Aplicação, tecnologia de processamento e desenvolvimento de pó de silício
O pó de sílica é feito de quartzo natural (SiO2) ou quartzo fundido (SiO2 amorfo após fusão a alta temperatura e resfriamento do quartzo natural), que é triturado, moído por bolas (ou vibração, moinho a jato), flotação, purificação de decapagem, água de alta pureza tratamento, etc. Processado em micro pó.
O micropó de silício é um material não metálico, inodoro, não tóxico e não poluente. Tem as vantagens de alta dureza, baixa condutividade térmica, resistência a altas temperaturas, isolamento e propriedades químicas estáveis.
De acordo com o nível de pó de silício, ele pode ser dividido em: pó de silício comum, pó de silício de grau elétrico, pó de silício fundido, pó de silício ultrafino, pó de silício esférico. De acordo com a finalidade, pode ser dividido em: pó fino de silício para pintura e revestimento, pó fino de silício para piso de epóxi, pó fino de silício para borracha, pó fino de silício para selante, pó fino de silício para plásticos eletrônicos e elétricos e finos pó de silício para cerâmicas de precisão. De acordo com o processo de produção, pode ser dividido em: pó cristalino, pó de cristobalita, pó fundido e vários pós ativos.
Aplicação de pó de silício
De acordo com seus diferentes graus de qualidade, o pó de microssílica pode ser usado nos campos de produção de borracha, plásticos, tintas avançadas, revestimentos, materiais refratários, isolamento elétrico, embalagens eletrônicas, cerâmicas de alta qualidade, fundição de precisão, etc.
O pó de silício comum é usado principalmente para tinta de fundição de resina epóxi, material de encapsulamento, camada protetora de haste de soldagem, fundição de metal, cerâmica, borracha de silicone, tinta comum, revestimento e outros enchimentos da indústria química. O pó de silício de grau elétrico é usado principalmente para fundição de isolamento de aparelhos e componentes elétricos comuns, fundição de isolamento de aparelhos elétricos de alta tensão, APG (tecnologia de moldagem de gel de pressão de resina epóxi automática), processo de injeção de material, envasamento de epóxi e indústrias de esmalte cerâmico de ponta.
Requisitos de distribuição de tamanho de partícula de pó de silício de grau elétrico e eletrônico
| Especificação / Malha | Tamanho médio de partícula D50 / μm | Área de superfície específica /(cm2/g) | Granularidade cumulativa |
| 300 | 21,00 ~ 25,00 | 1700~2100 | ≤50μm≥75% |
| 400 | 16,00~20,00 | 2100~2400 | ≤39μm≥75% |
| 600 | 11,00~15,00 | 2400~3000 | ≤25μm≥75% |
| 1000 | 8,00~10,00 | 3000~4000 | ≤10μm≥65% |
O micropó de silício de grau eletrônico é usado principalmente para circuitos integrados e componentes eletrônicos, materiais de embalagem de plástico e materiais de embalagem, materiais de fundição de resina epóxi, materiais de encapsulamento e tintas de alto grau, revestimentos, enchimentos de plásticos de engenharia, adesivos, borracha de silicone, fundição de precisão, alto grau enchimentos de esmalte cerâmico e outros campos químicos. O consumo anual de composto para moldagem epóxi é de dezenas de milhares de toneladas, e o teor de pó de sílica no enchimento é de 70% a 90%.
O teor de SiO2 do pó de silício ultrafino de alta pureza é superior a 99,9% e tem as características de tamanho de partícula pequeno, grande área de superfície específica, alta pureza química e boa capacidade de enchimento. Usado principalmente para compostos de moldagem de plástico de circuito integrado de grande e ultra-grande escala, composto de moldagem de componentes eletrônicos, composto de envasamento de epóxi fundido, revestimentos de alto grau, tintas, plásticos de engenharia, adesivos, borracha de silicone, fundição de precisão, cerâmicas e produtos químicos avançados campo.
O pó de silício esférico tem uma alta taxa de enchimento e quanto menor o coeficiente de expansão, menor a condutividade térmica; o composto de embalagem de plástico tem a menor concentração de tensão e a maior resistência; o coeficiente de atrito é pequeno e o desgaste do molde é pequeno. Usado principalmente em materiais para embalagens plásticas eletrônicas, revestimentos, pisos de epóxi, borracha de silicone e outros campos.
A fim de melhor fundir cargas minerais não metálicas com polímeros de alto peso molecular, minerais não metálicos devem ser triturados, purificados e modificados. De um modo geral, quanto menor for o tamanho das partículas da carga e mais uniforme a dispersão, melhores serão as propriedades mecânicas do produto.
