Sản xuất bột Silica hình cầu
Bột silic hình cầu có độ tinh khiết tương đối cao, hạt rất mịn, tính chất điện môi và độ dẫn nhiệt tốt, và có ưu điểm là hệ số giãn nở thấp. Nó được sử dụng rộng rãi trong bao bì mạch tích hợp quy mô lớn, hàng không vũ trụ, lớp phủ, y học và mỹ phẩm hàng ngày, và là chất độn quan trọng không thể thay thế.
Có hai phương pháp để chế tạo bột silic hình cầu: phương pháp vật lý và hóa học và phương pháp hóa học. Các phương pháp vật lý và hóa học chủ yếu bao gồm phương pháp ngọn lửa, phương pháp đốt cháy, phương pháp phun nóng chảy nhiệt độ cao, phương pháp plasma và phương pháp đốt cháy nhiệt độ thấp tự lan truyền. Phương pháp hóa học chủ yếu bao gồm phương pháp pha khí, phương pháp pha lỏng (phương pháp sol-gel, phương pháp kết tủa, phương pháp nhũ tương siêu nhỏ), phương pháp tổng hợp hóa học, v.v.
Trong quá trình sản xuất bột silic hình cầu, kiểm soát chặt chẽ từng khâu sản xuất là chìa khóa để đảm bảo chất lượng sản phẩm đạt tiêu chuẩn.
Nguyên liệu thô chính của bột silic hình cầu là bột silic nóng chảy góc cạnh hoặc tinh thể.
Độ ổn định của nguyên liệu thô
Nguyên liệu thô được sử dụng để sản xuất bột silic hình cầu tốt nhất là bột silic góc được chế biến từ cùng một mạch quặng và cùng một quy trình sản xuất, để tối đa hóa tính đồng nhất của nguyên liệu thô và đảm bảo rằng các sản phẩm có tỷ lệ cầu hóa cao được sản xuất trong điều kiện nhiệt độ cầu hóa, nguồn cung cấp khí, lượng thức ăn, áp suất, lưu lượng và các yếu tố khác không thay đổi.
Các chỉ số vật lý và hóa học của nguyên liệu thô phải được kiểm soát trong một phạm vi nhất định
Các chỉ số vật lý và hóa học của nguyên liệu thô dao động quá nhiều, điều này không chỉ ảnh hưởng đến nhiệt độ cầu hóa mà còn ảnh hưởng đến sự phân tán của các quả cầu.
Kích thước hạt nguyên liệu thô và sự phân bố kích thước hạt
Các kích thước hạt khác nhau có diện tích gia nhiệt khác nhau và điểm nhiệt độ thụ động của chúng sau khi gia nhiệt cũng khác nhau.
Độ phân tán của hạt nguyên liệu thô
Trong quá trình chế biến bột silic góc, đặc biệt là bột silic góc siêu mịn, sự kết tụ thứ cấp của bột thường xảy ra do năng lượng bề mặt tăng lên.
Độ ẩm của nguyên liệu thô
Nếu bột vi silic góc được sử dụng làm nguyên liệu thô của bột vi silic hình cầu bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như bảo quản không đúng cách, thời gian lưu trữ quá dài và độ ẩm môi trường quá cao, nó sẽ khiến bột hấp thụ độ ẩm, có độ ẩm cao và kết tụ, điều này cũng sẽ ảnh hưởng đến hiệu ứng hình cầu hóa của bột vi silic hình cầu.
Các nguyên tố phóng xạ trong nguyên liệu thô phải thấp
Đối với nguyên liệu thô để sản xuất bột vi silic hình cầu bức xạ thấp, chỉ khi bản thân các nguyên tố bức xạ (như urani U, thori Th, v.v.) rất thấp thì sản phẩm sản xuất mới có thể đáp ứng được các yêu cầu của bột vi silic hình cầu bức xạ thấp.
Có hai liên kết trong quá trình biến đổi bề mặt của bột vi silic hình cầu. Một là phân tán các hạt kết tụ thứ cấp của nguyên liệu bột vi silic hình cầu – bột vi silic góc, đặc biệt là bột vi silic góc siêu mịn, và trước tiên thực hiện xử lý hoạt hóa bề mặt để phân tán các hạt trước khi hình cầu hóa. Điều này đòi hỏi chất phân tán bề mặt được sử dụng phải được bay hơi hoàn toàn ở nhiệt độ cao, nếu không sẽ gây ra cặn cacbon trong bột vi silic hình cầu, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Thứ hai là sự biến đổi muộn của bột vi silic hình cầu. Khi bột vi silic được sử dụng làm chất độn vô cơ và trộn với nhựa hữu cơ, có vấn đề về khả năng tương thích kém và khó phân tán, dẫn đến khả năng chịu nhiệt và chống ẩm kém của các vật liệu như bao bì mạch tích hợp và chất nền, do đó ảnh hưởng đến độ tin cậy và độ ổn định của sản phẩm. Để cải thiện vấn đề liên kết giao diện giữa bột vi silic và vật liệu polyme hữu cơ và cải thiện hiệu suất ứng dụng của nó, nói chung cần phải biến đổi bề mặt của bột vi silic.