Vật liệu gốm sứ dùng trong phục hình răng
Vật liệu phục hình răng phải trải qua quá trình thử nghiệm sinh học nghiêm ngặt để đảm bảo rằng chúng không chỉ có các tính chất cơ học, vật lý và hóa học cần thiết cho mục đích sử dụng lâm sàng mà còn có khả năng tương thích sinh học tốt. Trong những năm gần đây, với sự phát triển liên tục của khoa học và công nghệ vật liệu và sự cải thiện liên tục mức sống của con người, vật liệu gốm, vật liệu composite gốc nhựa, vật liệu kim loại, nhựa nano 3M, gốm thủy tinh và các vật liệu khác đã dần được sử dụng rộng rãi.
(1) Gốm sứ Alumina
Gốm sứ Alumina là chất rắn hoặc bột tinh thể màu trắng có độ ổn định hóa học và tính chất cơ học đáng chú ý. Là vật liệu phục hình răng, alumina có màu sắc và độ truyền sáng giống với răng thật, đáp ứng các yêu cầu thẩm mỹ và có ưu điểm là ít độc tính với mô xơ trong ống nghiệm.
(2) Gốm sứ Zirconia
Vào cuối thế kỷ 20, zirconia đã được phát triển như một vật liệu phục hình răng. Gốm sứ Zirconia có khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn và chịu nhiệt độ cao đáng kể, hiệu ứng quang học tốt, phù hợp để phục hình răng và có độ bền cao. Zirconia có độ ổn định cao và khả năng tương thích sinh học tốt. So với alumina, nó có khả năng chống mài mòn và độ dẻo dai cao hơn. Nó phù hợp để sản xuất van, xương nhân tạo bằng gốm composite, khớp hông, xương và chân răng.
(3) Kính hoạt tính sinh học
Kính hoạt tính sinh học là vật liệu sinh học nhân tạo có thể liên kết với mô xương và kết nối với mô mềm cùng một lúc. Nó có các đặc tính tuyệt vời như khả năng tương thích sinh học, độc tính thấp, hướng dẫn xương và hình thành xương, có khả năng cầm máu và kháng khuẩn tốt. Nó có thể đạt được các chức năng sinh học và sinh lý cụ thể khi cấy ghép vào cơ thể. Kính hoạt tính sinh học có thể được sử dụng làm vật liệu cấy ghép xương, vật liệu trám xương, vật liệu duy trì và tái tạo mào xương ổ răng và vật liệu phủ implant miệng.
(4) Gốm hydroxyapatite
Hydroxyapatite thuộc hệ tinh thể lục giác và là một loại gốm hoạt tính sinh học điển hình. Thành phần của nó gần với các thành phần vô cơ của mô xương tự nhiên và có khả năng tương thích sinh học tốt. Nó không chỉ an toàn và không độc hại khi cấy ghép vào cơ thể mà còn có thể thúc đẩy sự phát triển của xương. Đây là một vật liệu hoạt tính sinh học tuyệt vời. Nó thường được sử dụng trong lĩnh vực y học răng miệng để sửa chữa khiếm khuyết xương nha chu và cấy ghép chân răng nhân tạo.
(5) Gốm tricalcium phosphate
Trical phosphate là một loại gốm canxi phosphate quan trọng có khả năng tương thích sinh học và độc tính sinh học tốt. Tricalcium phosphate có thể được chế tạo thành các thành phần cấu trúc rỗng có kích thước và hình dạng nhất định theo yêu cầu về tốc độ phân hủy của các bộ phận khác nhau và các đặc tính xương khác nhau, và có thể được sử dụng để điều trị nhiều bệnh chỉnh hình khác nhau. Ngoài ra, tricalcium phosphate có đặc tính sinh học là thúc đẩy tái tạo xương quanh chóp và hình thành cầu canxi tủy, và được sử dụng rộng rãi và có giá trị trong lĩnh vực y học răng miệng.
(6) Sứ fenspat
Sứ fenspat là một loại thủy tinh fenspat borosilicate có cấu trúc hạt không đều phân bố trong ma trận thủy tinh. Nó được sử dụng trong mặt dán răng trước, mão răng toàn phần và miếng trám răng sau. Nó có hiệu ứng thẩm mỹ tốt và mài mòn gần với răng tự nhiên. Sau khi mài và đánh bóng, nó có thể được sử dụng trong miệng.
(7) Gốm thủy tinh
Gốm thủy tinh là chất rắn đa tinh thể có sự phân bố đồng đều và dày đặc của pha thủy tinh và pha tinh thể trong một ma trận thủy tinh thu được thông qua một loạt các quy trình xử lý nhiệt. Chúng cũng được gọi là thủy tinh vi tinh thể. Gốm thủy tinh đã trở thành vật liệu được ưa chuộng để phục hồi thẩm mỹ cho răng cửa vì khả năng truyền và bão hòa gần với răng tự nhiên. Gốm thủy tinh không chỉ có khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn tuyệt vời mà còn có thể kiểm soát được độ bền uốn và độ dẻo dai khi gãy bằng cách điều chỉnh quy trình xử lý nhiệt của quá trình kết tinh. Do đó, các sản phẩm phù hợp với các mục đích sử dụng khác nhau đã được phát triển lần lượt.
(8) Gốm composite
Gốm composite là một loại vật liệu composite gốm-nhựa mới kết hợp các đặc tính của gốm truyền thống với các vật liệu quy trình nhựa mới. Ưu điểm của nó là có thể thực hiện được bằng công nghệ CAD/CAM. Ngoài ra, vì gốm composite chứa một lượng lớn các thành phần nhựa nên khi phục hình bị hỏng, có thể dễ dàng sửa chữa bằng nhựa.
Chìa khóa để cải thiện hiệu quả của máy nghiền bi
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất nghiền
Hiệu suất nghiền là một chỉ số quan trọng về hiệu suất của máy nghiền bi, đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất chế biến khoáng sản và giảm mức tiêu thụ năng lượng.
Tính chất vật liệu là các yếu tố cơ bản, độ cứng, độ dai, mật độ và đặc điểm gãy ảnh hưởng đến độ khó của quá trình nghiền.
Các thông số vận hành máy nghiền có tác động đáng kể đến hiệu suất, chẳng hạn như tốc độ, tỷ lệ nạp, kích thước và loại vật liệu. Tối ưu hóa tốc độ có thể tối đa hóa tác động và ma sát, và tỷ lệ nạp thích hợp đảm bảo tiếp xúc hiệu quả giữa vật liệu và vật liệu. Loại và kích thước của vật liệu nghiền cũng rất quan trọng. Các vật liệu và kích thước khác nhau sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất nghiền. Việc lựa chọn vật liệu nghiền phù hợp có thể cải thiện hiệu quả nghiền.