Moagem superfina de pó de silício
O uso de minerais de quartzo naturais como matéria-prima para preparar pó ultrafino não é apenas para atender à demanda do mercado, mas também para reduzir melhor o teor de impurezas prejudiciais no pó. O mineral de quartzo natural contém um grande número de inclusões e rachaduras. O uso de tecnologia de britagem ultrafina pode reduzir muito o número de rachaduras e defeitos. Combinado com o processo de purificação, o conteúdo de impurezas prejudiciais pode ser melhor reduzido. A preparação de pó cristalino, pó de cristobalita, pó de fusão e vários pós ativos requer um processo de moagem e classificação.
A escolha de moagem ultrafina e equipamento ultrafino afetará diretamente a saída, a qualidade e a forma das partículas de pó do produto final. Atualmente, as combinações de unidades de moagem ultrafina e equipamento de moagem ultrafina incluem: moinho de bolas mais classificação, moinho de vibração excêntrica mais classificação e moinho de vibração mais classificação.
Processo de produção de circuito fechado de pó de silício classificado para moinho de bolas
As características da linha de produção de classificação de moinho de bolas: grande produção, operação de equipamento simples, baixos custos de manutenção, seleção flexível de meios de moagem e revestimentos, baixa poluição para o processamento de materiais de alta pureza, operação geral confiável do equipamento e produto estável qualidade. A aplicação de pó de silício pode tornar o produto alto em alvura, bom brilho e índice de qualidade estável. A produção de pó de silício ultrafino de alta pureza é obtida por pulverização ou moagem ultrafina adicional e classificação com base na preparação de areia de alta pureza.
Modificação da superfície do pó de silício
O efeito do agente de acoplamento de silano aplicado à modificação da superfície do pó de silício é muito ideal. Ele pode transformar a hidrofilicidade do pó de sílica em uma superfície orgânica-fílica e também pode melhorar a molhabilidade de materiais poliméricos orgânicos em seu pó e fazer com que o pó de sílica e os materiais poliméricos orgânicos realizem uma forte interface de ligação covalente por meio de grupos funcionais. .
O efeito da aplicação do agente de acoplamento de silano está relacionado ao tipo selecionado, dosagem, condição de hidrólise, características do substrato, ocasiões de aplicação, métodos e condições dos materiais poliméricos orgânicos.
Esfericalização do pó de sílica
Atualmente, 97% dos materiais de embalagem de circuito integrado (IC) usam composto de moldagem epóxi (EMC) e, na composição do EMC, o micropó de silício é o mais utilizado, respondendo por 70% a 90% da massa do composto de moldagem epóxi. Comparado com o micropó de silício angular, o micropó de silício anular tem uma taxa de enchimento mais alta, um menor coeficiente de expansão térmica, menor condutividade térmica, menos concentração de tensão, maior resistência e melhor desempenho dos dispositivos microeletrônicos produzidos. Portanto, além de partículas de alta pureza e ultrafinas, a esferoidização de partículas também se tornou uma das tendências de desenvolvimento de micropós de silício.
Os métodos atuais para preparar pó de silício esférico podem ser divididos em métodos físicos e métodos químicos. Os métodos físicos são: método de bola de fogo, método de spray de fusão em alta temperatura, método de combustão em baixa temperatura de autopropagação, método de plasma e esferoidização por calcinação em alta temperatura. Os métodos químicos incluem: método de fase gasosa, método de síntese hidrotérmica, método sol-gel, método de precipitação, método de microemulsão, etc. Em métodos químicos, devido à grave aglomeração de partículas, a maior área de superfície específica do produto e o grande valor de absorção de óleo, é difícil misturar com resina epóxi quando uma grande quantidade é preenchida. Portanto, a indústria atual adota principalmente métodos físicos.
Visão geral do desenvolvimento da indústria de pó de silício
A indústria de pó de silício é uma indústria intensiva em capital, tecnologia e recursos. Com o desenvolvimento das indústrias de alta tecnologia, os micropós de silício tornaram-se mais amplamente usados e cada vez mais usados. A demanda mundial por pó de silício ultra puro de alta pureza se desenvolverá rapidamente com o desenvolvimento da indústria de IC. Estima-se que a demanda mundial por ele aumentará a uma taxa de 20% nos próximos 10 anos. O pó de silício ultrafino e de alta pureza se tornou um ponto importante para o desenvolvimento da indústria, o pó de silício esférico se tornou a direção de desenvolvimento da indústria e a tecnologia de modificação de superfície foi intensificada.
Fonte do artigo: China Powder Network