Cơ chế hoạt động của oxit đất hiếm trong vật liệu chịu lửa magie-canxi
Tính chất của một nguyên tố quyết định hiệu suất của nó, và các nguyên tố đất hiếm cũng không ngoại lệ. Hiệu suất của chúng liên quan chặt chẽ đến tính chất của chúng. Các yếu tố chính quyết định tính chất vật lý của chúng (như độ cứng, cấu trúc tinh thể và điểm nóng chảy) là bán kính nguyên tử và ion của chúng. Kim loại đất hiếm có điểm nóng chảy cao và tăng theo số hiệu nguyên tử, mặc dù xu hướng này không nhất quán. Các nguyên tố đất hiếm thường mất electron orbital s và d ngoài cùng, tạo thành trạng thái hóa trị +3, do đó tạo thành oxit đất hiếm. Trạng thái hóa trị +3 này là trạng thái oxy hóa đặc trưng của các nguyên tố đất hiếm. Oxit đất hiếm có điểm nóng chảy trên 2000°C và không bay hơi. Chúng là chất bán dẫn dẫn điện hỗn hợp với cả độ dẫn điện tử và ion. Độ dẫn điện tử đề cập đến sự dẫn điện của electron và lỗ trống, trong khi độ dẫn ion đề cập đến sự chuyển động của các ion oxy trong các lỗ trống oxy, về cơ bản là sự dẫn ion oxy.
Ngoài việc sử dụng trực tiếp các nguyên tố đất hiếm làm thành phần nền hoặc trung tâm chức năng dựa trên các tính chất quang học và từ tính của electron 4f, các tính chất hóa học của chúng, chẳng hạn như khả năng phản ứng hóa học và bán kính ion lớn, cũng có thể được tận dụng để sửa đổi cấu trúc vi mô của vật liệu, từ đó cải thiện hiệu suất của nó. Gốm bán dẫn chức năng pha tạp đất hiếm là một ví dụ điển hình. Việc bổ sung oxit đất hiếm vào vật liệu chịu lửa không chỉ tăng cường và cải thiện độ bền và độ dẻo dai vốn có của vật liệu mà còn giảm nhiệt độ thiêu kết và chi phí sản xuất.
Do không độc hại, hiệu suất cao và các tính chất vật lý và hóa học độc đáo, các hợp chất đất hiếm ngày càng được sử dụng trong nhiều ứng dụng, từ các ứng dụng chính trong luyện kim, kỹ thuật hóa học và gốm sứ đến các ứng dụng tiên tiến trong vật liệu composite hiệu suất cao như lưu trữ hydro và phát quang. Nghiên cứu về ứng dụng oxit đất hiếm trong vật liệu gốm sứ đã thu hút sự chú ý rộng rãi. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc bổ sung oxit đất hiếm cải thiện đáng kể hiệu suất của vật liệu gốm sứ, đảm bảo chất lượng và hiệu suất của chúng cho các ứng dụng đa dạng. Hơn nữa, oxit đất hiếm, dưới dạng chất trợ dung, có thể thúc đẩy quá trình thiêu kết, cải thiện cấu trúc vi mô của gốm, đồng thời cung cấp khả năng pha tạp và biến tính.
Oxit đất hiếm, dưới dạng chất phụ gia, cải thiện các tính chất của vật liệu chịu lửa, chứng minh những lợi ích độc đáo và đáng kể của chúng trong việc nâng cao hiệu suất và mang lại các chức năng mới. Việc bổ sung một lượng nhỏ oxit đất hiếm làm tăng mật độ của vật liệu chịu lửa magie-canxi, cải thiện mật độ và khả năng chống ăn mòn của chúng.
Oxit đất hiếm được sử dụng làm chất phụ gia trong vật liệu chịu lửa magie-canxi để cải thiện khả năng thiêu kết, độ nén, cấu trúc vi mô, thành phần pha tinh thể, độ bền uốn ở nhiệt độ phòng và độ dai nứt gãy, do đó đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất thị trường đối với vật liệu chịu lửa magie-canxi. Có ba cơ chế chính để bổ sung oxit đất hiếm vào vật liệu chịu lửa magie-canxi. (1) Phụ gia làm chất trợ dung có thể thúc đẩy quá trình thiêu kết. Nhiệt độ thiêu kết của vật liệu chịu lửa magie-canxi thường cao, và có nhiều yếu tố không thuận lợi cho quá trình nén chặt trong quá trình thiêu kết. Việc bổ sung oxit đất hiếm có thể giải quyết vấn đề này. Do tính chất độc đáo của oxit đất hiếm, việc thêm oxit đất hiếm vào vật liệu chịu lửa có thể làm thay đổi cấu trúc bên trong của chúng, do đó thúc đẩy quá trình thiêu kết vật liệu chịu lửa magie-canxi. (2) Oxit đất hiếm có thể cải thiện cấu trúc vi mô của vật liệu chịu lửa magie-canxi. Việc bổ sung oxit đất hiếm có thể cải thiện cấu trúc vi mô bên trong của vật liệu chịu lửa. Điều này làm giảm tốc độ di chuyển ranh giới hạt, ức chế sự phát triển của hạt và có lợi cho việc hình thành cấu trúc đặc. (3) Biến tính pha tạp oxit đất hiếm. Việc pha tạp oxit đất hiếm trong quá trình chuẩn bị vật liệu chịu lửa sẽ làm thay đổi dạng tinh thể của mẫu, do đó làm thay đổi thể tích của nó. Sự thay đổi này có thể cải thiện đáng kể khả năng chống uốn và độ dai của nó. Nghiên cứu về việc thêm chất phụ gia để cải thiện và tối ưu hóa các tính chất liên quan của vật liệu trong quá trình chuẩn bị vật liệu chịu lửa luôn thu hút sự chú ý của mọi người. Trong nghiên cứu hiện nay, trọng tâm chính là vấn đề nguyên liệu cát magie canxi khó thiêu kết và dễ ngậm nước. Các chất phụ gia chính bao gồm ZrO2, Fe2O3, Al2O3, oxit đất hiếm, v.v.
Ứng dụng của bari sunfat trong 10 ngành công nghiệp
Bari sunfat là một thuật ngữ xa lạ với hầu hết mọi người, và ngay cả những người không quen thuộc với hóa học cũng có thể coi nó là một hóa chất nguy hiểm. Tuy nhiên, bari sunfat hiện diện khắp nơi trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, thường xuất hiện dưới dạng các sản phẩm chế tạo. Ví dụ, hầu hết các sản phẩm nhựa trong nhà, máy điều hòa không khí, phụ tùng ô tô bằng nhựa, túi siêu thị, sơn, lớp phủ và thủy tinh đều có thể chứa bari sunfat.
