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[交流]
5種適合電子產(chǎn)品和先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品的環(huán)保材料
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當(dāng)我們談到“綠色”電子產(chǎn)品時，是指那些將產(chǎn)品的能源消耗降至最低，并盡量采用環(huán)保材料制作的電子產(chǎn)品。換句話說，就是在生產(chǎn)過程中開采材料和制造設(shè)備時使用的能源更少，或者使用這些材料生產(chǎn)的產(chǎn)品的終身消耗的能源更少。 材料的毒性越小，廢棄處理時對環(huán)境的影響就越小。材料的回收再利用是解決這一難題的好方法。如今，電子垃圾的影響日益嚴(yán)重，主要是因為一些隨意丟棄的電子產(chǎn)品中的鉛、鎘、銅、鈹、鋇和鉻等元素對生態(tài)環(huán)境的污染。 城市采礦是指從大量的手機(jī)和電腦等廢舊電器中，回收有價值的金屬和礦產(chǎn)品。一臺廢棄的手機(jī)或者電腦里只含少量的金、銀和鈀，但是如果將所有大量的電子廢品集中到一起，那么這個數(shù)字將非常驚人。在資源日益緊張的今天，從報廢設(shè)備中提取金屬并循環(huán)利用，已變得非常重要。與此同時，通過低能耗地循環(huán)利用電子廢品，也可減少其對自然環(huán)境的破壞，這也對保護(hù)氣候起著非常重要的作用。 雖然使用非環(huán)保材料作為原料的成本更低，但是由于消費者觀念的轉(zhuǎn)變，他們更愿意使用可回收再利用的材料制作的產(chǎn)品，因此這也改變了很多電子產(chǎn)品生產(chǎn)商對原料的選擇。 那么，電子產(chǎn)品中的“綠色”材料是指哪些呢？ 綠色材料有多種形式。它們可以是可降解的電路板、有機(jī)電子產(chǎn)品，也可以是可無限循環(huán)使用的金屬。綠色材料包括有機(jī)的和無機(jī)的，這取決于材料的類型和它的使用方法。 在無機(jī)材料方面，鋁是被公認(rèn)的綠色金屬，因為它不僅可回收，且能多次循環(huán)使用。硼硅酸鹽玻璃和石墨烯則是電子產(chǎn)品中常用的環(huán)保非生物材料。 硼硅玻璃 硼硅酸鹽玻璃具有較高的抗熱沖擊強(qiáng)度和較高的表面硬度，可以防止刮痕，可應(yīng)用于防火、防彈玻璃方面。另外，其在透光性能、表面平整度和熒光性能方面明顯優(yōu)于普通玻璃，在抗酸抗堿抗水解方面也十分突出，特別是對于玻璃表面的微裂紋，硼硅酸鹽玻璃不會由于潮濕空氣中的水分子作用而引起裂紋擴(kuò)張，被廣泛應(yīng)用于電泳、光學(xué)、光子學(xué)和光電學(xué)等領(lǐng)域。 鋁 鋁元素在地殼中的含量僅次于氧和硅，居第三位，是地殼中含量最豐富的金屬元素，其蘊藏量在金屬中居第2位。它以其輕、良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能、高反射性和耐氧化而被廣泛使用。這些特性使其成為航空航天、建筑工業(yè)、高科技電子、高壓電線等各種應(yīng)用領(lǐng)域的理想選擇。 就有機(jī)材料而言，蠶絲具有生物降解性、生物相容性和廣泛的潛在用途，是一種很好的綠色材料。樹脂、樹膠、糖類、纖維素、明膠和肽都是生物可降解的材料，因此在傳感器、信號轉(zhuǎn)換器、瞬態(tài)電子、可移植式芯片和可溶解的電子產(chǎn)品等的應(yīng)用中越來越受歡迎。 使用這類材料的好處是什么呢？ 除了這類材料的循環(huán)再利用性可以減少生態(tài)破壞，保護(hù)地球環(huán)境外，這些綠色材料在功能上并不遜色于那些價格低廉的非環(huán)保材料。在功能表現(xiàn)基本一致的前提下，產(chǎn)品的制造商應(yīng)該優(yōu)先選擇使用環(huán)保材料。畢竟消費者越來越意識到他們的購買習(xí)慣會對環(huán)境造成影響，因此，制造商在產(chǎn)品推廣時將使用綠色材料作為賣點之一，往往會帶來更高的銷售業(yè)績。 考慮到成本效益，節(jié)能意味著省錢，因此采用環(huán)保的方式生產(chǎn)可能成本更低。另外，說到“綠色電子產(chǎn)品”，其使用的材料不見得是環(huán)保材料，但它們在生產(chǎn)過程中所使用的生產(chǎn)方式是節(jié)能的，那么它就算是為環(huán)保事業(yè)做出了貢獻(xiàn)。 