铝箔包装的发展前景
2019-02-28 09:01:36
铝箔用处非常广泛,有关专家依据其使用特色的不同,将它分成了20多个种类。不同国家因为经济开展水平的差异,铝箔消费结构也存在很大距离。在欧美发达国家,用于包装的铝箔产品占总需求量的70%。在我国商场,铝箔首要是作为工业制作原辅材料,包装铝箔只占国内需求总量的30%。尽管铝箔包装开展较晚,可是现在商场添加敏捷,远景引人重视。 铝箔出产及铝箔包装的开展
1.1 铝箔出产的开展 我国铝箔出产开端于1932年,可是直到改革开放今后才开端快速开展。上世纪90年代今后,铝箔出产进入了一个重要时期,不光引进很多先进设备,出产管理和技能开发水平也逐渐走向了现代化与国际化。本世纪以来,在商场需求的微弱带动下,铝箔产能快速前进。现在我国共有铝箔出产厂商90余家,配备有现代铝箔轧机66台,并有多功用冷轧机39台,铝箔总产能50万吨/年。
铝箔包装的开展 铝箔包装始于20世纪初期,其时铝箔作为较贵重的包装材料,仅用于高档包装。1911年瑞士糖块公司开端用铝箔包装巧克力,逐渐替代锡箔而流行起来。1913年美国在炼铝成功的基础上亦开端出产铝箔,首要用于高档商品、救生用品和口香糖包装。1921年美国开发成功复合铝箔纸板,首要用作装饰板和高档包装折叠式纸盒。 1938年可热封式铝箔纸面世。二战期间,铝箔作为军品包装材料得到快速开展。1948年开端选用成型铝箔容器包装食物。20世纪50年代,铝纸、铝塑复合材料开端开展。到70年代,跟着彩印技能的老练,铝箔和铝塑复合包装进入快速遍及的时期。
进入21世纪,商场竞争和产品同质化的趋势,影响了产品包装的快速开展。2002年全球包装商场的规划已超越5000亿美元。铝箔包装的开展根本与整个职业开展同步,在我国商场,铝箔包装开展更快,首要有两个原因:靠前,我国软包装商场开展与发达国家距离显着,日用消费品及食物的软包装所占比重小,发达国家已占65%以上,有的已超越70%,而我国约占15%,近两年比重快速添加;第二,国内铝塑复合、铝纸复合技能不断老练,出产本钱下降,促进了铝基复合材料在我国包装商场的遍及使用。
铝箔包装的商场现状
通过近一个世纪的开展,铝箔已经成为一种首要的包装材料,其商场开展在欧美国家区域老练,可是在我国商场,铝箔包装还有着宽广的远景。以下对铝箔在软包装方面的首要商场进行分析。
医药包装用铝箔
2002年全球医药包装业的产值近110亿美元,均匀添加率4%。我国医药包装商场产值约18亿美元,年均添加率超越10%。铝箔在医药包装中首要用于泡罩包装。泡罩包装首要是由聚氯乙烯片(PVC)和0.02mm厚的铝箔制成。泡罩包装已成为西药片剂和胶囊的较首要的包装方法。我国中药片剂、散剂、胶囊、粒丸等包装,正逐渐从纸袋、简易塑料袋、玻璃瓶包装变为铝塑泡罩包装。泡罩包装具有防潮、携带便利、安全卫生等长处,跟着药品缓释技能的开展,商场将愈加宽广。现在泡罩包装对铝箔年需求量7000吨以上,估计2005年将超越1万吨。
另一个重要的铝箔商场是铝塑易撕膜(SP)出产,现在国内有1千多条这类出产线,铝箔需求量3000 吨/年。别的药膏包装用铝塑复合软管,水剂、针剂包装用铝塑复合瓶盖也是铝箔消费的两个潜在商场,现在铝箔总需求量1000吨以上。 铝箔在医药职业的使用还有一个潜在的商场,即药剂无菌包装。现在国内只要单个厂商出产无菌包装清凉茶之类的保健饮料,没有有开发无菌包装水剂中成药。这一新范畴将是铝箔软包装的重要潜在商场。
食物包装铝箔 我国食物工业正处在一个蓬勃开展的重要时期。食物软包装的呈现极大地前进了食物加工的机械化、自动化水平,加快了人们饮食日子的现代化、社会化进程。在发达国家,食物、饮料首要选用软包装,而我国的软包装开展相对滞后。铝箔在食物包装中的使用首要有两种:一种是铝塑或铝纸复合包装;另一种是铝、塑、纸多层复合包装,即利乐包装。我国食物软包装的铝箔需求约3万吨/年。铝箔使用的首要范畴有:1)巧克力、糖块包装。现在我国的巧克力根本上都选用铝箔包装,其商场需求量正跟着我国巧克力消费商场的扩展而不断添加。糖块包装有两种局势,一种是铝塑复合或铝纸复合包装,还有一种是选用镀铝膜或单一塑料包装;2)便利食物,熟食包装。如便利面、地方特色食物等。跟着食物商业商场的开展,这种包装的需求量越来越大,开展远景非常达观;3)奶类产品包装。现在奶粉根本都选用铝塑复合包装,液态奶类产品首要选用铝箔纸盒包装,我国地域差异大,奶产品的产销区域散布不合理,给铝箔无菌包装供给了宽广的商场。一起我国奶品开展空间巨大,估计到2005年,奶类产品人均消费量将到达10公斤,总产值到达1350万吨,奶品包装对铝箔需求将到达7000吨/年;4)茶叶、咖啡等产品有适当一部分选用铝塑复合包装,这也是铝箔包装的一个重要商场。 从商场开展趋势来看,新鲜农产品和天然食(饮)品将成为我国软包装的重要开展商场。如:果汁饮料和其他饮料,2005年将达2260万吨,其间软包装对铝箔需求量7000吨以上,蔬菜汁饮料和佐料加工业在未来5年,也将得到很大开展,这类产品的较佳包装将是铝箔无菌包装。
牙膏包装复合软管
铝塑复合软管具有优秀的阻隔功用、较强的抗腐蚀功用以及杰出的印刷适应性,因而被广泛使用于牙膏、化妆品和一些工业产品的包装。关于牙膏包装,2002年铝塑复合管已彻底替代传统铝管包装。我国牙膏产值30亿支/年,牙膏包装对铝箔需求量3000吨。别的,铝塑复合软管在其他范畴的需求量也不同程度添加,如:医药保健品、美容化妆品、调味品、工业用品等。
铝箔包装的开展远景
铝箔包装的开展与材料复合技能的前进密切相关。复合材料分为底层、功用层和热封层:底层首要起漂亮、印刷、阻湿等效果;功用层首要起阻隔、避光等效果;热封层与包装物品直接触摸,起适应性、耐渗透性、热封性等功用。跟着底层材料和复合技能的开展,铝箔包装的功用将不断完善。 包装材料开展动态
包装工业的开展是文明开展和科技前进的重要标志。上世纪50年代以来,复合材料的鼓起引发了包装范畴的革新,材料复合技能不断开展,现在呈现各种新式复合材料,对铝箔使用发生必定影响。例如:1)因为铝箔包装的食物不能直接进行微波加工,近来呈现一种高阻隔微波食物包装材料,即在塑料等基材上镀一薄层硅氧化物,使材料具有高阻隔性、高微波透过性和透明性,适用于高温蒸煮、微波加工等食物包装,也可用于饮料和食用油包装,可是这种材料出产本钱很高,大规划出产技能还不完善;2)纳米包装材料进入快速开展时期。纳米技能是21世纪较年青的科学技能,也被认为是21世纪较有出路的包装技能。现在纳米包装还处在开发阶段,实践使用较少。 此外,商场上还呈现了各种新概念的包装材料,因为铝箔包装具有优秀的功用和相对低价的本钱,这些新材料现在都没有构成规划商场和对铝箔包装的实质性影响。但现在和未来几年中,镀铝复合材料的开展是一个重要趋势,它将作为传统压延铝箔的替代性材料,在部分商场替代铝箔材料。
镀铝包装的开展
镀铝膜自上世纪60年代开端使用于包装职业,80年代在北美、欧洲得到快速开展,我国自上世纪90年代初开端引进镀铝包装,可是直到较近几年才得到较快的开展,镀铝在我国包装工业的开展分三个阶段:靠前阶段首要是镀铝标贴纸;第二阶段是作为产品外包装和软包装;第三阶段是作为卷烟内衬纸。 作为产品外包装和软包装。镀铝使用于软包装首要是替代单一性塑料和纸,然后添加对包装产品的阻隔性和视觉冲击力,一起有一部分铝箔包装被镀铝材料替代。跟着镀铝出产开展,特别是多层复合技能的老练,镀铝材料对铝箔包装将发生更大影响。