Ứng dụng của bari sunfat trong mười ngành công nghiệp chính
1. Công nghiệp Dầu khí: Bột barit cỡ 200 mesh và 325 mesh dùng làm phụ gia bùn khoan dầu khí.
2. Công nghiệp Hóa chất: Các nhà máy muối barit sử dụng barit làm nguyên liệu thô để sản xuất lithopone, bari sunfat kết tủa và bari cacbonat.
3. Công nghiệp Sơn và Lớp phủ: Barit có thể được sử dụng làm chất độn trong sơn và lớp phủ, thay thế các nguyên liệu thô đắt tiền hơn như bari sunfat kết tủa, lithopone, titan dioxit và silica hoạt tính. Barit thích hợp để kiểm soát độ nhớt của sơn và đạt được màu sắc tươi sáng và ổn định.
4. Ngành công nghiệp nhựa: Barit có thể được sử dụng làm chất độn trong nguyên liệu nhựa ABS, tạo độ bóng sáng đồng thời cải thiện độ bền, độ cứng và khả năng chống mài mòn.
5. Ngành công nghiệp cao su: Bột Barit với kích thước mắt lưới dưới 500 có thể được sử dụng rộng rãi làm chất độn trong các sản phẩm cao su, giúp giảm chi phí đồng thời cải thiện độ cứng, khả năng chống axit, kiềm và chống nước. Nó cũng là chất gia cường tuyệt vời cho cao su tự nhiên và tổng hợp.
6. Ngành công nghiệp giấy: Bột Barit siêu mịn có thể được sử dụng làm chất độn và chất độn phủ trong bảng trắng và giấy tráng phủ để tăng độ trắng và độ phủ bề mặt. Thông số kỹ thuật sản phẩm: 325 mesh, 400 mesh, 600 mesh, 800 mesh, 1250 mesh, 1500 mesh, 2000 mesh, 2500 mesh, 3000 mesh, 4000 mesh, 5000 mesh, 6000 mesh.
7. Công nghiệp Xi măng
Việc bổ sung khoáng hóa hỗn hợp barit và fluorit vào sản xuất xi măng có thể làm tăng độ trắng và cường độ của xi măng. Nó có thể được sử dụng để sản xuất xi măng bari, vữa bari và bê tông bari, có thể được sử dụng trong các tòa nhà cần bảo vệ khỏi tia X.
8. Công nghiệp Thủy tinh
Nó có thể được sử dụng như một chất khử oxy, chất làm trong và chất trợ dung để tăng độ ổn định quang học, độ bóng và cường độ của thủy tinh.
9. Công nghiệp Xây dựng
Nó có thể được sử dụng làm cốt liệu bê tông, vật liệu lát đường, gia cố các đường ống chôn ngầm ở các khu vực đầm lầy và thay thế cho tấm chì trong việc che chắn tại các cơ sở hạt nhân, nhà máy điện nguyên tử và phòng thí nghiệm tia X, giúp kéo dài tuổi thọ của mặt đường.
10. Công nghiệp Gốm sứ
Bột bari cũng có thể được sử dụng làm chất độn chất lượng cao trong gốm sứ và các ngành công nghiệp khác. Hiện nay, việc sử dụng bari sunfat trong ngành gốm sứ đang giảm dần, trong khi việc sử dụng bột wollastonite đang tăng lên.
Các ứng dụng trong mười ngành công nghiệp được đề cập ở trên đều rất quan trọng và thiết yếu đối với sinh kế của con người. Điều này chứng minh vai trò quan trọng và phạm vi ứng dụng rộng rãi của bari sunfat, một loại bột khoáng chất vô cơ không phải kim loại.
Được sử dụng rộng rãi trong ngành gốm sứ - Bột talc đen
Bột talc đen thường được tạo thành từ bột talc, thạch anh, canxit, sepiolit và cacbon hữu cơ, có màu từ đen đến xám đen.
Thành phần hóa học chính của bột talc đen là magie oxit, silic oxit, nhôm oxit, sắt oxit, titan oxit, natri oxit và kali oxit.
Ứng dụng của bột talc đen
(1) Nguyên liệu thô cho ngành công nghiệp gốm sứ
Hiệu suất xử lý của bột talc đen là không thể thay thế bởi các vật liệu khác. Sứ trắng cao cấp và sứ xương nung bằng bột talc đen còn được gọi là sứ talc hoặc sứ magie.
(2) Chất độn cho các sản phẩm cao su
Là một chất độn cho các sản phẩm cao su, bột talc đen có khả năng phân tán tốt và một số đặc tính gia cường nhất định.
(3) Chất độn cho các sản phẩm nhựa
Chất độn nhựa sử dụng hai loại sản phẩm bột talc đen, một là bột talc đen và loại còn lại là bột talc nung.
(4) Chất độn cho lớp phủ
Vì talc có kết cấu mềm, độ mài mòn thấp, khả năng phân tán và huyền phù tốt, nên nó đã bắt đầu được sử dụng trong lớp phủ.
(5) Khác
Ngoài việc được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp nêu trên, talc đen còn có thể được sử dụng làm chất độn và chất hấp phụ trong các ngành công nghiệp như nguyên liệu chống thấm, phân bón, thuốc trừ sâu và hóa chất tinh khiết.
Nung và làm trắng talc đen
Mục đích chính của quá trình xử lý talc đen là cải thiện độ trắng. Độ trắng tự nhiên của talc đen chỉ khoảng 50% hoặc thậm chí thấp hơn, hạn chế việc sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như gốm sứ và cao su. Là một chất độn, talc phải có độ trắng cao. Để mở rộng ứng dụng, cần phải thực hiện các biện pháp thích hợp để cải thiện độ trắng của nó. Nung, sau đó làm tăng độ trắng và thay đổi các tính chất vật lý của nó, làm tăng giá trị gia tăng của nó.
Hiện nay, phương pháp chính để cải thiện độ trắng của talc đen là nung. Mục đích chính của quá trình nung là loại bỏ cacbon hữu cơ khỏi bột talc, đạt được độ trắng đáp ứng các yêu cầu công nghiệp và mở rộng ứng dụng. Sau khi nung, độ trắng đạt tới 95%, mang lại khả năng chống cháy, chịu nhiệt, cách nhiệt, bám dính, hấp phụ và bôi trơn tuyệt vời. Sản phẩm này phù hợp cho các ứng dụng trong sản xuất giấy, gốm sứ, nhựa, sơn, chất phủ, dược phẩm, mỹ phẩm, hàng không vũ trụ, máy móc, điện tử, máy tính và trang trí kiến trúc.
