高品質(zhì)球形二氧化硅制備技術(shù)綜述
2024-12-04 14:21:13 來源:中國(guó)粉體網(wǎng)
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簡(jiǎn)介:隨著高新技術(shù)領(lǐng)域?qū)η蛐味趸栊枨蟮脑鲩L(zhǎng),高品質(zhì)球形二氧化硅的制備技術(shù)成為研究熱點(diǎn)。本文綜述了物理法和化學(xué)法兩大類球形二氧化硅的制備方法,包括機(jī)械研磨法、噴霧法、火焰成球法、等離子體法、高溫煅燒球化法等物理方法,以及氣相法、沉淀法、水熱法、溶膠-凝膠法、微乳液法等化學(xué)方法。這些方法各有優(yōu)勢(shì)與局限,對(duì)實(shí)現(xiàn)球形二氧化硅的工業(yè)化生產(chǎn)具有重要意義。
在大規(guī)模集成電路、航空航天、精細(xì)化工和日用化妝品等高新技術(shù)領(lǐng)域,高品質(zhì)球形二氧化硅因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)而備受青睞。球形二氧化硅的制備方法主要分為物理法和化學(xué)法兩大類,各有其特點(diǎn)和適用范圍。
物理法中,機(jī)械研磨法通過專業(yè)的破碎和篩分設(shè)備制得超細(xì)粉體,分為干法和濕法兩類,濕法研磨以水為載體介質(zhì),制備出分散性好、粒徑均一的超細(xì)產(chǎn)品。噴霧法通過噴霧干燥機(jī)快速烘干液體原料獲得樣品,霧滴與熱空氣接觸后,內(nèi)部水分向外遷移,原料顆粒團(tuán)聚,干燥后得到所需產(chǎn)物?;鹧娉汕蚍ㄔ诟邷叵率狗垠w表面棱角融化,在表面張力作用下形成球體,球形化率高達(dá)95%。火焰熔融法以角形硅微粉為原料,通過高溫火焰熔融后快速冷卻球化成形,得到高純度且粒徑均勻的球形硅微粉。等離子體法利用電弧等離子體產(chǎn)生的高溫區(qū)使二氧化硅粉或石英粉熔化成液滴,在表面張力作用下成球。高溫煅燒球化法將天然石英礦粉體在堿性條件下陳化、過濾、干燥后加入粘結(jié)劑煅燒,最后制成高純度的超細(xì)球形硅微粉。
化學(xué)法中,氣相法通過鹵化硅高溫氣化后與氫氣和氧氣氣相水解,得到氣相納米微粒。沉淀法以水玻璃、酸化劑等為原料,加入適量的表面活性劑,控制pH值和溫度,洗滌、干燥及煅燒后形成球形硅微粉。水熱合成法在高溫高壓條件下讓無機(jī)、有機(jī)化合物與水化合,通過強(qiáng)烈對(duì)流讓離子、分子、離子團(tuán)等進(jìn)入生長(zhǎng)區(qū),獲得過飽溶液與結(jié)晶。溶膠-凝膠法將原料與液相均勻混合后水解,形成溶膠,一段時(shí)間后形成具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的二氧化硅凝膠。微乳液法在表面活性劑作用下形成均勻乳液,利用兩相界面間的微小空間成核生長(zhǎng),通過熱處理后得到球形二氧化硅或石英顆粒。
高品質(zhì)球形二氧化硅的制備技術(shù)是滿足高新技術(shù)領(lǐng)域需求的關(guān)鍵。物理法和化學(xué)法的多種制備方法各有特點(diǎn),選擇合適的方法需要綜合考慮成本、純度、粒徑分布和球形化率等因素。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,未來球形二氧化硅的制備將更加高效、環(huán)保,滿足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。
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