定论
铝基复合材料将更多地替代单一性材料,广泛使用于各种软包装。一些新概念包装材料的呈现将对铝箔使用发生影响,但一段时期内铝基复合材料在本钱和功用上具有相对优势。复合软包装将更多的替代刚性和半刚性容器包装,商场空间从膏体、块状、颗粒、粉末类产品到液体半液体、含气体的产品;从日用消费品到军用产品。我国现在有软包装厂商4000多家,复合膜的年出产能力150万吨以上。跟着经济开展,我国必将成为全球较首要的包装需方商场。铝箔包装开展远景非常宽广。
电解锰发展前景
2018-01-08 11:18:35
在炼钢出产中,电解锰特别合适锻炼合金化元素含有总量10%以上的不锈钢、耐热钢、精细钢、高温钢、耐蚀钢等"特、精、高"合金钢和锻炼低杂质、低有害元素的纯洁钢(∑P、S、O、N、H≤100ppm)、趋纯洁钢(∑P、S、O、N、H≤200ppm)等钢种。据我国不锈钢、高合金钢和优质钢等特钢的产值及耗用电解锰水平,2004年我国不锈钢等优特钢锻炼耗费电解锰约16万吨左右;其间铬锰系不锈钢耗用8万吨左右,铬锰不锈钢锻炼中过量、非正常耗用2-3万吨;铬镍系不锈钢、铬系不锈钢、耐热不锈钢、精细合金钢、高温合金钢、耐蚀合金钢和其它优特钢等钢种耗费约5万吨左右。根据我国国民经济和钢铁工业微观开展走势,2005年乃至未来一段时间不锈钢等优特钢工业正处于上升时间,国内不锈钢工业、产能、产值和市场需求正在高速开展,不锈钢等高端产品优特钢锻炼对电解锰的需求,整体仍然坚持微弱。同时,跟着钢铁企业进一步加大钢材种类结构调整和优化晋级,未来我国不锈钢、优特钢等高附加值、高技术含量的高品质钢材产值将会有较大起伏增加,无疑电解锰在高品质钢种锻炼中的耗用量也将有比较大的增量空间。要很好掌握电解锰职业的开展,下流厂家的状况自然是息息相关。除200不锈钢之外,电解锰还用于出产特钢和优钢,其间特钢也可用锰锭或较廉价的高碳锰铁。全球每年特钢出产要用电解锰7-8万吨,锰铝合金用锰约1-2万吨,Mn3O4等磁性材料用锰约5-6万吨,全球总需求约45-50万吨左右,国内需求约15-20万吨。
铝半挂车的发展前景
2018-12-26 09:46:08
首先钢铁资源在慢慢耗尽,而铝是目前也是未来最好的替代资源。未来更多的行业必将出现铝的身影。铝合金具有一系列优良特性,诸如密度小、质量轻、强度高、弹性好、抗冲击性能好、耐腐蚀、易表面着色、良好的加工成型性以及回收再生利用等,在汽车工业等行业必将得到广泛应用。在国外许多发达国家,铝车已经非常普及了,比例甚至达到了90%以上。而且国家一直在提倡绿色、节能、减排、环保的可持续发展道路!铝挂车必将是未来发展的趋势。
石墨烯应用领域及前景浅析
2019-01-03 09:36:46
石墨烯是一种二维晶体,石墨烯独特的结构使它具有优异的电学、力学、热学和光学等特性,例如石墨烯具有100倍于硅的超高载流子迁移率、高达130GPa的强度、很好的柔韧性和近20%的伸展率、超高热导率、高达2600m2/g的比表面积,并且几近透明,在很宽的波段内光吸收只有2.3%。这些优异的物理性质使石墨烯在射频晶体管、超灵敏传感器、柔性透明导电薄膜、超强和高导复合材料、高性能锂离子电池和超级电容器等方面展现出巨大的应用潜力。
尽管石墨烯还没有实现大规模的产业化,但是,市场对于石墨烯的应用十分看好,就目前的研发成果显示,未来石墨烯将广泛应用于以下四大领域。
1.电子材料领域
作为电极材料,石墨烯是绝佳的负极材料,被认为是可以替代硅的芯片材料。另外,石墨烯在柔性屏幕、可穿戴设备、太阳能充电等领域的应用还有待挖掘。
据悉,英国曼彻斯特大型已经开发出仅有10至40个原子厚度的石墨烯LED屏幕,拥有超薄、可弯曲的特性。这意味着未来,电子设备的屏幕可以进一步降低厚度、更为灵活,甚至实现整体柔性化。
石墨烯在可穿戴设备领域也具有一定应用空间。例如,爱尔兰科学家正在开发基于石墨烯的灵活可穿戴传感器,并发现该传感器能够检测到用户最细微的动作,包括跟踪呼吸和脉搏。另外,该传感器还能实现自供电,也许未来能够应用在智能服装中。
2.散热材料领域
金属材料在散热应用方面存在难于加工、耗费能源、密度过大、导电、易变形以及废料难回收等诸多问题,几乎没有太大的降价空间。而纳米石墨烯导热塑料如应用在LED灯具等产品的散热上,其系统成本至少可以降低30%。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的纳米新材料,是目前人类所发现的几乎完美的平面原子结构,其出色的导电、导热以及散热性能让各行各业均对其寄予厚望。
石墨烯是二维的单层碳原子晶体,与三维材料相比,其低维结构可显著削减晶界处声子的边界散射,并赋予其特殊的声子扩散模式。石墨烯所具有的快速导热与散热特性使得石墨烯成为极佳的散热材料,可用于智能手机、平板电脑、大功率节能led照明、卫星电路、激光武器等的散热。
3.生物医学领域
石墨烯具有突出的力学性能和生物相容性,将其作为增强填料可显著提高生物材料的力学性能。
生物传感器是生命分析化学及生物医学领域中的重要研究方向,已广泛应用于临床疾病诊断和治疗研究。石墨烯制成的生物传感器对生命分析领域的快速发展具有重要现实意义。在基因组测序技术领域,最近成功开发出来的DNA感测器,是一种以石墨烯为基础的场效应类晶体管设备,能探测DNA链的旋转和位置结构。该感测器利用石墨烯的电学性质,成功实现检测DNA序列的微观功能。
4.军工领域
从中国石墨烯产业技术创新战略联盟(简称联盟)获悉,为促进石墨烯在军工领域的推广应用,2015年1月16日,联盟将举行军工应用委员会成立授牌仪式。
我国政府和国防军工方面的领导和专家对石墨烯在军工领域的应用前景十分关注。据悉,今年年初,在哈尔滨召开的“石墨烯军工应用技术研讨会”上,总装备部、国防科工局、各军工集团相关领导、专家,以及石墨烯产业领域专家与企业家、军工及民口配套单位代表共同研讨石墨烯在军工方面的应用前景。
由于石墨烯具有高导电性、高韧度、高强度、超大比表面积等特点,业内人士认为,石墨烯在航天军工等领域有广泛应用。据悉,我国科学家发现石墨烯可做太空动力源。通过对石墨烯在光作用下的运动现象的研究表明,石墨烯材料可将光能直接转化为动能,这标志着石墨烯材料将成为一种新的动力来源,这种动力源将远高于光压现象所产生的动力源。未来,石墨烯可能为星际探索、卫星变轨等提供无尽的动力。
结语
石墨烯由于优越的特性,业内预计未来5至10年,全球石墨烯产业规模会超过1000亿美元。更有乐观者认为,石墨烯的市场潜在规模至少在万亿元以上。就目前情况来讲,石墨烯市场化的最大阻碍是市场需求和价格,石墨烯未来产业化之路遥遥,需要政府的支持,和研发人员的开拓创新,相信通过共同努力,石墨烯将在更多的领域大放异彩。
活性白土发展前景
2019-03-04 11:11:26
活性白土是用粘土(首要是膨润土)为质料,经无机酸化处理,再经水漂洗、枯燥制成的吸附剂,外观为乳白色粉末,无臭,无味,无毒,吸附功用很强,能吸附有色物质、有机物质。在空气中易吸潮,放置过久会下降吸附功用。可是,加热至300摄氏度以上便开端失掉结晶水,是结构发作变化,影响褪色效果。活性白土不溶于水、有机溶剂和各种油类中,简直彻底溶于热烧碱和中,相对密度2.3~2.5,在水及油中膨润极小。广泛用于矿藏油、动植物油脂、制蜡及有机液体的脱色精制。还可用作水分枯燥剂,内服药物碱解毒剂,维生素A、B吸附剂,润滑油重合触摸剂,汽油气相精制剂等,还可用作中温聚合催化剂、高温聚合剂和制作颗粒白土的质料。