Việc lựa chọn quy trình nghiền cũng ảnh hưởng đến hiệu suất. Nghiền ướt phù hợp với các yêu cầu về hạt mịn, và nghiền khô phù hợp với các vật liệu có hàm lượng nước thấp.
Thiết kế và bảo dưỡng máy nghiền cũng rất quan trọng. Thiết kế cấu trúc ảnh hưởng đến hiệu suất nghiền, và việc bảo dưỡng không đúng cách sẽ làm giảm hiệu suất.
Tốc độ máy nghiền bi
Theo định lý động năng, khi khối lượng của vật thể không đổi, tốc độ của vật thể càng lớn thì năng lượng mà nó mang theo càng cao. Tương tự như vậy, tốc độ của bình nghiền bi càng lớn thì năng lượng nghiền và nghiền mà các hạt vật liệu mang theo càng lớn và hiệu quả nghiền và nghiền càng tốt, nhưng có thể có các vấn đề như tăng mức tiêu thụ năng lượng, tăng tổn thất của chính vật liệu vật liệu và làm nóng nghiêm trọng trong bình nghiền; nếu tốc độ bình nghiền quá thấp, năng lượng mà vật liệu vật liệu vật liệu mang theo có thể không đủ để đạt được quá trình nghiền và nghiền vật liệu và nó sẽ không đóng vai trò nghiền.
Tốc độ làm đầy vật liệu vật liệu vật liệu
Tốc độ làm đầy đề cập đến tỷ lệ thể tích bên trong của bình nghiền mà vật liệu ... Trong môi trường hạt của cùng một vật liệu, kích thước hạt quyết định khối lượng của một hạt đơn lẻ. Do đó, việc lựa chọn kích thước hạt thích hợp của môi trường hạt có thể cải thiện hiệu quả hiệu suất nghiền.
Tỷ lệ bi
Tỷ lệ bi là tỷ lệ giữa vật liệu và môi trường nghiền, cũng có tác động đáng kể đến hiệu suất nghiền. Tỷ lệ bi thích hợp có thể đảm bảo rằng môi trường nghiền truyền năng lượng hiệu quả cho vật liệu. Việc xác định tỷ lệ bi cần xem xét các đặc tính của vật liệu, loại máy nghiền và độ mịn nghiền dự kiến.
Thể tích nước nghiền
Trong quá trình nghiền ướt, thể tích nước nghiền có tác động trực tiếp đến hiệu suất nghiền và nồng độ bùn. Độ lưu động của bùn cần được kiểm soát bằng cách điều chỉnh thể tích nước để đảm bảo tương tác tốt giữa môi trường và vật liệu, đồng thời tránh quá tải máy nghiền và làm giảm hiệu suất nghiền.
Kích thước và tỷ lệ bi thép
Trong quá trình vận hành máy nghiền bi, bi thép là môi trường nghiền và kích thước và tỷ lệ của nó có ảnh hưởng quyết định đến hiệu suất nghiền. Kích thước và tỷ lệ bi thép thích hợp có thể cải thiện hiệu quả hiệu suất nghiền của vật liệu, giảm mức tiêu thụ năng lượng và kéo dài tuổi thọ của máy nghiền.
Cải thiện quy trình và thiết bị
Một biện pháp quan trọng khác để cải thiện tốc độ vận hành của máy nghiền bi là cải thiện quy trình và thiết bị. Với sự phát triển liên tục của công nghệ hiện đại và sự tiến bộ của khoa học vật liệu, quy trình và thiết bị nghiền bi truyền thống đang phải đối mặt với nhu cầu nâng cấp và chuyển đổi.
Phân tích và phòng ngừa lỗi
Hiệu quả vận hành và độ ổn định của máy nghiền bi ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và hiệu quả của toàn bộ quy trình sản xuất. Tuy nhiên, trong quá trình vận hành lâu dài, do ảnh hưởng của nhiều yếu tố bên trong và bên ngoài, máy nghiền bi thường có nhiều lỗi khác nhau, chẳng hạn như nhiệt độ ổ trục chính cao, tiếng kêu bất thường khi chạy, bụng phình và các vấn đề khác, không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất mà còn có thể gây hư hỏng thiết bị và làm tăng chi phí sản xuất.
Bari sunfat đóng vai trò quan trọng như thế nào trong sản xuất pin?
Thành phần chính của barit là bari sunfat (BaSO4), và những ứng dụng nổi tiếng nhất của nó là chất làm nặng bùn khoan dầu, hóa chất bari và nguyên liệu thô để bảo vệ bức xạ hạt nhân.
Bari sunfat có ưu điểm là trơ hóa học mạnh, ổn định tốt, chống axit và kiềm, độ cứng vừa phải, trọng lượng riêng cao, độ trắng cao và khả năng hấp thụ các tia có hại. Đây là vật liệu thân thiện với môi trường. Nano bari sunfat có độ tinh khiết cao không chỉ có những ứng dụng của bari sunfat thông thường mà còn có những ứng dụng đặc biệt khác. Ví dụ, nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như sơn phủ, làm giấy, cao su, mực in và nhựa.
Bari sunfat cũng có một ứng dụng quan trọng - chất giãn nở vô cơ được sử dụng phổ biến nhất trong sản xuất pin. Là một loại năng lượng mới cơ bản, có thể tái tạo và tái chế, pin được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như giao thông vận tải, thông tin liên lạc, điện, đường sắt, quốc phòng, máy tính và nghiên cứu khoa học.
Là một loại khoáng chất năng lượng mới, bari sunfat đóng vai trò rất quan trọng trong sản xuất pin. Nguyên nhân chính khiến tuổi thọ pin ngắn lại là: sunfat hóa cực âm của pin. Do đó, trong pin axit chì, vai trò chính của bari sunfat là tăng cường hoạt động của cực âm, ngăn không cho cực dương bị cứng lại và kéo dài tuổi thọ của pin.
Trong bột chì âm của pin, bari sunfat kết tủa có đặc tính làm đầy tuyệt vời và đặc tính ổn định thường được sử dụng để giảm mức độ sunfat hóa của cực âm của pin. Nguyên nhân như sau:
1. Bari sunfat và chì sunfat có cùng cấu trúc mạng, có lợi cho chì sunfat (PbSO_4) do cực âm của pin tạo ra với sự trợ giúp của bari sunfat (BaSO4) được phân bố đều ở các vị trí khác nhau của tấm, do đó ức chế quá trình sunfat hóa không thể đảo ngược và kéo dài tuổi thọ của pin.
