Ցիրկոնիումի նանոփոշի. նոր նյութ 5G բջջային հեռախոսի «հետևի» համար

Աղբյուր՝ Science and Technology Daily: Ցիրկոնիումի փոշու ավանդական արտադրության գործընթացը կառաջացնի մեծ քանակությամբ թափոններ, մասնավորապես՝ մեծ քանակությամբ ցածր կոնցենտրացիայի ալկալային կեղտաջրեր, որոնք դժվար է մշակել՝ առաջացնելով լուրջ շրջակա միջավայրի աղտոտում: Բարձր էներգիայի գնդիկավոր մանրացումը էներգախնայող և արդյունավետ նյութերի պատրաստման տեխնոլոգիա է, որը կարող է բարելավել ցիրկոնիումային կերամիկայի կոմպակտությունը և ցրման ունակությունը և ունի լավ արդյունաբերական կիրառման հեռանկար: 5G տեխնոլոգիայի գալուստով սմարթֆոնները աննկատ փոխում են իրենց սեփական «սարքավորումները»: 5G կապը օգտագործում է 3 գիգահերցից (ԳՀց) բարձր սպեկտրը, և դրա միլիմետրային ալիքի երկարությունը շատ կարճ է: Եթե 5G բջջային հեռախոսն օգտագործում է մետաղական հետին պլան, այն լրջորեն կխանգարի կամ կպաշտպանի ազդանշանը: Հետևաբար, կերամիկական նյութերը, որոնք ունեն ազդանշանի պաշտպանության բացակայություն, բարձր կարծրություն, ուժեղ ընկալում և մետաղական նյութերին մոտ գերազանց ջերմային կատարողականություն, աստիճանաբար դարձել են կարևոր ընտրություն բջջային հեռախոսների ընկերությունների համար՝ 5G դարաշրջան մտնելու համար: Ներքին Մոնղոլիայի գիտության և տեխնոլոգիայի համալսարանի պրոֆեսոր Բաո Ցզինսյաոն լրագրողներին ասել է, որ որպես կարևոր անօրգանական ոչ մետաղական նյութ, նոր կերամիկական նյութերը դարձել են սմարթֆոնների համար նախատեսված պաստառների լավագույն ընտրությունը: 5G դարաշրջանում բջջային հեռախոսների պաստառները պետք է շտապ արդիականացվեն: Ներքին Մոնղոլիայի Jingtao Zirconium Industry Co., Ltd. (այսուհետ՝ Jingtao Zirconium Industry) ընկերության գլխավոր տնօրեն Վան Սիկայը լրագրողին ասել է, որ համաշխարհային ճանաչում ունեցող հետազոտական ​​​​հաստատության՝ Counterpoint-ի կողմից հրապարակված տվյալների համաձայն՝ 2020 թվականին սմարթֆոնների համաշխարհային առաքումները կհասնեն 1.331 միլիարդ միավորի: Բջջային հեռախոսների պաստառներում օգտագործվող ցիրկոնիումային կերամիկայի պահանջարկի աճին զուգընթաց, դրա հետազոտությունների և մշակման և պատրաստման տեխնոլոգիան նույնպես մեծ ուշադրություն է գրավել: Որպես չափազանց բարձր տեխնիկական բովանդակությամբ նոր կերամիկական նյութ, ցիրկոնիումային կերամիկական նյութը կարող է հարմար լինել այնպիսի կոշտ աշխատանքային միջավայրի համար, որի համար մետաղական նյութերը, պոլիմերային նյութերը և այլ կերամիկական նյութերի մեծ մասը հարմար չեն: Որպես կառուցվածքային մասեր, ցիրկոնիումային կերամիկական արտադրանքը կիրառվել է բազմաթիվ ոլորտներում, ինչպիսիք են էներգետիկան, ավիատիեզերական արդյունաբերությունը, մեքենաշինությունը, ավտոմոբիլային արդյունաբերությունը, բժշկական բուժումը և այլն, և համաշխարհային տարեկան սպառումը գերազանցում է 80,000 տոննան: 5G դարաշրջանի գալուստով կերամիկական սարքերը ցույց տվեցին ավելի մեծ տեխնոլոգիական առավելություններ բջջային հեռախոսների վահանակների արտադրության մեջ, և ցիրկոնիումային կերամիկան ունի ավելի լայն զարգացման