一、质料曩昔人们只知道用膨润土作活性白土的质料,其实不然,具有粘土性质的矿土都可用作活性白土的质料,如高岭石粘土、蒙脱石粘土、海泡石粘土、凹凸棒石粘土等。
高岭石粘土简称高岭土(kaolin),是一种以高岭石族矿藏为首要成分、质地纯洁的细粒粘土,外观呈白、浅灰等色,含杂质时呈黄、灰、黑色等。细密块状或疏松土状,有滑腻感,硬度小于指甲。比重2.4-2.6,枯燥后有吸水性。耐火度可达1770-1790℃。可塑性低,粘结性小,具杰出的绝缘性和化学安稳性。
纯洁的高岭土煅烧后色白,白度可达80%-90%。蒙脱石粘土又称膨润土、膨土岩、斑脱岩,是一种以蒙脱石为首要矿藏成分的细粒粘土。外观一般呈白色、粉红色、浅灰色、淡黄色,当被杂质污染时可呈灰绿色、紫棕色及其他较深的色彩。疏松土状者光泽昏暗,细密块状者呈蜡状光泽。硬度1-2,性柔软。块状或土状,有滑感。比重2-3。吸水后体积胀大,最大吸水量为其体积的8-15倍。具高可塑性和杰出的粘结性,在水溶液中呈悬浮和胶凝状,还具有阳离子交流的特性。海泡石粘土是一种以海泡石为首要成分的粘土。外观呈黄褐、深灰、灰白等色,土块状,质软而轻,硬度1-2,比重2.4-2.65,具有粘性和可塑性,手触之有滑感。加水后能调成糊状,干后用锤击之可留下锤痕。凹凸棒石粘土是一种以凹凸棒石为首要成分的粘土,表面与-般粘土无异,尤其是与蒙脱石粘土极为相似,并且两者常常共生。其户外判定标志是外观为土状,呈青灰、灰白、鸭蛋青色,土质细腻、有滑感,湿时具粘性和可塑性,干后质轻、收缩小。将它投入水中,嘶嘶发响,并崩散成碎块,但不胀大。凹凸棒石粘土的功用和海泡石粘土相同,具有热安稳性、抗盐性、吸附性及较高的脱色才干。最近湖南用海泡石制成了活性白土,浙江又发现b轴无序高岭土也能够作活性白土 ,山东研制成功了用净水剂的残渣作活性白土的质料。这样活性白土的质料就更广泛。但咱们一般所说的活性白土是指用膨润土作质料的活性白土。
用海泡石制活性白土,要通过精选、酸活化等工序才干制成活性白土。精选是用水选,液固比为5~10。水选后的悬浮液加0.5%的硫酸或1.5%的,煮沸30min,然后过滤、水洗、枯燥、研磨即为产品,脱色率达可93%,超越国家标准脱色率90%的要求。凹凸棒粘土素以"千土之王,万种用处"蓍称,凹凸棒活性白土(无酸活性白土)具有脱色率高、不含残留酸等特色。二、膨润土为质料的活性白土加工出产膨润土为质料的活性白土加工出产办法首要有全湿法、全干法、半湿法、汽相法、煅烧法等。
传统的全湿法是将膨润土、硫酸、水混合后在拌和的情况下加热到 100℃活化一段时间后洗刷、烘干、破碎即得产品。该办法最大的缺陷就是耗酸量大,因而导致洗刷用水量大,环境污染严峻,本钱高。过程依次为:选矿;原土打浆、提纯并排放沙砾和水;参加酸和水,在80~100℃下活化10-30min,一起以 1000r/min拌和;吸滤,滤液循环至打浆提纯过程,滤渣至下一步;枯燥、破坏;制品检测、包装。传统的全干法出产工艺是将少量硫酸和水与膨润土混合后充沛拌和,放置一段时间,然后烘干、分碎即得制品。这种办法尽管下降了用酸量,无废水排出等环境污染,但其产质量量较低,大大约束了其用处。过程依次为:选矿;参加酸和水进行挤出法常温固相活化;枯燥破坏;制品检测、包装。半湿法出产工艺是将少量硫酸和水与膨润土混合后充沛拌和,在必定温度下活化(放置)一段时间,然后参加酸和水再进行第二步活化。过程依次为:选矿;参加酸和水进行挤出法常温固相活化;参加酸和水活化;漂洗;压滤;枯燥、破坏;制品检测、包装。半湿法出产工艺则较好地处理了全湿法和全干法存在的问题,工艺简略,本钱低,产质量量高。
一般来说,半湿法出产工艺比传统的工艺耗酸量下降一半至三分之二(1/2~2/3),用水量也下降1/2~2/3,废水少,稍加处理即无环境污染,本钱低,在相同情况下,产质量量比传统办法脱色力提30%。汽相法技能是在有压高热汽相下对水、酸、土半干态拌匀颗粒状况混合料,在静态下经汽相、液相、固相之间进行剧烈的酸化反响构成半干态颗粒状酸化物,经漂洗等工序制备活性白土的一种新工艺技能。该技能把现有的湿法制白土和干法以及煅烧法出产活性白土技能的长处集为一体的技能办法,具有很广的实用价值,为我国白土出产供给一种新工艺技能。该技能与传统湿法制备活性白土工艺相比较具有如下长处:
①用酸量和用水量别离下降50%左右,出产周期缩短1/2~ 1/3;②污染轻,而易管理;③占地面积少,设备使用率高,出资少,见效快并与现有湿法工艺流程和设备严密联接。依据工艺不同,活性白土还可联产硫酸铝、硅铝白硫酸钠、石膏等。
现在活性白土的出产工艺还存在三点难题需求处理:
(1)对膨润土原土有必定的选择性,并非对一切不同类型的膨润土都能出产出脱色率≥90%的高效活性白土,即还有一些类型的膨润土只能出产出脱色率≥ 80-85%的普通活性白土或半高效活性白土。活性度目标暂时还达不到H型(高活性度活性白土)对活性度的要求。因而它的运用规划受到了一些约束。
(2)酸性废水的处理,现在石灰用量太大。
(3)吸油率大。活性白土脱色运用量为油重的2%-5%。运用白土对油脂进行脱色,不可避免的要夹藏油,夹藏量一般为活性白土量的20%-50%,然后增加了炼耗和本钱。现在,少量厂商选用浸出法从活性废白土中将油别离出来,但别离后的油品因为白土的效果,色泽为漆黑,无法脱色出好的色彩。因而,国内油脂脱色部分期望吸油率小的活性白土。
三、使用规划活性白土因比表面积大,吸附才干强,脱色效率高;活性度低,不与油脂及其它化学物质发作化学效果;用于液体脱色过滤速度快,残液率低,如食用油脱色、制糖脱色等;脱色后液体通明清亮,质量安稳,无异味、不回色、不回酸;运用后的产品,通过恰当处理能够进行二次使用,不会形成环境污染等系列产品长处而广泛使用于吸附剂、粒白土、无碳复写纸用显色剂中。(一)吸附剂
1、食用油脱色剂级产品广泛适用于各类植物油、动物油和矿藏油的脱色,如豆油、菜籽油、花生油、棉籽油、葵花籽油、棕榈油、椰子油、蓖麻油、茶油、玉米胚油、精糠油、麻油、桐油、红花油等。
2、制糖脱色脱色级产品以富镁铝硅酸盐净化的制品糖,其色泽、还原糖含量、PH值、根离子含量、氯离子含量、蛋白质含量、熬糖温度及钙镁离子含量等均到达现行行业标准,节省脱色处理费用60%左右。脱色后的滤饼可作混合饲料,削减环境污染,完成综合使用。
3、环境吸臭剂级产品产品具有杰出的吸附异味功用,能够消除冰箱、宠物卧室、厕所及其它场所的异味。
(二)颗粒白土(三)无碳复写纸用显色剂四、经济效益分析膨润土质料报价约为250元/吨,普通活性白土国内商场报价约1200元-1500/ 吨。
按1万吨/年活性白土的规划预算,设备和基建出资约为300-400万元,本钱 600-700元/吨,年产值1400万元左右,利税600万元。若配套出产白炭黑、4A 分子筛等效益更高。膨润土是我国的优势资源,储量居世界第一位,但开发使用起步较晚,深加工技能落后、产质量量差、出产规划小,国内油脂脱色等部分用的优质活性白土需要从国外进口。美国活性白土的出产才干已到达400万吨/年以上,而我国仅为20万吨/年左右。椐计算,我国近年来对活性白土的需求量以每年7-8%的速度递加。通过国内商场的调查分析,仅就油脂精炼商场巨大,据业界专家猜测,我国年产各种植物油约800万吨,进口油500-600万吨,其间精炼油占总数的1/2,约650 万吨。因而,出产高效活性白土商场前景宽广。
