Siliziummikropulver ist ein Siliciumdioxidpulver. Es wird aus kristallinem Quarz, Quarzglas und anderen Rohstoffen hergestellt. Der Herstellungsprozess erfolgt durch Mahlen, Feinklassifizierung, Entfernung von Verunreinigungen und andere Prozesse. Es hat viele Verwendungsmöglichkeiten. Dazu gehören kupferplattierte Laminate, Epoxidkunststoffe und elektrische Isolierung. Es wird in Gummi, Kunststoffen, Beschichtungen, Klebstoffen, Kunststeinen, Wabenkeramik und Kosmetika verwendet.
1. Kupferkaschierte Laminate
Derzeit kann Siliziumpulver, das in kupferkaschierten Laminaten verwendet wird, in kristallines Siliziumpulver, geschmolzenes Siliziummikropulver, sphärisches Siliziumpulver und zusammengesetztes Siliziumpulver eingeteilt werden. Der Harzgehalt in kupferkaschierten Laminaten beträgt etwa 50%, und die typische Füllrate von Siliziumpulver im Harz beträgt etwa 30%. Dies bedeutet, dass der Füllgewichtsanteil von Silizium-Mikropulver in kupferkaschierten Laminaten ungefähr 15% beträgt.
Als anorganischer Füllstoff verbessert Siliziumpulver die thermische Stabilität, Steifigkeit, den Wärmeausdehnungskoeffizienten und die Wärmeleitfähigkeit von kupferkaschierten Laminaten und verbessert so die Zuverlässigkeit und Wärmeableitung elektronischer Produkte. Es hat auch gute dielektrische Eigenschaften. Es kann die Signalgeschwindigkeit und -qualität in der Elektronik verbessern. Kristallines Siliziumpulver ist billiger. Daher wird es in Branchen mit geringer Nachfrage verwendet. Dazu gehören Klimaanlagen, Kühlschränke, Waschmaschinen und Desktop-Computer. Kupferkaschierte Laminate für Smartphones, Tablets, Autos, Netzwerkkommunikation und Industrieanlagen verwenden aufgrund spezifischer Anforderungen an die Dielektrizitätskonstante und den linearen Ausdehnungskoeffizienten im Allgemeinen geschmolzenes Siliziummikropulver. Für Anwendungen wie Supercomputer und 5G benötigen wir sphärisches Siliziummikropulver mit niedriger Dielektrizität und geringem Verlust. Sie sind hochfrequent und schnell. Es ist ein wichtiger Füllstoff. Es muss wenig Verunreinigungen und eine hohe Füllrate aufweisen.
2. Epoxid-Kunststoff-Dichtungsmaterial
Siliziummikropulver ist ein wichtiger Füllstoff in Epoxiddichtungsmassen (EMC) und macht etwa 60 % bis 90 % der Zusammensetzung aus. Die Verbesserung der Leistung von Epoxiddichtungsmassen hängt von der Verbesserung der Qualität des Siliziumpulvers ab, wodurch höhere Anforderungen an dessen Partikelgröße, Reinheit und Kugelform gestellt werden. Epoxidkunststoffdichtungsmassen der mittleren und unteren Preisklasse verwenden häufig eckiges Siliziumpulver, während Dichtungsmassen der oberen Preisklasse hauptsächlich sphärisches Siliziumpulver verwenden. Kunststoffdichtungsmaterialien für diskrete Geräte und kleine integrierte Elektrogeräte enthalten typischerweise kristallines und geschmolzenes Siliziummikropulver. Verpackungen mit hoher Wärmeleitfähigkeit für Leistungsgeräte verwenden hauptsächlich kristallines Siliziumpulver zusammen mit anderen Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Für Verpackungen mit geringer Ausdehnung und geringer Verformung von hochintegrierten Schaltkreisen wird sphärisches Siliziumpulver bevorzugt. Schließlich verwenden verpackte Speichergeräte mit niedrigem Modul häufig sphärisches Siliziumpulver mit geringer Strahlung als Füllstoff.
Es wird geschätzt, dass Chinas Nachfrage nach sphärischem Siliziumpulver für Halbleiterverpackungen im Jahr 2022 71.000 Tonnen. Da der Anteil moderner Verpackungen weiter zunimmt, wird erwartet, dass er 93.000 Tonnen im Jahr 2025, mit einer CAGR von 9,25%. Basierend auf dem Preis für sphärisches Siliziumpulver von 15.000 Yuan/Tonne, wird die Marktgröße im Jahr 2025 fast 1,5 Milliarden Yuan.
