Η μικροσκόνη πυριτίου είναι ένας τύπος σκόνης πυριτίου που παρασκευάζεται από κρυσταλλικός χαλαζίας, τηγμένο πυρίτιο και άλλες πρώτες ύλες. Η διαδικασία γίνεται μέσω λείανσης, ταξινόμησης ακριβείας, αφαίρεσης ακαθαρσιών και άλλων διεργασιών. Χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορους τομείς, όπως ελάσματα με επένδυση χαλκού, εποξειδικές πλαστικές συσκευασίες, ηλεκτρικά μονωτικά υλικά, καουτσούκ, πλαστικά, επιστρώσεις, κόλλες, τεχνητές πέτρες, κεραμικά κηρήθρας, καλλυντικά και άλλα.
1. Επενδυμένα με χαλκό Λαμινέ
Επί του παρόντος, η μικροσκόνη πυριτίου που χρησιμοποιείται σε ελάσματα με επένδυση χαλκού μπορεί να κατηγοριοποιηθεί σε μικροσκόνη κρυσταλλικού πυριτίου, μικροσκόνη λιωμένου πυριτίου, μικροσκόνη σφαιρικού πυριτίου και μικροσκόνη σύνθετου πυριτίου. Η περιεκτικότητα σε ρητίνη σε ελάσματα με επένδυση χαλκού είναι περίπου 50% και ο τυπικός ρυθμός πλήρωσης μικροσκόνης πυριτίου στη ρητίνη είναι περίπου 30%. Αυτό σημαίνει ότι η αναλογία βάρους πλήρωσης της μικροσκόνης πυριτίου σε ελάσματα με επένδυση χαλκού είναι περίπου 15%.
Ως ανόργανο πληρωτικό, η μικροσκόνη πυριτίου ενισχύει τη θερμική σταθερότητα, την ακαμψία, τον συντελεστή θερμικής διαστολής και τη θερμική αγωγιμότητα των ελασμάτων με επένδυση χαλκού, βελτιώνοντας την αξιοπιστία και την απαγωγή θερμότητας των ηλεκτρονικών προϊόντων. Έχει επίσης καλές διηλεκτρικές ιδιότητες, οι οποίες μπορούν να βελτιώσουν την ταχύτητα και την ποιότητα μετάδοσης σήματος σε ηλεκτρονικά προϊόντα. Η μικροσκόνη κρυσταλλικού πυριτίου, όντας πιο οικονομική, χρησιμοποιείται σε βιομηχανίες με χαμηλότερες απαιτήσεις παραγωγής, όπως κλιματιστικά, ψυγεία, πλυντήρια ρούχων και επιτραπέζιους υπολογιστές. Τα ελασματοποιημένα φύλλα χαλκού για smartphone, tablet, αυτοκίνητα, επικοινωνίες δικτύου και βιομηχανικό εξοπλισμό γενικά χρησιμοποιούν λιωμένη μικροσκόνη πυριτίου λόγω ειδικών απαιτήσεων για διηλεκτρική σταθερά και γραμμικό συντελεστή διαστολής. Για εφαρμογές υψηλής συχνότητας και υψηλής ταχύτητας, όπως υπερυπολογιστές και επικοινωνίες 5G, απαιτείται μικροσκόνη σφαιρικού πυριτίου χαμηλής διηλεκτρικής και χαμηλής απώλειας ως το βασικό λειτουργικό υλικό πλήρωσης, με χαμηλή περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες και υψηλό ρυθμό πλήρωσης.
