月: 2023年4月

réseau de diodes

Qu’est-ce qu’un réseau de diodes ?

Un réseau de diodes est un type de photodétecteur dans lequel les photodiodes sont disposées en réseau pour détecter simultanément l’intensité de la lumière à plusieurs endroits.

La longueur d’onde de la lumière qui peut être détectée varie en fonction du matériau utilisé, et les réseaux de diodes les plus couramment utilisés dans le domaine visible sont ceux qui utilisent le silicium, qui peut détecter la lumière de 190 nm à 1100 nm. Le germanium, l’indium gallium et l’arsenic sont également utilisés, et les diodes fabriquées à partir de sulfure de plomb peuvent détecter la lumière dans la région infrarouge (~3500 nm).

Les réseaux peuvent être disposés le long de l’axe des longueurs d’onde pour des mesures simultanées de plusieurs longueurs d’onde.

Utilisations des réseaux de diodes

Ils sont utilisés dans la détection de la position de la lumière, dans l’imagerie telle que les caméras CCD, et dans la partie détecteur des spectrophotomètres et de la chromatographie liquide.

Les réseaux de diodes avec des bandes de quelques µm à quelques dizaines de µm sur le substrat, appelés détecteurs à bandes, permettent la détection de position à l’échelle du micron.

Un spectromètre qui possède une seule photodiode comme détecteur et qui fournit des données sur une seule longueur d’onde est appelé monochromateur, tandis qu’un spectromètre qui peut fournir des données sur plusieurs longueurs d’onde simultanément à l’aide d’un réseau de diodes est appelé polychromateur.

Principe des réseaux de diodes

Les détecteurs utilisant des réseaux de diodes qui peuvent effectuer une détection par imagerie à une ou deux dimensions, tels que les caméras CCD et CMOS, peuvent mesurer simultanément l’absorption à plusieurs longueurs d’onde, de sorte que les échantillons dans lesquels l’absorption se produit à n’importe quelle longueur d’onde ne sont pas connus, ou les échantillons qui réagissent simultanément à plusieurs longueurs d’onde et d’autres mutations peuvent être mesurés simultanément.

Avec une seule diode, il est nécessaire d’identifier la longueur d’onde à laquelle la mutation se produit et d’observer ensuite la mutation, mais avec un réseau de diodes, il est possible d’identifier la longueur d’onde à laquelle la mutation se produit et de détecter le processus de mutation proprement dit en même temps.

Les diodes qui composent les réseaux de diodes sont moins sensibles que les tubes photomultiplicateurs, mais elles sont très stables en tant que détecteurs et disposent d’une large gamme de longueurs d’onde détectables. Les réseaux de photodiodes à avalanche à haute sensibilité peuvent être utilisés pour réaliser une sensibilité élevée et sont donc utilisés dans une large gamme d’instruments de mesure.

category_fr

séparateur

Qu’est-ce qu’un séparateur ?

Un séparateur (anglais : Separator) est un composant qui sépare les électrodes positives (anode) et négatives (cathode) d’une batterie secondaire (par exemple, une batterie nickel-hydrure métallique, une batterie lithium-ion, une pile à combustible, etc.), empêchant tout contact électrique entre les électrodes positives et négatives et assurant la conductivité des ions.

Les spécifications diffèrent en fonction de la batterie utilisée, comme les batteries à hydrure métallique de nickel, les batteries lithium-ion et les piles à combustible, mais le dénominateur commun est qu’il s’agit d’un composant qui facilite la réaction électrochimique de base entre les électrodes positives et négatives.

Par exemple, dans une batterie lithium-ion, la charge et la décharge sont assurées par les électrons de l’ion lithium (Li+) qui entrent et sortent entre les électrodes positives (anode) et négatives (cathode).

Pour ce faire, le séparateur est percé de trous suffisamment petits pour laisser passer les ions lithium.

Utilisations des séparateurs

Cette section décrit des exemples de séparateurs utilisés dans les batteries lithium-ion. Avec le développement des tablettes PC et des véhicules électriques, les batteries lithium-ion doivent avoir une capacité et une densité énergétique plus élevées.

Dans ce contexte, les séparateurs sont utilisés pour isoler les électrodes positives (anode) et négatives (cathode), empêcher la production anormale de chaleur due à des courts-circuits et charger et décharger sur la base d’une conduction ionique appropriée entre les électrodes positives (anode) et négatives (cathode).

