مسحوق السيليكون الدقيق هو نوع من مسحوق السيليكا المصنوع من الكوارتز البلوري، السيليكا المنصهرة، وغيرها من المواد الخام. تتم العملية من خلال الطحن والتصنيف الدقيق وإزالة الشوائب وغيرها من العمليات. يتم استخدامها على نطاق واسع في مجالات مختلفة، بما في ذلك صفائح النحاس المغطاة، والتغليف البلاستيكي الإيبوكسي، ومواد العزل الكهربائي، والمطاط، والبلاستيك، والطلاء، والمواد اللاصقة، والأحجار الاصطناعية، والسيراميك العسلي، ومستحضرات التجميل، والمزيد.
1. صفائح النحاس المكسوة
حاليًا، يمكن تصنيف مسحوق السيليكون الدقيق المستخدم في الصفائح النحاسية إلى مسحوق السيليكون الدقيق البلوري، ومسحوق السيليكون الدقيق المنصهر، ومسحوق السيليكون الدقيق الكروي، ومسحوق السيليكون الدقيق المركب. يبلغ محتوى الراتينج في الصفائح النحاسية حوالي 50%، ومعدل الملء النموذجي لمسحوق السيليكون الدقيق في الراتينج حوالي 30%. وهذا يعني أن نسبة وزن التعبئة لمسحوق السيليكون الدقيق في الصفائح المغطاة بالنحاس تبلغ حوالي 15%.
كحشو غير عضوي، يعزز مسحوق السيليكون الدقيق الاستقرار الحراري والصلابة ومعامل التمدد الحراري والتوصيل الحراري للصفائح النحاسية، مما يحسن موثوقية وتبديد الحرارة للمنتجات الإلكترونية. كما يتمتع بخصائص عازلة جيدة، مما يمكن أن يعزز سرعة نقل الإشارة والجودة في المنتجات الإلكترونية. مسحوق السيليكون الدقيق البلوري، كونه أكثر فعالية من حيث التكلفة، يستخدم في الصناعات ذات متطلبات الإنتاج المنخفضة، مثل مكيفات الهواء والثلاجات والغسالات وأجهزة الكمبيوتر المكتبية. تستخدم الصفائح النحاسية للهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والسيارات والاتصالات الشبكية والمعدات الصناعية عمومًا مسحوق السيليكا المنصهر بسبب المتطلبات المحددة للثابت العازل ومعامل التمدد الخطي. بالنسبة للتطبيقات عالية التردد وعالية السرعة، مثل أجهزة الكمبيوتر العملاقة واتصالات الجيل الخامس، فإن مسحوق السيليكون الكروي منخفض العزل ومنخفض الخسارة مطلوب كحشو وظيفي رئيسيمع نسبة منخفضة من الشوائب ومعدل ملء مرتفع.
2. مادة مانعة للتسرب البلاستيكية الإيبوكسي
مسحوق السيليكون الدقيق هو مادة حشو أساسية في مانعات التسرب الإيبوكسي (EMC)، حيث يمثل حوالي 60%–90% من التركيبة. يعتمد تحسين أداء مانعات التسرب الإيبوكسي على تحسين جودة مسحوق السيليكون الدقيق، وبالتالي فرض متطلبات أعلى على حجم جزيئاته ونقاوته وكرويته. غالبًا ما تستخدم مانعات التسرب البلاستيكية الإيبوكسي المتوسطة والمنخفضة الجودة مسحوق السيليكون الدقيق الزاوي، بينما تستخدم مانعات التسرب عالية الجودة بشكل أساسي مسحوق السيليكون الدقيق الكروي. تحتوي مواد الختم البلاستيكية للأجهزة المنفصلة والأجهزة الكهربائية الصغيرة المتكاملة عادةً على مساحيق سيليكون دقيقة متبلورة ومنصهرة. تستخدم التغليف عالي التوصيل الحراري لأجهزة الطاقة بشكل أساسي مسحوق السيليكون الدقيق البلوري جنبًا إلى جنب مع مواد أخرى عالية التوصيل الحراري. بالنسبة للتغليف منخفض التمدد والانحناء للدوائر المتكاملة كبيرة الحجم، يفضل مسحوق السيليكون الدقيق الكروي. أخيرًا، تستخدم أجهزة الذاكرة المعبأة ذات معامل المرونة المنخفض عادةً مسحوق السيليكون الدقيق الكروي منخفض الإشعاع كحشو.
ومن المتوقع أن يبلغ الطلب الصيني على مسحوق السيليكون الكروي لتغليف أشباه الموصلات في عام 2022 71000 طنمع استمرار زيادة نسبة التغليف المتقدم، فمن المتوقع أن تصل إلى 93000 طن في عام 2025، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 9.25%. استنادًا إلى سعر مسحوق السيليكون الكروي 15000 يوان/طن، حجم السوق في عام 2025 سيكون تقريبًا 1.5 مليار يوان.
