Polvo de sílice esférico Es un material esférico de dióxido de silicio. Posee excelentes propiedades y aplicaciones importantes. Sus partículas son esferas regulares. En comparación con la sílice irregular, polvo de sílice esférico Tienen mejor rendimiento. Suelen tener alta pureza y un perfil estrecho. tamaño de partícula Distribución. También presenta buena blancura. Su fluidez es excelente y su dispersión es buena. Estas propiedades le permiten dispersarse uniformemente en diversos materiales, lo que mejora su rendimiento funcional.
Los métodos de preparación de sílice esférica se pueden dividir aproximadamente en dos categorías: método físico y químico método. Esto depende de si se producen cambios químicos durante la preparación.
Método físico
Molienda de bolas
Utiliza equipos de molienda y clasificación para producir polvo ultrafino.
Según el estado del material, incluye métodos secos y húmedos. La molienda húmeda utiliza agua como medio portador. Las partículas se muelen mediante un molino agitador. Esto produce productos ultrafinos con buena dispersión. El tamaño de partícula también es relativamente uniforme.
Método de pulverización
Este método consiste en secar rápidamente la materia prima líquida mediante un secador por aspersión para obtener la muestra. En concreto, la materia prima líquida pasa primero por el atomizador, formando gotitas extremadamente finas. A continuación, estas entran en contacto con aire caliente, lo que provoca la salida de la humedad y la aglomeración de las partículas de materia prima, obteniendo así el producto deseado tras el secado.
Método de esferonización por llama
En entornos de alta temperatura (entre 1600 y 2000 °C), los bordes y las esquinas de la superficie del polvo se funden gradualmente tras el calentamiento. Posteriormente, se forman esferas por la acción de la tensión superficial. Si se utiliza polvo de cuarzo común como materia prima, se puede preparar polvo de silicio esférico mediante el método de llama de oxígeno-acetileno. Esto garantiza una superficie lisa y una tasa de esferonización de 95%.
Método de fusión por llama
Primero, se utiliza micropolvo de silicio angular como materia prima, y se le realizan operaciones de pretratamiento como trituración, cribado y purificación. Es decir, el micropolvo de silicio angular se tritura primero con una trituradora de chorro. Tras un pretratamiento multietapa, se separa el material con un tamaño de partícula adecuado. A continuación, se utiliza acetileno, gas natural y otros gases como fuente de calor para el polvo fundido. La llama generada por la combustión de estos gases es limpia y no contamina. Posteriormente, el micropolvo de silicio angular con un tamaño de partícula adecuado se funde instantáneamente a alta temperatura mediante el método de fusión por llama a alta temperatura. Después, se enfría rápidamente para formar una esferoidización, obteniendo así un micropolvo de silicio esférico de alta pureza y tamaño de partícula uniforme.
Método de plasma
Utiliza altas temperaturas de plasma de arco. El polvo de sílice o cuarzo se funde en gotitas. La tensión superficial ayuda a que las gotitas formen esferas. Tras el enfriamiento, se forman partículas esféricas de sílice.
Calcinación a alta temperatura
La calcinación a alta temperatura comienza con polvo de cuarzo natural. Este polvo se envejece en condiciones alcalinas. Posteriormente, se filtra para eliminar impurezas. El material filtrado se deshidrata y seca. Se añade un aglutinante para formar muestras en bloque. Los bloques se calcinan en un horno de alta temperatura. Tras enfriarse, el producto se dispersa. Posteriormente, se muele y se esferoniza. A continuación, se realiza la separación magnética y la clasificación por aire. El producto final es sílice esférica de alta pureza. Presenta una alta tasa de esferonización y una buena blancura. El polvo también fluye y se dispersa bien. Sin embargo, este método aún se encuentra en fase de investigación de laboratorio.
Método de combustión directa
El método de combustión directa utiliza energía natural. mineral Polvo para fusión por llama.
Esto limita tanto la pureza como la distribución del tamaño de las partículas.
Método de pulverización de material fundido a alta temperatura
Este método consiste en fundir cuarzo de alta pureza en líquido a una temperatura de 2100-2500 °C, y luego someterlo a procesos como pulverización y enfriamiento para obtener finalmente polvo de silicio esférico. La superficie del producto es lisa, y la tasa de esferoidización y la tasa de amorfos pueden alcanzar 100%.
Método químico
Método de fase gaseosa
El método en fase gaseosa comienza con la destilación de haluros de silicio. Posteriormente, se vaporizan a altas temperaturas. Se añaden hidrógeno y oxígeno en proporciones fijas. Bajo presión y calor, se produce la hidrólisis en fase gaseosa. Los productos se recogen mediante un separador ciclónico. Esto produce partículas de nanosílice de alta pureza. El proceso de reacción está bien controlado. Sin embargo, el coste de este método es elevado. Los subproductos orgánicos también son difíciles de manipular.
Método de precipitación
El método de precipitación utiliza vidrio soluble y agentes ácidos como materias primas. También se añade un surfactante adecuado. El control de la temperatura es crucial durante la preparación. Cuando el pH supera 8, se añade un estabilizador. Tras el lavado, el secado y la calcinación, se forman esferas. Este método produce un polvo de sílice esférico uniforme. Es económico y un proceso simple y controlable. Es apto para la producción industrial. Sin embargo, el producto tiende a aglomerarse fácilmente.
Síntesis hidrotermal
La síntesis hidrotermal se utiliza ampliamente para la preparación de nanopartículas en fase líquida.
Se produce a altas temperaturas de 150 a 350 °C y alta presión. Los compuestos inorgánicos y orgánicos reaccionan con el agua. La convección intensa impulsa los iones y las moléculas hacia las zonas de crecimiento. En estas zonas se depositan cristales semilla. Se forman soluciones y cristales sobresaturados. Los compuestos inorgánicos se filtran, se lavan y se secan. Esto forma partículas ultrafinas de alta pureza. Evita la conversión de óxido necesaria en otros métodos líquidos. Esto reduce el riesgo de aglomeración.
método sol-gel
El método sol-gel comienza mezclando materias primas con una fase líquida. Bajo ciertas condiciones, se produce hidrólisis. La condensación química forma un sol de sílice. Con el tiempo, se forma una red tridimensional de gel de sílice. El gel se filtra y se lava. A continuación, se seca y se sinteriza. Esto produce partículas de nanosílice o nanocuarzo.
Método de microemulsión
El método de microemulsión forma una emulsión uniforme mediante surfactantes. Combina dos fases originalmente inmiscibles. La nucleación y el crecimiento ocurren en espacios interfaciales confinados. Una fuente de silicio guía la formación de partículas. Tras el tratamiento térmico, se forma sílice o cuarzo esférico. El espacio limitado produce partículas de pequeño tamaño. Además, es menos probable que se produzca aglomeración.
Conclusión
En conclusión, el polvo de sílice esférico es un material altamente refinado con un tamaño de partícula uniforme y excelentes propiedades de dispersión. Su estructura esférica mejora la fluidez y la estabilidad, lo que lo hace ideal para diversas aplicaciones industriales, como la electrónica, los recubrimientos y la industria farmacéutica. Gracias a su rendimiento superior, el polvo de sílice esférico sigue siendo un componente esencial en numerosas industrias de alta tecnología.
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