石墨烯的研究态势及其运用前景
2019-03-04 11:11:26
一、前语
跟着2010年诺贝尔物理学奖得主的揭晓,科学界又开端了一轮新的关于诺贝尔奖的评论,一同石墨烯(Graphene)也成为咱们评论的焦点。2004年,英国曼彻斯特大学的安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫运用普通胶带成功地从石墨中剥离出石墨烯,这种材料仅有一个碳原子厚,是现在已知的最薄的材料。它不仅是已知材料中最薄的一种,还十分结实而柔软;作为单质,它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。石墨烯能够运用于晶体管、触摸屏、基因测序等范畴,一同有望协助物理学家在量子物理学研讨范畴取得新打破,它的面世引起了全世界的研讨热潮。
本文拟经过对已宣告的与石墨烯相关的文献进行分析,以理清石墨烯研讨开展的演化趋势以及学科开展的前沿范畴,展示石墨烯的开展头绪及运用远景。
二、石墨烯的概念
拿破仑从前说过:笔比剑更有威力!他说这话的意思是指言论比武力更凶猛。不过,他肯定没有想到铅笔芯中的确包含着地球上强度最高的物质!咱们知道,铅笔芯的原材料是石墨,而石墨是一类层状的材料,即由一层又一层的二维平面碳原子网络有序堆叠而构成的。由于碳层之间的作用力比较弱,因而石墨层间很简单相互剥离开来,然后构成很薄的石墨片层,这也正是铅笔能够在纸上留下痕迹的原因。假如将石墨逐层地剥离,直到最终只构成一个单层,即厚度只要一个碳原子的单层石墨,这就是石墨烯.石墨烯的厚度只要0.335nm,比纸还要薄100万倍,把20万片石墨烯叠加到一同,也只要一根头发丝的厚度,可是它的强度却比钻石还要坚韧,一同,作为单质,它在室温下传递电子的速度要超越任何一种已知的导体。石墨烯Graphene是碳的一种方法,它具有完好的原子晶格,其厚度恰恰为一个原子,作为一种全新的材料,它不仅有从未见过的薄!,并且仍是特强!的.两位获奖者AndreGeim和KonstantinNovoselov指出:处于这种平面方法的碳,具有特别的量子物理世界的共同性质.石墨烯作为一种电的导体,体现出与铜相同的导电性,而作为一种热导体,它比其他的已知材料更为出色。它几乎是彻底通明的,可是它却适当的稠密,以致使如氦(He)那样最小的气体分子,也不能经过它.Geim和Novoselov是从一块通常在铅笔中运用的石墨内取出石墨烯的.他们以常用的通明胶纸,设法得到具有恰是一个原子厚的碳薄片.其时许多人以为如此薄的晶体材料是不或许坚持安稳的。但是在现在,石墨烯已被物理学家作为一类新的具有共同功能的二维材料进行着研讨.能够猜测:由石墨烯所制得的晶体管,将比今日所用的硅晶体管有着更快的速度,然后使计算机的功率取得进一步的进步.由于石墨烯是通明的,又是优异的导体,所以它适用于制作通明的触摸屏、光板(lightpanel),乃至可运用于太阳能电池.将石墨烯混合于塑猜中,能够使塑料成为导电材料,一同也使之变得愈加抗热和具机械耐力.它的杰出康复力可使之用作超强材料,并且是很薄的、具有弹性的轻质材料.因而,能够预期将来的人造卫星、飞机,乃至轿车都或许用这类新的复合材料为质料进行制作。
三、石墨烯的结构和性质
石墨烯仅仅是一个原子的厚度——或许是世界中最薄的材料——并构成了高质量的晶体格栅。石墨烯是由碳原子六角结构(蜂窝状)严密摆放构成的二维单层石墨,是结构其他维度碳质材料的根本单元。它能够包裹构成0维富勒烯(Fullerene),它也能够卷起来构成一维的碳纳米管(CarbonNanotube);相同,它也能够层层堆叠构成三维的石墨。迄今为止,研讨者们仍没有发现石墨烯中会有碳原子缺失的状况,可是在2007年,Meyer等人调查到石墨烯的单层并不是彻底平坦的,它的表面会有必定高度的褶皱,单层石墨烯的褶皱程度显着高于双层石墨烯,并且褶皱程度会跟着石墨烯层数的添加而越来越小。一些研讨者以为,从热力学的视点来分析,这或许是由于单层石墨烯为下降其表面能,由二维描摹向三维描摹转化,或许也能够以为褶皱是二维石墨烯存在的必要条件之一。但详细的原因还有待进一步研讨和探究。别的,石墨烯中的各个碳原子之间的衔接十分柔韧,当对其施加外部机械力时,碳原子面就会曲折变形,然后使碳原子不用重新摆放来习惯外力,也就坚持了该材料结构的安稳性.一同,这种安稳的晶格结构也使石墨烯具有优异的导电性,石墨烯中的电子在轨迹中移动时,不会因晶格缺点或引进外来原子而发作散射。由于原子间作用力十分强,在常温环境下,即便周围的碳原子相互发作了挤撞,石墨烯中的电子遭到的搅扰也会十分小。作为单质,石墨烯最大的特性是它在室温下传递电子的速度比已知的任何导体都快,其间电子的运动速度能够到达光速的1/300,大大超越了电子在一般导体中的运动速度。别的,它也是现在已知材料中电子传导速率最快的材料,其室温下的电子搬迁速率可高达15000cm2/(V∀s) 。一同,科学家们还发现单层的石墨烯具有很大的比表面积,可到达2600m2/g。别的,石墨烯还具有杰出的导热功能、优异的量子地道效应、零质量的狄拉克费米子行为及特殊的半整数量子霍尔效应。
四、石墨烯的研讨前沿及国内外开展态势分析
自从AndreK.Geim研讨小组于2004年初次成功取得石墨烯以来,人们就对这种有着优异的物理和化学特性的特别材料寄予了期望,全球的研讨人员和工程师们对它的重视和研讨也日积月累。
如前所述,石墨烯的面世引起了全世界的研讨热潮,已经成为物理学界、化学界与材料科学界最抢手的研讨主题之一。根据Thomson根本科学目标数据库(ESI,掩盖时刻规模为1999年1月1日至2009年8月31日),在物理、化学、材料以及一切学科范畴中,触及graphene的研讨前沿(ResearchFronts)数量别离为19、14、7和31个。这从下图给出的年度SCI论文数量以及作者和关键词改变更新趋势可见一斑。
石墨烯SCI论文数量年度分布图 作者和关键词的改变更新趋势图
从石墨烯SCI论文数量年度分布图能够看出,2004年、2005年全球宣告的石墨烯SCI论文数量均缺少200篇,而2007年已增至650篇,2008年更是急增至近1200篇,几乎是在以指数增幅增加。
别的,从作者和关键词的改变更新趋势图还能够看出,每年都有更多的新作者加入到石墨烯的研讨部队中来,每年都会呈现更多的新关键词。这表明,越来越多的研讨人员开端重视石墨烯的研讨;一同,石墨烯的研讨触及的详细方向也越来越多。因而,有关石墨烯的研讨是现在正在高速开展的一个范畴。
下图绘出了首要国家和区域在石墨烯范畴的研讨与协作状况。从该图能够看出,石墨烯范畴的世界协作首要是在美国与欧洲一些国家,美国与我国、日本、韩国等亚洲国家,以及欧洲各首要国家之间打开的。本次分析的4044篇文献有世界协作论文1171篇,其间美国组织参加的有520篇,占到44%,远高于其他国家,这也从另一个旁边面反映出美国正在引领石墨烯范畴的研讨与世界协作。世界协作论文排名第2至9位的国家依次是德国(240)、我国(188)、英国(159)、法国(150)、西班牙(147)、日本(136)、荷兰(89)、意大利(83)、俄罗斯(81)。国家(区域)论文数量及其引证状况表
