Silisyum karbür seramik malzeme
Bilim ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte, özellikle enerji ve uzay teknolojisinin hızla gelişmesiyle birlikte çoğu zaman malzemelerin zorlu çalışma ortamlarında kullanılabilmesi için yüksek sıcaklık dayanımı, korozyon direnci, aşınma direnci gibi üstün özelliklere sahip olması gerekmektedir. Özel seramik malzemeler, güçlü oksidasyon direnci, iyi aşınma direnci, yüksek sertlik, iyi termal stabilite, yüksek yüksek sıcaklık dayanımı, küçük termal genleşme katsayısı, yüksek termal iletkenlik ve termal şoka direnç gibi mükemmel özellikleri nedeniyle son teknoloji haline gelmiştir. ve kimyasal korozyon. Bilimin evrensel olarak değer verilen önemli bir kısmı.
Silisyum karbür seramikler son yirmi yılda gelişmeye başlayan yeni bir malzemedir. Bununla birlikte, özellikle mükemmel yüksek mukavemeti, yüksek sertliği, korozyon direnci ve yüksek sıcaklık direnci nedeniyle, petrokimya ve metalurji endüstrilerinde hızla geliştirilmiş ve kullanılmıştır. Makine, havacılık, mikroelektronik, otomobil, çelik ve diğer alanlar ve diğer özel seramiklerin eşleşemeyeceği avantajlar giderek daha fazla ortaya çıkıyor.
Modern ulusal savunma, nükleer enerji ve uzay teknolojisinin yanı sıra otomobil endüstrisi ve deniz mühendisliğindeki hızlı gelişme, roket yanma odası kaplamaları, uçak türbin motoru kanatları, nükleer reaktör yapısal bileşenleri, yüksek hızlı pnömatik rulmanlar ve mekanik salmastra parçaları. Çeşitli yeni yüksek performanslı yapısal malzemelerin geliştirilmesi gerekmektedir.
Silisyum karbür (SiC) seramikleri, yüksek yüksek sıcaklık dayanımı, güçlü oksidasyon direnci, iyi aşınma direnci, iyi termal stabilite, küçük termal genleşme katsayısı, yüksek termal iletkenlik, yüksek sertlik ve termal şok ve kimyasal korozyona karşı direnç gibi mükemmel özelliklere sahiptir. Bu nedenle birçok alanda yeteneklerini göstermiş ve insanlar tarafından giderek daha fazla değer görmektedir.
Örneğin,
SiC seramikleri, petrokimya endüstrisindeki çeşitli korozyona dayanıklı kaplarda ve borularda yaygın olarak kullanılmaktadır;
Makine sektöründe çeşitli rulmanlar, kesici takımlar ve mekanik salmastra bileşenleri olarak başarıyla kullanılmış;
Aynı zamanda havacılık ve otomotiv endüstrilerinde gelecekteki gaz türbinleri, roket nozulları ve motor bileşenlerinin imalatı için en umut verici aday malzeme olarak kabul edilmektedir.
Silisyum karbür seramik malzemeler, yüksek yüksek sıcaklık dayanımı, güçlü yüksek sıcaklık oksidasyon direnci, iyi aşınma direnci, iyi termal stabilite, küçük termal genleşme katsayısı, yüksek termal iletkenlik, yüksek sertlik, termal şok direnci ve kimyasal korozyon direnci gibi mükemmel özelliklere sahiptir. Otomobil, mekanik ve kimya endüstrisi, çevre koruma, uzay teknolojisi, bilgi elektroniği, enerji ve diğer alanlarda giderek yaygın olarak kullanılmaktadır. Birçok endüstriyel alanda mükemmel performansıyla vazgeçilmez bir yapısal seramik haline gelmiştir.
SiC seramiklerinin ana uygulama alanları
(1)Aşındırıcı (2) Refrakter malzemeler (3)Oksit giderici (4)Askeri yön (5) Elektrikçiler ve elektrikçiler (6) Aşınmaya dayanıklı ve yüksek sıcaklığa dayanıklı parçalar (7) Yeni enerji malzemelerinin hazırlanmasında silisyum karbür seramiklerin uygulanması (8) Fotolitografi makinelerinde kullanılan hassas seramik bileşenler için tercih edilen malzeme (9) Silisyum karbür seramiklerin filtreleme uygulaması
7 kategorideki kuru sınıflandırma ekipmanı ve çalışma prensipleri
Hava sınıflandırıcı sisteminin yerleşim çizimi
Sınıflandırmanın işlevi, kırma işleminin ilerleyişini ve nihai ürünün parçacık boyutunu kontrol etmektir. Kuru sınıflandırma, ortam olarak gaz (genellikle hava) kullanılarak elde edilen bir sınıflandırmadır. Su sıkıntısı ve kurak bölgelerde ve prosesin suyun varlığına izin vermediği durumlarda kullanılır. , kuru sınıflandırma tek seçenektir. Şiddetli soğuk bölgelerde kuru sınıflandırma uygulaması da etkilenmez. Kuru sınıflandırma çok fazla su tasarrufu sağlar ve ıslak sınıflandırmada sonradan meydana gelen dehidrasyon sorununu ortadan kaldırır. Enerji tasarrufu sağlayan etkili bir sınıflandırma yöntemidir.
Yaygın kuru sınıflandırma ekipmanı, çift çarklı hava sınıflandırıcı, O-Sepa vorteks sınıflandırıcı, siklon ayırıcı, türbin sınıflandırıcı, yerçekimi sedimantasyon sınıflandırıcı, atalet sınıflandırıcı ve jet sınıflandırıcıyı içerir.
1. Çift çarklı hava sınıflandırıcı
Çift çarklı hava sınıflandırıcı, sınıflandırma için yerçekimi sedimantasyon ve santrifüj sedimantasyon ilkelerini kullanır ve ürün partikül boyutu -40 μm kadar ince olabilir.
2. O-Sepa tipi girdap akımı sınıflandırıcısı
Makinenin ana yapısı bir yayma plakası, pervane, birincil hava kanalı, ikincil hava kanalı, üçüncül hava kanalı, kılavuz bıçaklar ve kabuk vb. içerir.
