Применение, технология обработки и разработка кремниевого порошка
Порошок кремнезема изготавливается из природного кварца (SiO2) или плавленого кварца (аморфный SiO2 после высокотемпературного плавления и охлаждения природного кварца), который измельчается, измельчается в шаровой мельнице (или вибрационной, струйной мельнице), флотации, травильной очистке, воде высокой чистоты. обработка и т. д. Перерабатывается в микропорошок.
Микропорошок кремния — это неметаллический материал, не имеющий запаха, нетоксичный и экологически чистый. Он обладает такими преимуществами, как высокая твердость, низкая теплопроводность, устойчивость к высоким температурам, изоляция и стабильные химические свойства.
По уровню кремниевого порошка его можно разделить на: обычный кремниевый порошок, кремниевый порошок электрического качества, плавленый кремниевый порошок, ультратонкий кремниевый порошок, сферический кремниевый порошок. По назначению его можно разделить на: мелкодисперсный кремниевый порошок для краски и покрытия, тонкий кремниевый порошок для эпоксидного пола, тонкий кремниевый порошок для резины, тонкий кремниевый порошок для герметика, тонкий кремниевый порошок для пластмасс электронного и электрического качества и тонкий кремниевый порошок для прецизионной керамики. В зависимости от производственного процесса его можно разделить на: кристаллический порошок, порошок кристобалита, плавленый порошок и различные активные порошки.
Применение кремниевого порошка
Порошок микрокремнезема в зависимости от его различных классов качества может использоваться в областях производства резины, пластмасс, современных красок, покрытий, огнеупорных материалов, электроизоляции, электронной упаковки, высококачественной керамики, точного литья и т. Д.
Обычный кремниевый порошок в основном используется для заливки эпоксидной смолы, заливочного материала, защитного слоя сварочного стержня, металлического литья, керамики, силиконового каучука, обычной краски, покрытий и других наполнителей в химической промышленности. Электрический кремниевый порошок в основном используется для литья изоляции обычных электроприборов и компонентов, литья изоляции высоковольтных электроприборов, технологического инжекционного материала APG (технология автоматического литья под давлением эпоксидной смолы), заливки эпоксидной смолой и производства высококачественной керамической глазури.
Требования к гранулометрическому составу порошка кремния для электротехники и электроники
| Specification/Mesh | Median particle size D50/μm | Specific surface area/(cm2/g) | Cumulative granularity |
| 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% |
Электронный микропорошок кремния в основном используется для интегральных схем и электронных компонентов, пластиковых упаковочных материалов и упаковочных материалов, литейных материалов из эпоксидной смолы, заливочных материалов и высококачественных красок, покрытий, наполнителей из инженерных пластмасс, клеев, силиконового каучука, прецизионного литья, высококачественного наполнители для керамической глазури и другие химические области. Ежегодный расход эпоксидной формовочной смеси составляет десятки тысяч тонн, а содержание кремнеземного порошка в наполнителе составляет от 70% до 90%.
Содержание SiO2 в сверхмелкозернистом кремниевом порошке высокой чистоты превышает 99,9%, и он обладает такими характеристиками, как малый размер частиц, большая удельная поверхность, высокая химическая чистота и хорошая заполняющая способность. В основном используется для крупномасштабных и сверхбольших интегральных схем, пластиковых формовочных смесей, формовочных смесей электронных компонентов, эпоксидных заливочных смесей, высококачественных покрытий, красок, инженерных пластмасс, клеев, силиконового каучука, точного литья, современной керамики и химикатов поле.
Сферический кремниевый порошок имеет высокую скорость заполнения, и чем меньше коэффициент расширения, тем ниже теплопроводность; пластиковый упаковочный компаунд имеет наименьшую концентрацию напряжений и наибольшую прочность; коэффициент трения мал, а износ пресс-формы небольшой. В основном используется в электронных пластиковых упаковочных материалах, покрытиях, эпоксидных полах, силиконовой резине и других областях.
Чтобы лучше сплавить неметаллические минеральные наполнители с высокомолекулярными полимерами, неметаллические минералы должны быть измельчены, очищены и модифицированы. Вообще говоря, чем меньше размер частиц наполнителя и чем более однородна дисперсия, тем лучше механические свойства продукта.