3. مواد العزل الكهربائي
يتم استخدام مسحوق السيليكون الدقيق كحشو عزل من راتنج الإيبوكسي لمنتجات العزل الكهربائي، مما يقلل بشكل فعال من معامل التمدد الخطي للمادة المعالجة ومعدل الانكماش أثناء عملية المعالجة. هذا يقلل من الإجهاد الداخلي ويحسن القوة الميكانيكية لمادة العزل، وبالتالي تعزيز الخصائص الميكانيكية والكهربائية لمادة العزل.
لذلك، فإن العملاء في هذا المجال لديهم متطلبات وظيفية محددة لمسحوق السيليكون الدقيق، مثل معامل التمدد الخطي المنخفض، والعزل العالي، والقوة الميكانيكية العالية، في حين أن طلبهم على خصائص التوصيل الكهربائي والحراري أقل نسبيًا. في مجال مواد العزل الكهربائي، منتجات مسحوق السيليكون الدقيق ذات المواصفات الفردية مع يتم عادةً اختيار متوسط حجم الجسيمات بين 5 ميكرون و25 ميكرون تعتمد معايير الجودة على خصائص منتجات العزل الكهربائي ومتطلبات عمليات إنتاجها. كما توجد معايير عالية لبياض المنتج وتوزيع حجم الجسيمات.
4. المطاط
يوفر مسحوق السيليكون الصغير مزايا مثل حجم الجسيمات الصغير، ومساحة السطح النوعية الكبيرة، ومقاومة الحرارة الجيدة، ومقاومة التآكل، مما يمكن أن يحسن مقاومة التآكل، وقوة الشد، ومعامل المرونة، ومقاومة التمزق العالية للمواد المركبة المطاطية. ومع ذلك، يحتوي سطح مسحوق السيليكون الصغير على العديد من مجموعات السيلانول الحمضية. إذا لم يتم تعديلها، يمكن أن تتسبب هذه المجموعات في تشتت غير متساوٍ لمسحوق السيليكون الصغير في المطاط وقد تتفاعل مع مسرعات القلوية، مما يطيل وقت الفلكنة للمواد المركبة المطاطية.
حالياً، يتم تطبيق تعديل مسحوق السيليكون الدقيق بشكل أساسي في أبحاث المطاط، حيث يعتبر تعديل عامل اقتران السيلان الطريقة الأساسيةتشمل الأمثلة فينيل تري ميثوكسي سيلان، وإيثيلين تري ميثوكسي سيلان، وهيكساميثيل ديسيلازان، و3-ميركابتوبروبيل تري إيثوكسي سيلان، و(3-أمينوبروبيل) تري ميثوكسي سيلان.
5. البلاستيك
يمكن استخدام مسحوق السيليكون الدقيق كحشو في إنتاج المواد البلاستيكية، بما في ذلك البولي إيثيلين (PE)، وكلوريد البولي فينيل (PVC)، والبولي بروبيلين (PP)، وأكسيد البولي فينيلين (PPO)، وغيرها من المواد. ويستخدم على نطاق واسع في مجالات مختلفة مثل البناء، والسيارات، والاتصالات الإلكترونية، ومواد العزل، والزراعة، والضروريات اليومية، والدفاع الوطني والصناعات العسكرية.
تم تعديل مسحوق الكوارتز باستخدام KH-550، وتم خلط مسحوق الكوارتز المعدل بشكل موحد مع PE لإعداد فيلم بلاستيكي من البولي إيثيلين، والذي يمكن استخدامه في فيلم الدفيئة الزراعية. أظهرت النتائج أنه عندما كانت نسبة كتلة الحشو من مسحوق الكوارتز 8%-12%، تجاوزت الخصائص الميكانيكية للفيلم الزراعي تلك الخاصة بفيلم الراتينج النقي واستوفت متطلبات المعيار الوطني. باستخدام عامل اقتران السيلان لتعديل مسحوق السيليكون الدقيق وخلط مسحوق السيليكون الدقيق المعدل مع إيثر البولي فينيلين لإعداد مادة بلاستيكية للسيارات من إيثر البولي فينيلين. أشارت النتائج إلى أن المادة المحضرة لها خصائص مثل الصلابة العالية ومقاومة التآكل ومقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل، مما يجعلها مناسبة لمنتجات البلاستيك للسيارات.
6. طلاء
يمكن استخدام مسحوق السيليكون الدقيق كحشو في صناعة الطلاء، مما لا يقلل فقط من تكلفة تحضير الطلاء، بل يعزز أيضًا خصائص مثل مقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة الأحماض والقلويات ومقاومة التآكل ومقاومة الطقس. يستخدم على نطاق واسع في مواد البناء والسيارات وخطوط الأنابيب والأجهزة والأجهزة المنزلية وغيرها من المجالات.