3. Siklon ayırıcı
Siklon ayırıcı tipik bir kuru santrifüj sedimantasyon ve sınıflandırma ekipmanıdır. Ana gövdesi bir üst silindir ve bir alt kesik koniden oluşur. Silindirin üst kısmında merkezi eksen boyunca yukarıdan aşağıya bir çekirdek boru yerleştirilir ve kesik koninin alt kısmında bir kaba ürün çıkışı bulunur. Besleme malzemesi, hava akışıyla silindirin dış çevresine yakın üst kısmından teğetsel olarak girer ve sınıflandırma odasının şekli tarafından bir dönme hareketi oluşturacak şekilde sınırlandırılır. Malzeme parçacıkları hava akışında radyal merkezkaç sedimantasyon hareketi üretir. İri parçacıklar daha yüksek bir hızda merkezkaçla çöker, silindir duvarına yaklaşır ve ardından silindir duvarı boyunca kayarak alttan boşaltılır. İnce parçacıklar yavaş bir santrifüj sedimantasyon hızına sahiptir, eksene yakın bir yerde asılı kalır ve daha sonra hava akışıyla çekirdek tüpe girer ve yukarı doğru boşaltılır. Farklı sınıflandırma gereksinimlerine uyum sağlamak ve daha yüksek sınıflandırma performansı elde etmek için pratik uygulamalarda birçok geliştirilmiş ürün bulunmaktadır. Siklon ayırıcının sınıflandırma parçacık boyutu, spesifikasyonuna (silindir çapı) bağlıdır. Spesifikasyon ne kadar küçük olursa, sınıflandırma parçacık boyutu da o kadar ince olur.
4. Türbin sınıflandırıcı
Türbin sınıflandırıcı şu anda en yaygın kullanılan kuru ultra ince sınıflandırma ekipmanlarından biridir. Santrifüj sedimantasyon sınıflandırma prensibini kullanır. Ana çalışma bileşeni, radyal bir boşluk oluşturacak şekilde birçok kanatla donatılmış türbindir (derecelendirme çarkı).
5. Kuru yerçekimi sedimantasyon sınıflandırma ekipmanı
Ana kuru yerçekimi sedimantasyon sınıflandırma ekipmanı, hepsi ultra ince aşamada kullanılan yatay akış tipi, dikey akış tipi ve kıvrımlı akış tipi yerçekimi sınıflandırıcılarını vb. içerir.
6. Kuru atalet sınıflandırma ekipmanı
Ana kuru atalet sınıflandırma ekipmanı, kesme noktası parçacık boyutları 0,5 ila 50 μm arasında değişen doğrusal, kavisli, panjurlu ve K tipi atalet sınıflandırıcıları içerir.
7. Jet sınıflandırıcı
Jet sınıflandırıcı, jet teknolojisini, atalet ilkesini ve Coanda etkisini kullanan kuru, ultra ince bir sınıflandırma ekipmanıdır. Malzemelerin beslenmesinde, besleme parçacıklarının gerekli giriş hızını elde etmesini ve hava akışının daha iyi bir Coanda etkisi yaratmasını sağlayan jet teknolojisi kullanılır. Coanda etkisi, bir akışkan (sıvı veya gaz) ile içinden aktığı nesnenin yüzeyi arasında yüzey sürtünmesinin olması ve akışkanın yavaşlamasına neden olmasıdır. Akışkanlar mekaniğindeki Bernoulli ilkesine göre cismin yüzeyinin eğriliği çok büyük olmadığı sürece akış hızındaki yavaşlama akışkanın cismin yüzeyine adsorbe olmasına neden olacaktır.
Kaolin kili için beş yaygın modifikasyon yöntemi türü
Kaolinin uygulama sürecinde modifikasyon önemli bir derin işleme yöntemidir. Kaolinin aktif gruplarını (alüminyum alkol grupları, silanol fonksiyonel grupları vb. dahil) temel alır ve kaolinin proses özelliklerini mekanik, fiziksel ve kimyasal yöntemlerle değiştirir. , çeşitli alan ve endüstrilerdeki üretimdeki uygulama gereksinimlerini karşılamak.
1. Termal modifikasyon
Termal modifikasyon esas olarak yüksek sıcaklıkta kalsinasyon yoluyla -OH'nin bir kısmını veya tamamını kaolin yüzeyinden uzaklaştırır, böylece kaolinin yüzey özelliklerini değiştirir ve daha yüksek beyazlığa, daha iyi izolasyona ve termal stabiliteye sahip olmasını sağlar. Kaplamalara, kauçuğa, plastiklere ve boyalara dolgu maddesi olarak uygulanması ilgili ürünlerin performansını artırabilir.
2. Asit-baz modifikasyonu
Asit modifikasyonu, kaolinin kalsinasyon işlemi sırasında, faz değişim sürecindeki Al'in kimyasal ortamının farklı olması ve içindeki Al'in asit reaktivitesine sahip olması anlamına gelir. Alkali modifikasyonu, kaolinin kalsinasyon işlemi sırasında, faz değiştirme işlemi sırasında Si'nin kimyasal ortamının farklı olduğu anlamına gelir. Kaolindeki SiO2, aktive etmek için yüksek sıcaklıkta kalsine edilir, böylece kaolindeki aktifleştirilmiş silikon, modifikasyon amacına ulaşmak için alkalin maddelerle reaksiyona girer.
Asit-baz modifikasyonundan sonra kaolinin gözenek boyutu artar, gözenek dağılımı daha konsantre olur ve spesifik yüzey alanı büyük ölçüde artar. Asit bazlı modifiye kaolini dolgu maddesi olarak kullanmak, kompozit malzemelerin hava sızdırmazlık performansını artırabilir.
3. Yüzey modifikasyonu
Yüzey modifikasyonu, kaolin parçacıklarının yüzeyindeki bazı organik veya inorganik maddelerin fiziksel veya kimyasal adsorpsiyon yoluyla kaplanarak kaolinin modifiye edilmesi işlemini ifade eder. Şu anda kaolinin en önemli modifikasyon yöntemidir. Yaygın olarak kullanılan yüzey değiştiriciler esas olarak silan birleştirme maddeleri, silikon (yağ) veya silikon reçinesi, yüzey aktif maddeler ve organik asitleri içerir.
Silan birleştirme maddesi, kaolin dolgu maddeleri için en yaygın kullanılan ve etkili yüzey değiştiricidir. Tedavi süreci nispeten basittir. Yüzey kaplama işlemi için genellikle kaolin tozu ve hazırlanan silan birleştirme maddesi modifikasyon makinesine eklenir. İşlem sürekli veya gruplar halinde gerçekleştirilebilir.
