, epoksi kalıplama bileşiklerinde, elektrik yalıtım malzemelerinde ve yapıştırıcılarda yaygın olarak kullanılabilir. Ayrıca kaplamalarda, kauçukta, plastiklerde, kozmetiklerde ve petek seramiklerde de kullanılabilir.
1 Bakır kaplı laminat
Elektronik devreler için bakır kaplı laminata silikon tozu eklenmesi, baskılı devre kartlarının doğrusal genleşme katsayısını ve termal iletkenliğini iyileştirebilir, böylece elektronik ürünlerin güvenilirliğini ve ısı dağılımını etkili bir şekilde artırabilir.
2 Epoksi kalıplama bileşiği (EMC)
Talaş paketleme için silikon tozunun epoksi kalıplama bileşiğine doldurulması, epoksi reçinenin sertliğini önemli ölçüde artırabilir, termal iletkenliği artırabilir, epoksi reçine kürleme reaksiyonunun ekzotermik tepe sıcaklığını azaltabilir, doğrusal genleşme katsayısını ve kürleme büzülmesini azaltabilir, iç gerilimi azaltabilir ve mekanik özellikleri geliştirebilir. Epoksi kalıplama bileşiğinin mukavemeti, onu çipin doğrusal genleşme katsayısına sonsuz derecede yakın hale getirir.
3 Elektrik yalıtım malzemeleri
Silikon tozu, elektrik yalıtım ürünleri için epoksi reçine yalıtım dolgusu olarak kullanılır. Kürlenmiş ürünün doğrusal genleşme katsayısını ve kürleme işlemi sırasında büzülme oranını etkili bir şekilde azaltabilir, iç gerilimi azaltabilir ve yalıtım malzemesinin mekanik mukavemetini artırabilir, böylece yalıtım malzemesinin mekanik ve elektriksel özelliklerini etkili bir şekilde iyileştirebilir ve geliştirebilir.
4 Yapıştırıcı
İnorganik fonksiyonel bir dolgu malzemesi olarak silikon tozu, kürlenmiş ürünün doğrusal genleşme katsayısını ve kürleme sırasındaki büzülme oranını etkili bir şekilde azaltabilen, yapıştırıcının mekanik mukavemetini artırabilen ve ısı direncini arttırabilen yapışkan reçine ile doldurulur. -geçirgenlik ve ısı dağıtma performansı, böylece yapıştırma ve sızdırmazlık etkisini artırır.
5 Plastik
Silikon tozu, plastiklerde polivinil klorür (PVC) döşeme, polietilen ve polipropilen filmler ve elektrik yalıtım malzemeleri gibi ürünlerde kullanılabilir.
6 Kaplama
Kaplama endüstrisinde, parçacık boyutu, beyazlık, sertlik, süspansiyon, dağılabilirlik, düşük yağ emme, yüksek direnç ve silikon mikro tozunun diğer özellikleri, kaplamanın korozyon direncini, aşınma direncini, yalıtımını ve yüksek sıcaklık direncini geliştirebilir. Kaplamalarda kullanılan mikro silikon tozu, iyi stabilitesi nedeniyle kaplama dolgularında her zaman önemli bir rol oynamıştır.
7 Kozmetik
Küresel silika tozu iyi akışkanlığa ve geniş spesifik yüzey alanına sahiptir, bu da onu ruj, pudra, fondöten kremi vb. gibi kozmetikler için uygun kılar. Toz gibi toz ürünlerde akışkanlığı ve depolama stabilitesini artırabilir, böylece önlemede rol oynayabilir. topaklanma; ortalama parçacık boyutunun daha küçük olması onun iyi pürüzsüzlüğünü ve akışkanlığını belirler; Daha geniş spesifik yüzey alanı daha iyi adsorpsiyona sahip olmasını sağlar, teri, kokuyu, besin maddelerini emebilir ve kozmetik formülleri daha ekonomik hale getirebilir; tozun küresel şekli cilde iyi bir afiniteye ve temasa sahiptir.
8 Petek seramik
Otomobil egzoz arıtımı için petek seramik taşıyıcıdan ve dizel motor egzoz arıtımı için kordierit malzemeden yapılmış otomobil egzoz filtresi DPF, karıştırma, ekstrüzyon kalıplama, kurutma, sinterleme ve diğer işlemler yoluyla alümina, silika tozu ve diğer malzemelerden yapılır.
9 Kauçuk
Silikon tozu kauçuk için takviye edici bir malzemedir. Kauçuğun mukavemet, tokluk, uzama, aşınma direnci, cila, yaşlanma karşıtı, ısı direnci, kaymazlık, yırtılma direnci, asit ve alkali direnci vb. gibi kapsamlı özelliklerini geliştirebilir. Üretim sürecinde vazgeçilmezdir. kauçuk ürünleri.
