silikon ialah unsur kedua paling banyak di Bumi, selepas oksigen. Kelimpahan dan kosnya yang rendah menjadikannya salah satu bahan bukan organik yang paling mudah didapati. Dalam perkembangan teknologi kontemporari, nanomaterialization boleh meningkatkan dengan ketara pelbagai sifat silikon. Ini mempunyai potensi luas untuk aplikasi dalam bahan anod berasaskan silikon, sel fotovoltaik, pendaran cahaya, bioperubatan dan bidang lain. Nano-silikon merujuk kepada zarah silikon pada skala nano. Serbuk nano-silikon mempunyai ketulenan tinggi, kecil saiz Zarah, dan pengedaran seragam. Ia juga mempunyai kawasan permukaan yang besar, aktiviti permukaan yang tinggi, dan ketumpatan pukal yang rendah. Produk tidak toksik dan tidak berbau. Pada masa ini, kaedah utama untuk menyediakan serbuk nano-silikon termasuk pengilangan bola mekanikal, kimia pemendapan wap (CVD), dan pemeluwapan penyejatan plasma.
mekanikal Pengilangan Bola Kaedah
Kaedah ini melibatkan putaran mekanikal dan interaksi zarah. Ini menjana tekanan pengisaran mekanikal dan daya ricih. Ia mengisar bahan silikon yang lebih besar menjadi serbuk bersaiz nano. Proses ini biasanya menggunakan pengilangan pasir basah yang digabungkan dengan pengeringan semburan. Alat pengisar ditambah semasa proses mengisar. Prosedur selepas rawatan juga diperlukan. Zarah nano-silikon yang terhasil adalah bersaiz sekitar 100 nm. Ini boleh dikurangkan lagi kepada 75-80 nm. Pakar industri percaya bahawa, sebelum tempoh peningkatan jumlah bahan anod silikon-karbon tiba, mengoptimumkan rantaian proses dan peralatan dalam proses pengilangan bebola akan menjadi kunci. Ini akan membantu mencapai keseimbangan terbaik antara prestasi produk dan kos.
Kaedah Pemendapan Wap Kimia
Pemendapan wap kimia (CVD) menggunakan silane (SiH4) sebagai bahan tindak balas. Ia digunakan untuk menghasilkan serbuk nano-silikon. Bergantung pada sumber tenaga yang digunakan untuk mendorong pirolisis SiH4, CVD boleh dibahagikan kepada pemendapan wap kimia dipertingkatkan plasma (PECVD), pemendapan wap kimia akibat laser (LICVD), dan reaktor katil terbendalir (FBR). Antaranya, PECVD dan LICVD ialah teknologi pengeluaran industri yang paling banyak digunakan untuk serbuk nano-silikon.
Kaedah Pemeluwapan Penyejatan Plasma
Kaedah ini telah digunakan dalam dekad yang lalu untuk menghasilkan serbuk ketulenan tinggi, ultra halus, sfera dan bernilai tambah tinggi. Ia adalah kaedah yang selamat dan berkesan. Sumber haba plasma digunakan untuk menguap bahan mentah menjadi atom gas, molekul, atau ion terion separa. Kemudian, ia cepat terpeluwap menjadi serbuk pepejal. Kaedah ini sesuai untuk menyediakan pelbagai bahan nano logam. Ia juga sesuai untuk bahan nano karbida dan nitrida. Serbuk nano-silikon yang dihasilkan oleh kaedah ini mempunyai ketulenan yang tinggi, saiz zarah yang boleh dikawal, dan kecekapan pengeluaran yang tinggi. Ia adalah teknologi arus perdana yang digunakan oleh pengeluar terkemuka asing. Walau bagaimanapun, pengenalannya di China agak lewat. Penyelidikan dalam bidang ini masih di peringkat awal. Cabaran kekal dalam bidang seperti penyelidikan teori asas dan kajian prestasi zarah nano. Isu berkaitan hasil dan kadar pengeluaran juga kekal. Pengeluaran serbuk nano-silikon berprestasi tinggi masih belum dikawal sepenuhnya secara bebas di China.