2. Εποξειδικό Πλαστικό Στεγανωτικό Υλικό
Η μικροσκόνη πυριτίου είναι ένα κρίσιμο πληρωτικό στα εποξειδικά σφραγιστικά (EMC), που αντιπροσωπεύει περίπου το 60%–90% της σύνθεσης. Η βελτίωση της απόδοσης των εποξειδικών σφραγιστικών εξαρτάται από τη βελτίωση της ποιότητας της μικροσκόνης πυριτίου, επιβάλλοντας έτσι υψηλότερες απαιτήσεις στο μέγεθος των σωματιδίων, την καθαρότητα και τη σφαιρικότητα της. Τα μεσαίου και χαμηλού επιπέδου εποξειδικά πλαστικά σφραγιστικά χρησιμοποιούν συχνά γωνιακή μικροσκόνη πυριτίου, ενώ τα στεγανοποιητικά υψηλής ποιότητας χρησιμοποιούν κυρίως σφαιρική μικροσκόνη πυριτίου. Τα πλαστικά στεγανοποιητικά υλικά για διακριτές συσκευές και μικρές ενσωματωμένες ηλεκτρικές συσκευές συνήθως περιέχουν μικροσκόνες κρυσταλλικού και λιωμένου πυριτίου. Η συσκευασία υψηλής θερμικής αγωγιμότητας για συσκευές ισχύος χρησιμοποιεί κυρίως μικροσκόνη κρυσταλλικού πυριτίου μαζί με άλλα υλικά υψηλής θερμικής αγωγιμότητας. Για συσκευασία χαμηλής διαστολής και χαμηλής στρέβλωσης ολοκληρωμένων κυκλωμάτων μεγάλης κλίμακας, προτιμάται η σφαιρική μικροσκόνη πυριτίου. Τέλος, οι συσκευασμένες συσκευές μνήμης χαμηλού συντελεστή συνήθως χρησιμοποιούν χαμηλής ακτινοβολίας σφαιρική μικροσκόνη πυριτίου ως πληρωτικό.
Εκτιμάται ότι η ζήτηση της Κίνας για σφαιρική σκόνη πυριτίου για συσκευασίες ημιαγωγών το 2022 θα είναι 71.000 τόνοι. Καθώς το ποσοστό των προηγμένων συσκευασιών συνεχίζει να αυξάνεται, αναμένεται να φτάσει 93.000 τόνοι το 2025, με CAGR 9.25%. Με βάση την τιμή της σφαιρικής σκόνης πυριτίου του 15.000 γιουάν/τόνο, το μέγεθος της αγοράς το 2025 θα είναι σχεδόν 1,5 δισεκατομμύριο γιουάν.
3. Ηλεκτρομονωτικά Υλικά
Η μικροσκόνη πυριτίου χρησιμοποιείται ως πληρωτικό μόνωσης εποξειδικής ρητίνης για προϊόντα ηλεκτρικής μόνωσης, μειώνοντας αποτελεσματικά τον γραμμικό συντελεστή διαστολής του σκληρυνθέντος υλικού και τον ρυθμό συρρίκνωσης κατά τη διαδικασία σκλήρυνσης. Αυτό μειώνει την εσωτερική καταπόνηση και βελτιώνει τη μηχανική αντοχή του μονωτικού υλικού, ενισχύοντας έτσι τις μηχανικές και ηλεκτρικές ιδιότητες του μονωτικού υλικού.
Επομένως, οι πελάτες σε αυτόν τον τομέα έχουν συγκεκριμένες λειτουργικές απαιτήσεις για μικροσκόνη πυριτίου, όπως χαμηλό γραμμικό συντελεστή διαστολής, υψηλή μόνωση και υψηλή μηχανική αντοχή, ενώ η ζήτηση τους για ιδιότητες διηλεκτρικής και θερμικής αγωγιμότητας είναι σχετικά χαμηλότερη. Στον τομέα των ηλεκτρομονωτικών υλικών, προϊόντα μικροσκόνης πυριτίου μίας προδιαγραφής με ένα τυπικά επιλέγεται το μέσο μέγεθος σωματιδίων μεταξύ 5 μικρών και 25 μικρών με βάση τα χαρακτηριστικά των προϊόντων ηλεκτρικής μόνωσης και τις απαιτήσεις των διαδικασιών παραγωγής τους. Υπάρχουν επίσης υψηλά πρότυπα για τη λευκότητα του προϊόντος και την κατανομή μεγέθους σωματιδίων.