Quy trình nung bột talc đen
Nung và nghiền là hai quy trình được sử dụng để chế biến talc đen đạt độ trắng cao và siêu mịn. Tùy thuộc vào thứ tự thực hiện, có hai quy trình chính: nung rồi nghiền siêu mịn, và nghiền siêu mịn rồi nung.
Quy trình nung trước khi nghiền
Ưu điểm là quy trình đơn giản và chi phí xử lý thấp. Tuy nhiên, sau khi nghiền siêu mịn và phân loại, sản phẩm talc thu được có độ trắng khoảng 85%, thấp hơn độ trắng mong muốn 95% sau khi nung.
Quy trình nghiền trước khi nung
Ưu điểm là độ trắng đồng đều hơn sau khi nung, với độ trắng trên 92%. Tuy nhiên, quy trình này dễ bị vón cục hoặc loang lổ màu trắng đỏ.
Ứng dụng của Silicon Carbide
Silic cacbua có những đặc tính nổi bật như độ rộng vùng cấm lớn, điện trường đánh thủng lớn, độ dẫn nhiệt cao và tốc độ trôi bão hòa electron cao. Nó có thể đáp ứng các yêu cầu phát triển khoa học và công nghệ cho các tình huống phức tạp như nhiệt độ cao, công suất cao, điện áp cao và tần số cao. Nó đã được sử dụng rộng rãi trong điện tử công suất, xe năng lượng mới, lưu trữ năng lượng, sản xuất thông minh, quang điện, vận tải đường sắt và các lĩnh vực khác. Có thể nói rằng "mọi thứ đều có thể là silic cacbua".
Ứng dụng của Silic cacbua trong xe năng lượng mới
Trong lĩnh vực xe năng lượng mới, việc ứng dụng công nghệ silic cacbua đang trở thành chìa khóa để cải thiện hiệu suất của xe điện và xe hybrid. Các thiết bị silic cacbua, với độ dẫn nhiệt cao, cường độ điện trường đánh thủng lớn và các đặc tính cơ học tuyệt vời, giúp nâng cao đáng kể hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống truyền động điện, hệ thống sạc và hệ thống quản lý năng lượng.
Ứng dụng của Silicon Carbide trong Lái xe Thông minh và Internet of Vehicles
Trong bối cảnh phát triển nhanh chóng của lái xe thông minh và Internet of Vehicles, công nghệ Silicon Carbide, với hiệu suất vượt trội, đang dần thâm nhập vào các lĩnh vực then chốt như hệ thống cảm biến, bộ xử lý dữ liệu và mô-đun truyền thông, cải thiện đáng kể hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống.
Ứng dụng của Silicon Carbide trong Hệ thống Quang điện
Trong hệ thống quang điện, các thành phần cốt lõi như biến tần, bộ điều khiển MPPT và mô-đun chuyển đổi lưu trữ năng lượng đặt ra nhiều yêu cầu đối với các thiết bị điện, bao gồm hiệu suất cao, điện trở cao, hoạt động ở nhiệt độ cao và kích thước nhỏ gọn. Các thiết bị silicon truyền thống bị suy giảm hiệu suất đáng kể trong môi trường điện áp cao và nhiệt độ cao, khiến chúng không thể đáp ứng các yêu cầu về mật độ công suất ngày càng tăng của các nhà máy điện quang điện.
Ứng dụng của Silicon Carbide trong Truyền thông 5G
Trong các ứng dụng như truyền thông không dây và hệ thống radar, các thiết bị RF đóng vai trò cốt lõi của việc truyền và xử lý tín hiệu, và hiệu suất của chúng rất quan trọng đối với sự ổn định của hệ thống. Các thiết bị RF dựa trên silicon carbide bán cách điện, nhờ đặc tính bandgap rộng, mang lại những ưu điểm như suy hao thấp, băng thông cao và mật độ công suất cao, trở thành yếu tố then chốt cho các hệ thống thông tin liên lạc quân sự và 5G thế hệ tiếp theo.
Ứng dụng của silicon carbide trong lưới điện
SiC carbide có thể cải thiện đáng kể lưới điện bằng cách cải thiện hiệu suất và công suất truyền tải và phân phối điện. Các tấm nền silicon carbide có thể hoạt động ở nhiệt độ, điện áp và tần số cao hơn, giúp các linh kiện như bộ chuyển đổi, thiết bị đóng cắt và máy biến áp nhỏ gọn và hiệu quả hơn, do đó giảm tổn thất năng lượng và cải thiện chất lượng điện năng.
Ứng dụng của silicon carbide trong máy bay tầm thấp
Máy bay mới, đại diện là eVTOL (cất cánh và hạ cánh thẳng đứng bằng điện), đã trở thành tâm điểm trong nền kinh tế tầm thấp toàn cầu và dự kiến sẽ trở thành một ngành công nghiệp nghìn tỷ đô la mới. Các thiết bị SiC MOSFET, nhờ những bước nhảy vọt về hiệu suất và những cải tiến về trọng lượng nhẹ, đang đưa eVTOL từ giai đoạn thử nghiệm sang hoạt động thương mại. Các thiết bị MOSFET SiC đã trở thành thành phần cốt lõi của hệ thống điện eVTOL, và hiệu suất được cải thiện cùng chi phí giảm sẽ thúc đẩy ngành công nghiệp này ứng dụng trên quy mô lớn.
Ứng dụng của Silicon Carbide trong Trí tuệ Nhân tạo (AI)
Điện đang trở thành nút thắt mới nhất đe dọa sự phát triển của trí tuệ nhân tạo (AI). Sức mạnh tính toán tăng nhanh của AI đi kèm với mức tiêu thụ năng lượng ngày càng tăng, điều này đang tác động đáng kể đến nhu cầu năng lượng xã hội thông thường. Lấy ví dụ, các trung tâm dữ liệu của Hoa Kỳ, đến năm 2030, chúng có thể tiêu thụ tới 9% sản lượng điện của cả nước, tương đương với sản lượng hàng năm của 40 nhà máy điện hạt nhân cỡ trung.
Với quy mô tiêu thụ điện lớn như vậy, việc giảm 0,1% mức tiêu thụ năng lượng cũng là một yếu tố quan trọng. Để giúp giải quyết tình trạng thiếu điện cấp bách này, hệ sinh thái công nghiệp toàn cầu đang tích cực tìm kiếm tất cả các lựa chọn khả thi. Ví dụ, ON Semiconductor đã phát triển một loạt MOSFET công suất rãnh silicon và MOSFET SiC mới.