Yüzey modifikasyonundan sonra kaolin iyi hidrofobikliğe ve lipofilikliğe sahiptir, polimer matrisinde daha iyi dağılım gösterir, topaklanma olasılığı daha azdır ve polimerle daha iyi uyumluluğa sahiptir. Yüzeyi kaplanmış kaolin, plastiklerin ve kauçuk kompozitlerin mekanik özelliklerini ve gaz bariyeri özelliklerini geliştirmek amacıyla plastikleri, kauçuğu ve diğer polimerleri doldurmak için dolgu maddesi olarak kullanılır.
4. Ara katman değişikliği
Özel yapısı nedeniyle kaolin, katmanlar arasında hidrojen bağlarına ve katmanlar içinde güçlü kovalent bağlara sahiptir ve katmanların iki tarafı sırasıyla silikon-oksijen tetrahedron atomik katmanı ve alüminyum-oksijen oktahedron hidroksil katmanıdır, dolayısıyla yalnızca bir tane bulunur. oldukça kutupsal olanlardan birkaçı. Kaolin katmanlarına DMSO, formamid (FA), potasyum asetat, hidrazin vb. gibi yalnızca küçük moleküler ağırlığa sahip maddeler eklenebilir. Diğer organik makromoleküllerin, kaolin katmanlarına girmek için iki veya daha fazla ara katmana ihtiyacı vardır. Dahası, ikincisinin, öncül maddenin yer değiştirmesi veya sürüklenmesi yoluyla kaolin tabakasına yerleştirilmesi gerekir.
İnterkalasyon modifikasyon teknolojisi, nano ölçekli kaolin hazırlanmasında yaygın olarak kullanılan bir kaolin yüzey modifikasyon teknolojisidir. İnterkalasyondan sonra kaolin katmanları arasındaki mesafe artar. İnterkalasyon ve soyulma sonrasında kaolin partikül boyutu küçülür ve spesifik yüzey alanı daha büyük olur. Kompozit malzemelerin hava sızdırmazlığını arttırmak için dolgu maddesi olarak önce araya eklenen ve daha sonra soyulan kaolinin kullanılması, günümüzde kompozit malzemelerin hava sızdırmazlığını arttırmada önemli bir yöntemdir.
5. Mekanokimyasal modifikasyon
Mekanokimyasal modifikasyon yöntemi, mekanik enerjiyi kimyasal enerjiye dönüştürme amacına ulaşmak için esasen parçacıkları ve yüzey değiştiricileri aktive etmek için mekanik enerji kullanır. Bu, güçlü mekanik karıştırma, darbe, öğütme vb. yoluyla veya harici mekanik kuvvetin yardımıyla elde edilebilir. Toz parçacıklarının yüzeyi daha ince veya işlevsel toz parçacıklarının bir tabakası ile kaplanır. Mekanik kimyasal modifikasyon yönteminde farklı makineler ve modifikasyon süreçleri kullanılır, dolayısıyla tozun modifikasyon etkileri de farklıdır.
Termal arayüz malzemelerinin termal iletkenliği dolgularla ilgilidir
Termal arayüz malzemeleri yalnızca elektronik ekipmanların ısı dağıtımı için yaygın olarak kullanılmakla kalmıyor, aynı zamanda 5G iletişimleri, yeni enerji araçları vb. alanlarda da artan talebe sahip. Ayrıca askeri teçhizat ve havacılık alanlarında da geniş uygulama beklentileri var.
Termal olarak iletken bir malzeme türü olarak termal iletkenlik, doğal olarak termal arayüz malzemelerinin en önemli teknik göstergesidir. Yaygın olarak kullanılan termal arayüz malzemeleri esas olarak bir polimer matrisin yüksek termal iletkenliğe sahip dolgu maddeleri ile doldurulmasıyla hazırlanan dolgulu tiplerdir.
Genellikle polimer matrisin doğal termal iletkenliği nispeten düşüktür (yaklaşık 0,2W/(m·K)). Bu nedenle, termal arayüz malzemesinin termal iletkenliği genellikle dolgu maddesi tarafından belirlenir.
Farklı tipler farklı termal iletkenliğe sahiptir
Yaygın olarak kullanılan termal olarak iletken dolgu maddeleri esas olarak şu şekilde ayrılabilir: metal termal olarak iletken dolgu maddeleri, karbon malzemeli termal olarak iletken dolgu maddeleri ve inorganik termal olarak iletken dolgu maddeleri.
Metaller iyi ısı iletkenliğine ve yüksek ısı iletkenliğine sahiptirler, bu nedenle yaygın olarak kullanılan bir ısı iletken dolgu maddesidirler. Yaygın olarak kullanılan metal termal iletken dolgu maddeleri esas olarak altın tozu, gümüş tozu, bakır tozu, alüminyum tozu, çinko tozu, nikel tozu ve düşük erime noktalı alaşımları içerir.
Karbon malzemeler genellikle son derece yüksek termal iletkenliğe sahiptir, hatta metal dolgulardan bile daha iyidir. Eklenen karbon dolgunun doğal termal iletkenliği, karbon bazlı polimer kompozitlerin termal iletkenliğini belirleyen en önemli parametrelerden biridir. Yaygın olarak kullanılan karbon malzemeleri arasında grafit, karbon nanotüpler, grafen, genişletilmiş grafit, karbon fiber ve karbon siyahı bulunur. Bunlar arasında karbon nanotüpler 3100-3500W/(m·K) termal iletkenliğe sahiptir ve grafen 2000-5200W/(m·K) termal iletkenliğe sahiptir ve bu da onları termal yönetim uygulamaları için umut verici adaylar haline getirir.
Seramik dolgular sadece iyi ısı iletkenliğine sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda nispeten düşük elektrik iletkenliğine de sahiptir. Şu anda en yaygın kullanılan dolgu maddeleridir. Yaygın olarak kullanılan seramik dolgu maddeleri esas olarak oksitleri ve nitrürleri içerir. Oksitler arasında Al2O3, ZnO, MgO vb. yer alır; nitrürler şunları içerir: AlN, BN, vb.