4. Καουτσούκ
Η μικροσκόνη πυριτίου προσφέρει πλεονεκτήματα όπως μικρό μέγεθος σωματιδίων, μεγάλη ειδική επιφάνεια, καλή αντοχή στη θερμότητα και αντοχή στη φθορά, τα οποία μπορούν να βελτιώσουν την αντοχή στη φθορά, την αντοχή σε εφελκυσμό, το μέτρο και την υψηλή αντοχή σε σχίσιμο των σύνθετων υλικών από καουτσούκ. Ωστόσο, η επιφάνεια της μικροσκόνης πυριτίου περιέχει πολλές όξινες ομάδες σιλανόλης. Εάν δεν τροποποιηθούν, αυτές οι ομάδες μπορεί να προκαλέσουν ανομοιόμορφη διασπορά της μικροσκόνης πυριτίου στο καουτσούκ και μπορεί να αντιδράσουν με αλκαλικούς επιταχυντές, παρατείνοντας τον χρόνο βουλκανισμού των σύνθετων υλικών από καουτσούκ.
Τη στιγμή, η τροποποίηση της μικροσκόνης πυριτίου εφαρμόζεται κυρίως στην έρευνα για καουτσούκ, με την τροποποίηση του παράγοντα σύζευξης σιλανίου να είναι η κύρια μέθοδος. Παραδείγματα περιλαμβάνουν φαινυλτριμεθοξυσιλάνιο, αιθυλενοτριμεθοξυσιλάνιο, εξαμεθυλδισιλαζάνιο, 3-μερκαπτοπροπυλ τριαιθοξυσιλάνιο και (3-αμινοπροπυλ) τριμεθοξυσιλάνιο.
5. Πλαστικά είδη
Η μικροσκόνη πυριτίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πληρωτικό στην παραγωγή πλαστικών, συμπεριλαμβανομένου του πολυαιθυλενίου (PE), του πολυβινυλοχλωριδίου (PVC), του πολυπροπυλενίου (PP), του πολυφαινυλενοξειδίου (PPO) και άλλων υλικών. Χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορους τομείς όπως οι κατασκευές, η αυτοκινητοβιομηχανία, οι ηλεκτρονικές επικοινωνίες, τα μονωτικά υλικά, η γεωργία, οι καθημερινές ανάγκες και η εθνική αμυντική και στρατιωτική βιομηχανία.
Ο χαλαζίας σε σκόνη τροποποιείται με KH-550 και ο τροποποιημένος κονιοποιημένος χαλαζίας αναμιγνύεται ομοιόμορφα με PE για να παρασκευαστεί πλαστική μεμβράνη PE, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε φιλμ γεωργικών θερμοκηπίων. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι όταν το κλάσμα μάζας πλήρωσης του κονιοποιημένου χαλαζία ήταν 8%–12%, οι μηχανικές ιδιότητες του αγροτικού φιλμ ξεπέρασαν αυτές του φιλμ καθαρής ρητίνης και πληρούσαν τις απαιτήσεις των εθνικών προτύπων. Χρησιμοποιώντας έναν παράγοντα σύζευξης σιλανίου για την τροποποίηση μικροσκόνης πυριτίου και αναμίχθηκε η τροποποιημένη μικροσκόνη πυριτίου με αιθέρα πολυφαινυλενίου για να παρασκευαστεί πλαστικό υλικό αυτοκινήτων πολυφαινυλενο αιθέρα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το παρασκευασμένο υλικό είχε ιδιότητες όπως υψηλή σκληρότητα, αντοχή στη φθορά, αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και αντοχή στη διάβρωση, καθιστώντας το κατάλληλο για πλαστικά προϊόντα αυτοκινήτων.
6. Χρώμα
Η μικροσκόνη πυριτίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πληρωτικό στη βιομηχανία επικαλύψεων, η οποία όχι μόνο μειώνει το κόστος προετοιμασίας των επιστρώσεων αλλά ενισχύει επίσης ιδιότητες όπως αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, αντοχή σε οξύ και αλκάλια, αντοχή στη φθορά και αντοχή στις καιρικές συνθήκες. Χρησιμοποιείται ευρέως σε οικοδομικά υλικά, αυτοκίνητα, αγωγούς, υλικό, οικιακές συσκευές και άλλους τομείς.