3. Elektrische Isoliermaterialien
Silizium-Mikropulver ist ein Epoxidharz-Isolierfüllstoff für elektrische Produkte. Es reduziert den linearen Ausdehnungskoeffizienten des ausgehärteten Materials und die Schrumpfung während der Aushärtung. Dies reduziert die Spannung und verbessert die Festigkeit der Isolierung. Es verbessert ihre mechanischen und elektrischen Eigenschaften.
Daher haben Kunden in diesem Bereich spezifische funktionale Anforderungen an Silizium-Mikropulver, wie einen niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten, eine hohe Isolierung und eine hohe mechanische Festigkeit, während ihre Anforderungen an dielektrische und thermische Leitfähigkeitseigenschaften relativ gering sind. Im Bereich der elektrischen Isoliermaterialien sind Siliziumpulverprodukte mit einer Spezifikation und einem Die durchschnittliche Partikelgröße liegt üblicherweise zwischen 5 und 25 Mikrometer. basierend auf den Eigenschaften elektrischer Isolierprodukte und den Anforderungen ihrer Produktionsprozesse. Es gibt auch hohe Standards für die Weiße der Produkte und die Partikelgrößenverteilung.
4. Gummi
Siliziummikropulver bietet Vorteile wie eine geringe Partikelgröße, eine große spezifische Oberfläche, gute Hitzebeständigkeit und Verschleißfestigkeit, wodurch die Verschleißfestigkeit, Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul und hohe Reißfestigkeit von Gummiverbundwerkstoffen verbessert werden können. Die Oberfläche von Siliziumpulver enthält jedoch viele saure Silanolgruppen. Wenn diese Gruppen nicht modifiziert werden, können sie eine ungleichmäßige Dispersion des Siliziumpulvers im Gummi verursachen und mit alkalischen Beschleunigern reagieren, wodurch die Vulkanisationszeit von Gummiverbundwerkstoffen verlängert wird.
Momentan, Die Modifizierung von Silizium-Mikropulver wird vor allem in der Gummiforschung eingesetzt, wobei die Modifizierung von Silan-Kopplungsmitteln die primäre Methode istBeispiele hierfür sind Phenyltrimethoxysilan, Ethylentrimethoxysilan, Hexamethyldisilazan, 3-Mercaptopropyltriethoxysilan und (3-Aminopropyl)trimethoxysilan.
5. Kunststoffe
Silizium-Mikropulver kann als Füllstoff in Kunststoffen verwendet werden. Dazu gehören Polyethylen (PE), Polyvinylchlorid (PVC), Polypropylen (PP) und Polyphenylenoxid (PPO). Es wird in vielen Bereichen eingesetzt, darunter im Bauwesen, in der Automobilindustrie und in der Elektronik. Es wird auch in der Isolierung, in der Landwirtschaft, bei Alltagsgütern und im Militär verwendet.
KH-550 modifiziert Quarzpulver. Anschließend wird es mit PE gemischt, um eine Kunststofffolie für landwirtschaftliche Gewächshäuser herzustellen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Eigenschaften der Folie mit Quarzpulver 8%-12% die von reinem Harz übertrafen und nationale Standards erfüllten. Ich verwendete ein Silan-Kopplungsmittel, um Siliziummikropulver zu modifizieren. Ich mischte das modifizierte Siliziumpulver mit Polyphenylenether. Dadurch entstand ein Polyphenylenether-Kunststoffmaterial für Autos. Die Ergebnisse zeigten, dass das Material sehr hart war. Es war sehr verschleiß-, temperatur- und korrosionsbeständig. Es ist daher für Kunststoffprodukte für Autos geeignet.
6. Malen
Hersteller können Siliziummikropulver als Füllstoff in Beschichtungen verwenden. Es senkt die Beschichtungskosten und verbessert die Eigenschaften. Sie müssen hohen Temperaturen, Säuren, Basen, Verschleiß und Witterung standhalten. Es wird häufig in Baumaterialien, Autos, Rohren, Hardware und Geräten verwendet.