հեռանկար: «Ցիրկոնիումային կերամիկայի աշխատանքը ուղղակիորեն կախված է փոշիների աշխատանքից, ուստի բարձր արդյունավետությամբ փոշիների կառավարելի պատրաստման տեխնոլոգիայի մշակումը դարձել է ցիրկոնիումային կերամիկայի պատրաստման և բարձր արդյունավետությամբ ցիրկոնիումային կերամիկական սարքերի մշակման ամենակարևոր օղակը», - անկեղծորեն ասաց Վան Սիկայը: Կանաչ բարձր էներգիայի գնդիկավոր մանրացման մեթոդը մեծ պահանջարկ ունի մասնագետների կողմից: Ցիրկոնիումի նանոփոշու ներքին արտադրությունը հիմնականում կիրառում է թաց քիմիական գործընթաց, իսկ հազվագյուտ հողային օքսիդը օգտագործվում է որպես կայունացուցիչ՝ ցիրկոնիումի նանոփոշի ստանալու համար: Այս գործընթացն ունի մեծ արտադրական հզորության և արտադրանքի քիմիական բաղադրիչների լավ միատարրության բնութագրեր, սակայն թերությունն այն է, որ արտադրական գործընթացում կառաջանան մեծ քանակությամբ թափոններ, մասնավորապես՝ մեծ քանակությամբ ցածր կոնցենտրացիայի ալկալային կեղտաջրեր, որոնք դժվար է մշակել, և եթե պատշաճ կերպով չմշակվեն, դա կհանգեցնի լուրջ աղտոտման և էկոլոգիական միջավայրի վնասման: «Հետազոտության համաձայն՝ մեկ տոննա իտրիում-կայունացված ցիրկոնիումի կերամիկական փոշի արտադրելու համար անհրաժեշտ է մոտ 50 տոննա ջուր, որը կարտադրի մեծ քանակությամբ կեղտաջրեր, և կեղտաջրերի վերականգնումն ու մաքրումը զգալիորեն կբարձրացնի արտադրության արժեքը», - ասաց Վան Սիկայը: Չինաստանի շրջակա միջավայրի պաշտպանության մասին օրենքի կատարելագործմամբ, թաց քիմիական մեթոդով ցիրկոնիումի նանոփոշի պատրաստող ձեռնարկությունները բախվում են աննախադեպ դժվարությունների: Հետևաբար, անհրաժեշտ է մշակել ցիրկոնիումի նանոփոշու էկոլոգիապես մաքուր և ցածր գնով պատրաստման տեխնոլոգիա: «Այս ֆոնի վրա, ցիրկոնիումի նանոփոշի պատրաստումը ավելի մաքուր և ցածր էներգիայի սպառման արտադրական գործընթացով դարձել է հետազոտական ​​կենտրոն, որոնցից բարձր էներգիայի գնդիկավոր մանրացման մեթոդը ամենաշատն է որոնվում գիտական ​​և տեխնոլոգիական շրջանակներում։ Բաո Ջինի վեպը։ Բարձր էներգիայի գնդիկավոր մանրացումը վերաբերում է մեխանիկական էներգիայի օգտագործմանը՝ քիմիական ռեակցիաներ առաջացնելու կամ նյութերի կառուցվածքի և հատկությունների փոփոխություններ առաջացնելու համար՝ նոր նյութեր պատրաստելու համար։ Որպես նոր տեխնոլոգիա, այն ակնհայտորեն կարող է նվազեցնել ռեակցիայի ակտիվացման էներգիան, կատարելագործել հատիկի չափը, զգալիորեն բարելավել փոշու մասնիկների բաշխման միատարրությունը, բարելավել հիմքերի միջև միջերեսային համադրությունը, խթանել պինդ իոնների դիֆուզիան և առաջացնել ցածր ջերմաստիճանի քիմիական ռեակցիաներ, այդպիսով բարելավելով նյութերի կոմպակտությունը և ցրման ունակությունը։ Այն էներգախնայող և արդյունավետ նյութերի պատրաստման տեխնոլոգիա է՝ արդյունաբերական կիրառման լավ հեռանկարներով։ Գունավորման եզակի մեխանիզմը ստեղծում է գունագեղ կերամիկա։ Միջազգային շուկայում ցիրկոնիումի նանոփոշի նյութերը մտել են արդյունաբերական զարգացման փուլ։ Վան Սիկայը լրագրողներին ասել է. «Զարգացած երկրներում և տարածաշրջաններում, ինչպիսիք են Միացյալ Նահանգները, Արևմտյան