Des exemples de séparateurs utilisés dans les batteries lithium-ion sont présentés ci-dessous :

Séparateurs pour batteries lithium-ion automobiles laminées
Séparateurs pour batteries automobiles au lithium-ion rectangulaires
Séparateurs pour batteries lithium-ion laminées pour smartphones

Principe des séparateurs

Le principe des séparateurs utilisés dans les batteries lithium-ion est expliqué ici, en prenant pour exemple le séparateur utilisé dans les batteries lithium-ion.

Les batteries lithium-ion sont chargées et déchargées par la conduction d’ions lithium entre les électrodes positives et négatives, et de l’électrolyte est injecté pour conduire ces ions. À ce stade, si les électrons sont conduits à travers l’électrolyte, l’électricité ne peut pas être transmise au circuit externe. Des séparateurs sont placés entre les électrodes positives et négatives pour ne laisser passer que les ions lithium et éviter les courts-circuits internes causés par le contact entre les électrodes positives et négatives.

La conductivité des ions et l’isolation électrique sont donc essentielles pour les séparateurs, et des matériaux résistants électriquement, chimiquement et mécaniquement sont également nécessaires pour un fonctionnement stable de la batterie. C’est pourquoi les matériaux et les formes des séparateurs sont modifiés de diverses manières en fonction de l’application afin d’augmenter l’efficacité de la réaction électrochimique des ions lithium de l’électrode positive (anode) à l’électrode négative (cathode).

Revêtements en fluoropolymère

Objectif : améliorer l’adhérence lors de la fabrication de cellules stratifiées.
Résumé : l’utilisation de revêtements en fluoropolymère permet une forte adhérence entre les électrodes (positives et négatives) et les séparateurs, et attire l’attention en tant que technologie permettant d’éviter la déformation des cellules, d’améliorer le taux C et de développer des structures conduisant à une capacité plus élevée.

category_fr

tungstène

Qu’est-ce que le tungstène ?

Le tungstène (symbole de l’élément : W) est un élément métallique de transition dont le poids atomique est de 183,85.

Le tungstène est transformé sous diverses formes de produits tels que la poudre, le lingot, le fil, la barre et la plaque, et est utilisé dans divers domaines tels que l’automobile, les outils, l’éclairage, les appareils électroménagers, les semi-conducteurs et la médecine.

Utilisations du tungstène

Les utilisations du tungstène, en tirant parti de ses propriétés, sont les suivantes :

Point de fusion le plus élevé de tous les métaux.
Exposition à des températures élevées, comme les électrodes pour générer des faisceaux d’électrons dans les microscopes électroniques, les fils de décharge et les électrodes de lampes à décharge.
Résistance électrique relativement élevée
Filaments utilisés dans les ampoules électriques, les fours chauffants, etc.

Le tungstène est également utilisé pour des utilisations d’éclairage, mais son utilisation diminue avec la diffusion des LED. Parmi les autres utilisations, citons l’utilisation du tungstène en tant qu’alliage avec le carbone, qui est un alliage de tungstène et de carbone, et le tungstène en tant qu’alliage avec le carbone, qui est un alliage de tungstène et de carbone.

Le carbure de tungstène, un alliage avec le carbone, en est un exemple typique. Il s’agit d’un alliage de carbure cémenté utilisé comme additif dans les outils de coupe et l’acier. Le carbure de tungstène est utilisé non seulement pour les outils de coupe, mais aussi comme abrasif, car il ne se ramollit pas à haute température, conserve une dureté élevée et possède une grande résistance.

Caractéristiques du tungstène

Le tungstène a une surface de masse polie blanc argenté, une poudre grise et un poids spécifique de 19,3. Il a le point de fusion le plus élevé de tous les métaux (3 380°C) et un point d’ébullition de 5 800°C. Il se caractérise également par un faible coefficient de dilatation thermique et est utilisé comme matière première pour les récipients et les composants utilisés à haute température, tels que les creusets et les fours.

Bien que le tungstène n’en soit pas l’ingrédient principal, un alliage de fer contenant du cobalt, du tungstène, du chrome et du carbone, connu sous le nom d’acier KS, a été qualifié d’aimant permanent le plus puissant lorsqu’il a été mis au point au Japon en 1917.