Σε αρχιτεκτονικά επιχρίσματα, Bai Wenkui et al. χρησιμοποιούσε σκόνη διοξειδίου του πυριτίου ως πληρωτικό για την παρασκευή βαφών για εξωτερικούς τοίχους, τα οποία επέδειξαν καλά διακοσμητικά αποτελέσματα, ισχυρή σταθερότητα και χαμηλό κόστος. Yuan Rui et al. χρησιμοποιούσε εξαιρετικά λεπτή σκόνη πυριτίου ως πληρωτικό σε φαινυλοπροπανοειδείς επικαλύψεις. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι όταν το κλάσμα μάζας της μικροσκόνης πυριτίου έφτασε τα 35% ή περισσότερο, η αντίσταση στα αλκάλια, η δυνατότητα πλύσης, η απορρόφηση νερού και η ανακλαστικότητα της επικάλυψης βελτιώθηκαν σημαντικά.
Για επιστρώσεις λατέξ, το διοξείδιο του τιτανίου χρησιμοποιείται συνήθως ως κύρια χρωστική ουσία και πληρωτικό, αλλά είναι ακριβό και η διαδικασία παρασκευής του είναι πολύπλοκη. Ως εκ τούτου, η χρήση πληρωτικών όπως το ανθρακικό ασβέστιο, το άνυδρο θειικό ασβέστιο και η μικροσκόνη πυριτίου σε συνδυασμό με το διοξείδιο του τιτανίου έχει γίνει αντικείμενο έρευνας. Ο Wang Pengzhu και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν τροποποιημένη μικροσκόνη πυριτίου ως πληρωτικό για να αντικαταστήσει εν μέρει το διοξείδιο του τιτανίου σε επικαλύψεις λατέξ. Τα αποτελέσματά τους έδειξαν ότι όταν η αναλογία μάζας διοξειδίου του τιτανίου προς μικροσκόνη πυριτίου ήταν 1:3, η σκληρότητα, η αντοχή σε κρούση και η ευκαμψία της επικάλυψης λατέξ βελτιώθηκαν σημαντικά.
Σε εποξειδικές επιστρώσεις δαπέδων, η μικροσκόνη πυριτίου ως πληρωτικό ενισχύει την αντοχή στη φθορά, την αντίσταση στα οξέα και τα αλκάλια, την αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και τη μηχανική αντοχή. Οι Hu Gaoping et al. ανάμεικτη μικροσκόνη πυριτίου διαφορετικών μεγεθών σωματιδίων με εποξειδική ρητίνη, παράγοντες ωρίμανσης και άλλες πρώτες ύλες για την παρασκευή ισχυρών εποξειδικών επιστρώσεων δαπέδου ανθεκτικά στα οξέα. Αυτές οι επικαλύψεις χρησιμοποιήθηκαν σε εργαστήρια απόσταξης οξικού οξέος για την πρόληψη της τοπικής σκόνης που προκαλείται από τη διάβρωση του οξικού οξέος.
Σε επιβραδυντικές φλόγας μονωτικές επιστρώσεις, οι Liu Tongwang et al. προστέθηκε μικροσκόνη ενεργού πυριτίου σε ακόρεστη πολυεστερική ρητίνη για την παρασκευή μονωτικού χρώματος πολυεστέρα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι όταν το κλάσμα μάζας της μικροσκόνης ενεργοποιημένου πυριτίου ήταν 35%, η αγωγιμότητα όγκου, η απορρόφηση νερού και η μηχανική αντοχή του μονωτικού χρώματος βελτιώθηκαν σημαντικά.
7. Κόλλες
Η μικροσκόνη πυριτίου, ως ανόργανο λειτουργικό πληρωτικό, μειώνει αποτελεσματικά τον γραμμικό συντελεστή διαστολής και το ρυθμό συρρίκνωσης της σκληρυμένης συγκολλητικής ρητίνης. Βελτιώνει τη μηχανική αντοχή, την αντίσταση στη θερμότητα, την αντίσταση στη διαπερατότητα και την απόδοση απαγωγής θερμότητας των συγκολλητικών, ενισχύοντας έτσι την αποτελεσματικότητα συγκόλλησης και σφράγισης.