في الطلاء المعمارياستخدم باي وينكوي وآخرون مسحوق السيليكا كحشو لإعداد دهانات الجدران الخارجية، والتي أظهرت تأثيرات زخرفية جيدة وثباتًا قويًا وتكلفة منخفضة. استخدم يوان روي وآخرون مسحوق السيليكا فائق الدقة كحشو في طلاءات الفينيل بروبانويد. أظهرت النتائج أنه عندما وصلت نسبة كتلة مسحوق السيليكون الدقيق إلى 35% أو أكثر، تحسنت مقاومة الطلاء للقلويات وقابليته للغسل وامتصاص الماء وانعكاسيته بشكل كبير.
ل طلاءات اللاتكسيستخدم ثاني أكسيد التيتانيوم بشكل شائع كصبغة رئيسية وحشو، لكنه مكلف وعملية تحضيره معقدة. لذلك، أصبح استخدام الحشوات مثل كربونات الكالسيوم وكبريتات الكالسيوم اللامائية ومسحوق السيليكون الدقيق مع ثاني أكسيد التيتانيوم محورًا للبحث. استخدم وانج بينجزو وزملاؤه مسحوق السيليكا الدقيق المعدل كحشو ليحل محل ثاني أكسيد التيتانيوم جزئيًا في طلاءات اللاتكس. أظهرت نتائجهم أنه عندما كانت نسبة كتلة ثاني أكسيد التيتانيوم إلى مسحوق السيليكون الدقيق 1:3، تحسنت صلابة وقوة التأثير ومرونة طلاء اللاتكس بشكل كبير.
في طلاءات الارضيات الايبوكسيمسحوق السيليكون الدقيق كحشو يعزز مقاومة التآكل ومقاومة الأحماض والقلويات ومقاومة درجات الحرارة العالية والقوة الميكانيكية. قام Hu Gaoping وآخرون بخلط مسحوق السيليكون الدقيق بأحجام جزيئات مختلفة مع راتنج الإيبوكسي وعوامل المعالجة والمواد الخام الأخرى لإعداد طلاءات أرضية إيبوكسي قوية مقاومة للأحماض. تم استخدام هذه الطلاءات في ورش تقطير حمض الأسيتيك لمنع المسحوق الموضعي الناجم عن تآكل حمض الأسيتيك.
في طلاءات العزل المقاومة للهب، أضاف ليو تونغوانج وآخرون مسحوق السيليكا المنشط إلى راتنج البوليستر غير المشبع لإعداد طلاء العزل البوليستر. أظهرت النتائج أنه عندما كانت النسبة الكتلية لمسحوق السيليكا المنشط 35%، تحسنت الموصلية الحجمية وامتصاص الماء والقوة الميكانيكية لطلاء العزل بشكل ملحوظ.
7. المواد اللاصقة
مسحوق السيليكون الدقيق، باعتباره حشوًا وظيفيًا غير عضوي، يقلل بشكل فعال من معامل التمدد الخطي ومعدل الانكماش لراتنج اللاصق المعالج. كما أنه يحسن القوة الميكانيكية ومقاومة الحرارة ومقاومة النفاذية وأداء تبديد الحرارة للمواد اللاصقة، وبالتالي يعزز فعالية الترابط والختم.
يؤثر توزيع حجم جزيئات مسحوق السيليكا على اللزوجة وترسيب المادة اللاصقة، مما يؤثر على قابلية معالجة المادة اللاصقة ومعامل التمدد الخطي بعد المعالجة. لذلك، ينتبه مجال المواد اللاصقة إلى وظيفة مسحوق السيليكا في تقليل معامل التمدد الخطي وتحسين القوة الميكانيكية. لديه متطلبات عالية لمظهر وتوزيع حجم جزيئات مسحوق السيليكا، وعادة ما يستخدم منتجات مختلفة الحجم بحجم جزيئات متوسط 0.1 ميكرون - 30 ميكرون للاستخدام المركب.
يتم تعديل مسحوق السيليكا ثم تطبيقه على السيليكون الفينيل. مع تمديد وقت التخزين، تكون لزوجة السيليكون الفينيل مستقرة، ويتمتع المنتج بثبات جيد وقوة عالية، ويمكن استخدامه في السيليكون الموصل للحرارة، والحشيات الموصلة للحرارة، ومواد الطباعة السنية وغيرها من المجالات.