Тонкое измельчение кремниевого порошка
Использование природных кварцевых минералов в качестве сырья для получения ультратонкого порошка не только для удовлетворения рыночного спроса, но и для лучшего снижения содержания вредных примесей в порошке. Природный минерал кварц содержит большое количество включений и трещин. Использование технологии сверхтонкого измельчения позволяет значительно снизить количество трещин и дефектов. В сочетании с процессом очистки можно лучше снизить содержание вредных примесей. Приготовление кристаллического порошка, порошка кристобалита, порошка плавления и различных активных порошков требует процесса измельчения и классификации.
Выбор оборудования для сверхтонкого измельчения и сверхтонкого измельчения напрямую влияет на выход, качество и форму частиц порошка в конечном продукте. В настоящее время комбинация единиц ультратонкого помола и ультратонкого измельчения включает в себя: шаровую мельницу плюс сортировку, эксцентриковую вибрационную мельницу плюс сортировку и вибрационную мельницу плюс сортировку.
Замкнутый процесс производства кремниевого порошка, классифицируемый шаровой мельницей
Характеристики производственной линии классификации шаровых мельниц: большая производительность, простота эксплуатации оборудования, низкие затраты на техническое обслуживание, гибкий выбор мелющих тел и футеровок, низкий уровень загрязнения для обработки материалов высокой чистоты, надежная работа оборудования в целом и стабильный продукт. качественный. Нанесение кремниевого порошка позволяет получить продукт с высокой белизной, хорошим блеском и стабильным показателем качества. Производство ультратонкого кремниевого порошка высокой чистоты получают путем дальнейшего сверхтонкого измельчения или измельчения и классификации на основе подготовки песка высокой чистоты.
Модификация поверхности кремниевого порошка
Эффект силанового связующего агента, нанесенного на модификацию поверхности кремниевого порошка, очень идеален. Он может преобразовывать гидрофильность порошка диоксида кремния в органически-фильную поверхность, а также может улучшать смачиваемость органических полимерных материалов по отношению к его порошку и заставлять порошок диоксида кремния и органические полимерные материалы реализовывать прочную ковалентную связь через функциональные группы. .
Эффект от применения силанового связующего агента зависит от выбранного типа, дозировки, условий гидролиза, характеристик субстрата, случаев применения, методов и условий органических полимерных материалов.
Сферизация порошка кремнезема
В настоящее время 97% упаковочных материалов для интегральных схем (IC) используют эпоксидный формовочный компаунд (EMC), а в составе EMC микропорошок кремния является наиболее используемым, составляя от 70% до 90% массы эпоксидного формовочного компаунда. По сравнению с угловым микропорошком кремния кольцевой микропорошок кремния имеет более высокую скорость заполнения, меньший коэффициент теплового расширения, более низкую теплопроводность, меньшую концентрацию напряжений, более высокую прочность и лучшие характеристики производимых микроэлектронных устройств. Таким образом, помимо высокочистых и ультратонких частиц, сфероидизация частиц также стала одним из направлений развития микропорошков кремния.
Современные методы получения сферического порошка кремния можно разделить на физические и химические. К физическим методам относятся: метод обжига в пламени, метод распыления при высокотемпературном плавлении, метод самораспространяющегося низкотемпературного горения, плазменный метод и сфероидизация при высокотемпературном обжиге. К химическим методам относятся: метод газовой фазы, метод гидротермального синтеза, метод золь-гель, метод осаждения, метод микроэмульсии и т. Д. В химических методах из-за серьезной агломерации частиц большая удельная поверхность продукта и большой показатель маслопоглощения, его трудно смешивать с эпоксидной смолой, когда залито большое количество. Таким образом, в настоящее время промышленность в основном использует физические методы.
Обзор развития индустрии кремниевого порошка
Производство кремниевого порошка — это капиталоемкая, технологическая и ресурсоемкая отрасль. С развитием высокотехнологичных производств кремниевые микропорошки стали применяться все шире и шире. Мировой спрос на порошок сверхчистого кремния высокой чистоты будет быстро расти по мере развития индустрии микросхем. По оценкам, мировой спрос на него в ближайшие 10 лет вырастет на 20%. Ультратонкий кремниевый порошок высокой чистоты стал горячей точкой для развития отрасли, сферический кремниевый порошок стал направлением развития отрасли, а технология модификации поверхности была усилена.
Источник статьи: China Powder Network