Η κατανομή μεγέθους σωματιδίων της σκόνης πυριτίας θα επηρεάσει το ιξώδες και την καθίζηση της κόλλας, επηρεάζοντας έτσι τη δυνατότητα επεξεργασίας της κόλλας και τον γραμμικό συντελεστή διαστολής μετά τη σκλήρυνση. Επομένως, το συγκολλητικό πεδίο δίνει προσοχή στη λειτουργία της σκόνης πυριτίου στη μείωση του συντελεστή γραμμικής διαστολής και στη βελτίωση της μηχανικής αντοχής. Έχει υψηλές απαιτήσεις για την εμφάνιση και την κατανομή μεγέθους σωματιδίων της σκόνης πυριτίου και συνήθως χρησιμοποιεί προϊόντα διαφορετικού μεγέθους σωματιδίων με μέσο μέγεθος σωματιδίων 0,1 micron-30 micron για σύνθετη χρήση.
Η σκόνη πυριτίου τροποποιείται και στη συνέχεια εφαρμόζεται σε σιλικόνη βινυλίου. Με την επέκταση του χρόνου αποθήκευσης, το ιξώδες της σιλικόνης βινυλίου είναι σταθερό, το προϊόν έχει καλή σταθερότητα και υψηλή αντοχή και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε θερμική αγώγιμη σιλικόνη, θερμικά αγώγιμα παρεμβύσματα, υλικά οδοντικών αποτυπωμάτων και άλλα πεδία.
8. Τεχνητή πέτρα χαλαζία
Η μικροσκόνη πυριτίου που χρησιμοποιείται ως πληρωτικό σε σανίδες τεχνητού χαλαζία μπορεί να μειώσει την κατανάλωση ακόρεστης ρητίνης και να βελτιώσει την αντοχή στη φθορά, την αντίσταση στα οξέα και τα αλκάλια και τη μηχανική αντοχή. Η αναλογία πλήρωσης της μικροσκόνης πυριτίου σε τεχνητό μάρμαρο είναι γενικά περίπου 30%. Για παράδειγμα, οι Liu Huichen et al. προτείνεται η χρήση μικροσκόνης πυριτίου τροποποιημένη με παράγοντα σύζευξης σιλανίου σε σανίδες τεχνητού χαλαζία. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να μειώσει τη χρήση ακόρεστης ρητίνης και να μειώσει το κόστος επεξεργασίας των σανίδων τεχνητού χαλαζία.
9. Κεραμικά Κυψέλης Αυτοκινήτων
Το φίλτρο σωματιδίων ντίζελ (DPF), κατασκευασμένο από κυψελοειδή κεραμικά δοχεία για καθαρισμό καυσαερίων αυτοκινήτων και υλικό κορδιερίτη για καθαρισμό καυσαερίων κινητήρα ντίζελ, περιλαμβάνει ανάμειξη, εξώθηση, ξήρανση και πυροσυσσωμάτωση υλικών όπως αλουμίνα και μικροσκόνη πυριτίου. Το κύριο συστατικό της μικροσκόνης λιωμένου πυριτίου είναι το SiO2, το οποίο έχει άμορφη δομή, εξαιρετικά λεπτά σωματίδια και μεγάλη ειδική επιφάνεια. Λειτουργεί ως ορυκτοποιητής για αντιδράσεις στερεάς κατάστασης και πυροσυσσωμάτωση πυριτικών υλικών. Η μικροσκόνη πυριτίου ενισχύει την αντοχή των κυψελών κεραμικών φορέων, μειώνει τον συντελεστή θερμικής διαστολής του κορδιερίτη και βελτιώνει τη διάρκεια ζωής του. Η σφαιρική μικροσκόνη πυριτίου μπορεί να βελτιώσει τον ρυθμό σχηματισμού και τη σταθερότητα των κεραμικών προϊόντων κηρήθρας, με αναλογία βάρους περίπου 13% στον κυψελοειδή κεραμικό φορέα.