Եվրոպան և Ճապոնիան, ցիրկոնիումի նանոփոշու արտադրության մասշտաբները մեծ են, և արտադրանքի տեխնիկական բնութագրերը համեմատաբար ամբողջական են։ Հատկապես ամերիկյան և ճապոնական բազմազգ ընկերությունները ակնհայտ մրցակցային առավելություններ ունեն ցիրկոնիումային կերամիկայի արտոնագրերի հարցում։ Վան Սիկայի խոսքով՝ ներկայումս Չինաստանի նոր կերամիկական արտադրության արդյունաբերությունը գտնվում է արագ զարգացման փուլում, և կերամիկական փոշու պահանջարկը տարեցտարի աճում է, ուստի ավելի ու ավելի հրատապ է նոր նանոմետրային ցիրկոնիումի արտադրության գործընթացի մշակումը։ Վերջին երկու տարիների ընթացքում որոշ տեղական հետազոտական ​​ինստիտուտներ և ձեռնարկություններ նույնպես սկսել են ինքնուրույն հետազոտել և արտադրել ցիրկոնիումի նանոփոշի, բայց հետազոտությունների և մշակումների մեծ մասը դեռևս գտնվում է լաբորատորիայում փոքրածավալ փորձնական արտադրության փուլում՝ փոքր արտադրողականությամբ և մեկ տեսակով։ Ceramic Zirconia Industry-ի կողմից իրականացվող «Գունավոր հազվագյուտ ցիրկոնիայի նանոփոշի» նախագծում ցիրկոնիումի նանոփոշին պատրաստվել է բարձր էներգիայի գնդիկավոր մանրացման պինդ վիճակի ռեակցիայի մեթոդով»։ Ջուրը օգտագործվում է որպես մանրացման միջավայր՝ մասնիկները մանրացնելու և զտելու համար, որպեսզի ստանան 100 չափի չագլոմերացված հատիկի փոշի։ «կարելի է ստանալ նանոմետրեր, որոնք չեն աղտոտում, ունեն ցածր գին և լավ խմբաքանակի կայունություն», - ասաց Բաո Սինը: Պատրաստման տեխնոլոգիան կարող է ոչ միայն բավարարել 5G բջջային հեռախոսի կերամիկական տախտակի, ավիացիոն տուրբինային շարժիչների համար նախատեսված ջերմապաշտպան ծածկույթի նյութերի, կերամիկական գնդիկների, կերամիկական դանակների և այլ արտադրանքի փոշու պահանջները, այլև կարող է տարածվել և կիրառվել ավելի շատ կերամիկական փոշիների պատրաստման մեջ, ինչպիսիք են ցերիումի օքսիդի կոմպոզիտային փոշու պատրաստումը: Ինքնուրույն մշակված գունազարդման մեխանիզմի համաձայն, Կերամիկական ցիրկոնիումի արդյունաբերության տեխնիկական թիմը գործընթացի օպտիմալացման միջոցով կիրառել է պինդ փուլային սինթեզ և կոմպոզիտային մեթոդ՝ առանց լրացուցիչ մետաղական իոնների ներմուծման՝ գունազարդման համար: Այս մեթոդով պատրաստված ցիրկոնիումային կերամիկան ոչ միայն ունի բարձր գունային հագեցվածություն և լավ թրջելիություն, այլև չի ազդում ցիրկոնիումային կերամիկայի սկզբնական մեխանիկական հատկությունների վրա: «Նոր տեխնոլոգիայի հիման վրա արտադրված գունավոր հազվագյուտ հողային ցիրկոնիումային փոշու սկզբնական մասնիկի չափը նանոմետր է, որն ունի միատարր մասնիկի չափի, բարձր սինտերացման ակտիվության, ցածր սինտերացման ջերմաստիճանի և այլնի բնութագրեր: Համեմատած ավանդական արտադրական գործընթացի հետ, համապարփակ էներգիայի սպառումը զգալիորեն կրճատվում է: Արտադրության արդյունավետությունը և կերամիկական մշակման արտադրողականությունը զգալիորեն բարելավվում են»: Այս մեթոդով պատրաստված առաջադեմ կերամիկական սարքերն ունեն գերազանց հատկություններ, ինչպիսիք են բարձր ամրությունը, բարձր կարծրությունը և բարձր կարծրությունը,- ասաց Վան Սիկայը։