下面，我們來看看5種環(huán)保電子產(chǎn)品的常用材料——鋁、硼硅玻璃、鐵合金、石墨烯、生物材料他們各自的優(yōu)點。 鋁 常用于電解電容器，聚合物。鋁被稱為“綠色金屬”和“最佳生態(tài)金屬“，這是因為鋁的使用周期從理論上而言是無限的。它可以重復(fù)回收而不失去任何質(zhì)量。每回收1噸鋁可以減少9噸二氧化碳的排放，而且避免了繼續(xù)花費大量人力、物力和時間去開采新的原金屬，一個回收的鋁罐可以在短短六周內(nèi)被再加工并重新出現(xiàn)在貨架上。 鋁具有極高的可回收再利用性，它雖是輕金屬但卻有極佳的強(qiáng)度。實際上，鋁的平均密度是2.6至2.8克/厘米3，然而純鋁的抗拉強(qiáng)度為90mpa。某些鋁合金的強(qiáng)度則超過690mpa。強(qiáng)度對于高頻使用的電子產(chǎn)品來說是很重要的，而鋁的耐腐蝕性是它的另一優(yōu)點。純鋁的導(dǎo)電性約為3800萬s/m，而合金的導(dǎo)電性較低，當(dāng)然，仍舊會比鋼或者鐵高。 硼硅玻璃 常用于電子管、光電子。這種材料是由四種成分相同但比例不同的普通玻璃構(gòu)成的。因此，它在表現(xiàn)上優(yōu)于普通玻璃，但對環(huán)境的影響與普通的鈉鈣玻璃基本一致。 硼硅酸鹽玻璃強(qiáng)度更大，能夠運用于更多的領(lǐng)域，特別是電子領(lǐng)域。它的強(qiáng)度、耐久性和對溫度變化的耐受性可以降低使用的消耗，因此，更節(jié)能。對于環(huán)境來說，玻璃是比塑料更好的選擇。無論何時，只要玻璃能取代塑料用于電子產(chǎn)品，而又不影響其性能，其產(chǎn)品就會具有更多的“綠色”價值。 5種適合電子產(chǎn)品和先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品的環(huán)保材料-1 硼硅酸鹽玻璃：性能、生產(chǎn)及應(yīng)用 這種特殊類型的玻璃是通過熔化以下物質(zhì)制成的：硅砂（59.5％），氧化硼（21.5％），氧化鉀（14.4％），氧化鋅（2.3％）和微量氧化鈣和氧化鋁。 硼硅酸鹽玻璃：材料數(shù)據(jù)表 ● boro-8330™ (acc. to iso 3585.) by schott ag ╟ glass tubing ● duratan® by schott ag ╟ glass tubing ● schott 8270 ● schott 8347 鐵合金 常用于電子管、晶體管。 與其說鐵是一種“綠色”物質(zhì)，不如說它是一種“黃色”物質(zhì)，從這個意義上說，它對環(huán)境的影響褒貶不一。鐵礦石是地殼中含量第四豐富的元素。如果丟棄純鐵，鐵不會對環(huán)境造成任何明顯的問題。鐵合金并不是純鐵——有些鐵，比如鋼，是用碳制成的，但也不會產(chǎn)生任何毒性。可循環(huán)利用的特性是鐵合金出現(xiàn)在綠色材料名單中的主要原因。這一特性尤其適用于電子產(chǎn)品，因為回收利用對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)至關(guān)重要，而鐵的回收利用可以減輕開采新金屬所帶來的生態(tài)環(huán)境的破壞。與其他重金屬相比，鐵是最環(huán)保的。 石墨烯 常用于顯示器、印刷電路、晶體管。有什么材料比鉆石更硬，比橡膠更有彈性，比鋼更堅韌，比鋁更輕？那就是現(xiàn)存最強(qiáng)的已知物質(zhì)——石墨烯。石墨烯（graphene）是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。 石墨烯具有以下幾個特性： 電子效應(yīng)：石墨烯在室溫下的載流子遷移率是硅材料的100倍 熱性能：導(dǎo)熱系數(shù)是金剛石的2倍 導(dǎo)電性：是銅的13倍 光學(xué)特性：在較寬波長范圍內(nèi)吸收率約為2.3%，看上去幾乎是透明的 石墨烯可以應(yīng)用于晶體管、曲面屏手機(jī)，改進(jìn)觸摸屏和計算機(jī)高級電路等無數(shù)電子產(chǎn)品中。 5種適合電子產(chǎn)品和先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品的環(huán)保材料-2 由于石墨烯是由地球上最豐富的元素之一碳構(gòu)成的，而這種元素恰好也是所有已知生命賴以生存的元素，所以毋庸置疑石墨烯是環(huán)保的。