从发文量来看,虽然石墨烯最早是由英国学者于2004年取得的,但从表3能够看出,在2004年当年,美国、日本就别离以47篇和35篇位居论文数前两位,远高于包含英国在内的其他国家。论文总量排名前五位的别离是:美国(1424篇)、我国(546篇)、日本(437篇)、德国(385篇)和英国(234篇);从发文量改变状况来看,各首要国家/区域均呈现全体上升趋势,美国一直居于领先地位,日本的增幅显着小于美国,并且与美国的距离越来越大。2006年起,我国发文量快速上升,2008年已超越日本,但与美国的距离依然较大。
从论文被引证状况来看,美国的总被引次数和H指数均位居第1,且远高于随后国家,篇均被引次数和论文被引率也均排名前5,这表明美国正在引领石墨烯范畴的研讨;英国的总被引次数、H指数均位居第2,论文被引率排名第7,但其篇均被引次数排名第1,这在很大程度上是得益于AndreGeim教授小组的研讨作业:悉数论文中,被引次数超越200的共有29篇,其间英国12篇,而AndreGeim教授小组则占了11篇,特别是包括了被引次数排名第1(被引1926次)、第2(被引1698次)、第4(被引1261次)的高被引论文,比较之下,我国虽然论文数量仅次于美国,位居第2,但各被引目标排名均不抱负,阐明我国在论文质量方面亟需进步。
五、石墨烯的运用远景展望
自从石墨烯发现以来,关于石墨烯的研讨不断取得重要开展,其在微电子、量子物理、材料、化学等范畴都体现出许多令人振奋的功能和潜在的运用远景。石墨烯的呈现在科学界激起了巨大的波涛,人们发现,石墨烯具有非同小可的导电功能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性,它的呈现有望在现代电子科技范畴引发一轮革新。在石墨烯中,电子能够极为高效地搬迁,而传统的半导体和导体,例如铜和硅远没有石墨烯体现得好。由于电子和原子的磕碰,传统的半导体和导体用热的方法释放了一些能量,现在一般的电脑芯片以这种方法浪费了70%~80%的电能,石墨烯则不同,它的电子能量不会被损耗,这使它具有了非同小可的优异特性。科学家发现,石墨烯的这种特性特别适合于高频电路。高频电路是现代电子工业的领头羊,一些电子设备,例如手机,由于工程师们正在设法将越来越多的信息填充在信号中,它们被要求运用越来越高的频率,但是手机的作业频率越高,热量也越高,所以,高频的进步便遭到很大的约束。由于石墨烯的呈现,高频进步的开展远景好像变得无限宽广了。
石墨烯还能够以光子传感器的相貌呈现在更大的市场上,这种传感器是用于检测光纤中带着的信息的,现在,这个人物还在由硅担任,但硅的年代好像就要完毕。上一年10月,IBM的一个研讨小组初次披露了他们研发的石墨烯光电探测器,接下来人们要等待的就是根据石墨烯的太阳能电池和液晶显现屏了。由于石墨烯是通明的,用它制作的电极比其他材料具有更优异的透光性。运用石墨烯作为电极的太阳电池模型
(从下到上别离为Au,染料敏化异质结,TiO2和石墨烯) 由石墨烯和碳纳米管组成的3D结构储氢模型
碳原子之间的作用力很强,因而石墨烯的晶体结构总能够坚持完好,这是电子在石墨烯上疏通搬迁的确保。和传统的硅材料半导体比较,石墨烯的电子搬迁功率要高出几十倍乃至于上百倍,这也正是科学家们如此等待用石墨烯替代硅而成为未来超高频晶体管材料的原因。根据“摩尔规律”,集成电路上可包容的晶体管数量每隔18个月会添加一倍,功能也进步一倍,这个规律显现了信息技能进步的速度。但是现在这种速度已显着地下降了,由于硅材料已挨近其极限,用硅制作的晶体管很难取得进一步开展的空间,而碳则在这个时分锋芒毕露了。2008年4月,科学家宣告说,他们成功研发出了尺度最小的石墨烯晶体管,其厚度仅为1个原子,截面为10个原子。虽然现在还缺少真实以纳米精度切开材料的技能,大规模的石墨烯出产还无法进行,但仅仅如此就足以令人振奋了。人们清楚地看到,石墨烯很有或许替代硅成为下一代超高频晶体管的根底材料而广泛运用于高功能集成电路和新式纳米电子器件中。在未来,咱们将会看到由石墨烯构成的全碳电路,它们将被广泛运用于人们的日常日子中。
参考文献
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粉末冶金技术的发展前景
2019-01-04 09:45:26
进入21世纪之后,粉末冶金技术得到了快速的发展,这与其他技术的发展密切相关。现阶段,粉末注射成形、温压成形和喷射成形等技术也得到了飞速的发展,随着这些技术的不断融合,粉末冶金技术不断向前发展,在未来粉末冶金技术会有更进一步的发展。从现阶段看,粉末冶金技术正向着高精度化、高性能化以及低成本化的方向发展。粉末冶金的新工艺随着时间的发展日益多样化,并有着飞速发展的势头。
1. 粉末注射成形技术
粉末注射成形的材料经过很长时间的发展历程,传统的材料主要是铁基和陶瓷为主,这类材料中极易产生杂质,总体性能不是很完美,逐渐不适应社会的发展需要。现在粉末注射成形的材料主要有钛合金和高温合金材料。成形材料的结构发生了很大变化,从单一的结构向复杂、精细的结构发展。
2. 温压成形技术
最近几年,科学家研制出流动温压工艺。这种工艺是在温压工艺基础上,通过与注射成形工艺的优点相结合后形成。这种技术在生产中的主要环节是:将粗粉和细粉按照一定的比例进行融合,之后采用普通的温压工艺,对其进行有效的加工,最后经过结就可以制得。在制造过程中最主要的技术是如何增强混合粉末的流动性,提高制成品的性能。这种技术较传统技术有很多优势,例如可以制造出复杂形状和具有高密度的金属部件,大大降低了生产成本。
3. 微波烧结技术
未来一段时期内,市场将需要综合性能更好的产品,这就需要提高材料的性能,而微波烧结制成的产品具有高密度、高强度的特点。经过微波烧结后,材料内部分布均匀,因此具有较好的韧性。微波加热的速度比较高,1min内就可以使温度达到1600℃,些材料甚至还可以在1min内达到2200℃。在烧制过程中,微波对陶瓷材料的烧制效果更好,因为可以用微波均匀地穿透陶瓷材料,制造出的部件性能更为优异,在烧制过程中,零部件受热均匀,不会产生受热不均的现象。同时,因为烧结时间的大大缩短,不仅可以降低生产成本,还提高了材料的化学性能。今后,微波烧结技术将会成为加工陶瓷材料极为有效的方法。
4. 烧结硬化技术
烧结硬化技术是一种新的粉末冶金新工艺,主要的原理是:在烧结过程中,快速的冷却,进而可以大幅度提高产品的质量,提高材料强度。这种工艺不仅可以有效地避免传统工艺导致的产品变形的缺陷,还可以省去冷却环节。经过此种工艺生产的零部件更能适应未来工业的发展需要。
镍矿的湿法冶金研究现状与发展前景
2019-02-20 11:59:20
镍作为一种特殊的功用材料,在国民经济中取得广泛的运用。如作为许多磁性物料的首要成分;电池职业中用于镍-氢电池,化学工业中广泛用作催化剂;在火箭技能中,超纯镍或镍合金用作高温结构材料。特别值得指出,纯镍还用在雷达、电视、原子工业、远距离操控等现代新技能中。可是,我国镍资源实际上处于缺少状况。要坚持国民经济快速、健康、继续安稳的开展,有必要使镍的增长速度与经济的增长速度坚持同步。因而,从各个方面开掘潜力,充分运用镍物料(如冶金选矿废渣、进步镍的收回率等),对缓解我国镍资源的缺少将起到必定的效果。
