Ứng dụng và thị trường của bột silicon

Bột vi hạt silic là một loại bột silica không độc, không mùi và không gây ô nhiễm được xử lý bằng cách nghiền, phân loại chính xác, loại bỏ tạp chất, hình cầu hóa ở nhiệt độ cao và các quá trình khác làm nguyên liệu thô của thạch anh kết tinh, thạch anh nung chảy, v.v. Nó là một chất vô cơ vật liệu phi kim loại với các đặc tính tuyệt vời như chịu nhiệt cao, cách nhiệt cao, hệ số giãn nở tuyến tính thấp và dẫn nhiệt tốt.

Phân loại và các loại bột silica

Độ tinh khiết (%) theo cách sử dụng và w (SiO₂): bột silicon thông thường (> 99%), bột silicon cấp điện (> 99. 6%), bột silicon cấp điện tử (> 99.7%), bột silicon bán dẫn ( > 99,9%) v.v.

Theo thành phần hóa học: bột silic SiO₂ nguyên chất, bột silic hỗn hợp với thành phần chính là SiO₂ , v.v.

Theo hình dạng hạt: bột silicon góc, bột silicon hình cầu, v.v.

Ngoài ra, còn có các phân loại dựa trên kích thước hạt, hoạt động bề mặt, v.v.

• Bột silicon dạng góc

Theo loại nguyên liệu, nó có thể được chia nhỏ thành bột silic kết tinh và bột silic nung chảy.

Bột silic kết tinh là vật liệu bột silic được làm từ khối thạch anh, cát thạch anh, v.v., được xử lý qua quá trình nghiền, phân loại chính xác và loại bỏ tạp chất. Nó cải thiện hệ số giãn nở tuyến tính và các đặc tính điện của các lớp mạ đồng và nhựa epoxy. Hiệu suất của vật liệu đóng gói và các sản phẩm khác.

Bột silica nung chảy được làm từ silica nung chảy, thủy tinh, v.v. làm nguyên liệu thô và được thực hiện thông qua quá trình nghiền, phân loại chính xác và loại bỏ tạp chất, và hiệu suất của nó được cải thiện rất nhiều so với bột silica kết tinh.

• Bột silica hình cầu

Sử dụng vi hạt silicon góc đã chọn làm nguyên liệu thô, nó được chế biến thành vật liệu bột silica hình cầu bằng phương pháp ngọn lửa và các quy trình khác. Nó có các đặc tính tuyệt vời như tính lưu động tốt, ứng suất thấp, diện tích bề mặt riêng nhỏ và mật độ khối cao.

So với bột silicon hình cầu, quy trình sản xuất bột silicon dạng góc tương đối đơn giản, lĩnh vực ứng dụng tương đối thấp nên giá trị tương đối thấp; còn bột silicon hình cầu có độ dẻo tốt hơn nên có thể dùng làm chất độn để tỷ lệ lấp đầy và độ đồng đều cao hơn, giá thành Tương đối cao nên giá thành gấp 3 đến 5 lần bột silicon dạng góc.

Bột silicon hình cầu được phân loại theo kích thước hạt của nó và có thể được chia thành ba loại: bột silicon hình cầu micromet (1-100μm), bột silicon hình cầu submicron (0,1-1,0μm) và bột silicon hình cầu nano (1-100nm).

Với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp thông tin điện tử toàn cầu và sự cải tiến liên tục của 4G, 5G và các công nghệ khác, các yêu cầu kỹ thuật cao hơn đã được đặt ra đối với sự nhẹ, mỏng và ngắn của các sản phẩm điện tử, hiệu suất đóng gói của chip và bo mạch của nhà mạng. để mang chip. Máy vi hạt silicon hình cầu cũng đang tiến tới Phát triển theo hướng kích thước hạt nhỏ và hiệu suất tuyệt vời. Bột silica hình cầu Submicron có ưu điểm là kích thước hạt nhỏ, phân bố cỡ hạt thích hợp, độ tinh khiết cao, bề mặt mịn và không kết tụ giữa các hạt, điều này có thể bù đắp những thiếu sót của bột silica hình cầu micromet.