然而，真正的問題來自于它的生產(chǎn)方式，如果使用溶劑和化學(xué)品進(jìn)行生產(chǎn)，由于上游生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的毒性，它將失去“綠色”標(biāo)簽。但是，如果它是用物理方法制造的，不向周圍環(huán)境排放任何相關(guān)的化學(xué)物質(zhì)，那么它就可以名符其實地成為人們公認(rèn)的神奇材料。 生物材料 隨著電子設(shè)備的可穿戴性、可拉伸性以及與有機(jī)物質(zhì)的結(jié)合，生物材料變得越來越有用。蠶絲在生物傳感器和可植入的熱電無線開關(guān)應(yīng)用中特別有用。跟大家分享一個有趣的例子，來自佛羅里達(dá)州立大學(xué)的一個研究小組將蠶絲置于真空室中，并在其上涂上一層金，制造出了一種寬度只有人類頭發(fā)4%粗細(xì)的混合纖維。 由于由金或其他金屬制成的標(biāo)準(zhǔn)金屬線彈性不夠，隨著溫度的變化，它們往往會與柔軟的有機(jī)晶體斷開聯(lián)接。涂了金的蠶絲能夠彌補這個缺陷，這一材料結(jié)合了黃金的導(dǎo)電性和蠶絲的柔韌性。 “綠色”電子產(chǎn)品正變得越來越普遍 隨著消費者對更加環(huán)保的產(chǎn)品需求的持續(xù)增長，以及電子產(chǎn)品和有機(jī)產(chǎn)品之間的界限持續(xù)模糊，“綠色”材料將在電子產(chǎn)品生產(chǎn)應(yīng)用中更加普遍。 無論是可穿戴技術(shù)還是更環(huán)保的產(chǎn)品，電子產(chǎn)品將對生態(tài)環(huán)境越來越友好。只要消費者對“綠色產(chǎn)品”的需求持續(xù)增長，電子行業(yè)就會滿足消費者的需求，使用環(huán)保材料或采用環(huán)保的生產(chǎn)方式進(jìn)行生產(chǎn)制造——在某些情況下還會改進(jìn)自己的產(chǎn)品。 Matmatch |
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10樓2020-07-15 12:03:31
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小木NMG(金幣+2): 謝謝參與
小木NMG(金幣+2): 謝謝參與
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8樓2020-07-15 09:27:18
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9樓2020-07-15 10:45:16
簡單回復(fù)
tzynew2樓
2020-07-01 09:21
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小木NMG(金幣+2): 謝謝參與
9 發(fā)自小木蟲Android客戶端
zengmr3樓
2020-07-01 11:18
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nono20095樓
2020-07-01 18:57
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2020-07-03 13:47
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芋圓圓圓12樓
2020-07-31 15:33
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江南的竹13樓
2021-03-01 18:15
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小木NMG(金幣+2): 謝謝參與
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ideallic314樓
2021-03-02 20:02
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小木NMG(金幣+2): 謝謝參與
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