8. حجر الكوارتز الصناعي
يمكن لمسحوق السيليكون الدقيق المستخدم كحشو في ألواح الكوارتز الصناعية أن يقلل من استهلاك الراتينج غير المشبع ويحسن مقاومة التآكل ومقاومة الأحماض والقلويات والقوة الميكانيكية. تبلغ نسبة ملء مسحوق السيليكون الدقيق في الرخام الصناعي عمومًا حوالي 30%. على سبيل المثال، اقترح ليو هويتشن وآخرون استخدام مسحوق السيليكون الدقيق المعدل بعامل اقتران السيلان في ألواح الكوارتز الصناعية. يمكن أن يقلل هذا النهج من استخدام الراتينج غير المشبع ويخفض تكلفة معالجة ألواح الكوارتز الصناعية.
9. سيراميك قرص العسل للسيارات
يتضمن مرشح جسيمات الديزل (DPF)، المصنوع من حاملات سيراميك قرص العسل لتنقية عوادم السيارات ومادة الكورديريت لتنقية عوادم محركات الديزل، خلط وضغط وتجفيف وتلبيد مواد مثل مسحوق الألومينا والسيليكا الدقيق. المكون الرئيسي لمسحوق السيليكون المنصهر الدقيق هو SiO2، الذي يتميز ببنية غير متبلورة وجسيمات فائقة الدقة ومساحة سطح محددة كبيرة. يعمل كمعدن للتفاعلات في الحالة الصلبة وتلبيد مواد السيليكات. يعزز مسحوق السيليكون الدقيق قوة حاملات السيراميك قرص العسل، ويقلل من معامل التمدد الحراري للكورديريت، ويحسن من عمر خدمته. يمكن لمسحوق السيليكون الدقيق الكروي أن يعزز معدل تشكيل واستقرار منتجات السيراميك قرص العسل، مع نسبة وزن تبلغ حوالي 13% في حامل السيراميك قرص العسل.
10. مستحضرات التجميل
تُستخدم بودرة السيليكا الكروية الدقيقة في مستحضرات التجميل مثل أحمر الشفاه والبودرة وكريم الأساس نظرًا لسيولة جيدة ومساحة سطحية كبيرة. ومن خصائصها:
- تحسين السيولة واستقرار التخزين في منتجات المسحوق، ومنع التكتل.
- حجم الجسيمات المتوسط أصغر مما يوفر نعومة وسلاسة جيدة.
- مساحة سطحية أكبر لامتصاص العرق والعطور والعناصر الغذائية بشكل أفضل، مما يجعل التركيبات أكثر اقتصادية.
- شكل كروي يوفر تقاربًا جيدًا للجلد وإحساسًا باللمس.
بالإضافة إلى ذلك، يسهل خلط مسحوق السيليكا الكروي الصغير مع مكونات مستحضرات التجميل الأخرى، وهو غير سام ولا رائحة له ولونه أبيض طبيعي. ومن بين ميزاته البارزة قدرته القوية على عكس الأشعة فوق البنفسجية، وثباته الجيد، وعدم تحلله أو تغير لونه عند تعرضه للأشعة فوق البنفسجية. علاوة على ذلك، لا يتفاعل مع المكونات الأخرى في التركيبة، مما يجعله خيارًا ممتازًا لمكونات مستحضرات التجميل الواقية من الشمس.
تتضمن متطلبات المواصفات الخاصة بمسحوق السيليكا الكروي الصغير المستخدم في مستحضرات التجميل بشكل عام ما يلي:
- محتوى السيليكون في 99.9%
- حجم الجسيمات قابل للتحكم يتراوح من 0.2 إلى 2 ميكرون
- كروية فوق 95%
إشعاع منخفض (محتوى اليورانيوم < 0.5 جزء في المليار)
خاتمة
تتطلب مجالات التطبيق المختلفة متطلبات جودة مختلفة لمسحوق السيليكون الدقيق. لذلك، عند اختيار مسحوق السيليكون الدقيق لتطبيق معين، من الضروري مراعاة احتياجات الصناعات اللاحقة، بالإضافة إلى عوامل مثل التكلفة والكفاءة والأداء. يعد اختيار النوع المناسب من مسحوق السيليكون الدقيق، إلى جانب عملية التعديل والصيغة الصحيحة، أمرًا بالغ الأهمية.
مع التقدم المستمر للاقتصاد والمجتمع في الصين، سيركز البحث في تطبيق مسحوق السيليكون الدقيق بشكل متزايد على المجالات ذات التقنية العالية مثل الصفائح النحاسية عالية الجودة، والطلاءات عالية الجودة، والمواد اللاصقة عالية الأداء، ومواد العزل المصنوعة من مسحوق السيليكون الدقيق الكروي. ومن المتوقع أن يكون التكرير والتخصص الوظيفي من الاتجاهات الرئيسية في تطبيق مسحوق السيليكون الدقيق في المستقبل.
إذا كنت مهتمًا بمطاحن النفاثة التي يمكنها إنتاج مسحوق السيليكون، فيرجى الاتصال بالفريق الفني ملحمي للحصول على مزيد من المعلومات.