硅微粉,这一经过天然石英或熔融石英多道工艺精细加工而成的微粉,因其出色的耐温性、耐酸碱腐蚀特性,以及导热性差、高绝缘、低膨胀、硬度大等优异性能,在电工、电子、橡胶等多个行业中发挥着不可或缺的作用。随着硅微粉行业的持续发展与下游应用领域的不断拓展,高纯超细硅微粉已然成为行业瞩目的焦点。
011. 高纯超细硅微粉简介
高纯超细硅微粉,经过特殊工艺加工,具备高纯度与超细特性。其不仅在耐温性、耐酸碱腐蚀性上表现出色,更拥有优异的导热性、绝缘性、低膨胀率及高硬度。在电工、电子、橡胶等多个领域,高纯超细硅微粉都发挥着至关重要的作用,成为行业发展的关键推动力。
1.1 ▲ 硅微粉的分类
硅微粉的分类方式多样,根据其用途,可划分为普通硅微粉(PG)、电工级硅微粉(DG)和电子级硅微粉(JG)。同时,依据颗粒形态,硅微粉又可分为角形和球形两种。此外,以石英矿或硅石为原料直接粉磨得到的称为结晶硅微粉,而以熔融石英为原料粉磨得到的则称为熔融硅微粉(RG)。经过有机表面改性后的硅微粉,会相应地加上“活性”后缀,如普通活性硅微粉(PGH)、电工级活性硅微粉(DGH)等,以满足不同领域的需求。
1.2 ▲ 高纯超细硅微粉的行业热点地位
近年来,高纯超细硅微粉逐渐成为行业发展的焦点。这类硅微粉的SiO2含量通常超过99.9%,在IC集成电路和石英玻璃等多个领域发挥着关键作用。其高档产品更是广泛应用于大规模及超大规模集成电路、光纤、激光、航天、军事等领域,成为高新技术产业不可或缺的重要材料。因此,高纯超细硅微粉不仅在工业领域具有广泛的应用前景,更被视为一项战略资源,受到全球发达国家的重点关注和战略布局。
022. 高纯超细硅微粉的广泛应用
高纯超细硅微粉在多个领域发挥着关键作用。
它被广泛应用于大规模及超大规模集成电路的塑封料、电子元器件的塑封料、环氧浇注料及灌封料中,同时也在高档涂料、油漆、工程塑料、粘合剂、硅橡胶等领域占据一席之地。此外,它还在精密铸造、高级陶瓷和化工领域发挥着不可或缺的作用。
纳米级硅微粉的应用也相当广泛,涵盖微电子封装材料、高分子复合材料、高档塑料、橡胶、油漆、涂料、油墨、陶瓷、粘合剂、玻璃钢、药物载体以及抗菌剂材料等多个领域。
球形硅微粉则主要用于电子塑封料、涂料、环氧地坪和硅橡胶等领域。其独特的物理性质使得它在这些领域中发挥着独特的作用。
高纯超细硅微粉在塑料中的应用可以显著提高塑料的抗弯和抗压强度,同时增强其承载能力。在橡胶制品中,它可以替代炭黑,改善橡胶的延伸率、拉撕裂强度和抗老化性能。作为涂料添加剂,它能够显著提升涂料的耐磨特性并增强其着色能力。
033. 高纯超细硅微粉的生产工艺
3.1 ▲ 高纯超细硅微粉主要原料的选择
高纯超细硅微粉的制备方法主要分为化学合成法和天然矿物提纯法。经过长期研究,化学合成法因成本高和产量低而难以满足市场需求。相比之下,采用天然石英矿物作为原料,不仅更经济实惠,还能有效降低产品中的有害杂质含量。
在生产过程中,常用的原料包括脉石英、石英岩、熔融石英以及复合型原料。原料的选择对生产工艺、成本及最终产品质量具有决定性影响。例如,在生产结晶型硅微粉时,通常会选择纯度较高的脉石英(SiO2含量通常达到99.9%以上),而忽视了一些表面污染但易于通过普通化学方法清除的石英岩和石英砾岩等矿物。实际上,我国某些地区的石英岩和石英砾岩质地同样非常纯净,是加工高纯超细硅微粉的理想原料,且它们的硬度略低于脉石英,更易于加工。
3.2 ▲ 高纯超细硅微粉的生产工艺
硅微粉的生产工艺会因原矿特性、矿石工艺矿物学以及用户对产品质量的不同需求而有所差异。然而,高纯超细硅微粉的生产,则是在制备出高纯砂的基础上,通过进一步的超细粉碎或研磨分级工艺来获得。
在生产高纯超细硅微粉的过程中,选择适当的加工设备,特别是超细研磨和超细分级设备,至关重要。这些设备的选择将直接决定最终产品的产量、质量以及粉体颗粒的形态。当前,国内常用的超细研磨和超细分级设备组合包括球磨加分级、偏心振动磨加分级以及振动磨加分级三种类型。
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