Bột silica hình cầu là vật liệu silicon dioxide hình cầu. Nó có các tính chất tuyệt vời và ứng dụng quan trọng. Các hạt là hình cầu đều đặn. So với silica không đều, bột silica hình cầu thực hiện tốt hơn. Nó thường có độ tinh khiết cao và hẹp kích thước hạt phân phối. Nó cũng cho thấy độ trắng tốt. Độ chảy của nó tuyệt vời và độ phân tán tốt. Những đặc tính này giúp nó phân tán đều trong nhiều vật liệu khác nhau. Điều này thúc đẩy hiệu suất chức năng của nó một cách hiệu quả.
Các phương pháp chế tạo silica hình cầu có thể được chia thành hai loại: phương pháp vật lý và hóa chất phương pháp. Điều này phụ thuộc vào việc liệu có xảy ra những thay đổi về mặt hóa học trong quá trình chuẩn bị hay không.
Phương pháp vật lý
Nghiền bi
Sử dụng thiết bị nghiền và phân loại để sản xuất bột siêu mịn.
Dựa trên trạng thái vật liệu, bao gồm phương pháp khô và ướt. Nghiền ướt sử dụng nước làm môi trường mang. Các hạt được nghiền bằng máy nghiền khuấy. Điều này tạo ra các sản phẩm siêu mịn có độ phân tán tốt. Kích thước hạt cũng tương đối đồng đều.
Phương pháp phun
Phương pháp này là sấy nhanh nguyên liệu lỏng thông qua máy sấy phun để thu được mẫu. Cụ thể, nguyên liệu lỏng đầu tiên sẽ đi qua máy phun để tạo thành các giọt cực mịn, sau đó các giọt sẽ tiếp xúc với không khí nóng, độ ẩm bên trong sẽ bắt đầu di chuyển ra ngoài và các hạt nguyên liệu sẽ kết tụ lại, và sau khi sấy có thể thu được sản phẩm mong muốn.
Phương pháp hình cầu ngọn lửa
Trong môi trường nhiệt độ cao (nhiệt độ từ 1600-2000℃), các cạnh và góc của bề mặt bột sẽ dần tan chảy sau khi được gia nhiệt. Sau đó, các quả cầu sẽ dần hình thành dưới tác động của sức căng bề mặt. Nếu sử dụng bột thạch anh thông thường làm nguyên liệu, bột silicon hình cầu có thể được chế tạo bằng phương pháp ngọn lửa oxy-axetilen. Nó có thể đảm bảo bề mặt của sản phẩm nhẵn và tốc độ hình cầu hóa có thể đạt tới 95%.
Phương pháp nấu chảy bằng ngọn lửa
Đầu tiên, bột vi silic góc được sử dụng làm nguyên liệu thô và các hoạt động xử lý trước như nghiền, sàng lọc và tinh chế được thực hiện trên đó. Nghĩa là, bột vi silic góc đầu tiên được nghiền bằng máy nghiền tia. Sau khi xử lý sơ bộ nhiều giai đoạn, vật liệu có kích thước hạt phù hợp được sàng lọc. Sau đó, axetilen, khí tự nhiên và các khí khác được sử dụng làm nguồn nhiệt cho bột nóng chảy. Ngọn lửa do quá trình đốt cháy các loại khí như vậy tạo ra là sạch và không gây ô nhiễm. Sau đó, bột vi silic góc có kích thước hạt phù hợp được nấu chảy ngay lập tức ở nhiệt độ cao bằng phương pháp nấu chảy ngọn lửa nhiệt độ cao. Sau đó, nó được làm nguội nhanh để tạo thành hình cầu hóa và cuối cùng có thể thu được bột vi silic hình cầu có độ tinh khiết cao và kích thước hạt đồng đều.
Phương pháp plasma
Sử dụng nhiệt độ cao từ plasma hồ quang. Bột silica hoặc thạch anh tan chảy thành các giọt. Sức căng bề mặt giúp các giọt hình thành các hình cầu. Sau khi làm mát, các hạt silica hình cầu được hình thành.
Nung ở nhiệt độ cao
Quá trình nung ở nhiệt độ cao bắt đầu bằng bột thạch anh tự nhiên. Bột được ủ trong điều kiện kiềm. Sau đó, nó được lọc để loại bỏ tạp chất. Vật liệu đã lọc được khử nước và sấy khô. Một chất kết dính được thêm vào để tạo thành các mẫu khối. Các khối được nung trong lò nung nhiệt độ cao. Sau khi làm mát, sản phẩm được phân tán. Sau đó, nó trải qua quá trình nghiền và cầu hóa. Tiếp theo là quá trình tách từ và phân loại không khí. Sản phẩm cuối cùng là silica hình cầu có độ tinh khiết cao. Nó có tốc độ cầu hóa cao và độ trắng tốt. Bột cũng chảy và phân tán tốt. Tuy nhiên, phương pháp này vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.
Phương pháp đốt trực tiếp
Phương pháp đốt cháy trực tiếp sử dụng nhiên liệu tự nhiên khoáng sản bột dùng cho ngọn lửa nóng chảy.