Ứng dụng của Silicon Carbide trong ngành công nghiệp robot
Robot và xe năng lượng mới có kiến trúc kỹ thuật tương đồng cao. Chip ô tô có thể được chuyển giao cho các ứng dụng robot, nhưng chúng phải thích ứng với các yêu cầu hiệu suất khác nhau. Ví dụ, ngoài hệ thống ô tô, chất bán dẫn công suất còn có khả năng kỹ thuật áp dụng cho bộ điều khiển truyền động động cơ cho các khớp robot. Nhu cầu về khả năng điều khiển công suất hiệu quả trong thị trường robot mới nổi này đang tăng trưởng nhanh chóng.
Nhôm oxit, "vị cứu tinh" của vật liệu pin Cathode
Cấu trúc cơ bản của pin lithium-ion bao gồm điện cực dương, điện cực âm, chất điện phân, lớp ngăn cách và vỏ pin. Vật liệu điện cực dương là vật liệu cốt lõi trong pin lithium-ion, quyết định mật độ năng lượng, nền tảng điện áp, tuổi thọ chu kỳ và độ an toàn của pin.
Hiện nay, mặc dù lithium coban oxit (LiCoO2), lithium mangan oxit (LiMn2O4), lithium sắt phosphate (LiFePO4) và vật liệu ba thành phần (Li-Ni-Co-Mn-O) là bốn vật liệu điện cực dương được thương mại hóa cho pin lithium-ion, nhưng chúng có một số khiếm khuyết nhất định về độ an toàn, hiệu suất chu kỳ, khả năng duy trì dung lượng và các khía cạnh khác. Để cải thiện độ ổn định của vật liệu điện cực dương, các nhà nghiên cứu sử dụng các phương pháp biến tính khác nhau, chẳng hạn như pha tạp, phủ bề mặt và hai phương pháp phổ biến.
Alumina cải thiện hiệu suất điện cực dương như thế nào?
Lớp phủ alumina trên vật liệu điện cực dương có thể cải thiện hiệu quả độ ổn định chu kỳ, tuổi thọ chu kỳ và độ ổn định nhiệt của vật liệu điện cực dương. Tác động chính của Al2O3 lên vật liệu điện cực dương là:
(1) Chất khử hydro florua (HF)
LiPF6 là chất điện phân thường được sử dụng trong các chất điện phân. Dưới điện áp cao, lithium hexafluorophosphate (LiPF6) sẽ phản ứng với một lượng nhỏ nước để tạo ra HF.
(2) Hàng rào bảo vệ vật lý
Phủ một lớp Al2O3 lên bề mặt vật liệu điện cực dương có thể cô lập vật liệu điện cực dương khỏi chất điện phân và ức chế sự xuất hiện các phản ứng phụ có hại giữa vật liệu điện cực dương và chất điện phân.
(3) Cải thiện độ ổn định nhiệt của vật liệu điện cực dương
Độ ổn định nhiệt là một trong những yếu tố quan trọng để đánh giá hiệu suất của pin lithium-ion. Trong quá trình sạc và xả của pin lithium, việc giải phóng oxy mạng tinh thể trong vật liệu điện cực dương sẽ khiến chất điện phân bị oxy hóa, do đó làm giảm độ ổn định nhiệt của nó.
(4) Cải thiện tốc độ khuếch tán của ion lithium
Mặc dù nhôm oxit không phải là chất dẫn điện electron và ion tốt, nhưng nó có thể phản ứng với lithium còn sót lại trên bề mặt vật liệu điện cực dương trong quá trình sạc và xả để tạo ra LiAlO2, một chất dẫn điện ion tốt và có thể làm tăng tốc độ khuếch tán của ion lithium. Điều này chủ yếu là do LiAlO2 làm giảm hàng rào năng lượng khuếch tán của ion lithium.
(5) Phản ứng với LiPF6 để tạo ra phụ gia điện phân LiPO2F2
Nhôm oxit được phủ trên bề mặt vật liệu điện cực dương có thể phản ứng với muối lithium (LiPF6) trong chất điện phân để tạo ra lithium difluorophosphate (LiPO2F2), một phụ gia điện phân ổn định, có thể cải thiện đáng kể độ ổn định chu kỳ, độ an toàn và hiệu suất tốc độ của vật liệu điện cực dương.
(6) Ức chế hiệu ứng Jahn-Teller
Hiệu ứng Jahn-Teller là nguyên nhân chính gây ra sự hòa tan các ion Mn trong vật liệu điện cực dương, có thể gây ra sự sụp đổ cấu trúc vật liệu điện cực dương và cản trở sự khuếch tán của các ion lithium, từ đó làm giảm hiệu suất điện hóa của vật liệu điện cực dương.
Năm công nghệ phủ chính
Phương pháp tẩm: Thêm vật liệu điện cực dương vào dung dịch hoặc sol chứa tiền chất nhôm để tạo thành hỗn hợp sệt đồng nhất, sau đó sấy khô và nung để tạo thành vật liệu điện cực dương phủ alumina.
Phương pháp kết tủa: Trộn đều vật liệu điện cực dương và dung dịch như nhôm nitrat hoặc nhôm clorua, điều chỉnh giá trị pH của dung dịch hỗn hợp để tạo thành lớp phủ trên bề mặt vật liệu điện cực dương, và cuối cùng tạo ra vật liệu điện cực dương phủ alumina bằng cách lọc, rửa, sấy khô và xử lý nhiệt.
Quy trình phủ khô: Nhôm oxit và vật liệu điện cực dương có thể được trộn trực tiếp để tạo thành lớp phủ thô trên bề mặt vật liệu điện cực dương. Mặc dù không thể đạt được lớp phủ đồng đều trên bề mặt vật liệu điện cực dương, nhưng nó vẫn có tác động tích cực đến việc cải thiện hiệu suất điện hóa của vật liệu điện cực dương.
Phương pháp phún xạ: Phương pháp phún xạ sử dụng các ion Ar+ để bắn phá vật liệu mục tiêu (Al), do đó các nguyên tử Al bị phún xạ và lắng đọng trên bề mặt vật liệu điện cực dương.
Công nghệ lắng đọng lớp nguyên tử (ALD): Sử dụng trimethylaluminum và các vật liệu khác làm nguồn nhôm, oxit nhôm được phủ lên bề mặt vật liệu điện cực dương. Độ dày có thể được kiểm soát chính xác, và độ dày lớp phủ tăng lên đạt được bằng cách tăng số chu kỳ ALD.
Chất lượng của các bộ phận kim loại in 3D phụ thuộc vào bột
Chất lượng bột kim loại là nguyên liệu thô, quyết định phần lớn đến chất lượng sản phẩm cuối cùng. Nhìn chung, độ sạch, hình thái và phân bố kích thước hạt của bột là những yếu tố chính hạn chế hiệu suất tạo hình của các chi tiết.