2. Bari sunfat kết tủa có kích thước hạt nhỏ và khả năng phân tán tốt. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng khi không có sự kết tụ, kích thước hạt bari sunfat càng nhỏ thì mức độ sunfat hóa của điện cực âm của pin càng thấp.
3. Bari sunfat kết tủa có độ tinh khiết cao, hầu như không chứa sắt và không dễ xả. Khi pin được xả, PbSO4 có thể có nhiều tâm tinh thể hơn, ngăn ngừa tốt hơn diện tích bề mặt riêng của chì bị co lại, tăng cường hoạt động của tấm điện cực âm, ngăn tấm bị cứng và kéo dài tuổi thọ của pin.
4. Bari sunfat cực kỳ trơ và không tham gia vào quá trình oxy hóa khử của điện cực. Nó tách chì ra khỏi chì hoặc chì sunfat về mặt cơ học, do đó duy trì diện tích bề mặt riêng phát triển tốt của vật liệu điện cực.
Sợi dẫn nhiệt cao: mở ra kỷ nguyên mới về quản lý nhiệt
Trong thời đại phát triển công nghệ nhanh chóng ngày nay, các vấn đề quản lý nhiệt đã trở thành một trong những thách thức chính mà nhiều lĩnh vực phải đối mặt. Từ nhu cầu tản nhiệt của thiết bị điện tử đến điều chỉnh nhiệt độ của quần áo chức năng, từ bảo vệ nhiệt trong hàng không vũ trụ đến tối ưu hóa dẫn nhiệt trong lĩnh vực năng lượng mới, sợi có độ dẫn nhiệt cao đã dần trở thành trọng tâm của nghiên cứu và công nghiệp với hiệu suất độc đáo và triển vọng ứng dụng rộng rãi của chúng.
Với sự phát triển nhanh chóng của hàng không vũ trụ, chip điện tử, trí tuệ nhân tạo và các lĩnh vực khác, nhu cầu ứng dụng tản nhiệt công suất cao và tản nhiệt đã đưa ra các yêu cầu ngày càng cao đối với vật liệu có độ dẫn nhiệt cao. Các sợi có độ dẫn nhiệt cao, chẳng hạn như sợi carbon dựa trên bước mesophase, sợi boron nitride, sợi ống nano carbon, sợi graphene, v.v., không chỉ thể hiện độ dẫn nhiệt cao tuyệt vời mà còn có độ bền cơ học cao, độ dẫn nhiệt định hướng và khả năng dệt. Chúng là vật liệu lý tưởng để tích hợp cấu trúc và chức năng của các ứng dụng tản nhiệt công suất cao.
1. Độ dẫn nhiệt tuyệt vời: Đặc điểm đáng chú ý nhất của sợi có độ dẫn nhiệt cao là độ dẫn nhiệt tuyệt vời. So với sợi truyền thống, sợi có độ dẫn nhiệt cao có thể truyền nhiệt nhanh hơn, giảm nhiệt độ cục bộ hiệu quả và cải thiện hiệu suất dẫn nhiệt. Tính năng này mang lại cho sợi có độ dẫn nhiệt cao những lợi thế độc đáo về tản nhiệt và dẫn nhiệt.
2. Tính chất cơ học tốt: Ngoài tính dẫn nhiệt, sợi có độ dẫn nhiệt cao thường có tính chất cơ học tốt, chẳng hạn như độ bền cao, độ dẻo dai cao và khả năng chống mài mòn.
3. Nhẹ và linh hoạt: Sợi có độ dẫn nhiệt cao thường có trọng lượng nhẹ hơn và độ linh hoạt tốt, có thể được dệt, đan hoặc ghép theo các nhu cầu khác nhau để tạo ra các vật liệu có nhiều hình dạng và cấu trúc khác nhau.
4. Độ ổn định hóa học: Sợi có độ dẫn nhiệt cao thường có độ ổn định hóa học tốt và có thể duy trì hiệu suất ổn định trong các môi trường hóa học khác nhau. Điều này cho phép sợi có độ dẫn nhiệt cao được sử dụng trong nhiều điều kiện làm việc khắc nghiệt khác nhau, chẳng hạn như nhiệt độ cao, áp suất cao, môi trường ăn mòn, v.v.
Lĩnh vực ứng dụng của sợi có độ dẫn nhiệt cao
1. Tản nhiệt của thiết bị điện tử: Khi hiệu suất của thiết bị điện tử tiếp tục được cải thiện, vấn đề tản nhiệt của nó ngày càng trở nên nổi bật. Sợi dẫn nhiệt cao có thể được sử dụng làm vật liệu tản nhiệt và áp dụng cho bộ tản nhiệt, bộ tản nhiệt và các thành phần khác của thiết bị điện tử để cải thiện hiệu quả tản nhiệt của thiết bị điện tử, giảm nhiệt độ hoạt động và kéo dài tuổi thọ của thiết bị.
2. Quần áo chức năng: Sợi dẫn nhiệt cao có thể được sử dụng trong quần áo chức năng, chẳng hạn như đồ thể thao, quần áo ngoài trời, v.v., để đạt được mục tiêu điều chỉnh nhiệt độ cơ thể con người. Trong môi trường lạnh, sợi dẫn nhiệt cao có thể nhanh chóng truyền nhiệt do cơ thể con người tạo ra, giữ nhiệt độ bên trong quần áo ở trạng thái tương đối ổn định, giảm sự tích tụ nhiệt bên trong quần áo, do đó tránh đổ mồ hôi do quá nóng, sau đó ngăn mồ hôi khiến cơ thể con người cảm thấy lạnh trong môi trường nhiệt độ thấp; trong môi trường nóng, sợi dẫn nhiệt cao có thể nhanh chóng truyền nhiệt bên ngoài vào bề mặt cơ thể con người, tản nhiệt thông qua quá trình bốc hơi mồ hôi và giữ cho cơ thể mát mẻ.
3. Hàng không vũ trụ: Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, sợi dẫn nhiệt cao có thể được sử dụng làm vật liệu bảo vệ nhiệt ở vỏ ngoài, động cơ và các bộ phận khác của máy bay, giúp giảm hiệu quả nhiệt do máy bay tạo ra trong quá trình bay tốc độ cao và cải thiện tính an toàn và độ tin cậy của máy bay. Ngoài ra, sợi có độ dẫn nhiệt cao cũng có thể được sử dụng trong tản nhiệt thiết bị điện tử, kiểm soát nhiệt vệ tinh và các khía cạnh khác trong lĩnh vực hàng không vũ trụ.