10 Yapay kuvars
Silikon tozu, yapay kuvars levhada dolgu maddesi olarak kullanılır; bu, yalnızca doymamış reçine tüketimini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda yapay kuvars levhanın aşınma direncini, asit ve alkali direncini, mekanik mukavemetini ve diğer özelliklerini de geliştirir. Suni mermerde silikon tozunun dolgu oranı genel olarak %30 civarındadır.
Katı elektrolitler için temel hammadde - Zirkonya
ZrO2, yüksek sıcaklık direncine, yüksek sertliğe ve iyi kimyasal stabiliteye sahip bir oksit malzemesidir. Yüksek erime noktasına ve kaynama noktasına sahiptir, bu nedenle yüksek sıcaklık ortamında sabit fiziksel ve kimyasal özellikleri koruyabilir. Ayrıca ZrO2 düşük bir termal genleşme katsayısına ve iyi elektriksel yalıtım özelliklerine de sahiptir. Bu, onu LLZO katı elektrolit için tercih edilen hammaddelerden biri yapar.
Yüksek sertlik: ZrO2'nin sertliği elmastan sonra ikinci sıradadır ve yüksek aşınma direncine sahiptir.
Yüksek erime noktası: ZrO2'nin erime noktası çok yüksektir (2715°C). Yüksek erime noktası ve kimyasal inertlik ZrO2'yi iyi bir refrakter malzeme haline getirir.
Mükemmel kimyasal stabilite: ZrO2, asitler ve alkaliler gibi kimyasallara karşı iyi bir dirence sahiptir ve kolayca korozyona uğramaz.
İyi termal stabilite: ZrO2, yüksek sıcaklıklarda hala iyi mekanik özellikleri ve kimyasal stabiliteyi koruyabilir.
Nispeten büyük mukavemet ve tokluk: ZrO2, seramik bir malzeme olarak büyük bir mukavemete sahiptir (1500MPa'ya kadar). Tokluğu bazı metallerin çok gerisinde olsa da diğer seramik malzemelerle karşılaştırıldığında zirkonyum oksitin kırılma dayanıklılığı daha yüksektir ve dış darbelere ve strese bir dereceye kadar dayanabilir.
ZrO2 için piroliz, sol-jel, buhar biriktirme vb. dahil olmak üzere çeşitli hazırlama işlemleri vardır. Bunlar arasında piroliz en yaygın kullanılan hazırlama yöntemlerinden biridir. Bu yöntem, zirkon ve diğer hammaddeleri alkali metal veya alkalin toprak metal oksitlerle yüksek sıcaklıkta reaksiyona sokarak zirkonat üretir ve daha sonra asitle yıkama, filtrasyon, kurutma ve diğer adımlar yoluyla ZrO2 tozu elde eder. Ayrıca ZrO2'nin performansı, farklı katı hal pillerinin ihtiyaçlarını karşılamak için farklı elementlerin katkılanmasıyla düzenlenebilir.
ZrO2'nin katı hal pillerinde uygulanması esas olarak, garnet tipi kristal yapılarda bulunan lityum lantan zirkonyum oksit (LLZO) ve lityum lantan zirkonyum titanyum oksit (LLZTO) gibi oksit katı elektrolitlere yansır. Bu katı elektrolitlerde ZrO2 çok önemli bir oranda bulunur. Örneğin, sinterlemeden önceki LLZO kütlesinde ZrO2 yaklaşık %25'i oluşturur. Ayrıca katı hal pillerdeki arayüz direncini azaltmak ve lityum iyon geçişinin verimliliğini artırmak için pozitif ve negatif elektrot malzemelerinin genellikle LLZO gibi malzemelerle kaplanması gerekir. Aynı zamanda oksit yarı katı pillerin LLZO gibi malzemelerden oluşan bir seramik diyafram tabakası oluşturması da gerekiyor, bu da katı hal pillerde kullanılan ZrO2 miktarını daha da artırıyor.
Katı hal pil teknolojisinin sürekli gelişmesi ve uygulama alanlarının genişlemesiyle birlikte, katı elektrolit hammaddesi olarak ZrO2'ye olan talep artmaya devam edecektir. Gelecekte ZrO2'nin, hazırlama sürecini daha da optimize ederek, performansı düzenleyerek ve maliyetleri azaltarak katı hal pilleri alanında daha önemli bir rol oynaması bekleniyor. Aynı zamanda yeni katı hal elektrolit malzemelerinin sürekli ortaya çıkmasıyla ZrO2 daha yoğun rekabet ve zorluklarla da karşı karşıya kalacak. Ancak benzersiz özellikleri ve geniş uygulama olanaklarıyla ZrO2, katı hal pilleri alanında hala yeri doldurulamaz bir konuma sahip olacaktır.