Các phương pháp điều chế bột silic hình cầu submicron: phương pháp pha khí, phương pháp tổng hợp hóa học, phương pháp ngọn lửa, phương pháp đốt tự lan tỏa nhiệt độ thấp, phương pháp VMC … …

Phương pháp pha khí: Sản phẩm pha chế có hàm lượng tạp chất như HCI cao và pH thấp. Nó không thể được sử dụng làm vật liệu chính trong các sản phẩm điện tử. Nó chỉ có thể được thêm vào một lượng nhỏ để điều chỉnh độ nhớt và tăng cường độ. Ngoài ra, nguyên vật liệu đắt, yêu cầu thiết bị cao, công nghệ tương đối cao. phức tạp.

Tổng hợp hóa học: Bột silicon hình cầu kích thước dưới micromet được chuẩn bị thường có mật độ thấp và thường chứa nhiều lỗ rỗng hơn, dẫn đến diện tích bề mặt riêng lớn. Đồng thời, quy trình sản xuất không thân thiện với môi trường.

Phương pháp ngọn lửa: Nguyên liệu được sử dụng là chất hữu cơ nguồn silic. Các yêu cầu thiết kế an toàn của hệ thống cấp liệu khắt khe hơn và giá nguyên liệu cao hơn, điều này thường dẫn đến chi phí sản xuất cao hơn.

Phương pháp đốt nhiệt độ thấp tự lan truyền: chưa đạt được sản xuất công nghiệp quy mô lớn, và liệu nó có thể được công nghiệp hóa hay không thì cần phải xác minh thêm.

Phương pháp VMC: Bột silica hình cầu siêu nhỏ được điều chế từ silic kim loại có đặc điểm là bề mặt nhẵn và hàm lượng vô định hình cao. Tuy nhiên, nguyên liệu thô kim loại silicon được sử dụng dễ bị bay hơi bụi và có nguy cơ mất an toàn cao hơn trong quá trình sản xuất.

Tổng quan về ứng dụng và thị trường của bột silicon

Là một chất độn chức năng, các sản phẩm bột silica có các đặc tính vật lý và hóa học độc đáo như khả năng chịu nhiệt cao, cách nhiệt cao, hệ số giãn nở tuyến tính thấp và dẫn nhiệt tốt. Chúng có thể được sử dụng rộng rãi trong các lớp mạ đồng, vật liệu bao bì nhựa epoxy, vật liệu cách điện, chất kết dính, Gốm sứ, chất phủ, hóa chất tốt, vật liệu xây dựng tiên tiến và các lĩnh vực khác đã thâm nhập sâu vào điện tử tiêu dùng, thiết bị gia dụng, truyền thông di động, công nghiệp ô tô, công nghiệp hàng không vũ trụ, quốc phòng và quân sự, năng lượng gió và các ngành công nghiệp khác. Triển vọng phát triển tốt của ngành ứng dụng hạ nguồn cung cấp một sự đảm bảo tốt cho không gian tăng trưởng thị trường của ngành bột silicon.

• Đồng đá phiến

Tấm phủ đồng là vật liệu cơ bản điện tử được làm bằng cách tẩm vải sợi thủy tinh hoặc các vật liệu gia cường khác với ma trận nhựa, một hoặc cả hai mặt bằng lá đồng và ép nóng. Cần có chất độn giữa vật liệu cơ bản và vật liệu gia cố. Nhằm nâng cao khả năng chịu nhiệt và độ tin cậy của bảng mạch in (bảng PCB).

Bột vi hạt silicon có hiệu suất tuyệt vời trong việc giảm hệ số giãn nở tuyến tính, giảm tính chất điện môi, cải thiện độ dẫn nhiệt và cách điện cao. Thêm vi hạt silicon có thể cải thiện các tính chất vật lý của bảng mạch in như hệ số giãn nở tuyến tính và độ dẫn nhiệt, do đó cải thiện hiệu quả hiệu suất của các sản phẩm điện tử. Độ bền và tản nhiệt; và bởi vì bột silicon có đặc tính điện môi tốt, nó có thể cải thiện chất lượng truyền tín hiệu.

Hiện tại, tỷ lệ lấp đầy của nhựa trong thực tế công nghiệp là khoảng 50%, và tỷ lệ lấp đầy của bột silicon trong nhựa nói chung là 30%, tức là tỷ lệ trọng lượng của bột silicon trong tấm phủ đồng có thể đạt 15%.