Le minerai de tungstène est mélangé à d’autres métaux tels que la wolframite, la ferbérite, l’hubnérite manganèse, la scheelite et le CaWO4. Le minerai lourd de ferromanganèse et le minerai lourd de cendres sont les minerais les plus importants.

Plus de 80 % des minerais sont produits en Chine, les autres étant produits en Russie, en Australie et au Canada. Malgré sa production inégale, le tungstène est un élément très important, et les mesures de sécurité stipulent qu’il faut stocker au moins 60 jours de tungstène pour la consommation intérieure.

Autres informations sur le tungstène

1. Types d’alliages de tungstène

Un certain nombre d’alliages à base de tungstène ont été développés, et les alliages frittés à base de tungstène avec une phase liante de nickel, de cuivre ou de fer sont appelés alliages lourds. Les alliages lourds comprennent les systèmes tungstène-nickel-cuivre (W-Cu-Ni) et tungstène-nickel-fer (W-Fe-Ni).

Le système Tungstène-nickel-cuivre n’est pas magnétique, mais c’est un bon conducteur thermique. En revanche, le système tungstène-nickel-fer est faiblement magnétique et possède d’excellentes propriétés mécaniques telles que la résistance à la traction et l’allongement. Les alliages lourds sont produits par métallurgie des poudres, car le tungstène a un point de fusion très élevé.

Il est fabriqué en mélangeant uniformément la poudre de métal, en la pressant sous haute pression et en la frittant à haute température. Les propriétés physiques de l’alliage peuvent être différenciées en ajustant la taille des particules de tungstène utilisées dans la production, le type de métal utilisé pour le liant et le rapport de quantité.

2. Toxicité du tungstène

Les lingots de tungstène étant eux-mêmes non toxiques, ils peuvent être utilisés dans des utilisations à contact direct telles que les outils et les accessoires. En revanche, la poussière de tungstène générée lors de la transformation du tungstène est classée comme poussière de classe III dans la classification des niveaux de danger des poussières par la Société japonaise pour la santé au travail, et la poussière maximale admissible dans l’environnement de travail est spécifiée.

En ce qui concerne la toxicité des composés du tungstène, il a été rapporté que les valeurs de la dose demi-létale LD50 (un indicateur de toxicité aiguë) pour l’ingestion orale chez les rats sont de 3 300 mg/kg pour l’acide phosphotungstique. 1 190 mg/kg pour le tungstate de sodium et 840 mg/kg pour l’oxyde de tungstène (VI). La toxicité de ces composés n’est pas connue.

Aucun de ces composés ne relève de la loi sur le contrôle des substances toxiques et délétères, mais, en vertu de la loi sur la santé et la sécurité au travail, ils sont considérés comme des substances dangereuses qui doivent être étiquetées et notifiées par leur nom.

category_fr

interrupteur tactile

Qu’est-ce qu’un interrupteur tactile ?

Un interrupteur tactile est un interrupteur qui s’allume et s’éteint lorsqu’une personne ou un objet entre en contact avec son élément sensible.

Certains sont actionnés par le toucher léger d’une personne, comme dans les éclairages et les appareils électroménagers, tandis que d’autres sont installés à l’intérieur de machines comme capteurs pour la détection et le positionnement d’objets.

Il existe une large gamme d’interrupteurs tactiles et au moment d’en choisir un, il est nécessaire de sélectionner celui qui convient le mieux à l’usage prévu, en tenant compte de facteurs tels que la commodité, la durabilité, l’intensité de la force requise pour l’actionnement, la direction dans laquelle la force est appliquée et l’environnement dans lequel l’interrupteur est installé.

Utilisations des interrupteurs tactiles

Les interrupteurs tactiles que nous voyons souvent dans notre vie quotidienne sont principalement destinés à une utilisation humaine. Il s’agit notamment des appareils électriques domestiques et des boutons-poussoirs des ascenseurs et des portes automatiques des centres commerciaux. Récemment, les interrupteurs tactiles capacitifs qui sont activés par simple contact avec l’écran, tels que les smartphones et les panneaux tactiles, sont devenus monnaie courante.

