矽粉是一種高性能無機非金屬功能材料,廣泛應用於覆銅板、環氧模塑、塗料、油漆、橡膠、陶瓷、化妝品、藥物傳輸、催化等眾多領域。持續的技術進步和下游行業日益增長的需求,推動對矽粉品質的要求不斷提高。
矽粉需求趨勢:精煉
矽粉主要由天然石英或熔融石英製成,經過一系列精細工藝生產,包括破碎、分級、研磨、磁選、浮選和酸洗。隨著電子、5G、半導體、光伏等高科技產業的快速發展,矽粉的需求日益增長。
矽粉的應用
高純超細矽粉由於其粒徑小、比表面積大、化學純度高、填充性好,表現出優異的穩定性、補強性和觸變性,顯著提高材料的機械性能。因此,矽粉的超細化和高純度化是當前產業發展趨勢。尤其隨著電子產品的輕薄化、小型化,覆銅板對矽粉填料的需求也日益增長。
矽微粉超細研磨技術與設備
超細粉體的生產可以採用化學合成法或物理粉碎法。化學法產量低、製程複雜,而物理粉碎法則具有成本低、操作簡單等優勢,適合大規模工業化生產。
粉碎方法又可分為乾法和濕法。乾式製程通常遵循以下步驟:進料→研磨→分級→收集→包裝;濕式製程通常遵循以下步驟:進料→研磨→乾燥→解團→分級→收集→包裝。乾式製程更簡單,生產成本更低,是矽微粉生產企業的普遍選擇。相較於乾式製程,濕式製程需要進行乾燥和解團,製程更複雜,生產成本較高,因此採用濕式製程的企業較少。它更適用於粒徑小於5微米且需要表面處理的超細產品。
近年來,矽微粉超細研磨技術取得了顯著進展,包括機械粉碎、氣流磨、濕式研磨、超音波粉碎等多種方法。常見的超細研磨設備包括氣流磨、攪拌磨、振動磨和行星球磨機。
攪拌磨利用攪拌器攪拌研磨介質,對物料施加衝擊、剪切和摩擦力,適用於高硬度物料,可有效提高矽微粉的細度和分散性。振動磨更適用於脆性物料,可有效提高矽微粉的純度和活性,同時減少缺陷和雜質。行星球磨機利用行星運動,使研磨介質和物料在磨罐內進行多維運動,實現超細研磨,適用於生產高純度、高細度的矽微粉。
另一方面,對於超細產品,粒徑越小,透過磁選去除磁性雜質的難度就越大,因為粒徑越小,磁性雜質對粒徑的吸附能力越弱。控制超細矽微粉雜質的關鍵在於確保原料中雜質含量低,同時也要防止生產過程中從環境中引入雜質,防止設備和管道磨損,並加強生產過程中的雜質去除力度。
由於石英硬度高、韌性強,傳統的機械研磨方法不僅能耗高、產能低,而且容易引入雜質並造成二次污染。相較之下,氣流磨技術以其獨特的工作原理,是生產高純矽微粉的理想選擇。此製程利用高速氣流引起顆粒碰撞,從而生產出粒徑分佈均勻的高純矽微粉。氣流磨提高了矽微粉的分散性和反應性,使其適用於生產電子封裝用高純度矽微粉。
未來,隨著超細研磨技術的不斷創新和優化,其在矽微粉生產中的應用將更加廣泛。探索超細研磨設備和工藝,在超細研磨改質過程中不引入雜質、不產生二次污染的SS流是高純度超細矽微粉生產的關鍵突破。