近年来,关于湿法冶金技能代替火法冶金评论越来越剧烈,湿法冶金作为一种正在老练的技能,越来越遭到同行的注重,尤其是从低档次的矿产资源中提取贵金属,能得到很高的收回率。现在世界上大约90%的镍依然靠火法出产,并在很长一段时间内无法代替,而湿法技能运用比较广泛的是出产高档次的金属。究其原因,首要是湿法冶炼技能出资大、本钱高、受矿石影响大等,很难在短期内完成大面积的推广运用。所以经济、高效、绿色的湿法冶金技能成为广阔研讨者研讨的要点,以期处理现有的缺乏,完成广泛的工业化出产,为国家发起的绿色、节省经济作出贡献。
一、镍矿湿法冶炼的办法
(一)浸法(RRAL法)
浸法——即镍矿经枯燥和复原焙烧后进行多段常压浸出,RRAL工艺由Caron教授创造,又称为Caron流程,适合于处理含镁较高(MgO>10%),含镍1%左右的硅酸盐型红土矿,根本流程是复原焙烧——浸。复原焙烧的意图是使硅酸镍和氧化镍最大程度地复原成金属,一同操控复原条件,使Fe复原成Fe3O4。焙砂中的镍、钴选用性溶液浸出,浸出渣中的铁能够经过磁选收回。其代表性的工厂是美国建造的古巴尼加罗镍厂。浸法处理镍矿,其产品能够是镍盐。
浸法处理工艺不适合处理含铜和含钴高的镍矿以及硅镁镍烧结镍、镍粉、镍块等。新喀里多尼亚的镍矿,只适合于处理表层的红土矿,这就极大地约束了浸工艺的开展。此外,浸工艺镍钴收回率偏低,全流程镍收回率仅为75%~80%,钴约为40%~50%。到现在为止,世界上只要四家工厂选用浸法处理氧化镍矿,并且都是在上世纪70年代曾经建造的,三十多年来没有一家新建工厂选用浸工艺。该办法还有一些缺陷:(1)它不能经济地处理含铜高的镍矿;(2)进程中溶解的部分贵金属不能收回;(3)氢是一种较贵的复原剂,在反响进程中不能充分运用;(4)进程反响速度慢,溶液中的金属离子浓度低,设备巨大。
(二)酸浸法(HPA法)
酸浸法——即在250℃~270℃,4~5MPa的高温高压条件下,用稀硫酸将镍、钴等有价金属和铁、铝矿藏一同溶解,在随后的反响中,操控必定的pH值等条件,使铁、铝和硅等杂质元素水解进入渣中,镍、钴选择性进入溶液,从溶液中选用溶剂萃取、硫化沉积等技能收回。酸浸法工艺处理镍矿的工业出产始于上世纪50年代,其时代表性的工厂是古巴毛阿镍冶炼厂,它也是由美国规划建造的。酸浸工艺适合于处理低镁含量的镍矿,矿石中镁含量过高会添加酸的耗费,进步操作本钱,对工艺进程也会带来影响。假设矿石中的钴含量高,更适合选用酸浸工艺,不只钴的浸出率比浸工艺高,并且因为钴的价值比镍高,使酸浸工艺的单位出产本钱大幅度下降。尽管高压酸浸镍浸出率可达90%以上,但因为酸浸工艺也遭到矿石条件的限制,现在世界上选用酸浸法处理氧化镍矿的工厂只要三家,且因为高温高压的处理条件对设备要求严苛,工作均不非常正常。整体而言,酸浸工艺开展尚不老练。
(三)氧压浸出法
选用的工艺是含镍2%的磁黄铁矿精矿,以含氧80%的富氧空气进行加压浸出,再用硫化沉积法使溶解的镍、钴沉积,用浮选法别离选出镍精矿和元素硫,镍精矿送火法处理。
(四)氯化浸出法
氯化浸出是经过氯化使镍矿中的镍、钴、铜等呈氯化物形状的进程。因为氯和氯化物化学活性极高,生成的氯化物溶解度大,因而在常温下,氯化浸出就能到达在其它介质中有必要加温、加压才干到达的技能指标。依据浸出剂的品种不同,高镍梳化浸出分为浸出和浸出两种。鹰桥公司是最早将氯化浸出用于高镍锍处理的工厂,20世纪60年代,该公司研制成功浸出高镍流的新工艺,在挪威克里斯蒂安松建了一个年产镍6800吨的工业实验厂,于1968年投入出产。1977年,鹰桥公司研制成功浸出高镍流的工艺,现已在工业上运用。1978年投产的法国镍冶金公司勒阿弗年镍精粹厂选用了相似的工艺流程,我国研讨单位对氯化浸出工艺也曾进行过必定规划的实验研讨。
二、国外镍矿湿法冶金开展现状
关于镍矿的处理,镍、铜别离和精粹一直是镍冶炼工艺中的关键问题。在镍冶金开展的前期阶段,一般选用分层熔炼法、优先漫出法处理镍矿。
缓冷选矿别离高镍流和硫化镍阳极电解是20世纪60年代镍冶炼技能的重大开展。世界上选用这项技能的工厂较多,首要有加拿大世界镍公司的汤普森厂、科尔博恩港镍精粹厂、日本的志村和别子两个精粹厂。与传统的镍电解精粹比较,该工艺具有流程简略、根本建造出资较低的长处。
从20世纪70年代至今,国外高镍锍镍铜别离的湿法提取工艺取得了巨大开展,即选择性浸出法。其次,气化冶金的羰基法也取得成功。选用选择性浸出工艺的供应商,比较闻名的有芬兰奥托昆普公司哈贾伐尔塔厂选用的硫酸选择性浸出法;加拿大鹰桥公司选用的氯化浸出法和加拿大舍利特高尔顿公司选用的加压浸法。这些办法中,以硫酸选择性浸出法开展较快,多个镍精粹厂已运用该工艺进行工业出产,例如南非英帕公司斯林镍炼厂、津巴布韦宾都拉冶炼厂,美国阿麦克斯镍精粹公司镍港精粹厂和津巴布韦加图马冶炼厂。
三、国内镍矿湿法冶金开展现状
我国古代已有大量出产运用铜- 镍合金(白铜)、锌-镍台金(锌白铜)。1953年上海冶炼厂成功地用直火蒸腾法从铜电解废液中制得硫酸镍,接着又进行了从粗硫酸镍中提取金属镍的实验。1954年出产出电镍75千克,然后揭开了我国镍湿法冶金的前奏。1959年,上海冶炼厂开端用古巴进口的氧化镍出产电解镍,初期规划为年产电镍400吨,1973年到达年产电镍2500吨的出产能力。跟着20世纪50、60年代四川会理镍矿、金川镍矿、吉林磐石镍矿以及20世纪80年代新疆喀拉通克镍铜矿的相继挖掘,镍的湿法冶炼得到了蓬勃开展。先后建成了成都电冶厂、重庆冶炼厂、金川有色金属公司、阜康冶炼厂等一批厂商,产值也大幅度添加,电镍总的年出产能力已超越5万吨。
我国镍工业的出产,现在选用的首要湿法处理工艺有:镍的硫化物阳极隔阂电解、金属镍阳极电解和硫酸选择性浸出、电积工艺等。镍的硫化物阳极隔阂电解工艺仍是我国现在最首要的电解镍出产工艺。运用该法出产的电解镍约占全国镍总产值的90%,首要供应商有金川有色金属公司、成都电冶厂和重庆冶炼厂等。这些工厂的电解出产流程根本共同,一般包含隔阂电解和溶液净化这两大工序,各工厂在这两大工序上只稍有差异。如几个出产供应商都运用硫酸一氯化物混合系统的电解质,经过三段化学沉积法进行溶液净化。但金川公司自80年代初,开端运用高电流密度和高PH值电解工艺,溶液净化除铜进程选用参加镍精矿和阳极泥的置换法,一同又研讨了活性NiS除铜的新工艺;成都电冶厂的电流强度操控在5500安左右,选用的是H2S除铜工艺。上海冶炼厂曾运用金属镍阳极电解工艺出产电解镍,运用进口杂镍、进口氧化镍、镍磷铁等出产粗镍阳极板,其间以运用进口氧化镍出产电解镍工艺较为老练。阳极是用氧化镍以石油焦作复原剂在电弧炉内复原成的金属镍浇铸而成的,其阴极进程和镍的硫化物电解完全相同,所运用的电解质也是硫酸盐氯化物混合电解液。各厂所选用的详细工艺流程及工艺条件都不相同,这一方面与各厂的质料成分及产品形状要求不同有关,另一方面也阐明镍的湿法冶金工艺还有待进一步研讨开发。
四、展望
