Ứng dụng, công nghệ chế biến và phát triển bột silic

Bột silica được làm từ thạch anh tự nhiên (SiO₂) hoặc thạch anh nung chảy (SiO₂ vô định hình sau khi nung chảy ở nhiệt độ cao và làm nguội thạch anh tự nhiên), được nghiền, nghiền bi (hoặc rung, máy nghiền phản lực), tuyển nổi, tẩy rửa, nước tinh khiết cao xử lý, vv. Chế biến thành bột vi mô.

Silicon micropowder là một vật liệu phi kim loại, không mùi, không độc hại và không gây ô nhiễm. Nó có ưu điểm là độ cứng cao, độ dẫn nhiệt thấp, chịu được nhiệt độ cao, cách nhiệt và tính chất hóa học ổn định.

Theo mức độ của bột silicon, nó có thể được chia thành: bột silicon thông thường, bột silicon cấp điện, bột silicon nung chảy, bột silicon siêu mịn, bột silicon hình cầu. Theo mục đích, nó có thể được chia thành: bột silicon mịn cho sơn và chất phủ, bột silicon mịn cho sàn epoxy, bột silicon mịn cho cao su, bột silicon mịn cho chất bịt kín, bột silicon mịn cho nhựa điện tử và điện, và bột mịn bột silicon dùng cho gốm sứ chính xác. Theo quy trình sản xuất, nó có thể được chia thành: bột kết tinh, bột cristobalit, bột nung chảy và các loại bột hoạt tính khác nhau.

Ứng dụng của bột silicon

Theo các cấp chất lượng khác nhau, bột microsilica có thể được sử dụng trong các lĩnh vực sản xuất cao su, nhựa, sơn cao cấp, chất phủ, vật liệu chịu lửa, cách điện, bao bì điện tử, gốm sứ cao cấp, đúc chính xác, v.v.

Bột silicon thông thường chủ yếu được sử dụng cho sơn đúc nhựa epoxy, vật liệu làm bầu, lớp bảo vệ que hàn, đúc kim loại, gốm sứ, cao su silicone, sơn thông thường, chất phủ và các chất độn ngành hóa chất khác. Bột silicon cấp điện chủ yếu được sử dụng để đúc cách điện cho các thiết bị và linh kiện điện thông thường, đúc cách điện cho các thiết bị điện cao áp, APG (công nghệ đúc gel áp lực nhựa epoxy tự động) trong quy trình vật liệu phun, bầu epoxy và các ngành công nghiệp men sứ cao cấp.

Yêu cầu về phân bố kích thước hạt bột silicon cấp điện và điện tử

Bột vi hạt silicon cấp điện tử chủ yếu được sử dụng cho các mạch tích hợp và linh kiện điện tử, vật liệu đóng gói bằng nhựa và vật liệu đóng gói, vật liệu đúc nhựa epoxy, vật liệu làm bầu và sơn cao cấp, chất phủ, chất độn nhựa kỹ thuật, chất kết dính, cao su silicone, đúc chính xác, Cao cấp chất độn men gốm và các lĩnh vực hóa học khác. Lượng hợp chất đúc epoxy tiêu thụ hàng năm là hàng chục nghìn tấn, và hàm lượng bột silica trong chất độn chiếm từ 70% đến 90%.

Hàm lượng SiO₂ của bột silicon siêu mịn có độ tinh khiết cao cao hơn 99,9%, và nó có các đặc điểm là kích thước hạt nhỏ, diện tích bề mặt riêng lớn, độ tinh khiết hóa học cao và khả năng lấp đầy tốt. Chủ yếu được sử dụng cho hợp chất đúc nhựa mạch tích hợp quy mô lớn và quy mô cực lớn, hợp chất đúc linh kiện điện tử, hợp chất bầu đúc epoxy, chất phủ cao cấp, sơn, nhựa kỹ thuật, chất kết dính, cao su silicone, đúc chính xác, gốm sứ và hóa chất tiên tiến đồng ruộng.

Bột silicon hình cầu có tỷ lệ lấp đầy cao, và hệ số giãn nở càng nhỏ, độ dẫn nhiệt càng thấp; hợp chất bao bì nhựa có nồng độ ứng suất thấp nhất và độ bền cao nhất; hệ số ma sát nhỏ, và độ mòn trên khuôn nhỏ. Chủ yếu được sử dụng trong vật liệu bao bì nhựa điện tử, lớp phủ, sàn epoxy, cao su silicone và các lĩnh vực khác.

Để nung chảy tốt hơn các chất độn khoáng phi kim loại với các polyme phân tử cao, các khoáng phi kim loại phải được nghiền nhỏ, tinh chế và biến tính. Nói chung, kích thước hạt của chất độn càng nhỏ và độ phân tán càng đồng đều thì tính chất cơ học của sản phẩm càng tốt.

Bột silicon nghiền siêu mịn

Việc sử dụng khoáng thạch anh tự nhiên làm nguyên liệu để điều chế bột siêu mịn không chỉ đáp ứng nhu cầu thị trường mà còn giúp giảm hàm lượng tạp chất có hại trong bột một cách tốt hơn. Khoáng thạch anh tự nhiên chứa một số lượng lớn các tạp chất và vết nứt. Việc sử dụng công nghệ nghiền siêu mịn có thể làm giảm đáng kể số lượng vết nứt và khuyết tật. Kết hợp với quá trình thanh lọc, hàm lượng các tạp chất có hại có thể được giảm thiểu tốt hơn. Việc chuẩn bị bột kết tinh, bột cristobalit, bột nung chảy và các loại bột hoạt tính khác nhau đòi hỏi quá trình nghiền và phân loại.

