จะควบคุมแต่ละลิงก์ในการผลิตผงซิลิคอนทรงกลมได้อย่างไร?

ผงซิลิคอนทรงกลมมีความบริสุทธิ์สูงและอนุภาคละเอียดมาก มีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าและการนำความร้อนที่ดี นอกจากนี้ยังมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่ำอีกด้วย มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในบรรจุภัณฑ์ การบินและอวกาศ การเคลือบ ยา และเครื่องสำอาง เป็นสารตัวเติมที่ไม่สามารถทดแทนได้

มีสองวิธีในการเตรียมผงไมโครซิลิคอนทรงกลม: วิธีทางกายภาพและวิธี เคมี วิธีการหลักๆ ได้แก่ การใช้เปลวไฟ การเผาทำลาย การพ่นสารหลอมเหลวที่อุณหภูมิสูง พลาสมา และการเผาไหม้ที่อุณหภูมิต่ำแบบแพร่กระจายด้วยตนเอง วิธีการทางเคมี ได้แก่ เฟสก๊าซ เฟสของเหลว (โซลเจล การตกตะกอน ไมโครอิมัลชัน) และการสังเคราะห์ทางเคมี

ในการผลิตผงไมโครซิลิคอนทรงกลม การควบคุมอย่างเข้มงวดในแต่ละขั้นตอนถือเป็นหัวใจสำคัญ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าผลิตภัณฑ์จะตรงตามมาตรฐานคุณภาพ

ปัจจัยควบคุมวัตถุดิบผงซิลิกาทรงกลม

วัตถุดิบหลักของผงซิลิกาทรงกลมคือผงซิลิกาหลอมเหลวเชิงมุมหรือผลึก

ความคงตัวของวัตถุดิบ

วัตถุดิบที่ดีที่สุดสำหรับการผลิตผงไมโครซิลิคอนทรงกลมคือผงไมโครซิลิคอนทรงเหลี่ยม จะต้องมาจากแหล่งแร่และกระบวนการผลิตเดียวกัน วิธีนี้จะทำให้วัตถุดิบมีความสม่ำเสมอสูงสุด และสามารถผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีอัตราการสร้างทรงกลมสูงได้ โดยที่ปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิการสร้างทรงกลม ปริมาณก๊าซที่จ่าย ปริมาณการป้อน ความดัน และอัตราการไหลยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

ตัวบ่งชี้ทางกายภาพและเคมีของวัตถุดิบควรได้รับการควบคุมให้อยู่ในช่วงที่กำหนด

หากตัวบ่งชี้ทางกายภาพและเคมีของวัตถุดิบผันผวนมากเกินไป จะไม่เพียงแต่ส่งผลต่ออุณหภูมิการทำให้เป็นทรงกลมเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อการกระจายตัวของทรงกลมอีกด้วย

ขนาดอนุภาคของวัตถุดิบและการกระจายขนาดอนุภาค

ขนาดอนุภาคที่แตกต่างกันจะมีพื้นที่ให้ความร้อนที่แตกต่างกันและอุณหภูมิการทำให้เฉื่อยหลังจากการให้ความร้อนที่แตกต่างกัน อุณหภูมิการทำให้เฉื่อยของอนุภาคขนาดใหญ่จะสูงกว่าของอนุภาคขนาดเล็ก ดังนั้น อัตราการสร้างทรงกลมของผงซิลิกาทรงกลมที่มีการกระจายตัวกว้างจึงต่ำกว่าของผงซิลิกาทรงกลมที่มีการกระจายตัวแคบ ยกเว้นสำหรับการผสมในภายหลัง นี่คือเหตุผลที่พวกเขาใช้ผงซิลิกาเชิงมุมที่มีการกระจายตัวแคบเพื่อผลิตผงซิลิกาทรงกลม

การกระจายตัวของอนุภาควัตถุดิบ

เมื่อประมวลผลผงซิลิกาเชิงมุม โดยเฉพาะชนิดละเอียดมาก มักเกิดการรวมตัวเป็นก้อนรองเนื่องจากพลังงานพื้นผิวที่เพิ่มขึ้น หากเราไม่สามารถแยกมวลนี้ออกจากกันได้ อนุภาคสองอนุภาคหรือมากกว่าจะเชื่อมต่อกันในระหว่างการทำให้เป็นทรงกลม ซึ่งจะส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพของผงทรงกลม

ปริมาณความชื้นของวัตถุดิบ

หากไม่ป้องกันไมโครผงซิลิคอนรูปทรงกลมที่ใช้ทำไมโครผงซิลิคอนรูปทรงกลม ไมโครผงซิลิคอนจะดูดซับความชื้น ความชื้นสูงหรือการสัมผัสเป็นเวลานานก็ทำให้เกิดความชื้นได้เช่นกัน การรวมตัวเป็นกลุ่มจะทำให้ไมโครผงซิลิคอนรูปทรงกลมมีรูปร่างเป็นทรงกลมน้อยลง