从环保视点考虑,湿法冶金工艺不会形成合硫气体的排放。从经济视点考虑,运用湿法冶金工艺在处理一些杂乱矿,如铂镍矿、镍钢矿的进程中,矿的丢失较小并且在冶炼进程中的能耗也较小。从工艺上考虑,在处理低档次杂乱矿方面,湿法工艺更为经济有用。运用湿法工艺能够完成选择性浸出有价金属,然后到达与杂质元素的有用别离,有利于进一步从溶液中收回有价元素。信任跟着科技的开展,镍矿的湿法冶金技能将会得到更大的开展与运用。
我国稀土发光材料行业未来发展前景
2019-03-04 16:12:50
一、稀土发光材料首要运用
稀土发光材料的运用会给光源带来环保节能、颜色显色功能好及长寿数的作用,有利于推进照显着现范畴产品的更新换代。因而,稀土发光材料一经创造,就被敏捷运用于彩色电视机显像管(CRT)和荧光灯出产之中,我国稀土发光材料职业的工业运用相同肇始于上述两个范畴。现在,我国稀土发光材料职业紧跟国际稀土发光材料研制和运用的开展潮流,与下流工业之间建立了杰出的商场互动机制,成为节能照明和电子信息工业开展过程中不可或缺的根底材料。 除上述范畴外,稀土发光材料还被广泛运用于促进植物成长、紫外消毒、医疗保健、夜光显现和模仿天然光的全光谱光源等特种光源和器件的出产, 运用范畴不断得到拓宽。
从下流工业的稀土发光材料消费结构来看,节能照明为稀土发光材料的首要运用范畴。 2009 年,我国节能荧光灯(以下简称“节能灯”)用稀土发光材料销量 6,160 吨,占稀土发光材料职业总销量的 74.13% ;在显现器范畴,跟着 LCD 、 PDP 等平板显现屏的推行遍及,近年来传统 CRT 商场萎缩, CRT 用稀土发光材料商场需求占职业总需求的比例相应削减,平板显现用稀土发光材料的商场需求逐年上升,显现器用稀土发光材料在平板显现运用范畴的商场前景十分宽广。
二、我国稀土发光材料商场需求分析
(一)节能灯照明范畴的商场需求改变状况
1、节能灯代替白炽灯、卤粉灯趋势显着
鉴于节能灯在光效、寿数等方面的杰出功能,在全球应对气候改变和动力紧缺的布景下,近年来全球多个国家或区域先后推出了制止运用白炽灯、推行运用节能灯方案。从全球范围看,节能灯代替白炽灯的开展趋势不可逆转。国家或区域白炽灯筛选方案美国2007 年 12 月 1 8 日经过美国动力法案,从 2012 年 1 月至 2014 年 1 月逐步制止供应低功率的白炽灯。加拿大2007 年 4 月 2 5 日加拿大天然资源部宣告,方案到 2012 年在全国制止供应白炽灯。欧盟2007 年 3 月 9 日欧盟多国达成协议,将在两年内逐步用节能灯代替高能耗白炽灯泡;英国政府宣告方案在 2011 年完全废弃传统型钨丝灯泡;意大利和法国宣告 2010 年、荷兰宣告 2011 年制止白炽灯。澳大利亚2007 年 2 月 2 0 日,澳大利亚政府宣告到 2010 年将在全国范围内逐步筛选低功率白炽灯,转而运用节能灯。新西兰2008 年 4 月 1 7 日,新西兰动力部表明,新西兰考虑从 2009 年开端制止运用白炽灯泡。台湾区域2008 年 4 月 7 日,台湾区域宣告将用 5 年时刻全面筛选白炽灯泡日本2008 年 4 月 5 日,日本政府宣告到 2012 年中止制作并供应高能耗白炽灯泡,而用节能灯来代替韩国2013 年末前制止运用白炽灯阿根廷从 2007 年 12 月开端在全国范围内全面推行节能灯, 2011 年前逐步撤销白炽灯运用我国2007 年 12 月开端施行高效照明产品推行财政补贴准则, 2009 年 7 月与联合国开发方案署和全球环境基金一起建议发动“我国逐步筛选白炽灯、加快推行节能灯项目”,项目履行期为 2009-2012 年。
图 1 2006 年-2013 年我国白炽灯产值改变状况资料来历:我国照明电器协会
与卤粉荧光灯比较,运用了稀土发光材料的节能灯(稀土荧光灯)的光效更高、显色性更好、运用寿数也更长,节能灯可以在卤粉荧光灯的根底上节能 30%-50% ,显色指数前进 15%-40% ,运用寿数添加 3 倍以上。因为卤粉荧光灯发光功率不高、安稳性差、光衰较大、光通坚持率低,无法适用于代表未来商场开展干流的具有高光效、低本钱功能的细管径紧凑型荧光灯。 2008 年 6 月 1 日起,国家发改委、国家质检总局和国家认监委安排拟定的《中华人民共和国施行动力功率标识的产品目录(第三批)》开端施行,其间,荧光灯到达 3 级能效以上才干够供应,到达 2 级能效才干取得节能认证并取得国家工业方针支撑;国外商场上,欧盟已于 2009 年 9 月 1 日开端履行 EuP 指令,依照现有卤粉荧光灯的功能,将很难到达 2 级能效标准。从荧光灯的未来开展趋势看,卤粉荧光灯将逐步退出照明商场,转由节能灯和其他高效照明东西代替。类别产品例举产品类别发光材料发光原理功率(w)产品功能特色报价(元//k 流明)光效 (Lm/W)平均寿数( h )白炽灯
灯丝电流经过灯丝时发生热量,热辐射发生可见光。6-12<1,0005荧光灯卤粉荧光灯T9-T12 直管型荧光灯;部分 T8 直管型荧光灯和环形荧光灯卤粉
荧光粉电子炮击原子所发生的紫外线激起荧光粉发光。60-802,000-3,00015稀土荧光灯(节能灯)T4 、 T5 直管型荧光灯、紧凑型荧光灯;部分 T8 直管型荧光灯和环形荧光灯稀土发光材料80-120> 10,00020
2、节能灯用稀土发光材料商场需求改变状况
现在全球白炽灯、卤粉荧光灯和节能灯的运用比例现在约为 4∶3∶1 ,我国约为 8∶9∶1 。节能灯是现在运用技能最老练的环保节能照明产品,是当时照明范畴施行节能减排、加快筛选白炽灯、完成节能照明的首要运用和推行目标。现在,我国是国际照明产品出产榜首大国, 2009 年,我国白炽灯产值 27.3 亿只,荧光灯产值 35 亿只,其间,节能灯产值约 30 亿只,占荧光灯总产值的 85% 以上。因而,面临巨大的存量商场和增量商场,全球范围内筛选白炽灯、推行节能灯行动的施行和卤粉荧光灯的加快代替,将带动我国节能灯出产职业的快速开展。估计到 2013 年,我国白炽灯产值将下降至 14.2 亿只,节能灯在荧光灯中的占比将上升至 92% 以上,产值将近 70 亿只,是当时节能灯产值的 2.25 倍。稀土发光材料作为节能灯出产有必要的根底原材料,其商场需求也将呈现爆发式添加。依据全国稀土荧光粉、灯协作网猜测, 2013 年我国节能灯用稀土发光材料商场规模将超越 12,000 吨,较 2009 年商场需求量添加 97.34% ,复合年添加率到达 18.52% 。
图 2 2006 年~2013 年荧光灯商场容量猜测图 3 2006 年~2013 年我国荧光灯产品结构改变状况 注:紧凑型荧光灯和 T4 、 T5 荧光灯运用稀土发光材料;环形荧光灯和 T8 荧光灯运用卤粉或稀土发光材料,跟着人们对照明质量的前进,卤粉已逐步被稀土发光材料代替; T9-T12 荧光灯运用卤粉。
图 4 2006 年~2013 年节能灯用稀土发光材料商场容量猜测资料来历: 全国稀土荧光粉、灯协作网
(二)显现器范畴的商场需求改变状况
1、显现器职业商场开展态势
A 、平板电视逐步代替传统 CRT 电视