Farklı şekiller, farklı termal iletkenlik
Termal iletken dolgu maddeleri küresel, düzensiz, lifli ve pul pul gibi çeşitli şekillerde gelir. Sıfır boyutlu malzemelerle karşılaştırıldığında, ultra yüksek en boy oranlarına sahip tek boyutlu malzemeler (karbon nanotüpler, karbon fiberler vb.) ve iki boyutlu malzemeler (grafen, altıgen bor nitrür, pul pul alümina vb.) Dolgu maddeleri arasında oluşturulan daha geniş temas alanı, fononların iletimi için daha geniş bir yol sağlar, arayüz temasının termal direncini azaltır ve sistemde termal iletken bir ağ oluşturulmasına yardımcı olur. Ancak küresel dolgular yüksek dolum seviyelerinde viskozitede keskin bir artışa neden olmadığından endüstride en yaygın kullanılanlardır.
Farklı boyutlar, farklı termal iletkenlik
Termal olarak iletken dolgu maddesinin boyutu aynı zamanda termal olarak iletken kompozitin termal iletkenliği üzerinde de önemli bir etkiye sahiptir.
Dolgu maddesi tek boyutta olduğunda ve doldurma miktarı aynı olduğunda, büyük parçacık boyutundaki dolgu maddeleri ile doldurulan kompozitlerin termal iletkenliği, küçük parçacık boyutundaki dolgu maddeleri ile doldurulan kompozitlerin ısıl iletkenliğinden daha yüksek olma eğilimindedir. Bunun nedeni büyük parçacıklar arasında daha az arayüz teması olmasıdır. Arayüz termal direnci düşüktür. Ancak parçacık boyutu çok büyük olamaz, aksi takdirde dolgu maddeleri sıkı bir paket oluşturamaz, bu da termal iletken yolların oluşmasına yardımcı olmaz.
Farklı yüzey modifikasyon dereceleri farklı termal iletkenliğe sahiptir
Arayüzey termal direnç problemini çözmek için dolgu maddelerinin yüzey kimyasal fonksiyonalizasyonunun etkili bir yöntem olduğu düşünülmektedir. Dolgu maddelerinin yüzey kimyasal işlevselleştirmesi, parçacık-reçine ve parçacık-parçacık arayüzlerini birbirine bağlayarak arayüzey yapışmasını artıran ve arayüzey fonon saçılımını en aza indiren kovalent köprüler oluşturabilir. Polimer kompozitlerin ısıl iletkenliğini arttırmak için bor nitrür nanotüpleri, grafen vb. gibi farklı dolgu maddelerine yüzey işlemleri uygulanmıştır.
Farklı saflık ve farklı termal iletkenlik
Dolgu maddesindeki yabancı maddeler yalnızca termal arayüz malzemesinin elektriksel özelliklerini etkilemekle kalmayacak, aynı zamanda proses performansı üzerinde de belirli bir etkiye sahip olacaktır.
Farklı kristal yönelimlerine sahip safir levhaların uygulanmasındaki farklılıklar
Safir, tek bir alüminyum oksit kristalidir. Trigonal kristal sistemine ve altıgen yapıya sahiptir. Kristal yapısı kovalent bağlarla birleştirilmiş üç oksijen atomu ve iki alüminyum atomundan oluşur. Çok sıkı bir şekilde düzenlenmiştir ve güçlü bağlama zincirlerine sahiptir ve yüksek kafes enerjisine sahiptir ve kristal içinde neredeyse hiç yabancı madde veya kusur yoktur, bu nedenle mükemmel elektrik yalıtımı, şeffaflık, iyi ısı iletkenliği ve yüksek sertlik özelliklerine sahiptir ve optik pencereler olarak yaygın olarak kullanılır. ve yüksek performanslı alt tabaka malzemeleri. Ancak safirin moleküler yapısı karmaşık ve anizotropiktir. Farklı kristal yönelimlerinin işlenmesi ve kullanılması, karşılık gelen fiziksel özellikler üzerinde çok farklı etkilere sahiptir, dolayısıyla kullanımları da farklıdır. Genel olarak safir substratlar C, R, A ve M düzlem yönlerinde mevcuttur.
C tarafı safir uygulaması
Üçüncü nesil geniş bant aralıklı bir yarı iletken olan galyum nitrür (GaN) malzemesi, geniş doğrudan bant aralığı, güçlü atomik bağlar, yüksek termal iletkenlik, iyi kimyasal stabilite (neredeyse hiçbir asit tarafından aşınmaz) ve güçlü, mükemmel radyasyon direnci gibi özelliklere sahiptir. Optoelektronik, yüksek sıcaklıkta yüksek güçlü cihazlar ve yüksek frekanslı mikrodalga cihazlarının uygulanmasında geniş umutlara sahiptir. Ancak GaN'ın yüksek erime noktası nedeniyle büyük boyutlu tek kristalli malzemelerin elde edilmesi şu anda zordur. Bu nedenle, yaygın bir yöntem, substrat malzemeleri için daha yüksek gereksinimlere sahip olan diğer substratlar üzerinde heteroepitaksiyel büyüme gerçekleştirmektir.
A tarafı safir uygulaması
Mükemmel kapsamlı özellikleri ve özellikle mükemmel geçirgenliği nedeniyle safir tek kristal, kızılötesi ışınların nüfuz etme etkisini artırabilir, bu da onu ideal bir orta kızılötesi pencere malzemesi haline getirir ve askeri optoelektronik ekipmanlarda yaygın olarak kullanılır. Bunlar arasında A tarafı safir, polar yüzeyin (C tarafı) normal yönündeki yüzeydir ve polar olmayan bir yüzeydir. Genel olarak a yönünde büyütülen safir kristallerin kalitesi c yönünde büyütülen kristallerden daha iyidir. Daha az dislokasyona, daha az mozaik yapıya ve daha eksiksiz bir kristal yapıya vb. sahiptir, bu nedenle daha iyi ışık iletim performansına sahiptir. Aynı zamanda, A yüzeyi nedeniyle Al-O-Al-O'nun atomik bağlanma yöntemi, a yönü safirinin sertliğini ve aşınma direncini c yönüne göre önemli ölçüde daha yüksek hale getirir. Bu nedenle A-yönlü levhalar çoğunlukla pencere malzemesi olarak kullanılır; Ayrıca A-yönlü safir aynı zamanda tekdüze dielektrik sabiti ve yüksek yalıtım özelliklerine sahiptir, bu nedenle hibrit mikroelektronik teknolojisinde kullanılabilir ve ayrıca yüksek süper iletkenlerin yetiştirilmesi için de kullanılabilir.
