지르코니아 나노파우더: 5G 모바일폰 "뒤"를 위한 새로운 소재

출처: 과학기술일보: 기존 지르코니아 분말 생산 ​​공정은 대량의 폐기물, 특히 처리가 어려운 저농도 알칼리성 폐수를 발생시켜 심각한 환경 오염을 유발합니다. 고에너지 볼 밀링은 에너지 절약형 고효율 재료 제조 기술로, 지르코니아 세라믹의 치밀성과 분산성을 향상시켜 산업 응용 가능성이 높습니다. 5G 기술의 도래와 함께 스마트폰은 조용히 자체 "장비"를 변화시키고 있습니다. 5G 통신은 3기가헤르츠(Ghz) ​​이상의 주파수를 사용하며, 밀리미터파 파장은 매우 짧습니다. 5G 휴대폰에 금속 백플레인을 사용할 경우 신호 간섭이나 차폐가 심각합니다. 따라서 신호 차폐가 없고, 경도가 높으며, 감지 성능이 뛰어나고, 금속 소재에 가까운 뛰어난 열 성능을 가진 세라믹 소재는 점차 휴대폰 업체들이 5G 시대로 진입하는 데 중요한 선택이 되고 있습니다. 내몽골과학기술대학교 바오진샤오 교수는 기자들에게 중요한 무기 비금속 재료인 새로운 세라믹 재료가 스마트폰 백보드 재료의 최선의 선택이 되었다고 말했습니다.5G 시대에는 휴대폰 백보드를 시급히 업그레이드해야 합니다.내몽골경도지르코늄공업(이하 경도지르코늄공업)의 왕스카이 사장은 세계적으로 유명한 연구기관인 카운터포인트가 발표한 데이터에 따르면 2020년 전 세계 스마트폰 출하량은 13억 3,100만 대에 이를 것이라고 기자들에게 말했습니다.휴대폰 백보드에 사용되는 지르코니아 세라믹에 대한 수요가 증가함에 따라 R&D 및 제조 기술도 많은 관심을 받았습니다.매우 높은 기술적 함량을 가진 새로운 세라믹 재료인 지르코니아 세라믹 재료는 금속 재료, 고분자 재료 및 대부분의 다른 세라믹 재료가 견딜 수 없는 가혹한 작업 환경에도 견딜 수 있습니다. 구조 부품으로서 지르코니아 세라믹 제품은 에너지, 항공우주, 기계, 자동차, 의료 등 다양한 산업에 적용되어 왔으며, 전 세계 연간 소비량은 8만 톤을 넘습니다. 5G 시대가 도래함에 따라 세라믹 소자는 휴대폰 백보드 제작에 있어 기술적 우위를 점하고 있으며, 지르코니아 세라믹은 더욱 폭넓은 개발 전망을 가지고 있습니다. "지르코니아 세라믹의 성능은 분말의 성능에 직접적으로 좌우되므로, 고성능 분말의 제어 가능한 제조 기술 개발은 지르코니아 세라믹 제조 및 고성능 지르코니아 세라믹 소자 개발에 가장 중요한 연결 고리가 되었습니다."라고 왕스카이는 솔직하게 말했습니다. 친환경 고에너지 볼 밀링 방법은 전문가들 사이에서 높은 관심을 받고 있습니다. 국내 지르코니아 나노파우더 생산은 대부분 습식 화학 공정을 채택하고 있으며, 희토류 산화물을 안정제로 사용하여 지르코니아 나노파우더를 생산합니다.이 공정은 생산 용량이 크고 제품 화학 성분의 균일성이 우수하다는 특징이 있지만, 생산 과정에서 많은 양의 폐기물, 특히 처리하기 어려운 저농도 알칼리성 폐수가 많이 발생한다는 단점이 있으며, 적절하게 처리하지 않으면 심각한 오염과 생태 환경 피해를 초래할 수 있습니다. "조사에 따르면, 이트리아 안정화 지르코니아 세라믹 파우더 1톤을 생산하는 데 약 50톤의 물이 필요하며, 이는 많은 양의 폐수를 발생시키고 폐수의 회수 및 처리는 생산 비용을 크게 증가시킵니다."라고 왕스카이는 말했습니다. 중국의 환경보호법 개정으로 습식 화학법으로 지르코니아 나노파우더를 제조하는 기업들은 전례 없는 어려움에 직면하고 있습니다. 