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微硅粉是冶金電爐在2000℃以上高溫時(shí)產(chǎn)生的SiO2和Si氣體與空氣中的氧氣迅速氧化并冷凝而形成的一種超細(xì)硅質(zhì)粉體材料。微硅粉外觀為灰色或灰白色粉末﹑耐火度>1600℃。容重:200~250千克/立方米。微硅粉的細(xì)度:其細(xì)度和比表面積約為水泥的80~100倍,粉煤灰的50~70倍。微硅粉中細(xì)度小于1μm的占80%以上,均勻粒徑在0.1~0.3μm,比表面積為:20~28m2/g。顆粒形態(tài)與礦相結(jié)構(gòu):摻有微硅粉的物料,微小的球狀體可以起到潤滑的作用。 微硅粉在形成過程中,因相變的過程中受表面張力的作用,形成了非結(jié)晶相無定形圓球狀顆粒,且表面較為光滑,有些則是多個(gè)圓球顆粒粘在一起的團(tuán)圓體。它是一種比表面積很大,活性很高的火山灰物質(zhì)。
硅微粉選用天然石英原礦經(jīng)粉碎、酸洗、研磨、烘干、分級等工藝精制而成的一種白色粉末無機(jī)礦物原料。具有高白度、高透感、分散流平性好、吸油率低,顆粒均勻。并且具有抗壓、抗拉、抗沖擊、耐磨、耐腐蝕,化學(xué)和物理性及穩(wěn)定特點(diǎn)。粘接力強(qiáng),拉伸強(qiáng)度大,同時(shí)又具有耐候性、抗振性,和防潮、抗臭氣和適應(yīng)冷熱變化大的特點(diǎn)。加之其較廣泛的適用性,能實(shí)現(xiàn)大多數(shù)建材產(chǎn)品之間的粘合,因此應(yīng)用價(jià)值非常大。可增加填充率、降低固化物的線膨脹系數(shù)和固化時(shí)的收縮率??山档凸袒瘯r(shí)的放熱量,延長施工時(shí)間。填充量增加,固化物密度增加,硬度提高、抗壓、抗拉、抗沖擊等機(jī)械強(qiáng)度增加和耐磨性提高。填充量增加降低了粘接劑的生產(chǎn)成本。
結(jié)晶態(tài)的二氧化硅礦物有石英砂、脈石英、粉石英。結(jié)晶硅微粉一般采用純度較高的結(jié)晶型石英砂,破碎至適當(dāng)粒度后,采用干法、濕法工藝研磨,然后通過旋風(fēng)分級、沉降及水力旋流器等方法分離出粒度合格的硅微粉,經(jīng)過磁選、酸洗、浮選等一系列步驟進(jìn)行提純,得到結(jié)晶硅微粉[9,10]。這樣得到的硅微粉,其顆粒形狀為不規(guī)則的多面體,為角形硅微粉。
國內(nèi)一般采用氣流粉碎機(jī)制備超細(xì)硅微粉,其原理是利用高速氣流的能量沖擊硅微粉,使之互相碰撞、摩擦,從而使聚集體粉碎,這種方法可獲得粒徑在1~5μm之間的硅微粉。蔣述興以高硬度釔穩(wěn)定氧化鋯球?yàn)檠心ソ橘|(zhì),用襯聚氨酯攪拌磨磨細(xì)石英砂并經(jīng)過沉降分級,可獲得SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.91%,粒徑為1μm以下的高純超細(xì)結(jié)晶硅微粉。
熔融硅微粉純度高,介電常數(shù)、介質(zhì)損耗和線性膨脹系數(shù)較低,在電子產(chǎn)品的信號傳輸速度、傳輸質(zhì)量和可靠性等方面優(yōu)于結(jié)晶硅微粉,可應(yīng)用于智能手機(jī)、汽車、網(wǎng)絡(luò)通訊及產(chǎn)業(yè)設(shè)備等所使用的覆銅板中;空調(diào)、洗衣機(jī)、冰箱、充電樁、光伏組件等集成電路封裝所使用的環(huán)氧塑封料中;以及膠粘劑、涂料、陶瓷、包封料等領(lǐng)域。
另一個(gè)球形硅微粉是以精選的角形硅微粉作為原料,通過火焰熔融法加工成球形的二氧化硅粉體材料,具有比表面積小、活動性好和應(yīng)力低等優(yōu)良特性。
比擬角形硅微粉,球形硅微粉表面活動性好,填充率高于角形硅微粉,能夠明顯降低覆銅板和環(huán)氧塑封料的線性膨脹系數(shù),進(jìn)步電子產(chǎn)品的可靠性,同時(shí)球形硅微粉可以減少相關(guān)產(chǎn)品制造時(shí)對設(shè)備和模具的磨損,可應(yīng)用于航空航天、雷達(dá)、計(jì)算機(jī)、5G通訊等用覆銅板中;智能手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、平板顯示、處理器、交換機(jī)等大規(guī)模集成電路封裝用環(huán)氧塑封料中;以及涂料、特種陶瓷、精細(xì)化工等領(lǐng)域。