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球形硅微粉生产设备(活性硅微粉生产工艺)

球形硅微粉生产设备(活性硅微粉生产工艺) 球形硅粉物理制备技术的研究进展

球形硅粉为白色粉末,纯度高、颗粒细、介电性能优异、热膨胀系数低、导热系数高,具有广阔的发展前景。

球形硅粉为白色粉末,纯度高、颗粒细、介电性能优异、热膨胀系数低、导热系数高,具有广阔的发展前景。球形硅粉主要用于大规模集成电路封装,在航空空、航天、涂料、催化剂、医药、特种陶瓷、日用化妆品等高科技领域也有应用。LSI对球形硅粉的纯度有严格的要求,一般要求SiO2的质量分数大于99。Fe2O3的质量分数小于50×104。10-6,Al2 O3的质量分数小于10×10-6。10-6,并且要求放射性元素铀(U)和钍(Th)非常低。目前,大部分高质量球形硅微粉仍依赖进口。高纯超细球形硅粉的制备已成为国内粉体研究的热点。

目前,球形硅微粉的制备方法主要有物理法和化学法,物理法包括火焰成球法、高温熔融喷涂法和等离子体法。化学方法主要有气相法、液相法(溶胶-凝胶法、沉淀法、微乳液法)等。

1火焰成球法

火焰成球法首先将应时研磨、筛分、提纯,然后将应时微粉送入气体和氧气产生的高温场中,高温熔融,冷却成球,最终形成高纯球形硅微粉。

杨燕青等人以普通石英粉为原料,用氧-乙炔火焰法制备出表面光滑,球化率95%,无定形度80%,线膨胀系数0.5倍的石英粉。0-6/k球体。

H.Y. Jin等人以稻壳为原料,粒度为0。通过硅微粉化和火焰球化来获得5 ~ 5 μm。硅微粉的球形度接近95%,流动性为94 s /50g,堆积密度为0。721g /cm3,放射性元素U含量为0。05 & times10-9 g /g,产品放射性符合超大规模集成电路封装要求。

与等离子体法和高温熔融喷涂法相比,该方法更容易控制,可以实现工业化大规模生产,也是一种更有前途的生产工艺。中国发展了火焰法& ldquo高纯球形石英粉工业制备技术及专用生产设备& rdquo经鉴定,制备的球形石英粉成球率、成品率和玻璃化率分别在98%、90%和95%以上。现已建成1 200 t /a的工业生产线并成功投产。

2高温熔融喷涂法

高温喷雾法是将高纯应时在2100 ~ 2500℃熔融成液体,然后喷雾冷却得到球形硅微粉。产品表面光滑,球化率和非晶化率可达100%。据调查,美国的球形硅微粉主要是用这种方法生产的。因为它涉及高性能计算机技术,所以他们与外界紧密相连。这种方法最容易保证球化率和非晶率,但不容易解决纯度和雾化粒度调节的问题。目前国内还没有这方面的研究和生产的报道。

3等离子体法

等离子体法的基本原理是在等离子体炬的高温区熔化二氧化硅粉末(SiO2),利用液体的表面张力形成球形液滴,在快速冷却过程中形成球形颗粒。

王翔等人以不含水、不经偶联剂处理的棱角状结晶硅粉或熔融硅粉为原料,向高频等离子体发生器输入100 kW功率,利用其产生的4 000 ~ 7 000℃高温气体作为热源。当原料通过等离子体反应炉的电弧区时,粉末被加热、熔化、气化、淬火,得到球化率高、纯度高、污染小的球形微米级和纳米级二氧化硅。

G.Schulz在高频氩等离子体中用电容耦合的方法使四氯化硅与氧气反应,制备了超高纯非晶活性二氧化硅颗粒,其粒径小于4 nm,呈球形。该产品在分子筛合成中有很大的应用前景。严世凯等人以机械粉碎制得的二氧化硅粉末为原料,采用射频等离子体法制备球形二氧化硅。该产品表面光滑,球形度高,颗粒密度为2.15克/立方厘米,粒径小于10微米;m .

该方法具有能量高、传热和冷却快等优点,制备的产品形貌可控、纯度高、无团聚。江苏省连云港市景瑞应时工业发展研究院承办& ldquo高频等离子体制备球形石英粉的关键技术及产品& rdquo该项目通过了部级鉴定。一条50吨/年的中试生产线已经建成。

 
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