Les interrupteurs tactiles sont également largement utilisés à l’intérieur des robots industriels et des machines-outils. Dans les sites dangereux tels que les usines, les interrupteurs tactiles servent également de dispositifs de sécurité pour empêcher les travailleurs de pénétrer ou d’être pincés et pour détecter les outils cassés.

Principe ces interrupteurs tactiles

Le principe de fonctionnement des interrupteurs tactiles peut être grossièrement divisé en deux types.

1. Type capacitif

La capacité est générée lorsqu’un doigt (conducteur) s’approche de l’élément sensible (électrode). Le capteur capacitif le détecte et émet un signal ON/OFF. Étant donné que l’interrupteur tactiles capacitif est activé lorsqu’un conducteur s’en approche, il est possible de fixer des plaques de verre ou d’acrylique sur la zone de détection. Comme il ne nécessite pas de contact direct avec la machine, il ne se détériore pas, même après une utilisation répétée, et sa durée de vie est plus longue que celle d’un bouton-poussoir conventionnel.

2. Type sensible à la pression

Il s’agit d’un interrupteur tactile qui est activé lorsqu’une certaine quantité de pression est appliquée à la section de détection. En général, ces interrupteurs sont conçus pour répondre uniquement à une force d’enfoncement parallèle à l’axe de l’interrupteur, mais il existe également des types à roulement à billes qui peuvent répondre à une force inclinée par rapport à l’axe. Dans le cas des interrupteurs sensibles à la pression, le point de fonctionnement auquel l’interrupteur est activé, le point de commutation du signal et la course maximale sont tous définis en détail. Par conséquent, le type sensible à la pression convient aux applications qui exigent une grande précision, comme le positionnement au micron près.

Deux types de méthodes de détection pour les interrupteurs tactiles capacitifs

Les interrupteurs tactiles capacitifs calculent la position du toucher en détectant le changement de capacité généré par la proximité du bout du doigt et de l’élément sensible traversé par l’électricité. Il existe deux types de méthodes de détection, le type de surface et le type de projection, qui sont utilisés en fonction du coût et de l’application.

1. Méthode de la capacité de surface

La méthode de capacitance de surface se compose d’un film conducteur qui sert d’élément sensible et de quatre électrodes placées aux quatre coins. L’électricité circule des électrodes aux quatre coins vers le film conducteur, générant une électricité statique uniforme et de faible pression sur l’ensemble du film conducteur. La position touchée augmente la capacité et provoque un changement dans le film conducteur. La position touchée est détectée en calculant le changement de capacité à la position touchée à l’aide du film conducteur et des électrodes aux quatre coins du panneau.
Si la simplicité de la structure est avantageuse en termes de coût, elle rend également difficile l’utilisation de la technologie multi-touch. Elle tend à être utilisée pour les produits bon marché et les grands écrans qui ne nécessitent pas de toucher multiple.

2. Capacitif projeté

La méthode capacitive projetée se compose d’une couche d’électrodes multiples disposées en grandes quantités et d’une couche de substrat sur laquelle est monté un circuit intégré (CI) qui effectue un traitement arithmétique. La position du toucher est détectée en calculant les changements de capacité qui se produisent à la position touchée à l’aide du circuit intégré (CI).
Les électrodes et les circuits intégrés multiples permettent une détection multi-touch précise et sont largement utilisés dans les smartphones et autres terminaux mobiles. Pour permettre la détection multi-touch sur de grands écrans, le nombre d’électrodes doit être encore augmenté en raison de la résistance électrique.

Causes de l’absence de réponse des interrupteurs tactiles

Les interrupteurs tactiles capacitifs, souvent utilisés dans les smartphones, peuvent ne pas fonctionner correctement en raison de courants externes ou de changements au niveau des doigts.

1. Électricité statique externe

L’électricité statique générée par le frottement des vêtements peut entraîner des modifications de l’électrode ou de la membrane électrique, ce qui se traduit par une absence temporaire de réponse tactile.

2. Sécheresse du bout des doigts

Lorsque la teneur en humidité du bout des doigts diminue en raison de la sécheresse hivernale, l’électricité a plus de mal à passer. Par conséquent, la variation de la capacité électrostatique devient plus faible, ce qui entraîne un dysfonctionnement qui ralentit la réponse tactile.

category_usa

Potassium Dichromate

What Is Potassium Dichromate?