R-yüzey/M-yüzey safir uygulaması
R düzlemi safirin polar olmayan düzlemidir. Bu nedenle safir cihazlarda R düzleminin pozisyonundaki değişiklikler ona farklı mekanik, termal, elektriksel ve optik özellikler kazandırır. Genel olarak konuşursak, R-düzlemi safir substratlar, esas olarak yarı iletken, mikrodalga ve mikroelektronik entegre devre uygulamalarının imalatı için heteroepitaksiyel silikon biriktirme için tercih edilir. R tipi substrat büyümesi de kullanılabilir. Akıllı telefonların ve tablet bilgisayar sistemlerinin mevcut popülerliğiyle birlikte, R-yüzeyli safir alt tabakalar, akıllı telefonlarda ve tablet bilgisayarlarda kullanılan mevcut bileşik SAW cihazlarının yerini alarak performansı artırabilecek bir cihaz alt tabakası sağladı.
Ek olarak, R-düzlemi veya M-düzlemi polar olmayan/yarı-polar epitaksiyel katmanları büyütmek için kullanıldığında, C-düzlemi safir alt katmanıyla karşılaştırıldığında, polarizasyon alanının neden olduğu sorunları kısmen veya hatta tamamen iyileştirebilir. ışık yayan cihaz. Bu nedenle LED olarak kullanılan alt tabaka malzemesi ışık verimliliğinin artırılmasına yardımcı olabilir. Ancak işleme veya kesme sırasında kesme yüzeyi çatlamaya yatkın olduğundan m-yüzünü seçmek kaliteli bir yüzey hazırlamak zordur.
ABD'de Yeni Zelanda'da Bu, şu an için geçerli olan bir durum. นประกอบที่กระแทก
Endüstriyel teknolojinin gelişmesiyle birlikte mikro-nano tozlar, özel hacim efektleri ve yüzey efektlerine sahip olup, optik, manyetik, akustik, elektriksel ve mekanik özellikleri normal şartlardan çok farklı olup, birçok yeni fonksiyonel malzemenin anahtarı olarak kullanılmaktadır. Temel hammaddelere dayanan ilgili mikro-nano toz işleme teknolojisi de benzeri görülmemiş bir gelişme elde etti. Jet değirmenleri (jet değirmenleri), malzemelerin çarpışmasına, çarpmasına ve darbe bileşenleriyle kesilmesine neden olmak için yüksek hızlı hava akışı kullanır. Sadece dar dağılımlı ince parçacıklar üretmekle kalmazlar, aynı zamanda temiz ve pürüzsüz parçacık yüzeylerine, düzenli parçacık şekillerine, iyi dağılıma ve yüksek aktiviteye sahiptirler. Mikro-nano tozu ve tüm kırma sistemi, toz kirliliğini azaltmak için kapalı bir kırma modunu benimser ve aynı zamanda ezilmiş malzemelerin kirlenme derecesi küçüktür.
Ancak farklı çalışma prensiplerine ve çeşitli malzemeler için farklı kırma etkilerine sahip çok sayıda hava akışlı pulverizatör türü olduğundan, farklı malzemelere göre uygun bir hava akışlı pulverizatörün seçilmesi gerekir. Şu anda jet değirmenlerin farklı yapıları veya çalışma yöntemlerine göre genellikle şu şekilde sınıflandırılabilirler: çarpışma tipi, düz tip, akışkan yataklı tip, sirkülasyonlu tüp tipi ve hedef tipi vb. Bu temelde ayrıca sınıflandırılabilir. Malzeme özelliklerine göre. Hava akışı öğütücünün kırma etkisini daha da optimize etmek için düşük sıcaklıkta kriyojenik hava akışı kırma ve inert gaz koruması gibi yöntemlerin benimsenmesi.
Çarpışma hava akımı kırıcı
Karşıt jetli değirmenlere aynı zamanda karşıt jetli değirmenler ve ters jetli değirmenler de denir. Ekipman çalışırken, hızlandırılmış iki malzeme ve yüksek hızlı hava akışı yatay düz çizgi üzerinde belirli bir noktada buluşup çarpışarak kırma işlemini tamamlar. Ezilmiş ince parçacıklar, sınıflandırma rotorunun etkisi altındaki hava akışıyla harici sınıflandırıcıya girer ve hava akışından geçer. katı olarak ayrılarak ürün haline gelir. İri parçacıklar, sınıflandırma odasının kenarında kalır ve parçacık boyutu gerekliliklerini karşılayıp harici sınıflandırıcıya girene kadar daha fazla ezilmek üzere kırma odasına geri döner.
Spiral jet püskürtücü
Yatay diskli jet değirmen olarak da bilinen spiral jet değirmen, endüstrideki en eski ve en yaygın kullanılan jet değirmendir. Geleneksel bir düz hava akışlı değirmenin ana bileşeni, etrafında belirli bir açıda birkaç (6 ila 24) yüksek basınçlı çalışma sıvısı nozülü, Venturi tüp besleyicileri, bitmiş ürün toplayıcıları vb. düzenlenmiş bir disk kırma bölmesidir. Kırılacak malzeme gazın tahrik ettiği venturi tüpüne girer. Venturi tüpünün özel yapısı kullanılarak malzeme süpersonik hıza kadar hızlandırılır ve ardından kırma odasına girer. Kırma odasında malzemeler, yüksek hızlı dönen akışla tahrik edilen dairesel bir hareketle hareket eder. Parçacıklar, parçacıklar ve makinenin iç duvarı ezilmek üzere birbirine çarpar, çarpışır ve sürtünür. İri parçacıklar, sirkülasyon ve kırma için merkezkaç kuvveti nedeniyle kırma odasının çevresel duvarına doğru atılırken, ince parçacıklar siklon ayırıcıya girer ve santrifüjlü hava akışının etkisi altında toplanır.