Việc lựa chọn thiết bị nghiền siêu mịn, siêu mịn sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sản lượng, chất lượng và hình dạng của các hạt bột của sản phẩm cuối cùng. Hiện tại, các tổ hợp đơn vị của thiết bị nghiền siêu mịn và nghiền siêu mịn bao gồm: máy nghiền bi cộng với phân loại, máy nghiền rung lệch tâm cộng với phân loại và máy nghiền rung cộng với phân loại.

Quy trình sản xuất mạch kín bột silicon được phân loại từ máy nghiền bi

Các đặc điểm của dây chuyền sản xuất phân loại máy nghiền bi: sản lượng lớn, vận hành thiết bị đơn giản, chi phí bảo trì thấp, lựa chọn linh hoạt phương tiện nghiền và lớp lót, ô nhiễm thấp đối với quá trình xử lý vật liệu có độ tinh khiết cao, vận hành tổng thể đáng tin cậy của thiết bị và sản phẩm ổn định chất lượng. Việc sử dụng bột silicon có thể làm cho sản phẩm có độ trắng cao, độ bóng đẹp và chỉ số chất lượng ổn định. Việc sản xuất bột silicon siêu mịn có độ tinh khiết cao thu được bằng cách nghiền thành bột siêu mịn hoặc nghiền và phân loại trên cơ sở chuẩn bị cát có độ tinh khiết cao.

Biến đổi bề mặt của bột silicon

Tác dụng của chất kết nối silan được áp dụng cho sự biến đổi bề mặt của bột silicon là rất lý tưởng. Nó có thể biến đổi tính ưa nước của bột silica thành bề mặt hữu cơ-philic, và cũng có thể cải thiện tính thấm ướt của vật liệu polyme hữu cơ đối với bột của nó, và làm cho bột silica và vật liệu polyme hữu cơ nhận ra giao diện liên kết cộng hóa trị mạnh mẽ thông qua các nhóm chức. .

Hiệu quả ứng dụng của tác nhân nối silan liên quan đến loại đã chọn, liều lượng, điều kiện thủy phân, đặc tính của chất nền, các dịp ứng dụng, phương pháp và điều kiện của vật liệu polyme hữu cơ.

Hình cầu hóa bột silica

Hiện tại, 97% vật liệu đóng gói mạch tích hợp (IC) sử dụng hợp chất đúc epoxy (EMC), và trong thành phần của EMC, vi hạt silicon được sử dụng nhiều nhất, chiếm 70% đến 90% khối lượng của hợp chất đúc epoxy. So với vi hạt silic dạng góc, vi hạt silic hình khuyên có tỷ lệ lấp đầy cao hơn, hệ số giãn nở nhiệt nhỏ hơn, độ dẫn nhiệt thấp hơn, tập trung ứng suất ít hơn, độ bền cao hơn và hiệu suất tốt hơn của các thiết bị vi điện tử được sản xuất. Do đó, ngoài các hạt có độ tinh khiết cao và siêu mịn, hình cầu hóa hạt cũng trở thành một trong những xu hướng phát triển của vi hạt silicon.

Các phương pháp điều chế bột silicon hình cầu hiện nay có thể được chia thành phương pháp vật lý và phương pháp hóa học. Các phương pháp vật lý là: phương pháp bắn bi, phương pháp phun nóng chảy nhiệt độ cao, phương pháp đốt cháy nhiệt độ thấp tự lan truyền, phương pháp plasma và hình cầu nung ở nhiệt độ cao. Phương pháp hóa học bao gồm: phương pháp pha khí, phương pháp tổng hợp thủy nhiệt, phương pháp sol-gel, phương pháp kết tủa, phương pháp vi nhũ tương, … Trong phương pháp hóa học, do sự kết tụ nghiêm trọng của các hạt, diện tích bề mặt riêng của sản phẩm lớn hơn, và giá trị hấp thụ dầu lớn nên khó trộn với nhựa epoxy khi đổ đầy một lượng lớn. Do đó, ngành công nghiệp hiện nay chủ yếu áp dụng các phương pháp vật lý.

Tổng quan về sự phát triển của ngành công nghiệp bột silicon

Ngành công nghiệp bột silicon là một ngành công nghiệp sử dụng nhiều vốn, công nghệ và tài nguyên. Với sự phát triển của các ngành công nghệ cao, bột vi kim loại silicon ngày càng được sử dụng rộng rãi và ngày càng được sử dụng nhiều hơn. Nhu cầu về bột silicon siêu tinh khiết có độ tinh khiết cao của thế giới sẽ phát triển nhanh chóng cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp vi mạch. Người ta ước tính rằng nhu cầu của thế giới đối với nó sẽ tăng với tốc độ 20% trong 10 năm tới. Bột silicon siêu mịn, độ tinh khiết cao đã trở thành điểm nóng cho sự phát triển của ngành công nghiệp, bột silicon hình cầu đã trở thành hướng phát triển của ngành công nghiệp, và công nghệ biến đổi bề mặt được đẩy mạnh.

Nguồn bài viết: China Powder Network