10. Καλλυντικά
Η μικροσκόνη σφαιρικού πυριτίου χρησιμοποιείται σε καλλυντικά όπως κραγιόν, πούδρα και κρέμα βάσης λόγω της καλής ρευστότητάς της και της μεγάλης ειδικής επιφάνειας. Τα χαρακτηριστικά του περιλαμβάνουν:
- Βελτιωμένη ρευστότητα και σταθερότητα αποθήκευσης σε προϊόντα σκόνης, αποτρέποντας το σχηματισμό πηκτωμάτων.
- Μικρότερο μέσο μέγεθος σωματιδίων που παρέχει καλή ομαλότητα και ρευστότητα.
- Μεγαλύτερη ειδική επιφάνεια για καλύτερη απορρόφηση ιδρώτα, αρωμάτων και θρεπτικών συστατικών, καθιστώντας τις συνθέσεις πιο οικονομικές.
- Σφαιρικό σχήμα που προσφέρει καλή συγγένεια στο δέρμα και αίσθηση αφής.
Επιπλέον, η σφαιρική μικροσκόνη πυριτίου αναμιγνύεται εύκολα με άλλα καλλυντικά συστατικά, είναι μη τοξική, άοσμη και φυσικά λευκή. Τα αξιοσημείωτα χαρακτηριστικά του περιλαμβάνουν την ισχυρή ικανότητα να αντανακλά τις υπεριώδεις ακτίνες, καλή σταθερότητα και καμία αποσύνθεση ή αποχρωματισμό όταν εκτίθεται σε υπεριώδη ακτινοβολία. Επιπλέον, δεν αντιδρά με άλλα συστατικά της φόρμουλας, καθιστώντας την εξαιρετική επιλογή για αντηλιακά συστατικά καλλυντικών.
Οι απαιτήσεις προδιαγραφών για τη μικροσκόνη σφαιρικού πυριτίου που χρησιμοποιείται στα καλλυντικά περιλαμβάνουν γενικά:
- Περιεκτικότητα σε πυρίτιο 99,9%
- Ελεγχόμενο μέγεθος σωματιδίων που κυμαίνεται από 0,2 έως 2 μικρά
- Σφαιρικότητα πάνω από 95%
Χαμηλή ακτινοβολία (περιεκτικότητα σε ουράνιο < 0,5 ppb)
συμπέρασμα
Διαφορετικά πεδία εφαρμογής έχουν διαφορετικές απαιτήσεις ποιότητας για μικροσκόνη πυριτίου. Επομένως, κατά την επιλογή μικροσκόνης πυριτίου για μια συγκεκριμένη εφαρμογή, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη οι ανάγκες των κατάντη βιομηχανιών, καθώς και παράγοντες όπως το κόστος, η απόδοση και η απόδοση. Η επιλογή του κατάλληλου τύπου μικροσκόνης πυριτίου, μαζί με τη σωστή διαδικασία τροποποίησης και φόρμουλα, είναι ζωτικής σημασίας.
Με τη συνεχή πρόοδο της οικονομίας και της κοινωνίας της Κίνας, η έρευνα για την εφαρμογή μικροσκόνης πυριτίου θα επικεντρώνεται ολοένα και περισσότερο σε πεδία υψηλής τεχνολογίας, όπως πολυστρωματικά φύλλα υψηλής τεχνολογίας, επιστρώσεις υψηλής ποιότητας, κόλλες υψηλής απόδοσης και μονωτικά υλικά. από σφαιρική μικροσκόνη πυριτίου. Η τελειοποίηση και η λειτουργική εξειδίκευση αναμένεται να είναι οι κύριες τάσεις στη μελλοντική εφαρμογή της μικροσκόνης πυριτίου.
Εάν ενδιαφέρεστε για μύλους εκτόξευσης που μπορούν να παράγουν σκόνη πυριτίου, επικοινωνήστε με την τεχνική ομάδα της Επος για να έχουμε περισσότερες πληροφορίες.