Bột silicon hình cầu có độ tinh khiết cao và các hạt rất mịn. Nó có tính chất điện môi và dẫn nhiệt tốt. Nó cũng có hệ số giãn nở thấp. Nó được sử dụng rộng rãi trong bao bì, hàng không vũ trụ, sơn phủ, y học và mỹ phẩm. Nó là chất độn không thể thay thế.
Có hai phương pháp để chế tạo bột silic hình cầu: phương pháp vật lý và phương pháp hóa chất phương pháp. Các phương pháp chính là: ngọn lửa, bùng cháy, phun nóng chảy nhiệt độ cao, plasma và đốt cháy nhiệt độ thấp tự lan truyền. Các phương pháp hóa học bao gồm: pha khí, pha lỏng (sol-gel, kết tủa, nhũ tương siêu nhỏ) và tổng hợp hóa học.
Trong quá trình sản xuất bột silicon hình cầu, việc kiểm soát chặt chẽ từng bước là chìa khóa. Nó đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng.
Các yếu tố kiểm soát nguyên liệu thô của bột silica hình cầu
Nguyên liệu thô chính của bột silica hình cầu là bột silica nóng chảy hoặc tinh thể dạng góc cạnh.
Độ ổn định của nguyên liệu
Nguyên liệu thô tốt nhất để sản xuất bột silic hình cầu là bột silic góc. Nó phải đến từ cùng một mạch quặng và quy trình sản xuất. Điều này có thể tối đa hóa tính đồng nhất của nguyên liệu thô. Nó có thể đảm bảo rằng các sản phẩm có tỷ lệ cầu hóa cao có thể được sản xuất. Điều này trong khi vẫn giữ nguyên các yếu tố như nhiệt độ cầu hóa, nguồn cung cấp khí, lượng thức ăn, áp suất và tốc độ dòng chảy.
Các chỉ tiêu vật lý và hóa học của nguyên liệu phải được kiểm soát trong phạm vi nhất định
Nếu các chỉ tiêu vật lý và hóa học của nguyên liệu thô dao động quá nhiều, 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 và phân bố kích thước hạt
Kích thước hạt khác nhau có diện tích gia nhiệt khác nhau và nhiệt độ thụ động hóa khác nhau sau khi gia nhiệt. Nhiệt độ thụ động hóa của các hạt lớn cao hơn nhiệt độ thụ động hóa của các hạt nhỏ. Vì vậy, tốc độ hình cầu hóa của bột silica hình cầu phân bố rộng, ngoại trừ quá trình hợp chất sau này, thấp hơn tốc độ hình cầu hóa của bột silica hình cầu phân bố hẹp. Đây là lý do tại sao họ sử dụng bột silica góc phân bố hẹp để sản xuất bột silica hình cầu.
Phân tán hạt nguyên liệu
Khi xử lý bột silica góc cạnh, đặc biệt là loại siêu mịn, sự kết tụ thứ cấp thường xảy ra do năng lượng bề mặt tăng lên. Nếu chúng ta không thể phá vỡ khối lượng này, hai hoặc nhiều hạt sẽ kết nối trong quá trình hình cầu hóa. Điều này sẽ gây hại cho hiệu suất của bột hình cầu.
Độ ẩm của nguyên liệu thô
Nếu bột vi silic góc được sử dụng để tạo ra bột vi silic hình cầu không được bảo vệ, nó sẽ hấp thụ độ ẩm. Độ ẩm cao hoặc tiếp xúc kéo dài cũng sẽ gây ra điều này. Các chất kết tụ tạo thành sẽ làm giảm quá trình 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 cho bột vi silicon hình cầu bức xạ thấp, các thành phần bức xạ (như urani U và thori Th) phải rất thấp. Điều này đảm bảo sản phẩm đáp ứng các yêu cầu về bức xạ thấp. Điều này đòi hỏi phải tìm kiếm bức xạ thấp khoáng sản nguồn từ đá thô. Những mỏ như vậy hiện nay hiếm khi được phát hiện. Một khi được phát hiện, chúng sẽ bị độc quyền và các công ty khác bị hạn chế nghiêm ngặt. Một số đã nghiên cứu các cách để giảm urani trong bột silic. Họ đã có một số thành công.
Yêu cầu về bột silic hình cầu cho khí
Khí sử dụng phải có nhiệt trị cao. Bột silic hình cầu, đặc biệt là bột silic đốt ở nhiệt độ cao, có nhiệt độ cầu hóa là 1700-2500℃. Vì vậy, khí phải có nhiệt trị cao mới đạt được nhiệt độ mong muốn.
Khí sử dụng phải rất tinh khiết. Đốt khí không tinh khiết sẽ để lại một lượng nhỏ chất rắn trong bột, làm ảnh hưởng đến hiệu suất của nó.
Hỗn hợp bột silic hình cầu
Để cải thiện tỷ lệ hình cầu hóa của bột vi silicon hình cầu, trước tiên các nhà sản xuất sản xuất nó với phân bố kích thước hẹp (một đỉnh). Phân bố hẹp của bột vi silicon hình cầu ngăn cản việc đóng gói chặt chẽ. Nó không đáp ứng được yêu cầu làm đầy cao của khách hàng. Nó không thể tối đa hóa hiệu suất tuyệt vời của nó. Để cải thiện tỷ lệ làm đầy, hãy trộn các sản phẩm bột vi silicon với các kích thước hạt khác nhau. Điều này tạo ra sự phân bố rộng (nhiều đỉnh). Nó đạt được độ làm đầy cao. Nó làm giảm sự hấp thụ dầu của bột vi silicon. Nó cải thiện tính lưu động của nó.
Sửa đổi bề mặt của bột silica hình cầu
Có hai liên kết trong Sửa đổi bề mặt của bột vi silic hình cầu. Một là phân tán các hạt kết tụ của bột vi silic. Điều này đặc biệt dành cho bột vi silic góc siêu mịn. Đầu tiên, thực hiện xử lý hoạt hóa bề mặt để phân tán các hạt. Sau đó, hình cầu hóa chúng. Chất phân tán bề mặt phải được bay hơi hoàn toàn ở nhiệt độ cao. Nếu không, nó 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. Bột vi silic là chất độn vô cơ trộn với nhựa hữu cơ. Nó có khả năng tương thích kém và khó phân tán. Điều này làm giảm khả năng chịu nhiệt và độ ẩm của các vật liệu như bao bì mạch và chất nền. Do đó, nó ảnh hưởng đến độ tin cậy và độ ổn định của sản phẩm. Để cải thiện sự liên kết của bột vi silic với polyme hữu cơ, chúng ta phải biến đổi bề mặt của silic. Điều này sẽ nâng cao hiệu suất của nó trong các ứng dụng.