在消费电子职业中,技能创新是驱动职业成长的关键因素,平板显现和数字高清等的快速开展、家电与互联网交融等新运用的呈现,极大地推进了彩电职业的开展, LCD 、 PDP 等平板电视正快速代替 CRT 电视,将成为未来彩电商场中的干流, 2009 年我国彩电产值 9,965.5 万台,其间平板电视的比例超越了 70% 。从总体上看,现在我国平板电视的遍及尚处于初级阶段,依照家庭口径核算 2009 年末我国城市平板电视遍及率仅为 28% ,乡村则刚刚起步,全国平板电视遍及率仅为 13% ,考虑到基数巨大的 CRT 保有数量和国家“以旧换新”、“家电下乡”等方针的施行推行,我国平板电视未来商场空间巨大。此外,跟着全球经济的回暖,我国彩电出口局势也逐步好转。 2009 年我国彩电出口量到达 5,401 万台,同比添加 11.96% 。在全球经济继续向好的状况下,我国平板电视的出口添加可期。依据猜测,我国平板电视的遍及率将在 10 年之内到达 90% 以上,未来将是我国平板电视职业快速开展期, 2013 年平板电视产值将到达 13,875 万台。
图 5 2006 年~2013 年彩电商场容量猜测资料来历: 中经网 & 全国稀土荧光粉、灯协作网
B 、笔记本电脑及 LCD 显现器安稳添加
近年来,我国电脑及其配套 LCD 显现器产值均坚持安稳添加,未受金融危机的影响,特别是笔记本电脑, 2009 年共出产 1.46 亿台,较 2008 年添加 35.2% ,是 2006 年产值的 2.56 倍。因为笔记本电脑快捷轻盈,跟着估计 2013 年我国笔记本电脑的产值将挨近 3 亿只,年均添加率可达 19 % 。
图 6 2006 年~2013 年电脑及显现器商场容量猜测资料来历:国家统计局 & 全国稀土荧光粉、灯协作网
C 、手机工业跟着 3G 年代的降临继续添加
手机屏幕是 LED 背光源运用比较老练的范畴之一。跟着人们生活水平的前进和个人电子资讯的遍及和开展,我国手机产值由 2001 年的 0.8 亿只快速添加到 2007 年的 5.5 亿只,年均增速到达 37.9% 。受金融危机影响,我国手机工业在 2008 年增速显着放缓,同比增速仅为 2% 。 2009 年以来,我国手机产销量逐月上升, 12 月份单月产值同比添加高达 102.43% ,全年共出产 6.19 亿只,较上年添加将近 10 个百分点。跟着我国 3G 车牌的发放,手机将进入 3G 大屏幕年代,其需求也将从 2G 手机的更新转变到 3G 手机的换代,估计 2013 年我国手机产值将到达 8.8 亿只。
图 7 2006 年~2013 年手机商场容量猜测资料来历:国家统计局 & 全国稀土荧光粉、灯协作网
2、显现器用稀土发光材料商场需求改变状况
因为 CRT 电视将被平板电视敏捷代替,未来 CRT 用荧光粉(其间约 1/3 为稀土发光材料)的商场需求将呈现大幅下降,长时间需求趋向于一个数额较低的常数。
现在,平板显现器首要可分为 PDP 和 LCD 两种。关于 PDP 来说,稀土发光材料直接用于其屏幕的出产,所需稀土发光材料的数量较多;关于 LCD 来说,其屏幕自身不发光,有必要经过背光源来到达显现作用, LCD 背光源首要分为冷阴极荧光管( CCFL )或发光二极管( LED )两种,出产过程中均需运用数量不等的稀土发光材料。其间 CCFL 作为 LCD 背光源的运用技能最为老练且已被大规模工业化,因为 LED 背光源在环保节能、颜色体现等方面的优势,近年来其代替 CCFL 的开展趋势十分显着,但凭仗本钱低价、技能老练的优势, CCFL 仍将在未来 3 年内坚持 LCD 背光源的干流商场位置。依据 DisplaySearch 猜测, 2009 年 LED 背光源在 LCD 显现器的浸透率为 0.5% ,到 2013 年这一数字将到达 40% ,笔记本电脑则会在 2011 年悉数运用 LED 背光源。平板显现产品对稀土发光材料的单位需求量项 目液晶电视等离子电视液晶显现器笔记本电脑手机单位产品耗用稀土发光材料数量(克)4.5~6100~1251.5~2.50.05~0.60.006
注:液晶电视和等离子电视因尺度不同而用量不同,估计单位用量呈递加趋势;液晶显现器和笔记本电脑因 LED 背光源逐步代替 CCFL 背光源,估计单位用量呈递减趋势。
图 8 2006 年~2013 年平板显现用稀土发光材料商场容量猜测资料来历: 全国稀土荧光粉、灯协作网
(三)特种光源范畴的商场需求改变状况
特种光源是指用于特殊照明的电光源,包含无极灯、全光谱灯、紫外线灯、植物成长灯和防灾残光灯等。现代光源与照明技能给人类带来了“光文明”,特种光源在满意了人们多范畴、多用处照明需求方面起到了重要作用。模仿天然光的全光谱染印刷等对光源显色指数要求较高的场所和范畴;紫外线灯则运用不同波长的紫外线照耀,可运用于人体保健、诱虫灭菌、判定防伪等范畴;促进植物成长灯在农业出产范畴内运用广泛;在特种光源用稀土发光材料中占比最大的稀土长余辉发光材料产品则因在交通指示等运用范畴中被 LED 所广泛代替,商场需求量呈现必定下降。 2006 年~2013 年,我国特种光源用稀土发光材料商场需求改变状况如下:跟着人类科技的前进和对稀土元素研讨的深化,稀土发光材料还将运用于光转化农膜、生物发光符号等更多范畴,但因为特种光源用处的特殊性,其所占稀土发光材料的需求总量比例相对较少,添加也较为安稳,估计未来几年特种光源用稀土发光材料的增速在 8~10% 之间(不包含稀土长余辉发光材料)。三、我国稀土发光材料商场供应分析近年来我国稀土发光材料年产值添加较快,其最大添加点在于节能灯用稀土荧光粉,原因首要有两方面:一是近年来开展低碳经济成为全球热门,节能灯的运用可以在很大程度上下降碳排放,各电光源供应商纷繁加大了节能灯的出产力度;二是因为我国近年加强了对稀土原材料出口的操控,国外供应商出产本钱前进,逐步退出了低赢利的节能灯用稀土发光材料商场。 未来几年跟着各国白炽灯筛选方针的履行和下流平板显现屏商场需求的添加,稀土发光材料商场开展前景杰出,添加潜力仍是很大的。但因为技能的前进和新式稀土荧光粉的研制需求一段时刻,稀土发光材料高端商场的供需缺口在未来必守时期内仍将继续存在。未来几年稀土发光材料商场的供需比较如下:四、结束语伴跟着节能照明和消费电子工业的兴起,稀土发光材料职业界新技能新产品层出不穷,稀土发光材料的工业运用呈现爆发式添加,稀土发光材料已经成为节能照明、显现器和特种光源出产中不可或缺的根底材料。跟着运用范畴的不断拓宽,稀土发光材料职业的未来开展潜力巨大。
为何石墨软石墨烯“硬”
2019-01-04 15:47:49
导读
为什么石墨那么软,而石墨烯又表现得那么“硬”呢?浙江大学信息电子工程学院副教授林时胜介绍说,其实这里涉及两个不同的概念,一个是强度,这是力学概念,一个是硬度,属于物理概念。
石墨烯的“硬”,是指强度高,衡量强度的指标是杨氏模量,根据杨氏模量的高低可以把物质分为硬物质和软物质。石墨烯的模量非常高,可达1T帕(压强单位),是材料里最高的,所以石墨烯是硬物质,可以说是很硬。相应的像橡胶这些,模量只有几千帕,就是软物质,很软。材料力学上有刚度、强度、韧度、硬度等不同物理概念,这与我们通常讲的硬与软有区别。从通俗意义上说,石墨烯的“硬”指的是石墨烯的强度很好,就是它抗断裂的能力很强,这也和它的韧性很好有关系,因为容易延展而不断裂。模量就是代表了材料能被拉伸的容易程度。
再说石墨的软,这是物理概念,指的是硬度。硬度的衡量,是用一种材料去破坏另一种材料,被破坏的硬度就小。石墨的片层之间是范德华力,非常弱,只要用固体去划它,都能把它的片层错开,所以石墨很容易被破坏,就是说石墨很软。