Potassium dichromate is an inorganic compound with the chemical formula K₂Cr₂O₇. Naturally, potassium dichromate occurs as the rare mineral lopezite in nitrate deposits of the Atacama Desert in Chile and in the Bushveld igneous rock complex in South Africa. It is one of the most environmentally hazardous substances, being a hexavalent chromium with an oxidation number of +6 for chromium.

Potassium dichromate is produced using chromite as a raw material. First, the chrome ore is crushed by baking, then calcium oxide and potassium carbonate are added, heated strongly, and further air-oxidized. Then sulfuric acid is added to produce potassium dichromate as crystals.

Uses of Potassium Dichromate

Potassium dichromate has several uses including in photo printing, match igniters, and as a raw material for explosives. In chemistry, it serves as a raw material in the production of dichromates and chromates. Its strong oxidizing properties make it useful in organic synthesis and as an analytical reagent.

Although it has important applications, potassium dichromate is toxic and requires careful handling. It is designated as a deleterious substance under the Poisonous and Deleterious Substances Control Law.

Properties of Potassium Dichromate

Potassium dichromate appears as orange-red columnar crystals. It has a melting point of 398°C and decomposes at 500°C due to oxygen formation. It is insoluble in ethanol but soluble in water.

Adding alkali to an orange-red dichromate solution forms chromate ions and yields a yellow solution. Treatment with cold sulfuric acid produces red crystals of chromic anhydride (CrO₃). Heating potassium dichromate with concentrated sulfuric acid generates oxygen.

Structure of Potassium Dichromate

Potassium dichromate, also known as potassium bichromate, has a triangular pyramidal crystal structure and a triclinic coordination structure. Its molecular weight is 294.19, and its density is 2.676 g/cm³. It ionizes when dissolved in water.

Typically, potassium dichromate is obtained by reacting potassium chloride with sodium dichromate or by synthesizing it from potassium chromate through roasting chromate ore with potassium hydroxide.

Other Information on Potassium Dichromate

1. Reaction of Potassium Dichromate

In organic chemistry, potassium dichromate is a milder oxidizer than potassium permanganate. It oxidizes primary alcohols to aldehydes and, under certain conditions, to carboxylic acids. Secondary alcohols are converted to ketones. The color change in aqueous solutions can distinguish between ketones and aldehydes.

2. Hazards of Potassium Dichromate

Potassium dichromate is a potent sensitizer and can cause chronic dermatitis. It is toxic to aquatic organisms and poses risks to human health, including carcinogenicity, corrosiveness, and reproductive harm.

category_usa

Lanthanum Oxide

What Is Lanthanum Oxide?

Lanthanum oxide is a white to almost white powder, an inorganic compound with the chemical formula La2O3, molecular weight 325.81, and CAS registration number 1312-81-8.

The main physical and chemical property of lanthanum oxide is a melting/freezing point of 4199 °F (2315 °C) and a boiling or first distillation point of 7592 °F (4200 °C). It is soluble in hydrochloric acid and nitric acid and is virtually insoluble in water.

Lanthanum oxide is also hygroscopic and easily absorbs carbon dioxide gas from the air. Lanthanum oxide is not subject to any major national laws and regulations.

Uses of Lanthanum Oxide

Lanthanum oxide is used in the optical field as a raw material for optical lenses. It is also known as a raw material for PLZT (lead lanthanum zirconate titanate), which is gaining attention for its use in PLCs (planar lightwave circuits). In the field of electronic components, it can be used as a raw material for ceramic capacitors and battery materials.

Lanthanum oxide is also used as a material for supporting zirconium (Zr) oxide, which is known as a support for automobile exhaust gas catalysts.

Properties of Lanthanum Oxide

Lanthanum oxide is an odorless white solid. Depending on the pH of the compound, different crystal structures can be obtained.

Lanthanum oxide is hygroscopic, meaning that it absorbs moisture over time in the air, transforming into lanthanum hydroxide. Lanthanum oxide has p-type semiconductor properties, with a band gap of approximately 5.8 eV.

The average room temperature resistivity is 10 kΩ-cm and decreases with increasing temperature. Lanthanum oxide has a very high dielectric constant of ε = 27 and the lowest lattice energy of the rare earth oxides.

