Bubuk silikon bulat merupakan material penting dalam berbagai industri, yang dihargai karena sifat dan aplikasinya yang unik. Produksinya melibatkan berbagai teknik yang dikategorikan ke dalam metode fisik dan metode kimia, tergantung pada apakah transformasi kimia terjadi selama proses berlangsung.
Apa Metode untuk Memproduksi Bubuk Silikon Bulat?
1. Metode Fisika:
Metode ini tidak melibatkan reaksi kimia dan mencakup teknik seperti: penggilingan bola mekanis, penyemprotan, sferoidisasi api, perlakuan plasma, sferoidisasi kalsinasi suhu tinggi.
2. Metode Kimia:
Ini melibatkan transformasi kimia dan meliputi: metode fase gas, metode presipitasi, sintesis hidrotermal, proses sol-gel, metode mikroemulsi.
Panduan ini membahas 14 metode persiapan yang memastikan presisi dalam mencapai bentuk bulat yang diinginkan.
Proses produksi bubuk mikro silikon bulat
01 Metode penggilingan mekanis
Penggilingan mekanis menggunakan peralatan penghancur profesional dan peralatan penyaringan tambahan untuk menghasilkan bubuk ultrafine. Berdasarkan kondisi materialnya, penggilingan dibagi menjadi penggilingan kering dan penggilingan basah. Penggilingan basah menggunakan air sebagai media pembawa, dan partikel digiling dengan pengadukan dan penggilingan untuk menghasilkan produk ultrafine dengan dispersi yang baik dan ukuran partikel yang seragam.
02 Metode penyemprotan
Pengeringan semprot adalah metode untuk memperoleh sampel dengan mengeringkan bahan baku cair secara cepat melalui pengering semprot. Bahan baku cair melewati alat penyemprot untuk membentuk tetesan yang sangat halus. Tetesan tersebut bersentuhan dengan udara panas, kelembapan internal bermigrasi ke luar, partikel bahan baku menggumpal, dan produk yang diinginkan diperoleh setelah pengeringan.
03 Metode sferoidisasi api
Ketika bubuk dipanaskan pada suhu tinggi (1600-2000℃), tepi dan sudut pada permukaan bubuk secara bertahap mencair, dan sebuah bola terbentuk di bawah aksi tegangan permukaan. Bubuk kuarsa biasa digunakan sebagai bahan baku, dan bubuk mikro silikon bulat disiapkan dengan metode nyala oksigen-asetilen, yang dapat memastikan permukaannya halus dan laju sferoidisasi mencapai 95%.
04 Metode peleburan api
Menggunakan bubuk mikro silikon sudut sebagai bahan baku, bubuk mikro tersebut dihancurkan, disaring, dimurnikan, dan pra-perlakuan lainnya. Bubuk mikro silikon sudut dihancurkan oleh penghancur aliran udara, dan setelah pra-perlakuan multi-tahap, bubuk mikro tersebut disaring hingga ukuran partikel yang sesuai. Asetilena, gas alam, dan gas lainnya digunakan sebagai sumber panas untuk melelehkan bubuk, dan nyala apinya bersih dan bebas polusi. Bubuk mikro silikon sudut dengan ukuran partikel yang sesuai dicairkan pada suhu tinggi secara instan dengan metode peleburan api suhu tinggi, dan didinginkan dengan cepat hingga berbentuk bulat. Bubuk mikro silikon bulat dengan ukuran partikel yang seragam dan kemurnian tinggi diperoleh.
05 Metode plasma
Metode plasma menggunakan zona suhu tinggi yang dihasilkan oleh plasma busur momen untuk melelehkan bubuk silikon dioksida atau bubuk kuarsa menjadi tetesan, yang dibulatkan di bawah aksi tegangan permukaan dan didinginkan untuk membentuk partikel silikon dioksida bulat.
06 Metode sferoidisasi kalsinasi suhu tinggi
Metode sferoidisasi kalsinasi suhu tinggi mengacu pada penuaan bubuk bijih kuarsa alam kasar yang dipilih dalam kondisi basa dan kemudian penyaringan. Dehidrasi dan pengeringan bahan saringan, penambahan pengikat untuk mendapatkan sampel blok, dan kalsinasi dalam tungku suhu tinggi, pendinginan dan kemudian pendispersiannya, melalui penggilingan sferoidisasi, pemisahan magnetik dan klasifikasi pemisahan udara. Akhirnya bubuk silikon bulat ultrafine dengan kemurnian tinggi dibuat. Produk yang diperoleh dengan metode ini memiliki tingkat sferoidisasi yang tinggi, keputihan yang baik, kemurnian tinggi, fluiditas dan dispersibilitas yang baik. Namun, masih dalam tahap laboratorium.
07 Metode Pembakaran Langsung
Karena silikon bulat cair api merupakan hasil peleburan bubuk mineral alami, terdapat beberapa keterbatasan dalam hal kemurnian dan distribusi ukuran partikel. Beberapa perusahaan asing terkemuka menggunakan metode persiapan metode pembakaran langsung (VMC). Metode ini digunakan untuk menyiapkan mikrosfer silikon dioksida dengan kemurnian tinggi, ukuran partikel kecil, dan distribusi ukuran partikel yang relatif terkendali melalui reaksi langsung bubuk silikon logam dengan oksigen.