Tấm phủ đồng là một vật liệu điện tử cơ bản, và PCB là vật liệu hỗ trợ chính cho các thành phần mạch và thiết bị trong các sản phẩm điện tử, và nó là ngành công nghiệp hạ nguồn chính của tấm phủ đồng. Hiện tại, giá trị sản lượng PCB ở châu Á đã chiếm hơn 90% tổng giá trị của thế giới, và giá trị sản lượng PCB của Trung Quốc chiếm hơn 50%.

• Hợp chất đúc Epoxy

Hợp chất đúc Epoxy là vật liệu chủ yếu dùng để bọc chip trong các sản phẩm điện tử. Tỷ lệ điền đầy của vi bột silicon trong hợp chất đúc epoxy là từ 70% đến 90%. Lấy tỷ lệ lấp đầy trung bình là 80% để tính toán, công suất thị trường của vi hạt silic trong ngành sản xuất hợp chất đúc epoxy trong nước là 80.000 tấn.

Các mạch tích hợp hiệu suất cao có yêu cầu cao về vật liệu, và tỷ lệ thâm nhập của bột silicon cao cấp tiếp tục tăng. Các mạch tích hợp quy mô cực lớn và cực lớn được thể hiện bằng chip cao cấp có yêu cầu cực kỳ cao đối với vật liệu đóng gói, không chỉ yêu cầu sử dụng chất độn siêu mịn trong vật liệu đóng gói mà còn yêu cầu độ tinh khiết cao và nguyên tố phóng xạ thấp. Nội dung. Các loại vi mạch silicon có góc cạnh truyền thống khó đáp ứng được các yêu cầu. . Bột silicon hình cầu, đặc biệt là các sản phẩm siêu nhỏ, có các đặc tính tuyệt vời như khả năng chịu nhiệt cao, độ ẩm cao, tỷ lệ lấp đầy cao, độ giãn nở thấp, ứng suất thấp, tạp chất thấp và hệ số ma sát thấp, nên không thể thiếu trong quy mô siêu lớn và vật liệu đóng gói mạch tích hợp quy mô cực lớn. Thiếu vật liệu điền đầy chức năng. Do đó, thiết kế, sản xuất, đóng gói và thử nghiệm chất bán dẫn trong nước và các liên kết khác tiếp tục được thay thế bằng nội địa hóa, và nhu cầu về bột silicon cao cấp cũng tăng lên nhanh chóng.

• Nhu cầu về gốm tổ ong, chất phủ và vật liệu xây dựng cao cấp đều có hiệu lực

Nguyên liệu chính của sản phẩm gốm tổ ong là bột talc, bột microsilica, alumin, cao lanh, xenlulo,… và bột microsilica làm sơn phủ cũng tăng lên một cách khách quan. Bột silica có cấu trúc tương tự như titanium dioxide, có hiệu suất tuyệt vời và chi phí thấp, và có thể thay thế titanium dioxide một cách hiệu quả.

Hưởng lợi từ việc thực hiện các tiêu chuẩn bảo vệ môi trường quốc gia, các ngành công nghiệp như chất kết dính thân thiện với môi trường và tấm thạch anh nhân tạo đã có được cơ hội phát triển tốt hơn. Các chất kết dính đặc biệt được sử dụng trong cầu và các tòa nhà cao tầng, đóng gói cuộn dây đánh lửa ô tô, tuabin gió và các lĩnh vực khác đã nhanh chóng thu được Với sự phát triển, ngành công nghiệp ván thạch anh nhân tạo cao cấp cũng được cải thiện. Ngoài ra, với việc thúc đẩy nền kinh tế vòng tròn của đất nước và nâng cấp ngành công nghiệp bảo vệ môi trường xanh, đá hoa nhân tạo được kỳ vọng sẽ tiếp tục thay thế gạch men và đá tự nhiên truyền thống và trở thành một loại vật liệu xây dựng tiên tiến thân thiện với môi trường. Dự đoán đến năm 2025, nhu cầu về bột silic trong lĩnh vực vật liệu xây dựng tiên tiến có thể tăng 358%.

Nguồn bài viết: China Powder Network