4. Lĩnh vực năng lượng mới: Trong lĩnh vực năng lượng mới, sợi có độ dẫn nhiệt cao có thể được sử dụng làm bộ tách pin, vật liệu điện cực, v.v. để cải thiện hiệu suất sạc và xả cũng như độ an toàn của pin. Ngoài ra, sợi có độ dẫn nhiệt cao cũng có thể được sử dụng trong quản lý nhiệt của thiết bị năng lượng mới như pin mặt trời và pin nhiên liệu để cải thiện hiệu suất và độ ổn định của thiết bị.
Các lĩnh vực ứng dụng của than đen dẫn điện
Carbon đen dẫn điện là một loại carbon đen đặc biệt điển hình có độ dẫn điện thường nằm trong khoảng 10-1~10-2S/cm. Carbon đen dẫn điện có ưu điểm là độ dẫn điện và độ dẫn nhiệt cao, chi phí sản xuất thấp, độ ổn định oxy hóa và mật độ thấp, và có những ưu điểm rõ ràng so với bột kim loại hoặc chất độn sợi.
Lĩnh vực pin
Pin lithium-ion:
LiFePO4, LiNiO2, LiCoO2 và các vật liệu hoạt động điện cực dương khác là chất bán dẫn hoặc chất cách điện có độ dẫn điện chỉ 10-9~10-3S/cm. Cần thêm chất phụ gia dẫn điện để tăng độ dẫn điện của chúng.
Trong quá trình sạc và xả, vật liệu điện cực âm sẽ liên tục giãn nở và co lại do sự chèn/rút Li+, phá hủy kênh chèn Li+ và làm giảm khả năng xả.
Các loại pin khác:
Pin niken-hydro: Được sử dụng cho điện cực âm, như một chất mang điện tử và phụ gia dẫn điện, giúp vật liệu điện cực âm thực hiện tốt hơn các phản ứng điện hóa, giảm phân cực điện cực, cải thiện hiệu suất sạc và xả của pin và tuổi thọ chu kỳ, đồng thời giảm các phản ứng phụ như tạo khí.
Pin niken-cadmium: Tác động lên điện cực âm để cải thiện độ dẫn điện của vật liệu điện cực âm, giảm điện trở bên trong của pin, cải thiện khả năng xả dòng điện lớn và hiệu suất sạc và xả, đồng thời giảm tổn thất năng lượng và tỏa nhiệt.
Lĩnh vực sản phẩm cao su và nhựa
Sản phẩm chống tĩnh điện:
Sản xuất các sản phẩm cao su chống tĩnh điện, chẳng hạn như tấm cao su chống tĩnh điện, băng tải chống tĩnh điện, đế cao su, sản phẩm cao su y tế, v.v., có thể ngăn ngừa hiệu quả việc tạo ra và tích tụ tĩnh điện, tránh gây hại cho thiết bị và con người.
Sản xuất các sản phẩm nhựa dẫn điện, chẳng hạn như màng dẫn điện, sợi dẫn điện, sản phẩm da dẫn điện, v.v., có ứng dụng quan trọng trong bao bì điện tử, che chắn điện từ và các lĩnh vực khác.
Sản phẩm cao su và nhựa thông thường: Có thể cải thiện độ dẫn điện của cao su và nhựa, giúp chúng có một số đặc tính chống tĩnh điện, giảm tác động của tĩnh điện lên sản phẩm và cải thiện các đặc tính cơ học và đặc tính gia công của vật liệu.
Lĩnh vực vật liệu cáp
Vật liệu che chắn cáp điện
Chống nhiễu điện từ: Trong cáp điện, có thể thêm than đen dẫn điện vào lớp che chắn của cáp để che chắn hiệu quả nhiễu điện từ bên ngoài và đảm bảo tín hiệu điện truyền qua cáp ổn định và chính xác.
Phân bố trường điện đồng nhất: Trong quá trình vận hành cáp, sự phân bố không đều của trường điện bên trong có thể gây ra các vấn đề như phóng điện cục bộ, ảnh hưởng đến tuổi thọ và độ an toàn của cáp.
Vật liệu cáp bán dẫn
Lớp che chắn bán dẫn: Lớp che chắn bán dẫn được sử dụng cho cáp điện áp trung bình và hạ thế. Than đen dẫn điện có thể được trộn với các vật liệu cơ bản như cao su hoặc nhựa để tạo thành vật liệu composite bán dẫn.
Cải thiện hiệu suất xử lý: Việc bổ sung muội than dẫn điện có thể cải thiện hiệu suất xử lý của vật liệu cáp, giúp chúng dễ đùn và định hình hơn, đồng thời cải thiện hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.
Ngành công nghiệp in và phủ điện tử
Mực dẫn điện và lớp phủ dẫn điện:
Việc bổ sung muội than dẫn điện có thể làm cho mực và lớp phủ dẫn điện, và chúng được sử dụng trong bảng mạch in (PCB), màn hình điện tử, lớp phủ che chắn điện từ và các lĩnh vực khác.
In điện tử:
Mì than dẫn điện có thể được sử dụng để sản xuất quần áo chống tĩnh điện, hàng dệt thông minh, v.v. Trong một số môi trường làm việc yêu cầu chống tĩnh điện, việc mặc quần áo chống tĩnh điện có thể tránh được thiệt hại do tĩnh điện đối với thiết bị điện tử và gây hại cho cơ thể con người.
Các lĩnh vực khác
Pin nhiên liệu: Trong pin nhiên liệu điện phân polyme, muội than dẫn điện có thể được sử dụng trong điện cực nhiên liệu và điện cực không khí như chất mang điện tử và chất mang xúc tác để thúc đẩy phản ứng điện hóa giữa nhiên liệu (như hydro) và chất oxy hóa (như oxy), đồng thời cải thiện hiệu suất và hiệu suất phát điện của pin nhiên liệu.
Siêu tụ điện: Carbon đen dẫn điện có thể cải thiện độ dẫn điện và điện dung của điện cực siêu tụ điện, cho phép chúng lưu trữ và giải phóng điện tích nhanh chóng, với mật độ năng lượng và mật độ công suất cao hơn.
Lĩnh vực hàng không vũ trụ và quân sự: Được sử dụng để sản xuất vật liệu che chắn chống tĩnh điện và điện từ, chẳng hạn như lớp phủ vỏ máy bay, vật liệu vỏ tên lửa, v.v., để giảm tác động của tĩnh điện lên thiết bị và cải thiện hiệu suất tàng hình của thiết bị.