Structure of Lanthanum Oxide

La2O3 at low temperatures has an A-M2O3 hexagonal structure of La3+ metal atoms surrounded by seven O2- atom coordination groups, with the oxygen ions around the metal atoms in an octahedral form. On one face of the octahedron, there is one oxygen ion.

In contrast, at high temperatures, La2O3 will change to a cubic structure of C-M2O3; the La3+ ions are surrounded by six O2- ions, in a hexagonal shape.

Other Information on Lanthanum Oxide

1. Synthesis of Lanthanum Oxide

Lanthanum oxide can be crystallized into polymorphs. To produce hexagonal La2O3, a preheated substrate, usually made of metal chalcogenides, is sprayed with 0.1M LaCl3 solution. In this process, two steps occur: hydrolysis and dehydration.

The surfactant sodium lauryl sulfate and 2.5% NH3 can also be combined to obtain hexagonal La2O3. A small amount of La(OH)3 is precipitated from this aqueous solution, which is then heated and stirred at 176 °F (80 °C) for 24 hours to produce La2O3.

2. Reaction of Lanthanum Oxide

Lanthanum oxide is used as an additive to develop certain ferroelectric materials, such as La-doped Bi4Ti3O12 (BLT). Optical glasses used for optical materials are often doped with La2O3 to improve the refractive index, mechanical strength, and chemical durability of the glass.

Mixing a 3:1 reaction of B2O3 and La2O3 into glass composites results in a lower melting point because the higher molecular weight of lanthanum increases the homogeneous melt mixture. The addition of La2O3 to the molten glass increases the glass transition temperature from 1216 to 1254 °F (658 °C to 679 °C). The addition of La2O3 can also increase the density, refractive index, and microhardness of the glass.

3. Elements Obtained Together With Lanthanum Oxide

The long-term analysis and decomposition of the ore gadolinite has led to the discovery of several elements. As the analysis of the gadolinite progressed, the residues were labeled first with ceria, then lanthanum oxide, followed by yttria and elvia.

category_usa

Titanium Oxide

What Is Titanium Oxide?

Titanium oxide is an insoluble titanium oxide obtained by finely grinding titanopyrite, a type of oxide mineral.

It is often used as a white pigment due to its extremely high chemical stability and excellent whiteness and coloring power. There are three types of titanium oxide, depending on the oxidation number.

Of these, titanium dioxide is the most stable and can be used in diverse applications. Titanium dioxide is also called titanium oxide or titania.

Uses of Titanium Oxide

Titanium dioxide is widely used as a white pigment in paints, pigments, glazes, printing inks, and textile compounds, taking advantage of its excellent whiteness, hiding power, coloring power, and extremely high chemical stability. In addition, titanium oxide’s photocatalytic properties are used to break down industrially persistent substances.

Titanium oxide is also used in sunscreen products, cosmetics, facial cleansers, soaps, nail products, etc. Uses of titanium oxide include safe coloring agents and for its UV protective properties.

Properties of Titanium Oxide

Titanium oxide is soluble in hot concentrated sulfuric acid, hydrofluoric acid, and molten alkali salts, but insoluble in acids such as nitric acid. It is also insoluble in alkalis, water, and organic solvents.

The refractive index of titanium oxide is higher than that of diamond. It has photocatalytic properties, and when exposed to light, a strong oxidizing power is generated on its surface.

Structure of Titanium Oxide

Titanium oxide (IV) has anatase, rutile, and brookite crystal structures. The anatase and rutile types are tetragonal, while the brookite type is orthorhombic.

When the anatase type is heated above 1,652° F (900°C) and the brookite type above 1202° F (650°C), the rutile type is transformed into the rutile type. The most stable structure is the rutile type. Therefore, once the rutile type has been transformed into the rutile type, the structure of the rutile type is maintained even when the temperature is returned to low.

The crystal structures of rutile and anatase are used for industrial applications. The refractive index and other properties and applications are different. In nature, titanium oxide (IV) occurs as a major component of wolframite, pyrite, and titanopyrite. Titanite and pyrite have a tetragonal crystal structure, while titanite has an orthorhombic crystal structure.

Other Information on Titanium Oxide

1. Production of Titanium Oxide

Rutile ore and ilmenite ore (FeTiO3) are used as raw materials. The main methods for industrial production are the chlorine method and the sulfuric acid method.

