Sphärisches Siliziumpulver hat eine hohe Reinheit und sehr feine Partikel. Es hat gute dielektrische Eigenschaften und Wärmeleitfähigkeit. Es hat auch einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten. Es wird häufig in Verpackungen, der Luft- und Raumfahrt, Beschichtungen, Medizin und Kosmetik verwendet. Es ist ein unersetzlicher Füllstoff.
Es gibt zwei Methoden zur Herstellung von sphärischem Silizium-Mikropulver: physikalische und chemische. Die wichtigsten Methoden sind: Flammenzersetzung, Deflagration, Hochtemperatur-Schmelzsprühen, Plasmazersetzung und selbstpropagierende Niedertemperaturverbrennung. Zu den chemischen Methoden zählen: Gasphasen-, Flüssigphasen- (Sol-Gel-, Fällungs-, Mikroemulsions-) und chemische Synthese.
Bei der Herstellung von sphärischem Siliziummikropulver ist die strenge Kontrolle jedes einzelnen Schritts entscheidend. Sie stellt sicher, dass das Produkt den Qualitätsstandards entspricht.
Kontrollfaktoren für sphärisches Siliciumdioxidpulver als Rohstoff
Der Hauptrohstoff für sphärisches Siliciumdioxidpulver ist kantig geschmolzenes oder kristallines Siliciumdioxidpulver.
Stabilität der Rohstoffe
Die besten Rohstoffe zur Herstellung von sphärischem Silizium-Mikropulver sind eckiges Silizium-Mikropulver. Es muss aus derselben Erzader und demselben Produktionsprozess stammen. Dadurch kann die Einheitlichkeit der Rohstoffe maximiert werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass Produkte mit hohen Sphäroidisierungsraten hergestellt werden können. Dabei bleiben Faktoren wie Sphäroidisierungstemperatur, Gaszufuhr, Zufuhrmenge, Druck und Durchflussrate unverändert.
Die physikalischen und chemischen Indikatoren der Rohstoffe sollten innerhalb eines bestimmten Bereichs kontrolliert werden
Wenn die physikalischen und chemischen Parameter der Rohstoffe zu stark schwanken, wirkt sich dies nicht nur auf die Sphäroidisierungstemperatur aus, sondern beeinflusst auch die Dispersion der Kugeln.
Rohstoffpartikelgröße und Partikelgrößenverteilung
Unterschiedliche Partikelgrößen haben unterschiedliche Heizbereiche und unterschiedliche Passivierungstemperaturen nach dem Erhitzen. Die Passivierungstemperatur großer Partikel ist höher als die kleiner Partikel. Daher ist die Sphäroidisierungsrate von kugelförmigem Siliciumdioxidpulver mit breiter Verteilung, außer bei späterer Compoundierung, niedriger als die von kugelförmigem Siliciumdioxidpulver mit enger Verteilung. Aus diesem Grund wird zur Herstellung von kugelförmigem Siliciumdioxidpulver eckiges Siliciumdioxidpulver mit enger Verteilung verwendet.
Rohstoffpartikeldispersion
Bei der Verarbeitung von kantigem Silikapulver, insbesondere ultrafeinem, kommt es aufgrund der erhöhten Oberflächenenergie häufig zu sekundärer Agglomeration. Wenn wir diese Masse nicht aufbrechen können, verbinden sich während der Sphäroidisierung zwei oder mehr Partikel. Dies beeinträchtigt die Leistung des sphärischen Pulvers.
Feuchtigkeitsgehalt der Rohstoffe
Wenn das eckige Silizium-Mikropulver, aus dem kugelförmiges Silizium-Mikropulver hergestellt wird, nicht geschützt wird, nimmt es Feuchtigkeit auf. Dies kann auch durch hohe Luftfeuchtigkeit oder längere Einwirkung verursacht werden. Die entstehenden Agglomerate verringern die Sphäroidisierung des kugelförmigen Silizium-Mikropulvers.