6 dạng tinh thể của canxi cacbonat
Canxi cacbonat có thể được chia thành dạng khối, dạng trục, dạng chuỗi, dạng cầu, dạng vảy, dạng kim, v.v. theo dạng tinh thể. Các dạng canxi cacbonat khác nhau có các lĩnh vực ứng dụng và chức năng khác nhau.
Do đó, để đáp ứng nhu cầu của các ngành công nghiệp khác nhau đối với các sản phẩm canxi cacbonat tinh thể khác nhau, cần sử dụng các phương pháp kiểm soát dạng tinh thể để kiểm soát quá trình kết tinh của canxi cacbonat để tạo ra các sản phẩm có dạng tinh thể khác nhau.
1. Canxi cacbonat khối
Cái gọi là khối là canxi cacbonat có tinh thể được hiển thị dưới dạng khối dưới kính hiển vi điện tử truyền qua.
Sản xuất công nghiệp cho thấy trong quá trình sản xuất natri canxi cacbonat bằng công nghệ nhiệt độ thấp, không cần thêm bất kỳ tác nhân kiểm soát dạng tinh thể nào, việc kiểm soát nhiệt độ cacbon hóa có thể thu được sản phẩm canxi cacbonat khối. Cấu trúc tinh thể của canxi cacbonat kết tủa phụ thuộc phần lớn vào nhiệt độ hình thành. Miễn là nhiệt độ hình thành hạt nhân tinh thể thấp hơn 30°C, nó có thể được cacbon hóa thành canxi cacbonat khối.
2. Canxi cacbonat hình hoa hồng và hình thoi
Canxi cacbonat hình hoa hồng và hình thoi thường được sử dụng trong sản xuất giấy, cao su, nhựa, sơn phủ và các ngành công nghiệp khác, đặc biệt là trong giấy thuốc lá cao cấp, có thể cải thiện hiệu suất cháy và độ thấm khí của giấy thuốc lá.
Phương pháp chính để sản xuất canxi cacbonat hình thoi ở nước tôi là: ở nhiệt độ phòng, nồng độ sữa vôi được kiểm soát ở mức khoảng 35% (tỷ lệ trọng lượng) và 30-40% (tỷ lệ thể tích) khí hỗn hợp CO2 được đưa vào lò phản ứng để cacbon hóa. Quá trình cacbon hóa được thực hiện ở nhiệt độ phòng. Do phản ứng tỏa nhiệt, nhiệt độ của lò phản ứng tăng từ nhiệt độ phòng lên khoảng 75°C. Hình thái của sản phẩm chủ yếu là hình thoi và kích thước hạt thường là vài micron.
3. Canxi cacbonat dạng chuỗi
Canxi cacbonat siêu mịn dạng chuỗi bao gồm một vài đến hàng chục hạt canxi cacbonat mịn kết nối với nhau và có cấu trúc chuỗi. Với các điều kiện tổng hợp khác nhau, sẽ có các kích thước hạt và tỷ lệ khía cạnh khác nhau.
Canxi cacbonat siêu mịn dạng chuỗi có tác dụng gia cường tuyệt vời đối với cao su thiên nhiên và cao su tổng hợp. Là chất độn gia cường, nó có thể thay thế một phần muội than hoặc muội than trắng, giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất. Ngoài ra, canxi cacbonat siêu mịn dạng chuỗi được sử dụng làm chất phụ gia trong ngành sơn phủ, sản xuất giấy và nhựa, cho thấy hiệu suất tuyệt vời và có triển vọng ứng dụng rộng rãi.
Có nhiều báo cáo về quá trình tổng hợp canxi cacbonat dạng chuỗi, nhưng phương pháp chung là thêm bộ điều khiển hình dạng tinh thể để kiểm soát sự phát triển của nhân tinh thể khi huyền phù Ca(OH)2 trở thành nhũ tương keo nhớt ở giữa quá trình cacbon hóa. Các bộ điều khiển hình dạng tinh thể chính là muối magiê, muối kali, natri polyphosphat, muối kim loại hòa tan trong nước và tác nhân tạo phức.
4. Canxi cacbonat hình cầu
Do có độ mịn, độ lưu động, khả năng phân tán và khả năng chống mài mòn tốt, canxi cacbonat nano hình cầu được sử dụng rộng rãi trong cao su, sơn phủ, mực in, thuốc, kem đánh răng và mỹ phẩm.
Canxi cacbonat hình cầu thường được chế tạo bằng phản ứng nhiệt độ thấp của muối canxi và cacbonat trong dung dịch kiềm cô đặc. Các chất điều khiển hình dạng tinh thể chính là muối magiê, muối kali và natri polyphosphate.
5. Canxi cacbonat dạng vảy
Canxi cacbonat dạng vảy thích hợp cho ngành sản xuất giấy và có thể sản xuất giấy có khả năng hấp thụ mực, độ trắng, khả năng in và độ mịn tuyệt vời. Là chất độn và chất gia cường, canxi cacbonat dạng vảy có độ mịn, độ bóng, điện trở suất và hệ số đàn hồi cao trong hỗn hợp do sự sắp xếp không theo quy ước của nó.
Khi canxi cacbonat nano dạng vảy được sử dụng cho bột màu giấy tráng, nó cho thấy độ lưu động và khả năng phân tán tốt, và có độ bóng và độ mịn tốt hơn so với canxi cacbonat nhẹ PCC trục chính thông thường.
6. Canxi cacbonat dạng kim
Canxi cacbonat dạng kim có tỷ lệ khía cạnh lớn. Nó có thể cải thiện đáng kể khả năng chống va đập và độ bền uốn của nhựa khi được sử dụng làm chất độn cho nhựa; hiệu ứng gia cường đáng kể hơn khi được sử dụng trong cao su.
Ứng dụng và chuyển pha của các loại alumina tinh thể khác nhau
Trong lĩnh vực khai khoáng, gốm sứ và khoa học vật liệu, nhôm oxit (công thức hóa học Al2O3), còn được gọi là bauxit, là một hợp chất ion có liên kết hóa học mạnh. Nó có các đặc tính tuyệt vời như độ cứng cao, độ bền cơ học cao, khả năng chống ăn mòn hóa học, khả năng chống mài mòn tốt và độ dẫn nhiệt tốt. Đây là một nguyên liệu hóa học quan trọng trong công nghiệp.
Có hai cách chính để sắp xếp cấu trúc tinh thể của nhôm oxit: một là các nguyên tử oxy được sắp xếp theo dạng xếp lục giác và cách còn lại là các nguyên tử oxy được sắp xếp theo dạng xếp khối lập phương.