Akışkan yataklı jet püskürtücü
Akışkan yataklı hava akımı değirmeni şu anda hava akımı pulverizatörünün önde gelen modelidir. Esas olarak karşı jet prensibini akışkan yataktaki genişleyen gaz jeti akışıyla birleştirir. Kimyasal hammaddelerin, ilaçların, kozmetiklerin, ileri seramiklerin, manyetik tozların ve diğer malzemelerin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. . Ekipman çalışırken, birkaç ters nozul aracılığıyla kırma alanına hava püskürtülür ve kırılacak malzemeler, kırma odasındaki yüksek basınçlı hava akışıyla hızlandırılarak akışkan bir hal oluşturulur. Daha sonra hızlandırılan malzemeler ezilecek her bir nozulun kesişme noktasında çarpışır ve birbirine sürtünür. Ezilmiş ince malzemeler, sınıflandırma için yukarıya doğru hava akışıyla ultra ince sınıflandırıcıya taşınır. Ürün ihtiyacını karşılayan ince malzemeler daha sonra siklon separatör tarafından toplanır, kaba malzemeler ise yer çekimi etkisi altında kırma alanına geri çöktükten sonra kırma işlemine devam edilir.
Kaolin kili için yaygın olarak kullanılan 5 tip yüzey değiştirici
Yüzey modifikasyonundan sonra kaolin tozu hidrofobik olabilir, yüzey enerjisini azaltabilir, dispersiyonunu ve polimer bazlı malzemelerle uyumluluğunu geliştirebilir, böylece plastik ve kauçuk gibi polimer bazlı kompozit malzemelerin kapsamlı performansını artırabilir.
Şu anda kaolinin ana modifikasyon yöntemi yüzey kimyasal modifikasyonudur. Yaygın olarak kullanılan yüzey değiştiriciler esas olarak silan birleştirme ajanlarını, organik silikon (yağ) veya silikon reçineyi, yüzey aktif maddeleri ve organik asitleri içerir.
1. Kaolin kili için yaygın olarak kullanılan yüzey değiştiriciler
(1) Silan birleştirme maddesi
Silan birleştirme maddesi, kaolin dolgu maddeleri için en yaygın kullanılan ve etkili yüzey değiştiricidir. Silan birleştirme maddesinin R'si organofilik bir grup olduğundan kalsine kaolin, yüzey modifikasyonundan sonra kauçuk ve plastik gibi organik matrislerle uyumlu olabilir. . Modifiye kaolin kauçukta dolgu maddesi olarak kullanıldığında, R grubu vulkanizasyon işlemi sırasında kauçuk makromolekülleri ile reaksiyona girecek, böylece kaolin molekülleri tamamen dağılacak ve kauçuk matris moleküllerine entegre olacaktır.
Silan birleştirme ajanının kullanıldığı arıtma prosesi nispeten basittir. Yüzey kaplama işlemi için genellikle kaolin tozu ve hazırlanan silan birleştirme maddesi modifikasyon makinesine eklenir. İşlem sürekli veya gruplar halinde gerçekleştirilebilir.
Nihai arıtma etkisini etkileyen faktörler esas olarak kaolin tozunun parçacık boyutu, spesifik yüzey alanı ve yüzey özellikleri (yüzey fonksiyonel grupları ve aktivitesi), silan birleştirme maddesinin tipi, dozajı ve kullanımı, modifikasyon ekipmanının performansı ve uygulama süresidir. ve yüzey modifikasyon işleminin sıcaklığı. Beklemek.
(2) Silikon yağı
Silan birleştirme maddelerine ek olarak, teller ve kablolar için dolgu maddesi olarak kullanılan kaolinin (polivinil klorür gibi) yüzeyi sıklıkla %1-%3 silikon yağı ile modifiye edilir. Modifikasyon prosesi ve ekipmanı, silan birleştirme ajanlarının kullanıldığı proseslere benzer.
Silikon yağı ile işlenmiş kalsine kaolin tozu, teller ve kablolar için dolgu maddesi olarak kullanılır. Kablonun yalnızca mekanik ve fiziksel özelliklerini iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda kablonun elektriksel yalıtımını ve hidrofobik özelliklerini, nemli ve soğuk ortamlardaki elektriksel yalıtım özelliklerini de iyileştirebilir veya geliştirebilir. Önemli gelişme.
(3) Doymamış organik asitler
Aminlenmiş kaolin tozunun yüzeyini değiştirmek için oksalik asit, sebasik asit, dikarboksilik asit vb. gibi doymamış organik asitler de kullanılabilir. Bu değiştirilmiş kaolin, naylon 66 vb. için dolgu maddesi olarak kullanılabilir.
(4) Katyonik yüzey aktif madde
Örneğin oktadesilamin kaolin tozunun yüzey modifikasyonu için de kullanılabilir. Polar grupları, kimyasal adsorpsiyon ve fiziksel adsorpsiyon yoluyla kaolin parçacıklarının yüzeyi ile etkileşime girer. Organik aminlerle modifiye edilen kaolinin yüzey hidrofobikliği arttırılır.
(5) İnorganik yüzey değiştirici
Kalsine kaolinin yüzey modifikasyonu için titanyum dioksit, kalsiyum karbonat, kalsiyum sülfat vb. de kullanılabilir. Modifikasyon yöntemi sulu bir çözeltide yüzey çökeltme reaksiyonudur. Modifiye edilmiş ürün yıkandıktan, filtrelendikten ve kurutulduktan sonra yüzeyi titanyum dioksit kaplamalı kalsine kaolin elde edilir.
2. Kaolin yüzey değiştiricilerinin seçim ilkeleri
Yüzey değiştiricilerin türü, dozajı ve kullanım yöntemi, yüzey modifikasyonunun etkisini doğrudan etkiler. Farklı kullanımlar, farklı türde ve formüllerde yüzey değiştiriciler gerektirir.
Eğer bunu yalnızca yüzey değiştirici moleküller ile inorganik tozun yüzeyi arasındaki etkileşim perspektifinden ele alırsak, elbette ikisi arasındaki etkileşim ne kadar güçlü olursa o kadar iyidir. Ancak fiili operasyonda, değiştirilen ürünün maliyeti ve maliyeti de kapsamlı bir şekilde dikkate alınmalıdır. Uygulama amacı ve diğer faktörler.