The chlorine method is also called the gas phase method. First, rutile ore is reacted with coke and chlorine to produce gaseous titanium tetrachloride. Then, the ore is cooled to a liquid state and reacted with oxygen at high temperatures to separate the chlorine gas to produce titanium oxide.

The sulfuric acid method is also called the liquid-phase method. Ilmenite ore is dissolved in concentrated sulfuric acid, and impurities are separated as iron sulfate to form titanium oxytitanate. Titanium oxyhydroxide is precipitated by hydrolysis, and titanium oxide can be obtained by washing, drying, and calcination.

2. Reduction of Titanium Oxide by Hydrogen

Above 1112° F (600°C), titanium oxide (IV) is partially reduced by hydrogen gas to form an oxide with blue titanium (III). However, it quickly reverts to titanium oxide (IV) when exposed to oxygen.

When precious metal catalysts supported on titanium oxide (IV) are reduced at high temperatures, they are prone to SMSI (Strong Metal Support Interaction), a phenomenon in which the activity of the catalyst changes significantly when the metal nanoparticles supported on the oxide support are exposed to the reaction gas. SMSI is a phenomenon in which the activity of the catalyst changes significantly when metal nanoparticles supported on oxide are exposed to a reaction gas.

When hydrogen is reduced at temperatures above 1,652 °F (900°C), TiOx (x=1.85-1.94) is produced, which is dark blue and has an indeterminate composition. This composition is stable when exposed to oxygen at room temperature and pressure.

category_usa

Tungsten Oxide

What Is Tungsten Oxide?

Tungsten oxide is an inorganic compound composed of tungsten and oxygen.

There are various compounds, depending on the oxidation number of tungsten. One of the most common types of tungsten oxide is tungsten oxide (VI). Other known compounds include tungsten oxide (IV) and tungsten oxide (III).

Uses of Tungsten Oxide

Tungsten oxide is used industrially as a raw material for catalysts (such as visible light responsive photocatalysts) and tungsten metal, as well as an additive for ceramics, glass, and other sintered metals. It is also used as an additive for secondary batteries and as an electronic material. They can also be used as analytical additives for elements such as carbon, hydrogen, and nitrogen.

It is also used as a scintillator (a generic term for materials that emit fluorescence when exposed to radiation) for radiographic and nondestructive testing.

Properties of Tungsten Oxide

Tungsten oxide (VI) has a melting point of 2,683°F (1,473℃) and a boiling point of approximately 3,182° F (1,750℃). It is slightly soluble in water, soluble in alkali and ammonia water, and forms tungstates. Tungsten oxide (VI) is the final oxide of tungsten and is stable in air and an aqueous solution. However, any lower oxides can be produced by reducing agents.

It is stable in air at room temperature; it decomposes at 2,732-2,912°F (1,500 – 1,600°C) and is oxidized to tungsten oxide (VI). When scorched in a hydrogen stream, it is reduced to tungsten metal. Tungsten oxide (IV) has great electrical conductivity and is soluble in acid and potassium hydroxide solution, but insoluble in water.

Structure of Tungsten Oxide

Tungsten oxide (VI) is also called tungsten trioxide. Its chemical formula is WO3, and it is a yellow powder with a molar mass of 231.84 g/mol and a density of 7.16 g/cm3. The crystal structure of tungsten oxide (VI) varies with temperature. It is triclinic from -58°F (-50° C) to 62.6° F (17°C), monoclinic from 17 to 626°F (330°C), orthorhombic from 626-1,364°F (330 to 740°C), and tetragonal above 1,364°F (740°C).

Tungsten oxide (IV), also called tungsten dioxide, has the chemical formula WO2 and a molar mass of 215.84 g/mol. It is a bronze solid and its crystals are monoclinic, forming a distorted rutile-type structure of WO6 in octahedral coordination with short W-W bonds of 248 pm, each W center taking a d2 electron configuration.

The chemical formula for tungsten oxide (III) is W2O3 with a molar mass of 415.68 g/mol.

Other Information on Tungsten Oxide

1. Synthesis of Tungsten Oxide

Tungsten oxide (VI) is formed by heating tungsten metal, other tungsten oxide, and tungsten sulfides in air or oxygen. In addition, the reaction of CaWO4 or ash feldspar with hydrochloric acid produces tungsten acid, which decomposes into tungsten oxide (VI) when reacted with water at high temperatures. Furthermore, tungsten (VI) oxide can be synthesized by calcination of ammonium paratungstate under oxidizing conditions.