Bahan Anod Berasaskan Silikon
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, perkembangan pesat bateri litium telah memberi tumpuan kepada bahan anod silikon. Bahan anod silikon adalah komponen penting untuk bateri litium berketumpatan tenaga tinggi generasi seterusnya. Walau bagaimanapun, silikon mengalami pengembangan isipadu yang ketara semasa lithiation. Pengembangan ini memerlukan pengoptimuman bahan aktif untuk mengekalkan proses pengaloian dan penyahaloian boleh balik. Pengoptimuman ini menghalang pemecahan atau degradasi bahan aktif. Oleh itu, anod silikon penstrukturan nano boleh mencapai kestabilan jangka panjang dalam prestasi. Ini berbeza dengan anod silikon bersaiz mikron tradisional.
Medan Sel Fotovoltaik
Nano-silikon digunakan dalam penghasilan sel fotovoltaik filem nipis berasaskan silikon generasi kedua. Khususnya, ia digunakan dalam sel filem nipis silikon mikrokristalin. Teknologi sel filem nipis berasaskan nano-silikon mempunyai kelebihan unik berbanding teknologi berasaskan silikon generasi kedua yang lain. Walau bagaimanapun, penyediaan nano-silikon dan penggunaannya dalam sel fotovoltaik masih belum matang. Sel fotovoltaik generasi kedua mempunyai bahagian pasaran yang agak rendah. Mereka belum lagi menjadi teknologi arus perdana.
Silikon kristal nano ketulenan tinggi digunakan untuk membuat pes elektronik silikon. Pes ini disalut pada permukaan substrat sel suria. Ia meningkatkan kecekapan penukaran sel suria silikon. Ini telah menjadi hala tuju penting dalam industri solar.
Medan Pencahayaan
Dengan mengawal diameter zarah nano-silikon, pelepasan spektrum penuh daripada cahaya biru ke merah boleh dicapai. Selain itu, electroluminescence terkawal elektro boleh disokong.
Bidang Bioperubatan
Oleh kerana ketoksikan dan biokompatibiliti yang rendah, biobahan berasaskan silikon telah lama memainkan peranan yang amat diperlukan dalam bioperubatan. Sejak tahun 2001, nanopartikel silikon mesoporous telah digunakan dengan bijak sebagai pembawa penghantaran ubat. Bahan nano berasaskan silikon sifar dimensi telah melihat perkembangan yang meluas dalam aplikasi bioperubatan. Sebagai contoh, titik kuantum silikon dengan biokompatibiliti yang baik telah dibangunkan sebagai probe pengimejan biologi baru. Ini diilhamkan oleh sifat photoluminescent titik kuantum semikonduktor yang disebabkan oleh kesan kurungan kuantum.
Aplikasi Lain
Sebagai tambahan kepada aplikasi yang dinyatakan di atas, nano-silikon digunakan untuk menyediakan penerus kuasa tinggi, transistor kuasa tinggi, diod, peranti pensuisan, peranti diskret semikonduktor, peranti kuasa, litar bersepadu dan substrat epitaxial. Ia juga digunakan sebagai bahan mentah untuk salutan suhu tinggi dan bahan tahan api, tahan kakisan dan anti statik. Nano-silikon, apabila dicampur di bawah tekanan tinggi dengan berlian, membentuk bahan komposit silikon karbida-berlian. Ini digunakan untuk alat pemotong. Selain itu, nano-silikon digunakan dalam penyediaan besi tuang silikon tinggi, keluli silikon, dan pelbagai sebatian organosilikon.
Bedak Epik
Penyelesaian pengisaran terkini Serbuk Epik berada di barisan hadapan dalam proses pengeluaran silikon nano. Dengan menyepadukan peralatan berprestasi tinggi seperti kilang bola dan pengelas udara, Epic Powder memastikan ketepatan yang diperlukan untuk menghasilkan nano-silikon dengan taburan saiz zarah yang optimum dan ketulenan. Sama ada untuk digunakan dalam anod bateri litium termaju, sel fotovoltaik atau aplikasi bioperubatan, peralatan pengisaran tersuai Epic Powder boleh membantu memaksimumkan kecekapan pengeluaran sambil meminimumkan penggunaan tenaga. Melalui penyelidikan dan pembangunan berterusan, Epic Powder menyumbang kepada kemajuan global aplikasi nano-silikon. Syarikat itu menawarkan sokongan penting dalam mencapai prestasi terbaik pada harga yang kos efektif.