Örneğin, kalsine kaolin değiştirildiğinde ve kablo yalıtımı kauçuk ve plastikleri için dolgu maddesi olarak kullanıldığında, yüzey değiştiricinin dielektrik özelliklerinin ve hacim direncinin dikkate alınması gerekir;
Eğer modifiye kaolin kauçuk için takviye edici dolgu maddesi olarak kullanılıyorsa, bir değiştirici seçerken yalnızca değiştirici ile kaolin arasındaki bağlanma kuvveti değil, aynı zamanda değiştirici moleküller ile kauçuk makromolekülleri arasındaki bağlanma kuvveti de dikkate alınmalıdır. ancak her ikisi de optimize edildiğinde yüzey değiştirici en iyi değişiklik etkisine sahip olabilir.
Özel uygulama amaçları için, bazen karışık modifikasyon için iki birleştirme maddesinin kullanılması gerekli olabilir. Modifikasyon için sinerjistik etkilerinden faydalanmak beklenmedik iyi sonuçlara ulaşacaktır. Ancak iki değiştiricinin kullanım yöntemine ve eklenme sırasına dikkat edilmelidir. .
Seramik atık malzemelerin geri dönüşümü
Seramik üretimi ve tüketimi her geçen yıl artmakta ve bunu on milyonlarca ton seramik atığı takip etmektedir. Aynı zamanda seramik atıklarının verdiği zarar da geniş çapta eleştirildi. Yeşil kalkınma ve sürdürülebilir kalkınma gibi kavramların yaygınlaşmasıyla birlikte seramik atıklarının geri dönüştürülebilir kaynaklara dönüştürülmesi özellikle önem kazanıyor.
Şu anda seramik atık kaynaklarını yeniden kullanmanın iki ana yolu vardır. Bunlardan biri, çeşitli atık seramik malzemeleri dekorasyonlarda yeniden birleştirmek için doğrudan işlemedir; diğeri ise bunları farklı ürünler yapmak için hammadde olarak geri dönüştürmektir. Özel uygulamalar aşağıdaki gibidir:
(1) Geri dönüştürülmüş el sanatları
Üretim sürecinde ortaya çıkan seramik atıkları ve diğer atıklar ana hammadde olarak kullanılarak, kişiye özel tasarım ve rekombinasyon yoluyla çeşitli seramik süsleme sanatları hazırlanmaktadır. Seramiğin dokusu, deseni, rengi ve seramik kırıldıktan sonra ortaya çıkan düzensiz desenler kendine özgü bir estetik değere sahiptir. Bu seramik atık ürünleri estetik tasarımla birleştirilip işlenerek sadece çevreyi değil aynı zamanda çevreyi de koruyan el sanatları üretiliyor. Eşsiz güzelliği, iyi bir yeşil dekoratif malzemedir. Bu geri dönüşüm yöntemi nispeten düşük kullanım maliyetine, basit üretim sürecine sahiptir ve insanların bireysel ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde tasarlanabilir, dolayısıyla geniş bir tanıtım değerine sahiptir.
(2) İşleme için hammadde olarak
Yapı malzemeleri
Seramik katı atıkların ana bileşenleri silikatlardır, dolayısıyla seramik atıkların belirli bir aktivitesi vardır. İşlemden sonra performansı aktif karışım malzemelerinin gereksinimlerini karşılayabilir ve çimento karışımlı malzemeler olarak kullanılabilir. Ayrıca seramik katı atıklar da beton malzemelere agrega olarak eklenebilmektedir. Seramik atık kalıntısının kullanılması yalnızca çimentodan tasarruf etmek ve maliyetleri düşürmekle kalmaz, aynı zamanda betonun iç sıcaklığını da azaltır, daha sonraki mukavemeti artırır ve korozyon direncini artırır. Seramik atıkları, yüksek performanslı beton üretiminde vazgeçilmez ve önemli bir bileşen haline gelmiştir.
Ağır metalleri geri dönüştürün
Seramik atıkları, geri dönüşüm açısından son derece değerli olan başta gümüş ve paladyum olmak üzere çeşitli değerli metaller içerir. Şu anda seramik atıklardan değerli metallerin çıkarılmasına yönelik ana yöntemler arasında sıvı-sıvı ekstraksiyonu, nitrik asit çözünmesi-sodyum karbonatın azaltılması vb. yer almaktadır. Yüksek dereceli yenilenebilir kaynaklar üretmek için atık malzemelerden değerli metallerin geri dönüştürülmesi yalnızca atık malzemeleri imha etmekle kalmaz, aynı zamanda aynı zamanda önemli ekonomik faydalar da sağlar.
Geri dönüştürülmüş seramik karolar
Seramik atıkları aynı zamanda seramik üretiminde de yeniden kullanılabilir. Örneğin atık çamur ve su, geri dönüştürülüp demiri çıkarıldıktan sonra seramik karoların içeriğine eklenebiliyor. Sırsız yeşil gövde de bulamaç haline getirilerek yeniden kullanılabilir. Sırlı yeşil gövde atığı, sır pişirim kalitesini etkilemeden çamurla karıştırılarak tekrar kullanılabilir. Yüksek sıcaklıklarda pişirilen atık malzemeler ezilerek yeniden seramik yapımında kullanılabiliyor. Şu anda, seramik atıklarından geri dönüştürülmüş seramikler esas olarak seramik tuğlalar, geçirgen tuğlalar, antika tuğlalar, gözenekli seramik plakalar vb. üretmek için kullanılmaktadır.
Diğer kullanımlar
Seramik atıkları yanmaz ve ısı yalıtımlı malzemeler yapmak için kullanılabilir ve ayrıca ses emici malzemeler, şok emici malzemeler, su depolama malzemeleri vb. gibi yeni seramik yapı malzemelerinin yapımında da kullanılabilir. Piezoelektrik seramik atıklar karıştırılabilir Malzemenin titreşim sönümleme performansını artırmak için asfalt ve kauçuk gibi sönümleme ve titreşim sönümleme malzemelerine dönüştürülür.
Yüksek katma değerli uygulamalarda alümina tozunun gereksinimleri nelerdir?
Safir kristal büyümesi için alümina yüksek yoğunluklu parçacıklar
Aslında safir bir alümina tek kristaldir. Üretiminde, ham madde olarak >%99,995 saflığa sahip yüksek saflıkta alümina tozu (genellikle 5N alümina olarak adlandırılır) kullanılır. Bununla birlikte, mikronize alümina parçacıklarının küçük paketleme yoğunluğundan dolayı genellikle 1g/cm3'ten azdır, tek bir fırının yükleme miktarı küçüktür ve bu da üretim verimliliğini etkiler. Genel olarak alümina, kristalleri büyütmek için şarj edilmeden önce uygun işlem yoluyla yüksek yoğunluklu parçacıklar halinde yoğunlaştırılır.