Tungsten oxide (IV) can be obtained by heating tungsten oxide (VI). Specifically, tungsten oxide (VI) is reduced by tungsten powder at 1,652° F (900°C) for 40 hours. The reaction proceeds with partial reduction via W18O49 in a mixed valence state as an intermediate in the reaction.

2. Other Compounds of Tungsten Oxide

In addition to WO3, WO2, and W2O3, other compounds of tungsten oxide have been reported, including W4O3, W3O, WO, W2O5, W3O8, W4O8, W5O9, and W5O14.

The color of tungsten oxide changes from gray, to brown, purple, blue, and yellow as the oxidation number increases. For example, blue-purple W2O5 is said to be the main component of tungsten blue.

category_usa

Oxidized Starch

What Is Oxidized Starch?

Oxidized starch is a type of processed starch produced by reacting starch with sodium hypochlorite. It is designated as a food additive.

The production process involves oxidizing some of the hydroxyl groups of the starch to carboxyl groups. This oxidation, coupled with the cutting off of some of the starch chains, results in a lower molecular weight.

Characteristics of oxidized starch include low viscosity, resistance to aging, and stability. Starch aging refers to the process where water separates from the alpha starch, making its structure similar to that of raw starch.

It is also notable for its low sizing temperature and transparency after sizing.

Uses of Oxidized Starch

Oxidized starch, similar to other processed starches, is used as a food additive, functioning as a thickening stabilizer, emulsifier, and glue.

Its primary applications include improving the texture and physical properties of food products. It significantly contributes to enhancing the crispiness of fried food batter due to its low molecular weight. It is also used to improve the taste of snack foods.

As a physical property improver, it is used in sauces and seasoning liquids, adding gloss due to its low viscosity.

category_usa

Propyl Acetate

What Is Propyl Acetate?

Propyl acetate, with the chemical formula CH₃COOCH₂CH₂CH₃, is an organic compound commonly known for its distinctive pear-like aroma. It is naturally abundant in fruits such as apples, bananas, and raspberries. Produced through the esterification of acetic acid and 1-propanol, approximately 30,000 tons of propyl acetate are imported annually (METI 2018).

Uses of Propyl Acetate

Propyl acetate finds applications in food flavoring, perfumes, and industrial solvents. Its characteristic aroma, reminiscent of pears, makes it a popular choice in fragrances. It also serves as a versatile solvent, offering high miscibility with organic solvents.

In industrial settings, propyl acetate acts as a solvent for various plastics, coatings, printing inks, and as an extraction solvent in pharmaceuticals.

Properties of Propyl Acetate

Physical Properties

Propyl acetate is a colorless liquid with a molecular weight of 102.13 and CAS No. 109-60-4. Also known as n-propyl acetate, it is a flammable liquid with a freezing point of -95°C, a melting point of -92°C, and a boiling point of 101.6°C. It has a flash point of 14°C and a vapor pressure of 3,300 Pa (20°C).

Chemically, it is slightly soluble in water (1.6mL/100mL at 16°C) but soluble in alcohols, ethers, hydrocarbons, and esters. It reacts vigorously with strong oxidizers and acids, posing fire and explosion hazards. Hydrolysis in the presence of water yields acetic acid.

Safety and Handling

Propyl acetate is highly flammable and harmful if inhaled, causing drowsiness, dizziness, and irritation to the respiratory tract. It is also a mild skin and eye irritant. Due to its environmental hazards, it should be handled and disposed of with care.

When working with propyl acetate, use explosion-proof equipment in well-ventilated areas away from ignition sources. Protective gear such as gloves, safety glasses, and masks should be worn. Store it in cool, well-ventilated areas away from oxidizers and direct sunlight.

Fire Precautions

In case of fires, use appropriate extinguishing agents such as carbon dioxide, powder fire extinguishers, water spray, and alcohol-resistant foam. Avoid using water directly on fires involving propyl acetate. Wear protective gear due to the potential release of toxic gases.

Laws and Regulations

Propyl acetate is classified as a hazardous and flammable substance under various laws and regulations, including the Industrial Safety and Health Law and the Fire Service Law. It is subject to strict handling and storage requirements to mitigate risks.