中國(guó)粉體網(wǎng)訊 硅微粉作為一種高性能無(wú)機(jī)非金屬功能材料被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，如覆銅板、環(huán)氧塑封料、涂料、油漆、橡膠、陶瓷、化妝品、藥物輸送、催化等。科技的不斷進(jìn)步和下游產(chǎn)業(yè)需求的增長(zhǎng)對(duì)硅微粉的品質(zhì)要求在不斷提高。
硅微粉需求趨勢(shì)：精細(xì)化
硅微粉主要以天然石英或熔融石英為原料，經(jīng)過(guò)破碎、分級(jí)、研磨、磁選、浮選以及酸洗等一系列精細(xì)加工制備而成。隨著電子信息、5G、半導(dǎo)體、光伏等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)硅微粉的需求日益增長(zhǎng)。
硅微粉的應(yīng)用
高純超細(xì)硅微粉因其粒度小、比表面積大、化學(xué)純度高、填充性好，表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性、補(bǔ)強(qiáng)性和觸變性，能顯著提高材料的機(jī)械性能，因此硅微粉的超細(xì)化和高純化是當(dāng)前行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。尤其是電子產(chǎn)品日益輕薄短小化，覆銅板使用硅微粉填料也要求越來(lái)越超細(xì)化。
硅微粉超細(xì)粉碎技術(shù)及裝備
超細(xì)粉體從制備原理上可分為化學(xué)合成法和物理粉碎法�；瘜W(xué)法制備的超細(xì)粉體產(chǎn)量低、工藝復(fù)雜，物理粉碎法的優(yōu)點(diǎn)是成本低、工藝簡(jiǎn)單，適用于大批量工業(yè)生產(chǎn)。
粉碎法又可分為干法工藝和濕法工藝。其中干法工藝流程大致為：投料→研磨→分級(jí)→收集→包裝；濕法工藝流程大致為：投料→研磨→干燥→解聚→分級(jí)→收集→包裝。干法產(chǎn)品工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本較低，一般硅微粉生產(chǎn)企業(yè)選用該工藝。濕法產(chǎn)品和干法產(chǎn)品相比需要干燥和解聚工藝，流程復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，較少企業(yè)采用此工藝，對(duì)于cut點(diǎn)5微米以下超細(xì)化并且需要表面處理產(chǎn)品比較適合采用該工藝。
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近年來(lái)，硅微粉超細(xì)粉碎技術(shù)取得了顯著進(jìn)展，包括機(jī)械粉碎、氣流粉碎、濕法研磨和超聲波粉碎等多種方法。常見(jiàn)的超細(xì)粉碎設(shè)備包括氣流粉碎機(jī)、攪拌磨、振動(dòng)磨和行星式球磨機(jī)等。
攪拌磨通過(guò)攪拌器攪動(dòng)研磨介質(zhì)，對(duì)物料施加撞擊、剪切、摩擦等作用，適用于高硬度物料，可以有效提高硅微粉的細(xì)度和分散性。振動(dòng)磨則更適用于脆性物料，能有效提升硅微粉的純度和活性，減少缺陷和雜質(zhì)。行星式球磨機(jī)則是通過(guò)行星運(yùn)動(dòng)方式，使研磨介質(zhì)和物料在磨罐內(nèi)進(jìn)行多維運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)超細(xì)粉碎，適用于制備高純度、高細(xì)度的硅微粉。
另一方面，對(duì)于超細(xì)化產(chǎn)品，粒度越小、磁選去除磁性雜質(zhì)的難度也越大，因?yàn)轭w粒粒度越小，磁性雜質(zhì)越不易被吸附。超細(xì)化硅微粉雜質(zhì)管控的關(guān)鍵首先在于要保證原料低雜質(zhì)，同時(shí)要防止生產(chǎn)過(guò)程中環(huán)境引入雜質(zhì)、設(shè)備管道磨損和加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程中除雜力度。
由于石英硬度高、韌性強(qiáng)，傳統(tǒng)機(jī)械法研磨加工不但存在能耗高，產(chǎn)能低的問(wèn)題，且易帶入雜質(zhì)，造成二次污染，相比之下，氣流粉碎技術(shù)以其獨(dú)特的工作原理，成為制備高純硅微粉的理想選擇。其加工原理是利用高速氣流使物料顆粒相互碰撞能夠生產(chǎn)出粒徑分布均勻、純度高的硅微粉。氣流粉碎技術(shù)能提高硅微粉的分散性和反應(yīng)活性，適用于高純度電子封裝用高純硅微粉的生產(chǎn)。
除此之外，業(yè)內(nèi)企業(yè)通過(guò)改進(jìn)設(shè)備設(shè)計(jì)、優(yōu)化工藝參數(shù)和引入新的粉碎介質(zhì)，以進(jìn)一步提高超細(xì)粉碎的效率和效果，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。如江西廣源化工有限責(zé)任公司等公開(kāi)“一種研磨改性一體化的超細(xì)硅微粉及其制備方法”。其制備的超細(xì)硅微粉D50為1.5～1.6μm，D97為4.0～4.2μm。
一種研磨改性一體化的超細(xì)硅微粉及其制備方法
另外廣源化工等還公開(kāi)了一種低電導(dǎo)率超細(xì)硅微粉及其制備方法和應(yīng)用。此發(fā)明對(duì)原料進(jìn)行一次濕式磁選，降低原料中的鐵含量；超細(xì)研磨時(shí)與物料接觸的設(shè)備均采用耐磨材料進(jìn)行處理，防止鐵雜質(zhì)的帶入；研磨后引入硅烷偶聯(lián)劑包覆進(jìn)行分級(jí)，防止大顆粒團(tuán)聚；分級(jí)后再次濕式磁選，控制硅微粉極低的鐵含量，保證了硅微粉極低的電導(dǎo)率。
小結(jié)
未來(lái)，隨著超細(xì)粉碎技術(shù)的不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，其在硅微粉生產(chǎn)中的應(yīng)用將更加廣泛。探尋超細(xì)粉碎、改性過(guò)程中不引入雜質(zhì)，不產(chǎn)生二次污染的超細(xì)粉碎設(shè)備及工藝流程是高純超細(xì)硅微粉需要著力突破的關(guān)鍵點(diǎn)。
參考資料：
張小林等.天然石英礦制備硅微粉的研究進(jìn)展及應(yīng)用
孫小耀.覆銅板用硅微粉超細(xì)化的技術(shù)進(jìn)展
高佳齊.環(huán)氧塑封料用硅微粉的超細(xì)粉碎及改性研究
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）
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