Hebei Messi Biology Co., Ltd. gab an, dass Magnesiumoxid eine wichtige anorganische chemische Substanz ist, die in Branchen wie Medizin, Lebensmittel, Klebstoffen, Gummi, Kunststoffen, Keramik, Metallurgie und Elektronik von entscheidender Bedeutung ist und eine wichtige Rolle für die chinesische Wirtschaft spielt. Magnesiumoxid mit einzigartiger Morphologie hat in bestimmten Bereichen einen breiteren Markt. Magnesiumoxid mit einzigartiger Morphologie kann in der Regel nicht direkt experimentell hergestellt werden. Typischerweise wird zunächst ein Vorläufer mit einer spezifischen Morphologie, wie Magnesiumcarbonat oder Magnesiumhydroxid, hergestellt und anschließend geröstet, um das Magnesiumoxid mit einer einzigartigen Morphologie zu erhalten. Die wichtigsten Rohstoffe für Magnesiumprodukte sind Magnesit und Dolomit. China verfügt über reichlich Reserven dieser Mineralien, insbesondere Magnesit, das einen erheblichen Anteil der weltweiten Reserven ausmacht. Magnesiumoxid ist von hoher Qualität und bildet eine solide Grundlage für die Entwicklung der chinesischen Magnesiumsalzindustrie.
Dieser Artikel untersucht die Herstellungsverfahren von Magnesiumoxid mit unterschiedlichen Morphologien. Zunächst wurde das optimale Herstellungsverfahren zur Gewinnung von Magnesium aus Magnesit untersucht. Die Vorstufen von kugelförmigem, flockigem und stäbchenförmigem Magnesiumoxid sowie das entsprechende Magnesiumoxidpulver wurden durch Direktfällung hergestellt. Das optimale Syntheseverfahren wurde erforscht und die optimalen Produktionsbedingungen für kugelförmiges, flockiges und stäbchenförmiges Magnesiumoxidpulver ermittelt. Anschließend wurden die erhaltenen kugelförmigen, flockigen und stäbchenförmigen Magnesiumoxide in PVC-Kunststoff eingefüllt. Die Auswirkungen von Füllmenge, Morphologie und Partikelgröße des Magnesiumoxids im PVC auf die Wärmeleitfähigkeit des Materials wurden untersucht. Der Forschungsinhalt ist wie folgt:
(1) Die Ergebnisse des Kalzinierungs- und thermischen Zersetzungsexperiments von Magnesit zeigen, dass Magnesit bei einer Temperatur von 700 °C vollständig zersetzt wird, wenn das Magnesit-Rohmaterial bei Raumtemperatur auf 550 °C, 600 °C, 650 °C, 700 °C und 750 °C erhitzt und drei Stunden lang in einem kammerartigen Widerstandsgefäß mit einer Heizrate von 10 °C/min kalziniert wird. Die unterschiedlichen Haltezeiten bei 700 °C wurden verglichen, und es zeigte sich, dass die vollständige Zersetzung nach 120 Minuten erfolgte.
(2) Durch Variation von Reaktionstemperatur, Reaktionszeit, Reaktantenkonzentration und Reaktantenkonzentrationsverhältnis im Experiment ohne Zugabe von Additiven wurden kugelförmiges, flockiges und stäbchenförmiges Magnesiumoxidpulver mit unterschiedlichen Partikelgrößen hergestellt. Durch Röntgenbeugung, Rasterelektronenmikroskopie und Partikelgrößenanalyse der sphärischen Magnesiumoxidproben wurde gezeigt, dass durch die Veränderung verschiedener Faktoren im Experiment sphärisches, flockiges und stäbchenförmiges Magnesiumoxidpulver mit kontrollierbarer Morphologie hergestellt werden können. Die Partikelgröße des sphärischen Magnesiumoxids beträgt etwa 4–25 µm, das flockige Magnesiumoxid weist eine gute Kristallinität auf und ist gleichmäßig und gut verteilt; das stäbchenförmige Magnesiumoxidpulver hat eine glatte Oberfläche und eine Länge von etwa 20–30 µm.
(3) Das nach dem Rösten erhaltene Magnesiumoxid wurde in Polyvinylchlorid eingefüllt, und die Wärmeleitfähigkeit des PVC nach Zugabe von Magnesiumoxid wurde charakterisiert. Bei einer Zugabe von 40 % Massenanteil erhöhte sich die Wärmeleitfähigkeit von mit stäbchenförmigem Magnesiumoxid gefülltem PVC um das 5,35-Fache, während die von mit flockenförmigem Magnesiumoxid gefülltem PVC um das 6,88-Fache anstieg. Die Wärmeleitfähigkeit von mit sphärischem Magnesiumoxid gefülltem PVC erhöhte sich um das 8-Fache. Darüber hinaus wurde die Wärmeleitfähigkeit des gefüllten PVC im Vergleich zu wärmeleitfähigem PVC, das mit Magnesiumpulver einer einzigen Partikelgröße hergestellt wurde, um das 8,35-fache erhöht. Eine 1:1-Mischung aus 4 μm und 25 μm Magnesiumoxid bei gleichem Füllstoffmassenanteil erhöhte die Wärmeleitfähigkeit des gefüllten PVC um das 10-fache.