In Bautenanstriche
Bai Wenkui et al. verwendeten Siliciumdioxidpulver als Füllstoff in Außenwandfarben. Sie sahen gut aus, waren hochstabil und kostengünstig. Yuan Rui et al. verwendeten ultrafeines Siliciumdioxidpulver als Füllstoff in Phenylpropanoid-Beschichtungen. Die Ergebnisse zeigten, dass mit 35% oder mehr Siliziummikropulver die Alkalibeständigkeit, Waschbarkeit, Wasseraufnahme und Reflektivität der Beschichtung viel besser waren.
Für Latexbeschichtungen
Titandioxid ist das wichtigste Pigment und Füllmittel. Es ist jedoch teuer und schwer herzustellen. Daher konzentriert sich die Forschung derzeit auf die Verwendung von Füllstoffen mit Titandioxid. Diese Füllstoffe sind Calciumcarbonat, wasserfreies Calciumsulfat und Siliziumpulver. Wang Pengzhu und seine Kollegen verwendeten modifiziertes Siliziummikropulver als Füllmittel. Es diente als teilweiser Ersatz für Titandioxid in Latexbeschichtungen. Ein Massenverhältnis von 1:3 von Titandioxid zu Siliziummikropulver verbesserte die Härte, Schlagfestigkeit und Flexibilität der Latexbeschichtung erheblich.
In Epoxid-Bodenbeschichtungen,
Siliziummikropulver als Füllstoff verbessert die Verschleißfestigkeit, Säure- und Laugenbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit und mechanische Festigkeit. Hu Gaoping et al. mischten Siliziumpulver unterschiedlicher Partikelgröße mit Epoxidharz, Härtemitteln und anderen Rohstoffen, um stark säurebeständige Epoxid-Bodenbeschichtungen herzustellen. Diese Beschichtungen wurden in Essigsäuredestillationswerkstätten verwendet, um lokale Pulverisierung durch Essigsäurekorrosion zu verhindern.
In flammhemmenden Isolierbeschichtungen haben Liu Tongwang et al. ungesättigtem Polyesterharz aktiviertes Siliziummikropulver zugesetzt. Ich habe es zur Herstellung von Polyester-Isolierfarbe verwendet. Die Ergebnisse zeigten, dass sich die Farbe bei 35% aktiviertem Siliziummikropulver verbesserte. Seine Volumenleitfähigkeit, Wasseraufnahme und mechanische Festigkeit nahmen alle zu.
7. Klebstoffe
Siliziummikropulver reduziert als anorganischer Funktionsfüllstoff effektiv den linearen Ausdehnungskoeffizienten und die Schrumpfrate von ausgehärtetem Klebeharz. Es verbessert die mechanische Festigkeit, Hitzebeständigkeit, Durchlässigkeitsbeständigkeit und Wärmeableitungsleistung von Klebstoffen und verbessert so die Klebe- und Versiegelungswirksamkeit.
Die Partikelgrößenverteilung von Siliciumdioxidpulver beeinflusst die Viskosität und Sedimentation des Klebstoffs und damit die Verarbeitbarkeit des Klebstoffs und den linearen Ausdehnungskoeffizienten nach dem Aushärten. Daher wird im Klebstoffbereich auf die Funktion von Siliciumdioxidpulver bei der Reduzierung des linearen Ausdehnungskoeffizienten und der Verbesserung der mechanischen Festigkeit geachtet. Es werden hohe Anforderungen an das Aussehen und die Partikelgrößenverteilung von Siliciumdioxidpulver gestellt und für die Verwendung in Verbindungen werden normalerweise Produkte mit unterschiedlichen Partikelgrößen mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 0,1 Mikrometer bis 30 Mikrometer verwendet.
Sie verändern das Silikapulver und tragen es dann auf Vinylsilikon auf. Mit zunehmender Lagerzeit bleibt die Viskosität von Vinylsilikon stabil. Das Produkt hat eine hohe Festigkeit und gute Stabilität. Hersteller können es in wärmeleitendem Silikon, Dichtungen und Dentalmaterialien für Abdrücke verwenden.