CMP parlatma aşındırıcıları için nano-alümina aşındırıcılar
Şu anda yaygın olarak kullanılan CMP parlatma sıvıları arasında silika sol parlatma sıvısı, seryum oksit parlatma sıvısı ve alümina parlatma sıvısı yer alır. İlk ikisinin aşındırıcı tanecik sertliği küçüktür ve yüksek sertlikteki malzemelerin parlatılması için kullanılamaz. Bu nedenle Mohs sertliği 9 Alüminyum olan oksit parlatma sıvısı, safir kaportaların ve düz pencerelerin, kristalize cam yüzeylerin, YAG polikristalin seramiklerin, optik lenslerin, ileri teknoloji çiplerin ve diğer bileşenlerin hassas cilalanmasında yaygın olarak kullanılır.
Aşındırıcı parçacıkların boyutu, şekli ve parçacık boyutu dağılımının tümü parlatma etkisini etkiler. Bu nedenle kimyasal mekanik parlatma aşındırıcıları olarak kullanılan alümina parçacıkları aşağıdaki gereksinimleri karşılamalıdır:
1. Angstrom düzeyinde düzlüğe ulaşmak için alümina parçacık boyutu en az 100 nm olmalı ve dağılım dar olmalıdır;
2. Sertliği sağlamak için tam α-fazı kristalizasyonu gereklidir. Bununla birlikte, yukarıdaki parçacık boyutu gerekliliklerini hesaba katmak için, taneler büyürken tam α-fazı dönüşümünü önlemek amacıyla sinterlemenin daha düşük bir sıcaklıkta tamamlanması gerekir.
3. Plakaların parlatılması son derece yüksek saflık gereksinimlerine sahip olduğundan, Na, Ca ve manyetik iyonların ppm seviyesine kadar sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekirken, radyoaktif elementler U ve Th'nin ppb seviyesinde kontrol edilmesi gerekir.
4. Al2O3 içeren cilalama sıvıları düşük seçiciliğe, zayıf dağılım stabilitesine ve kolay topaklanmaya sahiptir, bu da cilalama yüzeyinde kolayca ciddi çiziklere neden olabilir. Genel olarak, iyi cilalanmış bir yüzey elde etmek amacıyla cilalama sıvısındaki dağılımını iyileştirmek için modifikasyonlar gereklidir.
Yarı iletken ambalajlama için düşük alfa emisyonlu küresel alümina
Yarı iletken cihazların güvenilirliğini sağlamak ve ürünlerin temel rekabet gücünü arttırmak için genellikle ambalaj malzemesi olarak Düşük α ışınlı küresel alüminanın kullanılması gerekir. Bir yandan hafıza cihazlarının α ışınlarından kaynaklanan çalışma arızalarını önleyebilir, diğer yandan yüksek ısısından faydalanabilir. İletkenlik, cihaz için iyi bir ısı dağıtma performansı sağlar.
Alümina şeffaf seramik
Her şeyden önce, Al2O3 tozundaki safsızlıkların kolayca farklı fazlar oluşturmasını ve ışığın saçılma merkezini artırarak, gelen yönde yansıtılan ışığın yoğunluğunun azalmasına ve dolayısıyla ürünün şeffaflığının azalmasına neden olmasını önlemek için, Al2O3 tozunun saflığının %99,9'dan az olmaması ve stabil yapıya sahip α-Al2O3 olması gerekmektedir. İkinci olarak, kendi çift kırılma etkisini zayıflatmak için tane boyutunun da mümkün olduğu kadar küçültülmesi gerekir. Bu nedenle alümina şeffaf seramiklerin hazırlanmasında kullanılan tozun parçacık boyutu da 0,3 μm'den küçük olmalı ve yüksek sinterleme aktivitesine sahip olmalıdır. Ayrıca, büyük parçacıkların topaklanmasını ve orijinal küçük parçacıkların avantajlarını kaybetmesini önlemek için, tozun yüksek dağılım gereksinimlerini de karşılaması gerekir.
Yüksek frekanslı iletişim alümina seramik substrat
Yüksek saflıkta alümina seramikler, iyi dielektrik özellikleri, sağlam yük taşıma kapasiteleri ve çevresel erozyona karşı dirençleri nedeniyle şu anda en ideal ve en yaygın olarak kullanılan ambalaj substrat malzemesidir. Ancak alümina altlıkların ana performansı alümina içeriğinin artmasıyla artar. Yüksek frekanslı iletişim ihtiyaçlarını karşılamak için alümina seramik substratların saflığının %99,5'e, hatta %99,9'a ulaşması gerekmektedir.
Sinterlenmiş NdFeB üretim prosesi-jet değirmen
Jet değirmen (JM) toz yapımı, toz parçacıklarını hava akışı öğütme odasında süpersonik hıza hızlandırmak için yüksek basınçlı hava akışı (genellikle yüksek saflıkta nitrojen) kullanan ve toz parçacıklarının birbirleriyle çarpışmasına neden olan yeni bir tür toz yapma yöntemidir. ve kır.
Spesifik işlem şu şekildedir: ezilmiş hidrojen pullarını (SC) belirli bir oranda antioksidan ile karıştırın, ardından bunu hava akışlı değirmen besleme haznesine ekleyin, niceliksel miktara göre hava akışlı öğütme odasına ve yüksek basınçlı nitrojene (7 kg) ekleyin. ) öğütme haznesinin dört nozulundan püskürtülür. akışkanlaştırılmış bir yatak oluşturmak için malzemeyi süpersonik hıza hızlandırır ve parçacıklar birbirleriyle çarpışıp kırılır. Kırılan parçacıkların çapı 1-8 μm arasında dağılmaktadır.
Malzemelerin performansına ve dağılımına bağlı olarak ortalama hava akımı frezeleme tozu boyutu SMD 2,5-4μm arasındadır. Hava akımıyla öğütmeyle üretilen toz düzensizdir ve üç boyutlu karıştırma gerektirir. Karıştırmadan önce, oksijen içeriğini kontrol etmek ve kalıplama yönlendirme performansını iyileştirmek için prosese göre malzeme tankına belirli bir oranda yağlayıcı ve antioksidanlar eklenir.