(1) Tính chất và ứng dụng của α-Al2O3
α-Al2O3 thường được gọi là corundum. α-Al2O3 là tinh thể màu trắng và là loại tinh thể alumina phổ biến và ổn định nhất. Nó thuộc về cấu trúc đóng gói chặt chẽ dạng tam giác. Trong cấu trúc tinh thể α-Al2O3, các ion oxy được sắp xếp theo kiểu lục giác khép kín, lặp lại trong hai lớp ABABAB... để tạo thành một số hình bát diện, trong khi các ion nhôm lấp đầy các khoảng trống giữa mỗi bát diện.
Hiện nay, α-Al2O3 được sử dụng rộng rãi trong vật liệu mài mòn, vật liệu chịu lửa, chất nền mạch tích hợp và gốm chức năng cấu trúc.
(2) Tính chất và ứng dụng của β-Al2O3
β-Al2O3 thực chất là một aluminat, là hợp chất tổng hợp bao gồm các oxit kim loại và oxit nhôm. Các ion kim loại như Na+ có thể khuếch tán nhanh trong lớp mặt phẳng này, do đó tinh thể β-Al2O3 có thể dẫn điện và là một loại chất điện phân rắn quan trọng. Do đó, β-Al2O3 có thể được sử dụng để chế tạo vật liệu màng ngăn chất điện phân rắn trong pin natri-lưu huỳnh và cũng có thể đóng vai trò quan trọng trong việc dẫn ion và cô lập các điện cực dương và âm của pin.
(3) Tính chất và ứng dụng của γ-Al2O3
γ-Al2O3 là nhôm oxit ở trạng thái chuyển tiếp được sử dụng phổ biến nhất. Nó không tồn tại trong tự nhiên. Trong cấu trúc của nó, các ion oxy có thể được xấp xỉ là khối lập phương và được đóng gói chặt chẽ, trong khi các ion nhôm phân bố không đều trong các lỗ rỗng bát diện và tứ diện được tạo thành bởi các ion oxy, thuộc cấu trúc spinel. Quá trình chế tạo γ-Al2O3 tương đối đơn giản và nhiệt độ hình thành của nó tương đối thấp, thường trong khoảng 500~700℃. γ-Al2O3 không tan trong nước nhưng thường có thể hòa tan trong axit hoặc kiềm.
Biến đổi pha của các loại nhôm oxit tinh thể khác nhau
Trong số các dạng tinh thể khác nhau, chỉ có α-Al2O3 là pha tinh thể ổn định và tất cả các pha khác đều là pha chuyển tiếp, ở trạng thái không ổn định về mặt nhiệt động lực học. Khi nhiệt độ tăng, nhôm oxit chuyển tiếp không ổn định có thể chuyển thành pha ổn định, đây là sự biến đổi không thể đảo ngược của quá trình tái tạo mạng tinh thể.
Để thu được α-Al2O3 ổn định, cần kiểm soát quy trình hoàn hảo từ khâu sàng quặng ban đầu, tổng hợp bột đến thiêu kết. Việc chế tạo alumina nhiệt độ cao trong và ngoài nước thường sử dụng nhôm hydroxit công nghiệp hoặc alumina công nghiệp làm nguyên liệu, tạo thành pha chuyển tiếp thông qua quá trình tách nước, sau đó trải qua nhiều lần chuyển pha ở nhiệt độ cao và cuối cùng chuyển thành pha α Al2O3.
Gibbsite (Al(OH)3) và boehmite (AlOOH) là những tiền chất được sử dụng phổ biến nhất để chế tạo α-Al2O3. Trong quá trình xử lý nhiệt ban đầu, nhôm hydroxit chuyển thành alumina chuyển tiếp dưới dạng cấu trúc bán bền và cuối cùng kết thúc bằng pha α-Al2O3 ổn định về mặt nhiệt động.
Trong công nghiệp, người ta thường sử dụng các phương pháp nung khác nhau để chuyển pha bán bền γ-Al2O3 thành pha α-ổn định để chế tạo α-Al2O3 có hình thái khác nhau. α-Al2O3 với các hình thái khác nhau có thể được sản xuất bằng cách kiểm soát các nhiệt độ nung khác nhau, thêm các loại phụ gia khác nhau, phương pháp nghiền, v.v. Thông thường, các tinh thể α-Al2O3 ở nhiều dạng khác nhau như dạng giun, dạng vảy, dạng cột, dạng cầu, dạng cầu và dạng sợi được bao gồm.
Với sự phát triển nhanh chóng của ngành gốm sứ, ngành dược phẩm, ngành điện tử và ngành máy móc, nhu cầu thị trường về alumina vẫn còn nhiều chỗ để phát triển, vì vậy nghiên cứu về alumina có ý nghĩa sâu sắc. Hiểu và nắm vững cấu trúc tinh thể và tính chất của alumina là điều kiện tiên quyết quan trọng để chế tạo bột alumina. Các dạng tinh thể khác nhau của alumina có các lĩnh vực ứng dụng khác nhau. α-Al2O3 là dạng ổn định nhất trong tất cả các dạng alumina. Trong sản xuất, các loại tinh thể α-Al2O3 khác nhau thường được chế tạo bằng cách kiểm soát môi trường phát triển của tinh thể α-Al2O3 để đáp ứng nhu cầu của gốm sứ, vật liệu chịu lửa và các vật liệu chức năng mới khác cho các cấu trúc tinh thể khác nhau của α-Al2O3.
Các lĩnh vực ứng dụng chính của graphene
(1) Ứng dụng trong lĩnh vực điện hóa
Graphene là vật liệu cacbon có cấu trúc lưới phân lớp. Nó có độ dẫn điện, độ ổn định hóa học và độ ổn định nhiệt tuyệt vời. Nó có thể được sử dụng trong siêu tụ điện, pin lithium-ion, pin natri-ion, pin axit chì, pin lithium-lưu huỳnh, pin kim loại-không khí, v.v.
Trong tương lai, cách sử dụng nguyên liệu thô giá rẻ và quy trình đơn giản để đạt được sản xuất sản phẩm chất lượng cao và phát huy đầy đủ các lợi thế cấu trúc độc đáo của graphene cho các thiết bị lưu trữ năng lượng điện hóa khác nhau sẽ là điểm nóng nghiên cứu.
(2) Ứng dụng trong lĩnh vực vật liệu quang xúc tác
Graphene có độ dẫn điện, tính chất vận chuyển electron, diện tích bề mặt riêng cao và các tính chất khác tuyệt vời.