8. Künstlicher Quarzstein
Siliziummikropulver als Füllstoff in Kunstquarzplatten kann den Verbrauch von ungesättigtem Harz reduzieren und die Verschleißfestigkeit, Säure- und Laugenbeständigkeit sowie mechanische Festigkeit verbessern. Der Füllgrad von Siliziumpulver in Kunstmarmor liegt im Allgemeinen bei etwa 30%. Liu Huichen et al. schlugen beispielsweise vor, mit einem Silan-Kopplungsmittel modifiziertes Siliziumpulver in Kunstquarzplatten zu verwenden. Dieser Ansatz kann den Verbrauch von ungesättigtem Harz reduzieren und die Verarbeitungskosten von Kunstquarzplatten senken.
9. Automobil-Wabenkeramik
Der Dieselpartikelfilter (DPF) besteht aus Wabenkeramikträgern zur Abgasreinigung von Autos und Cordieritmaterial zur Abgasreinigung von Dieselmotoren. Dabei werden Materialien wie Aluminiumoxid und Siliziummikropulver gemischt, extrudiert, getrocknet und gesintert. Der Hauptbestandteil des geschmolzenen Siliziummikropulvers ist SiO2, das eine amorphe Struktur, ultrafeine Partikel und eine große spezifische Oberfläche aufweist. Es fungiert als Mineralisator für Festkörperreaktionen und das Sintern von Silikatmaterialien. Siliziumpulver erhöht die Festigkeit von Wabenkeramikträgern, verringert den Wärmeausdehnungskoeffizienten von Cordierit und verbessert seine Lebensdauer. Sphärisches Siliziumpulver kann die Formungsrate und Stabilität von Wabenkeramikprodukten verbessern, mit einem Gewichtsverhältnis von etwa 13% im Wabenkeramikträger.
10. Kosmetik
Sphärisches Silica-Mikropulver wird in Kosmetika wie Lippenstift und Puder verwendet. Es hat eine gute Fließfähigkeit und eine große Oberfläche. Zu seinen Eigenschaften gehören:
- Verbesserte Fließfähigkeit und Lagerstabilität bei Pulverprodukten und verhindert so ein Verklumpen.
- Kleinere durchschnittliche Partikelgröße sorgt für gute Glätte und Fließfähigkeit.
- Größere spezifische Oberfläche für eine bessere Aufnahme von Schweiß, Duftstoffen und Nährstoffen, wodurch die Formulierungen wirtschaftlicher werden.
- Kugelförmige Form für gute Hauthaftung und gutes Tastgefühl.
Darüber hinaus lässt sich sphärisches Silica-Mikropulver leicht mit anderen kosmetischen Bestandteilen mischen, ist ungiftig, geruchlos und natürlich weiß. Zu seinen bemerkenswerten Eigenschaften gehören eine starke Fähigkeit, ultraviolette Strahlen zu reflektieren, eine gute Stabilität und keine Zersetzung oder Verfärbung bei Einwirkung von UV-Strahlung. Darüber hinaus reagiert es nicht mit anderen Bestandteilen der Formel, was es zu einer ausgezeichneten Wahl für kosmetische Sonnenschutzbestandteile macht.
Die Spezifikationsanforderungen für sphärisches Silica-Mikropulver zur Verwendung in Kosmetika umfassen im Allgemeinen:
- Siliziumgehalt von 99,9%
- Kontrollierbare Partikelgröße im Bereich von 0,2 bis 2 Mikrometer
- Sphärizität über 95%
Geringe Strahlung (Urangehalt < 0,5 ppb)
Abschluss
Verschiedene Anwendungsbereiche stellen unterschiedliche Qualitätsanforderungen an Siliziumpulver. Daher ist es bei der Auswahl von Siliziumpulver für eine bestimmte Anwendung wichtig, die Anforderungen der nachgelagerten Industrien sowie Faktoren wie Kosten, Effizienz und Leistung zu berücksichtigen. Die Wahl des geeigneten Siliziummikropulvertyps sowie des richtigen Modifizierungsprozesses und der richtigen Formel ist entscheidend.
Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der chinesischen Wirtschaft und Gesellschaft wird sich die Forschung zur Anwendung von Siliziumpulver zunehmend auf Hightech-Bereiche wie hochwertige kupferkaschierte Laminate, hochwertige Beschichtungen, Hochleistungsklebstoffe und Isoliermaterialien aus sphärischem Siliziumpulver konzentrieren. Verfeinerung und funktionale Spezialisierung werden voraussichtlich die Haupttrends bei der zukünftigen Anwendung von Siliziummikropulver sein.
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