08 Metode penyemprotan leleh suhu tinggi
Metode penyemprotan leleh suhu tinggi adalah melelehkan kuarsa dengan kemurnian tinggi menjadi cairan pada suhu 2100-2500 ℃, dan memperoleh bubuk mikro silikon bulat setelah penyemprotan dan pendinginan. Permukaan produk halus, dan laju sferoidisasi dan laju amorf dapat mencapai 100%. Beberapa produsen di Amerika Serikat dan Jepang menggunakan metode ini untuk memproduksi bubuk mikro silikon bulat, tetapi sangat rahasia bagi pihak luar. Metode penyemprotan leleh suhu tinggi mudah untuk memastikan laju sferoidisasi dan laju amorf, tetapi kesulitan teknologi tgdrgdddddddhis adalah sistem atomisasi bahan suhu tinggi, cairan cair kuarsa kental, penyesuaian ukuran partikel atomisasi, dan pemecahan masalah seperti pencegahan polusi dan pemurnian lebih lanjut.
09 Metode pembakaran suhu rendah yang menyebar sendiri
Alur proses metode pembakaran suhu rendah yang menyebar sendiri meliputi persiapan natrium silikat, persiapan sol silikat, persiapan cairan pembakaran campuran, reaksi pembakaran, anil dan dekarbonisasi, perlakuan pencucian dan langkah-langkah lainnya. Keuntungan dari metode ini adalah menggunakan bubuk mikro silikon kristal alami atau bubuk mikro silikon cair sebagai bahan baku, yang mudah diperoleh; prosesnya sederhana, tidak memerlukan peralatan khusus, pengoperasiannya mudah, mudah dikendalikan, dan biaya produksinya rendah; bahan yang digunakan dalam proses produksi hanya mengandung ion natrium dan ion nitrat yang sangat larut dalam air, dan tidak ada ion pengotor lain yang dimasukkan, yang kondusif untuk persiapan bubuk mikro silikon dengan kemurnian tinggi. Saat ini, metode ini hanya dalam tahap laboratorium dan tidak dapat diproduksi secara massal dengan baik.
10 Metode fase gas
Metode fase gas mengacu pada distilasi silikon halida dalam menara distilasi, dan setelah gasifikasi suhu tinggi, silikon halida dihidrolisis dengan sejumlah hidrogen dan oksigen melalui tekanan pada suhu tinggi. Produk ditangkap oleh pengumpul siklon untuk memperoleh nanopartikel fase gas. Partikel silika yang disiapkan dengan metode ini memiliki kemurnian tinggi dan proses reaksinya dapat dikontrol, tetapi biayanya tinggi, dan produk sampingan organik yang dihasilkan dalam proses tersebut sulit ditangani.
11 Metode Presipitasi
Menggunakan gelas air, pengasaman, dll. sebagai bahan baku, menambahkan surfaktan dalam jumlah yang sesuai, perhatian harus diberikan pada kontrol suhu dalam seluruh proses persiapan. Jika nilai pH melebihi 8, penstabil perlu ditambahkan, dan bubuk mikro silikon bulat terbentuk setelah pencucian, pengeringan, dan pembakaran. Bubuk mikro silikon bulat yang disiapkan dengan metode ini memiliki ukuran partikel yang sangat seragam, biaya rendah, aliran proses sederhana, dan mudah dikontrol. Dapat digunakan dalam produksi industri, tetapi cacatnya adalah bahwa aglomerasi dapat terjadi.
12 Metode sintesis hidrotermal
Metode sintesis hidrotermal banyak digunakan dalam pembuatan nanopartikel dalam fase cair. Umumnya, senyawa anorganik dan organik digabungkan dengan air dalam kondisi suhu dan tekanan tinggi 150℃ ~ 350℃, dan ion, molekul, gugus ion, dll. dibiarkan memasuki zona pertumbuhan dengan kristal benih melalui konveksi yang kuat, dan akhirnya larutan dan kristal jenuh diperoleh. Penyaringan, pencucian, dan pengeringan zat anorganik dapat membentuk mikropartikel yang sangat halus dan sangat murni. Penggunaan metode sintesis hidrotermal untuk menyiapkan bubuk mikro silikon bulat menghilangkan proses konversi menjadi oksida yang dibutuhkan oleh metode sintesis fase cair umum, yang mengurangi kemungkinan penggumpalan keras.
13 Metode Sol-gel
Metode sol-gel adalah mencampur bahan baku dengan fase cair secara merata, menghidrolisisnya dalam kondisi tertentu, membentuk sol melalui kondensasi kimia, dan membentuk gel silika dengan struktur jaringan tiga dimensi setelah jangka waktu tertentu. Setelah penyaringan, pencucian, pengeringan, dan sintering, diperoleh partikel nano-silikon dioksida atau nano-kuarsa.
14 Metode Mikroemulsi
Mikroemulsi adalah metode di mana dua fase yang tidak kompatibel membentuk emulsi yang seragam di bawah pengaruh surfaktan. Metode ini menggunakan ruang kecil di antara dua fase untuk membentuk inti di bawah bimbingan sumber silikon, dan memperoleh partikel silika atau kuarsa berbentuk bola setelah perlakuan panas. Karena ruang yang terbatas untuk nukleasi dan pertumbuhan, partikel silika yang dihasilkan oleh metode ini berukuran kecil dan tidak mudah menggumpal.