Quartzo de alta pureza (HPQ) É uma matéria-prima de quartzo com teor extremamente alto de SiO₂ e baixíssimas impurezas. O teor de SiO₂ necessário geralmente excede 99,99%. Graças à sua excelente estabilidade térmica, baixíssimo coeficiente de expansão térmica e altíssima pureza, o HPQ é amplamente utilizado em semicondutores, energia fotovoltaica, novos displays, comunicações ópticas e produtos de vidro de quartzo de alta qualidade. É frequentemente chamado de "ouro dos materiais de quartzo".
Das telas de celulares às lentes de satélite, e dos veículos de novas energias às naves espaciais, a HPQ desempenha um papel vital. mineral, com uma pureza superior a 99,5%, possui três “superpoderes”:
- Alta resistência ao calor:Seu ponto de fusão é de quase 1750°C, 500°C mais alto que o da lava vulcânica.
- Super isolamento: Uma espessura de 1 cm pode suportar 250.000 volts de alta voltagem.
- Excelente transparência: Sua transmitância excede 99%.
No entanto, a produção de HPQ envolve muito mais do que mineração. Requer múltiplos processos complexos, como britagem, moagem, classificação e purificação. Dentre eles, a moagem é o mais crítico. Equipamentos de moagem adequados não apenas determinam a tamanho da partícula distribuição de pó de quartzo, mas também afeta diretamente os resultados da purificação e o desempenho do material.
Importância da moagem na produção de quartzo de alta pureza
- Controle do tamanho das partículas: HPQ exige rigoroso tamanho da partículaGeralmente é controlado em nível micrométrico ou mesmo submicrométrico. Quanto mais uniforme o tamanho das partículas, mais estável é o desempenho em aplicações ópticas e eletrônicas.
- Remoção de impurezas: Reduzir a contaminação metálica durante a retificação mecânica é um desafio fundamental. Exige materiais especiais resistentes ao desgaste e sistemas fechados.
- Ativação de superfície: A moagem ultrafina aumenta a área superficial específica. Isso cria condições favoráveis para a subsequente lixiviação ácida e purificação por flotação.
Por exemplo, moagem a jato tecnologia Apresenta vantagens únicas no processamento de HPQ. Utiliza fluxo de ar de alta velocidade para acelerar as partículas, fazendo com que colidam e se esfreguem umas nas outras. Este método evita o contato direto entre as peças mecânicas e o material. Como resultado, reduz significativamente as impurezas, tornando-o ideal para a produção de HPQ.
Classificadores de ar também são indispensáveis no processamento de HPQ. Ao controlar com precisão a velocidade e a direção do fluxo de ar, eles separam as partículas de quartzo por tamanho. Partículas superdimensionadas e finos em excesso são removidos. Isso melhora a qualidade e a consistência geral.
Principais cenários de aplicação do quartzo de alta pureza
Fabricação de semicondutores
- Wafers de 12 polegadas requerem cadinhos de quartzo de grau 4N.
- Lentes litográficas exigem vidro de quartzo com bolhas internas menores que 5 μm.
- Em 2024, as linhas de produção da YMTC consumiram mais de 20 toneladas de produtos HPQ por mês.
Novo setor de energia
- A vida útil do cadinho de quartzo determina a eficiência de crescimento da barra de silício em fornos fotovoltaicos.
- Cada 1 GW de capacidade solar requer cerca de 300 conjuntos de componentes de quartzo.
- Fibras de quartzo são usadas como reforço para tanques de armazenamento de hidrogênio.
Militar e aeroespacial
- Compostos de fibra de quartzo reduzem o peso do cone de nariz do míssil em 30%.
- Giroscópios de quartzo via satélite atingem precisão de 0,001°/h.
- As janelas de quartzo do detector de águas profundas suportam uma pressão de água de 100 MPa.
Soluções em pó épico
Com mais de 20 anos de experiência em processamento de pó ultrafino, a Epic Powder desenvolveu sistemas de moagem e classificação eficientes e de baixa contaminação para HPQ:
- Moinho de bolas e linha de classificação: Adequado para produção em massa de pó de quartzo ultrafino. Revestimentos cerâmicos e meios de alta pureza minimizam a contaminação por ferro.
- Moinho a jato: Utiliza fluxo de ar de alta velocidade e colisões de partículas para moagem. Evita a contaminação do metal por desgaste.
- Moinho classificador de ar: Controla com precisão a distribuição do tamanho das partículas, de alguns mícrons a centenas de mícrons.
- Modificação de superfície sistema: Reveste ou modifica o pó de quartzo, melhorando sua compatibilidade e dispersão em resinas e borracha de silicone.
A produção de HPQ não é apenas um desafio na ciência dos materiais. É também um teste abrangente de projeto de equipamentos e controle de processos. Com sistemas de moagem avançados e vasta experiência em engenharia, a Epic Powder oferece soluções eficientes, ecologicamente corretas e confiáveis. Essas inovações apoiam toda a cadeia da indústria de HPQ e ajudam este material estratégico a alcançar aplicações mais amplas.