Hình thái của bột ảnh hưởng trực tiếp đến khối lượng riêng và độ lưu động, từ đó ảnh hưởng đến quá trình nạp và rải bột cũng như hiệu suất cuối cùng của các chi tiết. Trong sản xuất bồi đắp bằng phương pháp nung chảy lớp bột, cơ chế rải bột giúp các hạt bột được rải đều trong khu vực tạo hình, và độ lưu động tốt là chìa khóa để có được lớp bột đồng đều và phẳng. Bột hình cầu và gần hình cầu có độ lưu động tốt, khối lượng riêng cao, mật độ cao và cấu trúc đồng đều, là những loại bột nguyên liệu được ưa chuộng cho sản xuất bồi đắp bằng phương pháp nung chảy lớp bột.
Tuy nhiên, nếu bột rỗng và bột vệ tinh tồn tại trong bột hình cầu và gần hình cầu, hiệu suất cuối cùng của các chi tiết sẽ bị giảm. Bột rỗng chiếm tỷ lệ cao hơn trong bột có kích thước hạt lớn hơn 70µm, điều này sẽ gây ra các khuyết tật như lỗ rỗng trên các chi tiết đã tạo hình khó loại bỏ; Bột vệ tinh sẽ làm giảm độ lưu động của bột và cản trở sự tích tụ đồng đều của bột trong quá trình trải các lớp bột liên tục, từ đó gây ra khuyết tật cho chi tiết. Do đó, bột kim loại dùng trong sản xuất bồi đắp bằng phương pháp nung chảy lớp bột nên giảm thiểu tỷ lệ bột rỗng và bột vệ tinh trong nguyên liệu bột.
Phân bố kích thước hạt bột được sử dụng để mô tả thành phần và sự thay đổi của các hạt có kích thước hạt khác nhau trong hệ thống hạt bột, và là một thông số quan trọng được sử dụng để mô tả các đặc tính của hạt bột.
Kích thước hạt của bột ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng trải bột, tốc độ tạo hình, độ chính xác tạo hình và tính đồng nhất về mặt tổ chức của quy trình sản xuất bồi đắp. Đối với các quy trình khác nhau, kích thước hạt bột được chọn cũng khác nhau. Nhìn chung, công nghệ nung chảy chọn lọc bằng laser (SLM) chọn bột có kích thước hạt từ 15~45µm, và công nghệ nung chảy chọn lọc bằng chùm tia điện tử (SEBM) chọn bột có kích thước hạt từ 45~106µm.
Theo quan điểm nhiệt động lực học và động học, các hạt bột càng nhỏ thì diện tích bề mặt riêng càng lớn và động lực thiêu kết càng lớn, tức là các hạt bột nhỏ có lợi cho việc tạo hình chi tiết. Tuy nhiên, bột có hạt quá mịn sẽ làm giảm độ lưu động, tỷ trọng rời rạc và độ dẫn điện của bột, đồng thời khả năng tạo hình của bột sẽ kém đi, và dễ xảy ra hiện tượng cầu hóa trong quá trình in. Kích thước hạt bột quá thô sẽ làm giảm hoạt động thiêu kết, độ đồng đều của bột và độ chính xác khi tạo hình.
Do đó, theo yêu cầu hiệu suất của các chi tiết cuối cùng, bột thô và bột mịn được kết hợp phù hợp để cải thiện tỷ trọng khối và độ lưu động của bột, có lợi cho quá trình sản xuất bồi đắp bằng phương pháp nung chảy lớp bột. Các nhà nghiên cứu tin rằng trong phạm vi kích thước hạt chung của quy trình sản xuất bồi đắp bằng phương pháp nung chảy lớp bột laser, việc sử dụng phân bố kích thước hạt rộng hơn có thể làm tăng khả năng lấp đầy các hạt có kích thước nhỏ vào các khoảng trống giữa các hạt có kích thước lớn và cải thiện mật độ lớp bột trong quá trình phủ bột.
Từ tình hình nghiên cứu hiện tại về ảnh hưởng của sự thay đổi đặc tính bột đến chất lượng tạo hình, sự thay đổi về kích thước bột, hình thái và trạng thái bề mặt ảnh hưởng đến độ phân tán bột và chất lượng tạo hình của bột. Về mật độ tạo hình, phân bố kích thước hạt hợp lý, độ cầu cao hơn và độ kết dính giữa các hạt giảm có thể cải thiện mật độ rời rạc và chất lượng phân tán bột của bột, giảm hơn nữa số lượng lỗ rỗng và khuyết tật chưa nóng chảy trong mẫu tạo hình, và cải thiện mật độ tạo hình.
Cải tiến - làm cho nano-alumina hoàn hảo hơn
Nano-alumina là một loại vật liệu vô cơ mịn mới có chức năng cao. Kể từ khi bột nano-alumina được sản xuất vào giữa những năm 1980, con người đã ngày càng hiểu sâu hơn về loại vật liệu công nghệ cao này và đã khám phá ra nhiều đặc tính tuyệt vời của nó, chẳng hạn như độ cứng cao, độ bền cao, khả năng chịu nhiệt, chống ăn mòn và các đặc tính vượt trội khác. Do đó, nó được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, quốc phòng, công nghiệp hóa chất, vi điện tử và các lĩnh vực khác.
Trong ứng dụng thực tế của nano-alumina, việc biến tính bột luôn là một công việc rất quan trọng.
Tại sao phải biến tính?
Trước hết, là một vật liệu nano với nhiều đặc tính, nano-alumina rất dễ kết tụ do kích thước hạt cực nhỏ và năng lượng bề mặt lớn. Nếu hiện tượng kết tụ đặc biệt nghiêm trọng, nó sẽ ảnh hưởng lớn đến các đặc tính của vật liệu nano-alumina.
Ngoài ra, nano-alumina có thể được sử dụng làm màng sinh học cho nghiên cứu y học về thuốc sinh học, nhưng điện tích bề mặt của tinh thể với điện tích bề mặt cân bằng phân bố không đều do sự hiện diện của các khuyết tật mạng tinh thể. Sự tích tụ của các khuyết tật điện tích bề mặt và diện tích điện tích không gian ở cấp độ micron dẫn đến mômen lưỡng cực dạng lưới. Khi vật liệu sinh học tiếp xúc với bề mặt của các loại bột này, quá trình làm giàu sẽ xảy ra, dẫn đến tắc nghẽn lỗ rỗng và ô nhiễm màng.
Hơn nữa, tính cách điện và độ bền cao của alumina được sử dụng làm chất độn trong các vật liệu như lớp phủ và cao su để cải thiện độ cứng, khả năng cách điện, độ dẻo và khả năng chống mài mòn của vật liệu. Tuy nhiên, alumina là một chất phân cực và có khả năng tương thích kém với các vật liệu polymer không phân cực.