ธาตุกัมมันตรังสีในวัตถุดิบควรมีปริมาณต่ำ

สำหรับวัตถุดิบสำหรับผงไมโครซิลิกอนทรงกลมที่มีรังสีต่ำ ธาตุรังสี (เช่น ยูเรเนียม U และทอเรียม Th) จะต้องต่ำมาก ซึ่งจะทำให้มั่นใจได้ว่าผลิตภัณฑ์จะตรงตามข้อกำหนดด้านรังสีต่ำ ซึ่งจำเป็นต้องมองหาธาตุรังสีต่ำ แร่ แหล่งที่มาจากหินดิบ ปัจจุบัน เหมืองประเภทนี้แทบไม่เคยถูกค้นพบ เมื่อค้นพบแล้ว เหมืองเหล่านี้ก็ถูกผูกขาด และบริษัทอื่นๆ ก็ถูกควบคุมอย่างเข้มงวด บางแห่งได้ค้นคว้าหาวิธีลดปริมาณยูเรเนียมในผงไมโครซิลิกอน และพวกเขาก็ประสบความสำเร็จมาบ้าง

ข้อกำหนดผงซิลิคอนทรงกลมสำหรับก๊าซ

ก๊าซที่ใช้ควรมีค่าความร้อนสูง ผงซิลิกอนทรงกลม โดยเฉพาะผงซิลิกอนที่ผ่านการเผาที่อุณหภูมิสูง จะมีอุณหภูมิการทำให้เป็นทรงกลมอยู่ที่ 1,700-2,500 องศาเซลเซียส ดังนั้น ก๊าซจะต้องมีค่าความร้อนสูงจึงจะถึงอุณหภูมิที่ต้องการ

ก๊าซที่ใช้ควรเป็นก๊าซบริสุทธิ์มาก การเผาก๊าซที่ไม่บริสุทธิ์จะทิ้งของแข็งจำนวนเล็กน้อยไว้ในผง ซึ่งจะส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพของผง

การผสมผงซิลิคอนทรงกลม

เพื่อปรับปรุงอัตราการทำให้เป็นทรงกลมของผงไมโครซิลิกอนทรงกลม ผู้ผลิตจึงผลิตผงไมโครซิลิกอนทรงกลมโดยกระจายขนาดที่แคบ (จุดเดียว) ก่อน การกระจายที่แคบของผงไมโครซิลิกอนทรงกลมทำให้ไม่สามารถบรรจุได้อย่างแน่นหนา ไม่ตรงตามข้อกำหนดการบรรจุสูงของลูกค้า ไม่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมให้สูงสุดได้ เพื่อปรับปรุงอัตราการบรรจุ ให้ผสมผลิตภัณฑ์ผงไมโครซิลิกอนที่มีขนาดอนุภาคต่างกัน วิธีนี้จะสร้างการกระจายที่กว้าง (จุดหลายจุด) ทำให้บรรจุได้สูง ช่วยลดการดูดซับน้ำมันของผงไมโครซิลิกอน และปรับปรุงความลื่นไหล

การปรับเปลี่ยนพื้นผิวของผงซิลิกาทรงกลม

มีสองลิงค์ใน การปรับเปลี่ยนพื้นผิว ผงไมโครซิลิคอนทรงกลม วิธีหนึ่งคือการกระจายอนุภาคที่รวมตัวกันของผงไมโครซิลิคอน วิธีนี้เป็นพิเศษสำหรับผงไมโครซิลิคอนเชิงมุมขนาดเล็กมาก ขั้นแรก ให้ทำการทรีตเมนต์กระตุ้นพื้นผิวเพื่อกระจายอนุภาค จากนั้นทำให้เป็นทรงกลม สารกระจายพื้นผิวจะต้องระเหยอย่างสมบูรณ์ที่อุณหภูมิสูง หากไม่เป็นเช่นนั้น จะทำให้เกิดการสะสมของคาร์บอนในผงไมโครซิลิคอนทรงกลม ซึ่งจะส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์

ประการที่สองคือการปรับเปลี่ยนในภายหลังของผงไมโครซิลิคอนทรงกลม ผงไมโครซิลิคอนเป็นสารตัวเติมอนินทรีย์ที่ผสมกับเรซินอินทรีย์ มีความเข้ากันได้ไม่ดีและกระจายตัวได้ยาก ทำให้วัสดุต่างๆ เช่น บรรจุภัณฑ์วงจรและวัสดุพิมพ์มีความทนทานต่อความร้อนและความชื้นลดลง ส่งผลให้ความน่าเชื่อถือและความเสถียรของผลิตภัณฑ์ลดลง เพื่อปรับปรุงการยึดเกาะของผงไมโครซิลิคอนกับพอลิเมอร์อินทรีย์ เราต้องปรับเปลี่ยนพื้นผิวของซิลิคอน ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการใช้งาน