مسحوق السيليكون الكروي له نقاء عالي وجزيئات دقيقة للغاية. له خصائص عازلة جيدة وموصلية حرارية. كما أن له معامل تمدد منخفض. يستخدم على نطاق واسع في التعبئة والتغليف والفضاء والطلاء والطب ومستحضرات التجميل. إنه حشو لا يمكن الاستغناء عنه.
هناك طريقتان لتحضير مسحوق السيليكون الكروي: الطريقة الفيزيائية والطريقة التقليدية. المواد الكيميائية الطريقة. الطرق الرئيسية هي: اللهب، الاحتراق، رش الذوبان بدرجة حرارة عالية، البلازما، والاحتراق الذاتي الانتشار بدرجة حرارة منخفضة. تشمل الطرق الكيميائية: الطور الغازي، الطور السائل (السول-جل، الترسيب، المستحلب الدقيق)، والتخليق الكيميائي.
في تصنيع مسحوق السيليكون الكروي، يعد التحكم الصارم في كل خطوة أمرًا بالغ الأهمية. وهذا يضمن أن المنتج يلبي معايير الجودة.
عوامل التحكم في المواد الخام لمسحوق السيليكا الكروي
المادة الخام الرئيسية لمسحوق السيليكا الكروي هي مسحوق السيليكا المنصهر الزاوي أو البلوري.
استقرار المواد الخام
أفضل المواد الخام لصنع مسحوق السيليكون الكروي هي مسحوق السيليكون الزاوي. يجب أن يأتي من نفس الخام وعملية الإنتاج. يمكن أن يؤدي هذا إلى تعظيم تجانس المواد الخام. يمكن أن يضمن إنتاج منتجات ذات معدلات كروية عالية. هذا مع الحفاظ على عوامل مثل درجة حرارة الكروية وإمدادات الغاز وكمية التغذية والضغط ومعدل التدفق دون تغيير.
يجب التحكم في المؤشرات الفيزيائية والكيميائية للمواد الخام ضمن نطاق معين
إذا كانت المؤشرات الفيزيائية والكيميائية للمواد الخام تقلبت كثيرًا، فلن يؤثر ذلك على درجة حرارة الكرويّة فحسب، بل يؤثر أيضًا على تشتت الكرات.
حجم جزيئات المواد الخام وتوزيع حجم الجزيئات
تتميز أحجام الجسيمات المختلفة بمساحات تسخين مختلفة ودرجات حرارة تخميل مختلفة بعد التسخين. تكون درجة حرارة تخميل الجسيمات الكبيرة أعلى من درجة تخميل الجسيمات الصغيرة. لذا فإن معدل كروية مسحوق السيليكا الكروي واسع التوزيع، باستثناء التركيب اللاحق، أقل من معدل مسحوق السيليكا الكروي ضيق التوزيع. ولهذا السبب يستخدمون مسحوق السيليكا الزاوي ضيق التوزيع لصنع مسحوق السيليكا الكروي.
تشتت جزيئات المواد الخام
عند معالجة مسحوق السيليكا الزاوي، وخاصة الأنواع فائقة الدقة، يحدث تكتل ثانوي غالبًا بسبب زيادة طاقة السطح. إذا لم نتمكن من تفكيك هذه الكتلة، فسوف تترابط جسيمتان أو أكثر أثناء التكوير. سيؤدي هذا إلى الإضرار بأداء المسحوق الكروي.
نسبة الرطوبة في المواد الخام
إذا لم يتم حماية مسحوق السيليكون الزاوي المستخدم في صنع مسحوق السيليكون الكروي، فسوف يمتص الرطوبة. كما أن الرطوبة العالية أو التعرض لفترات طويلة من شأنه أن يتسبب في حدوث ذلك. وستعمل التكتلات الناتجة على تقليل كروية مسحوق السيليكون الكروي.
يجب أن تكون العناصر المشعة في المواد الخام منخفضة
بالنسبة للمواد الخام المستخدمة في تصنيع مسحوق السيليكون الكروي منخفض الإشعاع، يجب أن تكون عناصر الإشعاع (مثل اليورانيوم U والثوريوم Th) منخفضة للغاية. وهذا يضمن أن المنتجات تلبي متطلبات الإشعاع المنخفض. وهذا يتطلب البحث عن عناصر إشعاع منخفضة. المعدنية المصادر من الحجر الخام. نادرًا ما يتم اكتشاف مثل هذه المناجم في الوقت الحاضر. بمجرد اكتشافها، يتم احتكارها ويتم تقييد الشركات الأخرى بشدة. قام البعض بالبحث عن طرق لتقليل اليورانيوم في مسحوق السيليكون الدقيق. وقد حققوا بعض النجاح.
متطلبات مسحوق السيليكون الكروي للغاز
يجب أن يكون للغاز المستخدم قيمة حرارية عالية. يتمتع مسحوق السيليكون الكروي، وخاصة المسحوق المحروق بدرجة حرارة عالية، بدرجة حرارة كروية تتراوح بين 1700 و2500 درجة مئوية. لذا، يجب أن يتمتع الغاز بقيمة حرارية عالية للوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة.
يجب أن يكون الغاز المستخدم نقيًا للغاية. سيؤدي حرق الغاز غير النقي إلى ترك كمية صغيرة من المواد الصلبة في المسحوق، مما يضر بأدائه.
خليط مركب من مسحوق السيليكون الكروي
لتحسين معدل كروية مسحوق السيليكون الكروي، ينتج المصنعون أولاً بتوزيع ضيق (ذروة واحدة) للحجم. يمنع التوزيع الضيق لمسحوق السيليكون الكروي التعبئة المضغوطة. لا يلبي متطلبات التعبئة العالية للعملاء. لا يمكنه تعظيم أدائه الممتاز. لتحسين معدل التعبئة، امزج منتجات مسحوق السيليكون بأحجام جزيئات مختلفة. هذا يخلق توزيعًا واسعًا (متعدد القمم). يحقق تعبئة عالية. يقلل من امتصاص مسحوق السيليكون للزيت. يحسن سيولته.
تعديل سطح مسحوق السيليكا الكروي
هناك رابطين في تعديل السطح من مسحوق السيليكون الكروي الدقيق. أحدها هو تشتيت الجسيمات المتكتلة من مسحوق السيليكون الدقيق. هذا ينطبق بشكل خاص على مسحوق السيليكون الزاوي فائق الدقة. أولاً، قم بإجراء معالجة تنشيط السطح لتشتيت الجسيمات. ثم قم بتكويرها. يجب أن يتطاير المشتت السطحي بالكامل في درجات حرارة عالية. إذا لم يحدث ذلك، فسيؤدي ذلك إلى ترسب الكربون في مسحوق السيليكون الكروي الدقيق، مما يؤثر على جودة المنتج.
الثاني هو التعديل المتأخر لمسحوق السيليكون الكروي. مسحوق السيليكون هو حشو غير عضوي مخلوط براتينج عضوي. له توافق ضعيف ويصعب تشتيته. هذا يقلل من مقاومة الحرارة والرطوبة للمواد مثل تغليف الدوائر والركائز. ونتيجة لذلك، فإنه يؤثر على موثوقية المنتج واستقراره. لتحسين ارتباط مسحوق السيليكون بالبوليمرات العضوية، يجب علينا تعديل سطح السيليكون. وهذا من شأنه أن يعزز أدائه في التطبيقات.