Yüksek saflıkta, düşük radyoaktif küresel silika tozu üretim teknolojisi

Küresel silikon tozu, mükemmel akışkanlığı ve düşük termal genleşme katsayısı nedeniyle entegre devre paketlemede yaygın olarak kullanılmaktadır. Büyük ölçekli ve ultra büyük ölçekli entegre devre paketleme teknolojisinin gelişmesiyle yarı iletken cihazlarda yumuşak hataları önlemek için radyoaktif elementler elde edilir. Özellikle, uranyum (U) içeriği (kütle oranı) 1×10-9’dan az olan yüksek saflıkta ve düşük radyoaktif küresel silika mikro tozu, son yıllarda bir araştırma sıcak noktası haline gelmiştir.

İlk olarak, ultra ince silikon tozundaki uranyum (U6 +) elementi asidik bulamaç içinde dağıtılır ve daha sonra malzeme seçimini ve saflaştırmayı tamamlamak için onu adsorbe etmek için SiO2 aerojel ve petek seramik kompozit mezogözenekli adsorpsiyon cihazı kullanılır, böylece ultra ince silikon toz Toplam uranyum (U) element içeriği 1×10-9’un altına düşürülür ve son olarak alevle eritme yöntemi ve kirletici olmayan son işleme teknolojisi ile yüksek saflıkta ve düşük radyoaktif küresel silika tozu elde edilir. Mezo gözenekli adsorpsiyon cihazı, adsorpsiyon tamamlandıktan sonra bulamaçtan kolayca ve hızlı bir şekilde ayrılabilir ve geri dönüşüm ve büyük ölçekli amplifikasyon gerçekleştirebilir; ve elde edilen numuneler, yüksek küresellik ve kontrol edilebilir parçacık boyutu dağılımı özelliklerine sahiptir ve aynı zamanda akışkanlık performansı gibi uygulama performansı iyidir.

1. Mikrosilikanın seçimi ve saflaştırılması

İlk adım, uranyum (U) içeren silikon mikro tozu ön işleme tabi tutmaktır.

İkinci adım, mezogözenekli bir adsorpsiyon cihazı hazırlamaktır.

Üçüncü adım, adsorpsiyon ve saflaştırma

Deneyde, saflaştırma için 9.7×10-9 uranyum (U) içeriğine sahip sıradan silikon tozu seçildi. Ultra ince silikon tozunu saflaştırmak için yalnızca deiyonize su kullanılmışsa, malzemedeki uranyum (U) element içeriği sadece 9.7×10-9’dan 9.0×10-9’a düşürülür; ultra ince silikon tozu pH≤4.5’lik bir çözelti ile dağıtıldığında, saflaştırılmış silikon tozundaki uranyum (U) element içeriği 7.3×10-9’a düşürülebilir.

Bununla birlikte, asit bulamacında dağılmış altı değerlikli uranyum elementinin uzaklaştırılamaması nedeniyle, uranyum elementi, çökeltme ve kurutma işlemi sırasında silikon mikro toz parçacıklarının yüzeyinde yeniden adsorbe edilir ve bu da saflaştırma etkisini azaltır. uranyum elementi. Mezogözenekli adsorpsiyon cihazının kullanılmasından sonra, bulamaç içinde dağılan altı değerlikli uranyum (U6+) elementi, Si02 bazlı aerojel tarafından etkili bir şekilde adsorbe edilebilir ve adsorpsiyon sürelerinin artmasıyla kademeli olarak azaltılabilir. Üç saflaştırma ve ayırma deneyinden sonra, uranyum (U) element içeriği 6×10-10’a düşürülebilir. Bu, malzemenin saflığının, yüksek saflıkta ve düşük radyoaktif küresel silika tozunun doğrudan üretimi için gereksinimleri karşılayamadığında, seçici saflaştırma teknolojisi kullanılarak uranyum içeriğinin de azaltılabileceğini göstermektedir. Deneysel sonuçlar ayrıca silikon mikro tozundaki uranyumun asit yıkama ile etkin bir şekilde ayrılabileceğini ve ayrılan uranyumun mezogözenekli adsorpsiyon malzemesi tarafından verimli bir şekilde adsorbe edilebileceğini göstermektedir. Bu proses teknolojisine dayanarak, müteakip toplu üretim gerçekleştirilebilir.

2. Küreselleştirme ve parçacık boyutu dağılımı tasarımı

İlk olarak, sonraki süreçte uranyum (U) elementinin ikincil kirliliğe neden olmak için sonraki süreçte dahil edilmemesini sağlamak için ultra ince silikon tozunun temas edebileceği tüm parçaların yüzeyine zirkonya seramik koruma ekleyin ve ardından Ultra ince silikon tozunu küreselleştirme fırınında, sıcaklık alanı (1800 ~ 2200 ℃), hava akış alanı (taşıyıcı gaz ve oksidan olarak oksijen, gaz olarak doğal gaz, akış oranı oranı) gaz ve oksidan 1.05) ve malzeme akışı (50 ~ 500kg/h) Küreselleşmenin kontrolü yapılır ve ultra ince silikon tozu belirli bir hava basıncı altında 0.1-3 s sıcaklık alanında kalır. Küreselleştirilmiş ürünler, parçacık boyutu sınıflandırmasına ve birleştirmeye tabi tutulur ve ilgili parçacık boyutu dağılımı, farklı paketleme gereksinimlerine göre tasarlanır.

Üretim süreci, yüksek saflıkta ve düşük radyoaktif küresel silika mikro tozunun üretimi için yüksek saflıktaki hammaddelere olan aşırı bağımlılığı belirli bir dereceye kadar azaltır.