(3) Ứng dụng trong lĩnh vực lớp phủ chống ăn mòn
Lớp phủ graphene không chỉ có khả năng bảo vệ catốt của lớp phủ giàu kẽm epoxy và tính chất che chắn của lớp phủ vảy thủy tinh mà còn có độ bám dính, khả năng chống thấm nước và độ bền tuyệt vời.
(4) Ứng dụng trong lĩnh vực y sinh
Do bề mặt GO chứa nhiều nhóm chức chứa oxy (-OH, -COOH, v.v.) nên có thể làm cho nó có tính ưa nước tốt và GO hai chiều có khả năng tương thích sinh học tốt, do đó có triển vọng ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực y sinh như tải thuốc và vận chuyển gen.
(5) Ứng dụng trong lĩnh vực cảm biến
Graphene có các tính chất vật lý và hóa học tuyệt vời như diện tích bề mặt riêng cao, độ dẫn điện và khả năng tương thích sinh học cao, có lợi cho việc cải thiện khả năng hấp phụ của các phân tử nhạy cảm và tăng tốc độ phản ứng sinh hóa. Những tính chất tuyệt vời này khiến nó trở thành vật liệu ứng cử viên lý tưởng để chế tạo cảm biến.
(6) Ứng dụng trong lĩnh vực mạch tích hợp
Graphene có độ dẫn nhiệt và độ ổn định nhiệt tốt, có thể được đưa vào mạch nền silicon để đạt được mục đích cải thiện khả năng tản nhiệt nhanh.
(7) Ứng dụng trong lĩnh vực pin mặt trời
Graphene, là một chất bán dẫn không khe hở hai chiều độc đáo, có các tính chất như tính di động của hạt mang điện tích cao và diện tích bề mặt riêng cao. Phim đã chế tạo cũng có độ trong suốt quang học, độ dẫn điện và độ linh hoạt cao. Do đó, graphene có nhiều ứng dụng trong lớp vận chuyển điện tử, lớp vận chuyển lỗ trống, lớp đệm, điện cực đối diện, v.v. trong pin mặt trời.
(8) Ứng dụng trong lĩnh vực nanocomposite
Graphene có thể kết hợp với các vật liệu khác có tính chất khác nhau để tạo thành vật liệu composite do cấu trúc xốp lỏng lẻo, độ dẫn điện cao và độ bền vật liệu cao. Với các tính chất tuyệt vời như độ bền cao, mô đun đàn hồi cao, diện tích bề mặt riêng và độ ổn định cao, các tính chất cơ học của vật liệu có thể được cải thiện hoặc nâng cao hiệu quả.
(9) Ứng dụng trong lĩnh vực hấp thụ vi sóng điện từ
Graphene không chỉ có cấu trúc vật lý và hóa học độc đáo và các tính chất cơ học và điện từ tuyệt vời mà còn có tính chất hấp thụ vi sóng tốt. Ngoài ra, nó có thể kết hợp với các hạt nano từ tính để tạo ra một loại vật liệu hấp thụ mới. Vật liệu này vừa có tổn thất từ tính vừa có tổn thất điện và có triển vọng ứng dụng tiềm năng trong lĩnh vực che chắn điện từ và hấp thụ vi sóng.
(10) Ứng dụng trong các lĩnh vực khác
Các nhóm chức chứa oxy trên GO có thể được hấp phụ bằng các vị trí hoạt động của vải cotton. Nạp GO vào vải cotton có thể cải thiện hiệu quả tính chất kháng khuẩn và chống tia UV của vải.
Graphene được coi là vật liệu lưu trữ hydro lý tưởng vì hiệu suất tuyệt vời, diện tích bề mặt riêng lớn và độ bền cơ học cực cao.
Bạn có biết 4 cấp độ của phấn rôm không?
Là chất độn nhựa, bột talc không chỉ có thể tiết kiệm việc sử dụng nhựa mà còn cải thiện đáng kể các tính chất vật lý của sản phẩm và đóng vai trò gia cố. Bột talc có độ mịn đủ có thể cải thiện đáng kể độ cứng, độ bền va đập, khả năng chống biến dạng, độ cứng, khả năng chống trầy xước bề mặt, khả năng chịu nhiệt và nhiệt độ biến dạng nhiệt của sản phẩm.
Khi lựa chọn talc, ít nhất phải xem xét "bốn độ" của bản thân talc, cụ thể là: độ tinh khiết, độ trắng, độ xốp và độ mịn. Nói chung, để đánh giá chất lượng của các sản phẩm talc, ít nhất phải xem xét bốn yếu tố trên.
Độ tinh khiết
Độ tinh khiết đề cập đến hàm lượng talc của sản phẩm. Talc có chứa tạp chất trong tự nhiên và sản xuất công nghiệp, và không thể có sản phẩm talc tinh khiết 100% trong công nghiệp. Không còn nghi ngờ gì nữa, độ tinh khiết của bột talc càng cao thì hiệu quả gia cố càng tốt. Một số tạp chất trong bột talc không chỉ làm giảm độ tinh khiết của bột talc mà còn có tác động đáng kể đến hiệu suất của sản phẩm cuối cùng.
Độ trắng
Có hai loại độ trắng trong ngành bột talc: độ trắng hẹp và độ trắng rộng. Độ trắng hẹp là định nghĩa chung về độ trắng, có thể được thể hiện bằng độ trắng ánh sáng xanh R457, Y, L*, độ trắng Ganz và độ trắng Hunter. Độ trắng rộng bao gồm độ trắng khô, độ trắng ướt và sắc thái. Độ trắng ướt được gọi là độ trắng được đo sau khi thêm một lượng DMP (dimethyl phthalate) thích hợp vào bột talc.
Đối với cùng một nguyên liệu thô, kích thước hạt càng mịn thì độ trắng càng cao. Hàm lượng ẩm càng cao thì độ trắng càng thấp. Mặc dù độ trắng không ảnh hưởng đến tính chất vật lý của sản phẩm, nhưng việc duy trì độ tinh khiết của màu đối với các sản phẩm có màu sáng là rất quan trọng.
Vảy
Tác dụng gia cố đáng kể của bột talc đối với các sản phẩm nhựa chủ yếu đến từ cấu trúc vi mảnh độc đáo của nó. Cấu trúc dạng mảnh của bột talc càng hoàn thiện thì tác dụng gia cố của nó càng rõ ràng. Hai yếu tố chính ảnh hưởng đến vảy của sản phẩm là: độ tinh khiết của bột talc và công nghệ chế biến bột.