Do đó, việc biến tính bề mặt của alumina đã thu hút nhiều sự chú ý.
Biến tính bề mặt đề cập đến việc xử lý bề mặt các hạt rắn bằng các phương pháp vật lý hoặc hóa học, tức là quá trình thay đổi có chủ đích các tính chất vật lý, hóa học và hình thái bề mặt của bề mặt hạt theo nhu cầu ứng dụng. Hiện nay, có hai phương pháp biến tính thực tế nhất. Phương pháp đầu tiên được gọi là biến tính hữu cơ bề mặt vì nó chủ yếu sử dụng các chất biến tính hữu cơ, và phương pháp thứ hai là biến tính lớp phủ vô cơ hoặc biến tính lớp phủ bề mặt.
Biến tính hữu cơ bề mặt
Mục đích của việc biến tính hữu cơ bề mặt các hạt bột siêu mịn là làm cho bề mặt hạt trở nên kỵ nước bằng cách liên kết các nhóm hữu cơ tương ứng, từ đó cải thiện hiệu suất phân tán và khả năng tương thích giao diện của nó trong các nền hữu cơ như nhựa, cao su và sơn, đồng thời cải thiện quy trình xử lý sản phẩm và các tính chất tổng hợp của cơ học vật liệu composite. Theo loại cấu trúc hóa học, chất biến tính được chia thành axit béo bậc cao hoặc muối của chúng, axit béo bậc thấp và chất liên kết.
(1) Biến tính lớp phủ vật lý
Biến tính lớp phủ vật lý hoặc biến tính xử lý lớp phủ là phương pháp sử dụng vật liệu hữu cơ (miễn là nó là polyme, nhựa, chất hoạt động bề mặt, hợp chất polyme tan trong nước hoặc tan trong dầu và xà phòng axit béo, v.v.) để phủ lên bề mặt hạt nhằm đạt được mục đích biến tính. Đây là một quá trình biến tính bề mặt hạt một cách đơn giản.
(2) Biến tính hóa học bề mặt
Biến tính hóa học bề mặt được thực hiện thông qua phản ứng hóa học hoặc hấp phụ hóa học giữa chất biến tính bề mặt và bề mặt hạt. Đây là phương pháp biến tính được sử dụng rộng rãi nhất trong sản xuất.
(3) Biến tính ghép
Biến tính ghép là một quá trình biến tính trong đó các monome olefin hoặc polyolefin được đưa vào bề mặt bột dưới một số điều kiện kích thích bên ngoài nhất định. Đôi khi, cần phải kích thích monome olefin sau khi đưa vào để trùng hợp monome olefin bám trên bề mặt.
Biến tính phủ bề mặt
Biến tính phủ bề mặt là công nghệ biến tính bằng cách phủ đồng đều bề mặt các hạt bột nhôm siêu mịn bằng các hạt rắn hoặc màng rắn nhỏ hơn, do đó thay đổi thành phần bề mặt, cấu trúc, hình dạng và chức năng ban đầu của các hạt.
Tùy thuộc vào môi trường và hình thức phản ứng phủ, bản chất và phương pháp biến tính lớp phủ giữa các hạt, các phương pháp biến tính lớp phủ bề mặt có thể được chia thành phương pháp kết tủa hóa học, phương pháp phủ thủy phân, phương pháp sol-gel, phương pháp bay hơi dung môi, phương pháp cơ hóa học và phương pháp pha khí. Trong đó, ba phương pháp đầu đều là phương pháp phản ứng dung dịch, tức là dung dịch muối hòa tan được kết tủa bằng tác nhân kết tủa và thủy phân, sau đó phủ lên bề mặt bột hạt cần biến tính.
Những lợi ích của việc sử dụng chất độn bari sunfat tuyệt vời trong quá trình cải tiến nylon là gì?
Bari sunfat, còn được gọi là barit, là một hợp chất vô cơ không màu, không mùi, không độc hại với công thức hóa học BaSO4. Nó được biết đến với mật độ cao, độ trắng cao, độ ổn định hóa học tốt và khả năng chống axit và kiềm, và không tan trong nước và hầu hết các loại axit. Những đặc điểm này làm cho bari sunfat được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực biến tính nhựa, đặc biệt là trong biến tính nylon (PA), nơi bari sunfat cho thấy những lợi thế độc đáo.
Nylon, là một vật liệu polyme có các đặc tính cơ học tuyệt vời, khả năng chống mài mòn, chống axit và kiềm và tự bôi trơn, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Tuy nhiên, những nhược điểm của nylon như khả năng hấp thụ nước cao và độ ổn định kích thước kém hạn chế phạm vi ứng dụng của nó. Do đó, việc biến tính nylon để cải thiện hiệu suất của nó là đặc biệt quan trọng. Là một chất độn trung tính, bari sunfat đóng nhiều vai trò trong quá trình biến tính nylon, chẳng hạn như tăng cường, làm cứng và cải thiện độ bóng.
Hiệu ứng gia cường
Là một chất độn vô cơ, việc bổ sung bari sunfat có thể cải thiện đáng kể độ cứng (mô đun) và độ cứng của nylon, phù hợp với các bộ phận công nghiệp đòi hỏi mô đun cao (như bánh răng và ổ trục). Các kết quả thử nghiệm có liên quan cho thấy khi tăng hàm lượng nano-bari sunfat, mô đun uốn và mô đun kéo của nylon được cải thiện. Đặc biệt, khi phần khối lượng của nano-bari sunfat đạt một giá trị nhất định (như 3%), các tính chất cơ học của nylon đạt tốt nhất. Hiệu ứng gia cường này chủ yếu là do độ cứng của bari sunfat và liên kết giao diện tốt của nó với ma trận nylon.
Độ ổn định kích thước: giảm độ co ngót và cong vênh của nylon trong quá trình gia công hoặc sử dụng, đồng thời cải thiện độ chính xác về kích thước.
Nhiệt độ biến dạng nhiệt (HDT): bằng cách hạn chế chuyển động của các chuỗi polyme, cải thiện độ ổn định nhiệt của vật liệu và mở rộng ứng dụng của nylon trong môi trường nhiệt độ cao (như các bộ phận động cơ ô tô).
Hiệu ứng làm cứng
Ngoài hiệu ứng gia cường, bari sunfat cũng có thể có hiệu ứng làm cứng đối với nylon. Sự tương tác giữa các hạt nano-bari sunfat và ma trận nylon tạo thành lớp chuyển tiếp đàn hồi, có thể truyền và làm giãn ứng suất trên giao diện một cách hiệu quả, do đó hấp thụ và phân tán năng lượng tác động bên ngoài và cải thiện độ dẻo dai của vật liệu. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng khi hàm lượng bari sunfat tăng đến một mức độ nhất định, hiệu suất của vật liệu sẽ giảm do xảy ra hiện tượng kết tụ.