Die radioaktiven Elemente in den Rohstoffen sollten gering sein
Für die Rohstoffe zur Herstellung von strahlungsarmem, kugelförmigem Silizium-Mikropulver müssen die Gehalte an radioaktiven Elementen (wie Uran und Thorium) sehr gering sein. Dadurch wird sichergestellt, dass die Produkte die Anforderungen an geringe Strahlung erfüllen. Dies erfordert die Suche nach strahlungsarmen Mineralvorkommen im Rohgestein. Solche Vorkommen werden derzeit nur selten entdeckt. Sobald sie entdeckt sind, werden sie monopolisiert, und andere Unternehmen unterliegen starken Beschränkungen. Einige Forscher haben bereits an Methoden zur Reduzierung des Urangehalts in Silizium-Mikropulver geforscht und dabei gewisse Erfolge erzielt.
Anforderungen an kugelförmiges Siliziumpulver für Gas
Das verwendete Gas sollte einen hohen Heizwert haben. Das sphärische Siliziumpulver, insbesondere das bei hohen Temperaturen gebrannte, hat eine Sphäroidisierungstemperatur von 1700–2500 °C. Das Gas muss also einen hohen Heizwert haben, um die gewünschte Temperatur zu erreichen.
Das verwendete Gas muss sehr rein sein. Beim Verbrennen von unreinem Gas bleibt eine kleine Menge Feststoff im Pulver zurück, was dessen Leistung beeinträchtigt.
Mischmischung aus sphärischem Siliziumpulver
Um die Sphäroidisierungsrate von kugelförmigem Siliziummikropulver zu verbessern, produzieren die Hersteller es zunächst mit einer engen (einzelnen) Größenverteilung. Die enge Verteilung von kugelförmigem Siliziummikropulver verhindert eine kompakte Packung. Es erfüllt nicht die hohen Füllanforderungen der Kunden. Es kann seine hervorragende Leistung nicht maximieren. Um die Füllrate zu verbessern, mischen Sie Siliziummikropulverprodukte mit unterschiedlichen Partikelgrößen. Dadurch entsteht eine breite (mehrere) Verteilung. Dadurch wird eine hohe Füllung erreicht. Dadurch wird die Ölaufnahme des Siliziummikropulvers verringert. Dadurch wird seine Fließfähigkeit verbessert.
Oberflächenmodifizierung von sphärischem Silicapulver
Es gibt zwei Links in der Oberflächenmodifizierung von kugelförmigem Silizium-Mikropulver. Eine Möglichkeit besteht darin, die agglomerierten Partikel des Silizium-Mikropulvers zu dispergieren. Dies gilt insbesondere für ultrafeines, eckiges Silizium-Mikropulver. Führen Sie zunächst eine Oberflächenaktivierungsbehandlung durch, um die Partikel zu dispergieren. Dann formen Sie sie zu Kugeln. Das Oberflächendispergiermittel muss bei hohen Temperaturen vollständig verflüchtigt werden. Andernfalls kommt es zu Kohlenstoffablagerungen im kugelförmigen Silizium-Mikropulver, was die Produktqualität beeinträchtigt.
Die zweite Möglichkeit ist die späte Modifikation von sphärischem Siliziummikropulver. Siliziummikropulver ist ein anorganischer Füllstoff, der mit organischem Harz vermischt wird. Es ist schlecht verträglich und lässt sich nur schwer dispergieren. Dies verringert die Hitze- und Feuchtigkeitsbeständigkeit von Materialien wie Schaltkreisverpackungen und Substraten. Dies wirkt sich wiederum auf die Zuverlässigkeit und Stabilität des Produkts aus. Um die Bindung von Siliziummikropulver mit organischen Polymeren zu verbessern, müssen wir die Oberfläche des Siliziums modifizieren. Dadurch wird seine Leistung in Anwendungen verbessert.