Các tạp chất trong bột talc không có cấu trúc dạng vảy. Bột talc càng tinh khiết thì càng ít tạp chất và cấu trúc dạng vảy càng tốt. Trong quá trình vi hóa sản phẩm, cấu trúc dạng vảy của sản phẩm được duy trì khác nhau khi sử dụng các phương pháp khác nhau. Các phương pháp và điều kiện vận hành không phù hợp thậm chí có thể phá hủy cấu trúc dạng vảy của sản phẩm.
Độ mịn
Vi hóa là xu hướng phát triển của các sản phẩm talc. Sản phẩm càng mịn thì hiệu quả gia cố càng tốt. Đồng thời, năng lượng bề mặt của các hạt tăng lên, dễ kết tụ, khó phân tán và đắt tiền. Do đó, chúng ta cần lựa chọn các sản phẩm có độ mịn phù hợp theo trình độ kỹ thuật và nhu cầu thực tế của mình, chứ không phải càng mịn càng tốt.
Đánh giá kích thước hạt của sản phẩm talc không thể chỉ dựa trên độ mịn trung bình. Có ít nhất hai chỉ số để đánh giá chất lượng sản phẩm: D50 và D100 (hoặc D98).
Khi sản phẩm ngày càng mịn hơn, mọi người có yêu cầu cao hơn về hình dạng vi mô và phân bố kích thước hạt của bột talc mịn sau khi nghiền. Chỉ số chính để đánh giá phân bố kích thước hạt đã chuyển từ D50 sang D97, D98 và hiện tại là D100. Đồng thời, khả năng tái tạo phân bố kích thước hạt cũng nghiêm ngặt hơn. Khi đánh giá sản phẩm, kích thước hạt trung bình của sản phẩm không chỉ phải đáp ứng các yêu cầu mà quan trọng hơn là phân bố kích thước hạt phải càng hẹp càng tốt, với càng ít hạt lớn càng tốt.
Sản phẩm phải cố gắng đạt được phân bố kích thước hạt giống nhau cho mỗi lô, điều này rất khó trong thực tế sản xuất. Trong các sản phẩm talc cao cấp, việc kiểm soát phân bố kích thước hạt, đặc biệt là số lượng hạt thô, là một công nghệ rất quan trọng, đòi hỏi cả thiết bị phân loại hiệu suất cao, độ chính xác cao và đáng tin cậy cũng như kinh nghiệm vận hành phong phú và khả năng bảo trì thiết bị. Chỉ có 6-7 công ty ở Trung Quốc đã nắm vững công nghệ kiểm soát kích thước hạt tương đối trưởng thành.
Phân bố kích thước hạt có thể được đo bằng thiết bị phân bố kích thước hạt, bao gồm phương pháp laser và phương pháp lắng đọng. Tuy nhiên, trong thực tế sản xuất, phương pháp sàng lọc chủ yếu được sử dụng để phát hiện lượng hạt thô.
Cần lưu ý rằng bột talc có diện tích bề mặt riêng lớn và mật độ thể tích nhỏ do cấu trúc dạng vảy của chính nó. Mật độ thể tích của bột talc 325 lưới là 0,8-0,9g/cm3, trong khi bột talc 1250 lưới đã giảm xuống còn 0,25-0,3g/cm3 và 4000 lưới chỉ khoảng 0,12g/cm3. Điều này gây ra ô nhiễm bụi nghiêm trọng trong quá trình sử dụng, khó trộn, tăng chi phí và giảm năng suất. Ngoài ra, chi phí vận chuyển đường dài khá cao.
Tầm quan trọng của Silicon Nitride (SiNx) trong Chip
Trong sản xuất chip, có một vật liệu đóng vai trò quan trọng, đó là silicon nitride (SiNx). Mặc dù nó có thể không nhận được sự chú ý như các vật liệu bán dẫn nổi tiếng khác như silicon (Si), gali arsenide (GaAs) hoặc gali nitride (GaN), nhưng tầm quan trọng của nó là không thể bàn cãi. Có thể nói rằng hầu hết các chip sẽ sử dụng vật liệu này.
Trong ngành công nghiệp bán dẫn, silicon nitride được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau thường không đồng nhất, thường được biểu thị bằng SiNx. SiNx là vật liệu vô định hình có các tính chất phụ thuộc vào tỷ lệ nitơ so với silicon, tức là giá trị x. Khi giá trị x thay đổi, các tính chất vật lý và hóa học của silicon nitride cũng sẽ thay đổi. Silicon nitride có nhiều dạng, bao gồm Si3N4, Si2N2, SiN, v.v.
Si3N4 là vật liệu tinh thể, có nghĩa là tỷ lệ silicon so với nitơ là cố định. Khi giá trị x bằng 4/3, SiNx bằng Si3N4. Tuy nhiên, trong các ứng dụng thực tế, SiNx thường không cố định và tỷ lệ silicon so với nitơ của nó có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi các thông số của quy trình PVD hoặc CVD.
Silic nitride có đặc tính cách điện tuyệt vời, với điện trở suất lên đến 10^14 Ω·cm, vượt xa một số vật liệu cách điện thông thường như silicon oxit (SiO2). Hằng số điện môi thấp của nó khiến nó trở thành lớp cách ly lý tưởng trong các ứng dụng vi sóng và tần số vô tuyến. Lớp silicon nitride cũng hoạt động như một rào cản đối với sự khuếch tán tạp chất trong chip. Nó có thể ngăn các tạp chất như boron và phốt pho thay đổi các đặc tính của thiết bị thông qua sự khuếch tán. Ngoài ra, nó cũng có thể ngăn chặn sự khuếch tán của các ion kim loại để ngăn ngừa các lỗi như đoản mạch.
Silic nitride có độ ổn định nhiệt tuyệt vời, được xác định bởi các đặc tính hóa học và cấu trúc tinh thể đặc biệt của nó. Nó có thể duy trì ổn định trong môi trường nhiệt độ cao mà không bị phân hủy hóa học hoặc thay đổi vật lý như các vật liệu khác. Đó là vì trong cấu trúc tinh thể của silicon nitride, mỗi nguyên tử silicon được kết hợp với bốn nguyên tử nitơ dưới dạng tứ diện, và mỗi nguyên tử nitơ cũng được kết hợp với bốn nguyên tử silicon dưới dạng tứ diện. Cấu trúc này làm cho mạng tinh thể của silicon nitride cực kỳ ổn định và không dễ biến dạng. Do đó, nó được sử dụng làm lớp cách điện cổng khi sản xuất bóng bán dẫn có độ linh động điện tử cao (HEMT).
Ưu điểm của SiNx so với SiO2 là gì?
Độ ổn định nhiệt tốt hơn, độ cứng cứng hơn và khó khắc hơn.