Điều này hạn chế cả độ tinh khiết và sự phân bố kích thước hạt.
Phương pháp phun nóng chảy ở nhiệt độ cao
Phương pháp này là nung chảy thạch anh có độ tinh khiết cao thành chất lỏng ở nhiệt độ cao 2100-2500℃, sau đó trải qua các quá trình như phun và làm mát để cuối cùng thu được bột silic hình cầu. Bề mặt của sản phẩm nhẵn, tỷ lệ hình cầu hóa và tỷ lệ vô định hình có thể đạt tới 100%.
Phương pháp hóa học
Phương pháp pha khí
Phương pháp pha khí bắt đầu bằng quá trình chưng cất các hợp chất halide silic. Sau đó, chúng được hóa hơi ở nhiệt độ cao. Hydro và oxy được thêm vào theo tỷ lệ đã định. Dưới áp suất và nhiệt, quá trình thủy phân pha khí diễn ra. Các sản phẩm được thu thập bằng cách sử dụng bộ tách ly tâm. Quá trình này tạo ra các hạt nanosilica có độ tinh khiết cao. Quá trình phản ứng được kiểm soát tốt. Tuy nhiên, chi phí của phương pháp này cao. Các sản phẩm phụ hữu cơ cũng khó xử lý.
Phương pháp lượng mưa
Phương pháp kết tủa sử dụng thủy tinh nước và tác nhân axit làm nguyên liệu thô. Một chất hoạt động bề mặt phù hợp cũng được thêm vào. Kiểm soát nhiệt độ là rất quan trọng trong quá trình chuẩn bị. Khi độ pH vượt quá 8, một chất ổn định được thêm vào. Sau khi rửa, sấy khô và nung, các hình cầu hình thành. Phương pháp này tạo ra bột silica hình cầu đồng nhất. Nó có chi phí thấp và quy trình đơn giản, có thể kiểm soát được. Nó phù hợp cho sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên, sản phẩm có xu hướng dễ kết tụ.
Tổng hợp thủy nhiệt
Tổng hợp thủy nhiệt được sử dụng rộng rãi để chế tạo hạt nano ở dạng lỏng.
Quá trình này xảy ra ở nhiệt độ cao 150–350℃ và áp suất cao. Các hợp chất vô cơ và hữu cơ phản ứng với nước. Sự đối lưu mạnh đẩy các ion và phân tử đến các vùng tăng trưởng. Các tinh thể hạt giống được đặt trong các vùng này. Các dung dịch và tinh thể siêu bão hòa được hình thành. Các chất vô cơ được lọc, rửa và sấy khô. Quá trình này tạo thành các hạt siêu mịn, có độ tinh khiết cao. Quá trình này tránh được sự chuyển đổi oxit cần thiết trong các phương pháp lỏng khác. Điều này làm giảm khả năng kết tụ cứng.
Phương pháp Sol-gel
Phương pháp sol-gel bắt đầu bằng cách trộn nguyên liệu thô với pha lỏng. Trong một số điều kiện nhất định, quá trình thủy phân diễn ra. Ngưng tụ hóa học tạo thành silica sol. Theo thời gian, mạng lưới silica gel 3D hình thành. Sau đó, gel được lọc và rửa. Tiếp theo, nó được sấy khô và thiêu kết. Quá trình này tạo ra các hạt nanosilica hoặc nanoquartz.
Phương pháp nhũ tương vi mô
Phương pháp nhũ tương vi mô tạo ra nhũ tương đồng nhất bằng cách sử dụng chất hoạt động bề mặt. Phương pháp này pha trộn hai pha ban đầu không hòa tan. Sự hình thành hạt và sự phát triển xảy ra trong các không gian giao diện hạn chế. Nguồn silicon hướng dẫn sự hình thành hạt. Sau khi xử lý nhiệt, silica hình cầu hoặc thạch anh hình thành. Không gian hạn chế dẫn đến kích thước hạt nhỏ. Sự kết tụ cũng ít có khả năng xảy ra hơn.
Phần kết luận
Tóm lại, bột silica hình cầu là vật liệu được tinh chế cao với kích thước hạt đồng đều và đặc tính phân tán tuyệt vời. Cấu trúc hình cầu của nó tăng cường khả năng chảy và độ ổn định, khiến nó trở nên lý tưởng cho nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau, bao gồm điện tử, sơn phủ và dược phẩm. Với hiệu suất vượt trội, silica hình cầu tiếp tục là thành phần thiết yếu trong nhiều ngành công nghiệp công nghệ cao.
bột sử thi
Bột Epic, Hơn 20 năm kinh nghiệm làm việc trong ngành bột siêu mịn. Tích cực thúc đẩy sự phát triển trong tương lai của bột siêu mịn, tập trung vào quá trình nghiền, xay, phân loại và sửa đổi bột siêu mịn. Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn miễn phí và các giải pháp tùy chỉnh! Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi tận tâm cung cấp các sản phẩm và dịch vụ chất lượng cao để tối đa hóa giá trị chế biến bột của bạn. Epic Powder—Chuyên gia chế biến bột đáng tin cậy của bạn!