Độ bóng được cải thiện
Bari sunfat có khả năng phản xạ ánh sáng mạnh trong phạm vi bước sóng cực tím và hồng ngoại, cho phép nó thể hiện độ sáng cao trong các công thức tạo màu nhựa. Khi bari sunfat có kích thước hạt thích hợp được chọn để lấp đầy nylon, độ bóng bề mặt của các sản phẩm được xử lý có thể được cải thiện đáng kể. Ngoài ra, chiết suất của bari sunfat tương tự như các polyme như nylon, do đó nó có thể giữ được độ sáng và màu sắc của sắc tố tạo màu.
Ứng dụng thực tế
Trong các ứng dụng thực tế, bari sunfat thường được phân tán đồng đều vào ma trận nylon dưới dạng nanomet bằng cách pha trộn nóng chảy. Phương pháp này sử dụng hiệu ứng kích thước, diện tích bề mặt riêng lớn và lực giao diện mạnh của nano-bari sunfat, kết hợp hoàn hảo độ cứng, độ ổn định kích thước và độ ổn định nhiệt của bari sunfat với độ dai, khả năng gia công và các đặc tính điện môi của nylon, do đó đạt được hiệu suất toàn diện tuyệt vời.
Bari sunfat đã cho thấy sự cải thiện đáng kể về độ bền, độ dai và độ bóng trong quá trình biến tính nylon. Bằng cách kiểm soát hợp lý hàm lượng và phân bố kích thước hạt của bari sunfat, có thể tối ưu hóa các đặc tính cơ học của nylon, cải thiện độ bền và tính thẩm mỹ của sản phẩm, cân bằng hiệu suất và chi phí, tối ưu hóa thiết kế công thức cho các tình huống cụ thể và do đó mở rộng phạm vi ứng dụng của nylon.
Khi chế tạo tinh thể silic cacbua đơn chất lượng cao cần lưu ý điều gì?
Các phương pháp hiện tại để chế tạo tinh thể đơn silicon carbide chủ yếu bao gồm: vận chuyển hơi vật lý (PVT), phát triển dung dịch hạt giống trên cùng (TSSG) và lắng đọng hơi hóa học ở nhiệt độ cao (HT-CVD).
Trong số đó, phương pháp PVT có ưu điểm là thiết bị đơn giản, kiểm soát vận hành dễ dàng, giá thiết bị và chi phí vận hành thấp và đã trở thành phương pháp chính được sử dụng trong sản xuất công nghiệp.
1. Công nghệ pha tạp bột silicon carbide
Pha tạp một lượng nguyên tố Ce thích hợp vào bột silicon carbide có thể đạt được hiệu quả phát triển ổn định của tinh thể đơn 4H-SiC. Thực tế đã chứng minh rằng pha tạp nguyên tố Ce vào bột có thể làm tăng tốc độ phát triển của tinh thể silicon carbide và làm cho tinh thể phát triển nhanh hơn; nó có thể kiểm soát hướng của silicon carbide, làm cho hướng phát triển tinh thể đơn hơn và đều đặn hơn; ức chế sự phát sinh tạp chất trong tinh thể, giảm sự phát sinh khuyết tật và giúp dễ dàng thu được tinh thể đơn và tinh thể chất lượng cao; nó có thể ức chế sự ăn mòn của mặt sau tinh thể và tăng tốc độ tinh thể đơn của tinh thể.
2. Công nghệ kiểm soát độ dốc trường nhiệt độ trục và hướng tâm
Độ dốc nhiệt độ trục chủ yếu ảnh hưởng đến dạng tinh thể phát triển và hiệu quả phát triển tinh thể. Độ dốc nhiệt độ quá nhỏ sẽ dẫn đến sự xuất hiện của tạp chất trong quá trình phát triển tinh thể và cũng sẽ ảnh hưởng đến tốc độ vận chuyển các chất pha khí, dẫn đến tốc độ phát triển tinh thể giảm. Độ dốc nhiệt độ trục và hướng tâm thích hợp giúp tinh thể SiC phát triển nhanh và duy trì sự ổn định của chất lượng tinh thể.
3. Công nghệ kiểm soát sự lệch vị trí mặt phẳng cơ bản (BPD)
Lý do chính dẫn đến sự hình thành các khuyết tật BPD là ứng suất cắt trong tinh thể vượt quá ứng suất cắt quan trọng của tinh thể SiC, dẫn đến sự kích hoạt của hệ thống trượt. Vì BPD vuông góc với hướng phát triển tinh thể nên nó chủ yếu được tạo ra trong quá trình phát triển tinh thể và quá trình làm mát tinh thể sau đó.
4. Công nghệ kiểm soát điều chỉnh tỷ lệ thành phần pha khí
Trong quá trình phát triển tinh thể, việc tăng tỷ lệ thành phần pha khí cacbon-silicon trong môi trường phát triển là một biện pháp hiệu quả để đạt được sự phát triển ổn định của một tinh thể duy nhất. Vì tỷ lệ cacbon-silicon cao có thể làm giảm sự kết tụ bước lớn và duy trì sự kế thừa thông tin tăng trưởng trên bề mặt tinh thể hạt giống, nên nó có thể ức chế sự tạo ra các dạng đa hình.
5. Công nghệ kiểm soát ứng suất thấp
Trong quá trình tăng trưởng tinh thể, sự hiện diện của ứng suất sẽ khiến mặt phẳng tinh thể bên trong của tinh thể SiC bị uốn cong, dẫn đến chất lượng tinh thể kém hoặc thậm chí là nứt tinh thể, và ứng suất lớn sẽ dẫn đến sự gia tăng sự dịch chuyển mặt phẳng cơ sở của tấm wafer. Những khiếm khuyết này sẽ xâm nhập vào lớp epitaxial trong quá trình epitaxial và ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất của thiết bị sau này.
Nhìn về phía trước, công nghệ chế tạo tinh thể đơn SiC chất lượng cao sẽ phát triển theo một số hướng:
Kích thước lớn
Việc chế tạo tinh thể đơn silicon carbide kích thước lớn có thể cải thiện hiệu quả sản xuất và giảm chi phí, đồng thời đáp ứng nhu cầu của các thiết bị công suất cao.
Chất lượng cao
Tinh thể đơn silicon carbide chất lượng cao là chìa khóa để đạt được các thiết bị hiệu suất cao. Hiện nay, mặc dù chất lượng tinh thể đơn silicon carbide đã được cải thiện đáng kể, nhưng vẫn còn một số khuyết điểm như micropipes, trật khớp và tạp chất. Những khuyết điểm này sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất và độ tin cậy của thiết bị.