따라서 친환경적이고 저비용 지르코니아 나노파우더 제조 기술 개발이 시급합니다. "이러한 배경에서, 더 깨끗하고 에너지 소비가 적은 생산 공정을 통해 지르코니아 나노파우더를 제조하는 것이 연구의 주요 분야로 떠오르고 있으며, 그중에서도 고에너지 볼 밀링은 과학기술계에서 가장 각광받는 방법입니다." 바오진의 소설. 고에너지 볼 밀링은 기계적 에너지를 사용하여 화학 반응을 유도하거나 재료의 구조 및 특성을 변화시켜 새로운 재료를 제조하는 것을 의미합니다. 신기술로서, 반응 활성화 에너지를 현저히 감소시키고, 입자 크기를 미세화하며, 분말 입자의 분포 균일성을 크게 향상시키고, 기판 간 계면 결합을 강화하며, 고체 이온의 확산을 촉진하고, 저온 화학 반응을 유도하여 재료의 치밀성과 분산성을 향상시킬 수 있습니다. 에너지 절약 및 효율적인 재료 제조 기술로, 산업 응용 가능성이 높습니다. 독특한 발색 메커니즘으로 다채로운 세라믹을 구현합니다. 국제 시장에서 지르코니아 나노 분말 소재는 산업 발전 단계에 진입했습니다. 왕스카이(王思伊)는 기자들에게 다음과 같이 말했습니다. "미국, 서유럽, 일본 등 선진국 및 지역에서는 지르코니아 나노파우더 생산 규모가 크고 제품 사양도 비교적 완벽합니다. 특히 미국과 일본의 다국적 기업은 지르코니아 세라믹 특허에서 뚜렷한 경쟁 우위를 점하고 있습니다. 왕스카이에 따르면, 현재 중국의 신 세라믹 제조 산업은 급속한 발전 단계에 있으며 세라믹 파우더에 대한 수요도 해마다 증가하고 있어 새로운 나노미터급 지르코니아 생산 공정 개발이 ​​더욱 시급합니다. 지난 2년 동안 일부 국내 연구기관과 기업들도 지르코니아 나노파우더를 독자적으로 연구 및 생산하기 시작했지만, 대부분의 연구개발은 아직 실험실 내 소규모 시험 생산 단계에 머물러 생산량이 적고 품종이 단일화되어 있습니다. 세라믹 지르코니아 산업에서 시행하는 "컬러 희토류 지르코니아 나노파우더" 프로젝트에서는 고에너지 볼 밀링 고체 반응법을 통해 지르코니아 나노파우더를 제조했습니다." 입자를 분쇄하고 미세화하기 위한 분쇄 매체로 사용되므로, 오염이 없고 비용이 저렴하며 배치 안정성이 좋은 100나노미터 크기의 응집되지 않은 곡물 분말을 얻을 수 있습니다." 바오 신(Bao Xin)은 다음과 같이 말했습니다. "이 제조 기술은 5G 휴대폰 세라믹 백보드, 항공 터빈 엔진용 단열 코팅재, 세라믹 볼, 세라믹 나이프 등의 분말 요건을 충족할 뿐만 아니라, 산화세륨 복합 분말 제조와 같은 더 많은 세라믹 분말 제조에도 대중화 및 적용될 수 있습니다. 세라믹 지르코늄 산업 기술팀은 자체 개발한 착색 메커니즘에 따라 공정 최적화를 통해 추가적인 금속 이온을 첨가하지 않고도 고상 합성 및 복합 착색 방식을 채택했습니다. 이 방식으로 제조된 지르코니아 세라믹은 높은 채도와 우수한 습윤성을 가질 뿐만 아니라 지르코니아 세라믹의 원래 기계적 특성에 영향을 미치지 않습니다." "신기술을 기반으로 생산된 컬러 희토류 지르코니아 분말의 원래 입자 크기는 나노미터 수준으로, 균일한 입자 크기, 높은 소결 활성, 낮은 소결 온도 등의 특성을 가지고 있습니다. 기존 생산 공정과 비교하여 종합적인 에너지 소비량을 크게 절감하고, 생산 효율과 세라믹 가공 수율을 크게 향상시켰습니다." 이 방법으로 제조된 첨단 세라믹 소자는 고강도, 고인성, 고경도 등 우수한 특성을 가지고 있습니다."라고 왕스카이는 말했습니다.