Giá thành thấp
Chi phí chuẩn bị tinh thể đơn silicon carbide cao, hạn chế ứng dụng của chúng trong một số lĩnh vực. Chi phí chuẩn bị tinh thể đơn silicon carbide có thể giảm bằng cách tối ưu hóa quy trình phát triển, cải thiện hiệu quả sản xuất và giảm chi phí nguyên liệu thô.
Thông minh
Với sự phát triển của các công nghệ như trí tuệ nhân tạo và dữ liệu lớn, công nghệ phát triển tinh thể silicon carbide sẽ dần trở nên thông minh. Quá trình phát triển có thể được theo dõi và kiểm soát theo thời gian thực thông qua các cảm biến, hệ thống điều khiển tự động và các thiết bị khác để cải thiện tính ổn định và khả năng kiểm soát của quá trình phát triển. Đồng thời, phân tích dữ liệu lớn và các công nghệ khác có thể được sử dụng để phân tích và tối ưu hóa dữ liệu phát triển nhằm cải thiện chất lượng và hiệu quả sản xuất của tinh thể.
Công nghệ chuẩn bị tinh thể đơn silicon carbide chất lượng cao là một trong những điểm nóng trong nghiên cứu vật liệu bán dẫn hiện nay. Với sự tiến bộ không ngừng của khoa học và công nghệ, công nghệ phát triển tinh thể silicon carbide sẽ tiếp tục phát triển và cải tiến, tạo nền tảng vững chắc hơn cho việc ứng dụng silicon carbide ở nhiệt độ cao, tần số cao, công suất cao và các lĩnh vực khác.
Làm thế nào để cân bằng độ bền và chi phí của bột talc trong quá trình biến tính nhựa?
Trong ngành công nghiệp nhựa ngày nay, nhựa biến tính đã thu hút được nhiều sự chú ý vì hiệu suất tuyệt vời và phạm vi ứng dụng rộng rãi. Talc, là một chất độn khoáng vô cơ quan trọng, đóng vai trò thiết yếu trong quá trình biến tính nhựa.
Talc không chỉ có thể cải thiện hiệu quả các tính chất vật lý của sản phẩm nhựa mà còn giảm chi phí sản xuất ở một mức độ nhất định. Tuy nhiên, làm thế nào để kiểm soát chi phí hợp lý trong khi vẫn đảm bảo độ bền đã trở thành một vấn đề quan trọng trong quá trình biến tính nhựa. Khi sử dụng bột talc trong quá trình biến tính nhựa, làm thế nào để cân bằng mối quan hệ giữa mô đun uốn, độ bền va đập, v.v. và chi phí bằng cách điều chỉnh lượng bột talc được thêm vào và các đặc tính của nó?
Talc là một khoáng chất silicat magiê tự nhiên có cấu trúc dạng vảy. Trong quá trình biến tính nhựa, talc có thể cải thiện đáng kể độ cứng, độ cứng bề mặt, khả năng chống biến dạng nhiệt, cách điện và độ ổn định kích thước của các sản phẩm nhựa. Đồng thời, nó cũng có thể làm tăng độ bền va đập của nhựa và cải thiện tính lưu động và tính chất gia công của nhựa. Hiệu ứng gia cường này chủ yếu đến từ cấu trúc vi mảnh của bột talc, có thể tạo thành các điểm liên kết chéo vật lý hiệu quả trong ma trận nhựa, do đó cải thiện hiệu suất tổng thể của nhựa.
Mô đun uốn là một chỉ số quan trọng để đo khả năng chống biến dạng uốn của nhựa. Thêm bột talc vào nhựa có thể cải thiện đáng kể mô đun uốn. Điều này là do cấu trúc cứng của bột talc có thể tăng cường khả năng hỗ trợ bộ xương của nhựa, khiến nhựa ít có khả năng uốn cong và biến dạng khi chịu tác động của lực bên ngoài. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng khi lượng bột talc được thêm vào tăng lên, độ nhớt của hệ thống cũng sẽ tăng lên, điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý của nhựa. Do đó, trong các ứng dụng thực tế, cần xem xét toàn diện việc cải thiện mô đun uốn và cân bằng hiệu suất xử lý.
Độ bền va đập là một chỉ số quan trọng để đo khả năng chống tải va đập của nhựa. Thêm một lượng bột talc thích hợp vào nhựa có thể cải thiện độ bền va đập ở một mức độ nhất định. Tuy nhiên, khi lượng bột talc thêm vào quá nhiều, nó có thể làm giảm lực liên kết hấp dẫn giữa các phân tử nhựa, do đó ảnh hưởng đến cường độ va đập. Do đó, trong khi theo đuổi cường độ cao, cần phải kiểm soát hợp lý lượng bột talc thêm vào để tránh tác động tiêu cực đến cường độ va đập.
Trong quá trình biến tính nhựa, chìa khóa để cân bằng giữa cường độ và chi phí nằm ở việc lựa chọn hợp lý các loại talc, kích thước hạt và lượng bổ sung. Sau đây là một số chiến lược cụ thể:
1. Chọn talc chất lượng cao
Talc chất lượng cao có độ tinh khiết cao hơn và cấu trúc vảy hoàn chỉnh hơn, có thể cải thiện hiệu suất của nhựa hiệu quả hơn. Mặc dù giá của talc chất lượng cao tương đối cao, nhưng cải thiện hiệu suất mà nó mang lại thường có thể bù đắp cho việc tăng chi phí và thậm chí mang lại giá trị gia tăng cao hơn.
2. Tối ưu hóa phân bố kích thước hạt của talc
Phân bố kích thước hạt thích hợp có thể cải thiện tính đồng đều của sự phân tán talc trong ma trận nhựa, do đó đóng vai trò gia cố hiệu quả hơn. Đồng thời, phân bố kích thước hạt hợp lý cũng có thể làm giảm độ nhớt của hệ thống và cải thiện hiệu suất xử lý.
3. Kiểm soát chính xác lượng bổ sung
Bằng cách kiểm soát chính xác lượng talc bổ sung, có thể đảm bảo độ bền trong khi tránh tác động tiêu cực đến các đặc tính như độ bền va đập. Ngoài ra, lượng bổ sung hợp lý cũng có thể giảm chi phí sản xuất và cải thiện lợi ích kinh tế.
4. Sử dụng talc biến tính
Talc biến tính có ái lực giao diện mạnh hơn và khả năng phân tán tốt hơn, có thể cải thiện hiệu suất của nhựa hiệu quả hơn. Mặc dù giá của talc biến tính tương đối cao, nhưng việc cải thiện hiệu suất và cải thiện hiệu suất xử lý mà nó mang lại thường có thể bù đắp cho việc tăng chi phí.