Sferisch siliciumpoeder is een kritisch materiaal in verschillende industrieën, gewaardeerd om zijn unieke eigenschappen en toepassingen. De productie ervan omvat meerdere technieken die zijn gecategoriseerd in fysieke methoden en chemische methoden, afhankelijk van of er een chemische transformatie plaatsvindt tijdens het proces.
Wat zijn de methoden voor het produceren van bolvormig siliciumpoeder?
1. Fysieke methoden:
Bij deze methoden worden geen chemische reacties toegepast en worden technieken gebruikt zoals: mechanisch kogelmalen, spuiten, vlamsferoïdisatie, plasmabehandeling en sferoïdisatie door calcineren bij hoge temperatuur.
2. Chemische methoden:
Deze omvatten chemische transformaties en omvatten: gasfasemethode, precipitatiemethode, hydrothermische synthese, sol-gelproces, micro-emulsiemethode.
In deze gids worden 14 bereidingsmethoden besproken waarmee u nauwkeurig de gewenste bolvorm kunt bereiken.
Productieproces voor bolvormig siliciummicropoeder
01 Mechanische slijpmethode
Mechanisch malen gebruikt professionele breekapparatuur en hulpzeefapparatuur om ultrafijne poeders te produceren. Afhankelijk van de staat van het materiaal, wordt het verdeeld in droog malen en nat malen. Nat malen gebruikt water als dragermedium en de deeltjes worden gemalen door te roeren en te malen om ultrafijne producten te produceren met een goede dispersie en uniforme deeltjesgrootte.
02 Spuitmethode
Sproeidrogen is een methode om monsters te verkrijgen door vloeibare grondstoffen snel te drogen via een sproeidroger. De vloeibare grondstoffen passeren een verstuiver om extreem fijne druppeltjes te vormen. De druppeltjes komen in contact met hete lucht, het interne vocht migreert naar buiten, de grondstofdeeltjes agglomereren en het gewenste product wordt verkregen na het drogen.
03 Vlamsferoïdisatiemethode
Wanneer het poeder wordt verhit op hoge temperatuur (1600-2000℃), smelten de randen en hoeken op het oppervlak van het poeder geleidelijk en wordt er een bol gevormd onder invloed van oppervlaktespanning. Gewoon kwartspoeder wordt gebruikt als grondstof en bolvormig siliciummicropoeder wordt bereid door de zuurstof-acetyleenvlammethode, die ervoor kan zorgen dat het oppervlak glad is en de sferoïdisatiesnelheid 95% bereikt.
04 Vlamsmeltmethode
Met behulp van hoekige silicium micropoeder als grondstof, wordt het vermalen, gezeefd, gezuiverd en andere voorbehandelingen. De hoekige silicium micropoeder wordt vermalen door een luchtstroombreker, en na meertraps voorbehandeling, wordt het gezeefd tot een geschikte deeltjesgrootte. Acetyleen, aardgas en andere gassen worden gebruikt als warmtebron voor het smelten van poeder, en de vlam is schoon en vervuilingsvrij. De hoekige silicium micropoeder van geschikte deeltjesgrootte wordt onmiddellijk gesmolten bij hoge temperatuur door middel van een hoge temperatuur vlamsmeltmethode, en snel afgekoeld om te sferoïdiseren. Er wordt een bolvormig silicium micropoeder met een hoge zuiverheid en uniforme deeltjesgrootte verkregen.
05 Plasmamethode
De plasmamethode maakt gebruik van de hoge temperatuurzone die wordt gegenereerd door de boog plasma moment om het siliciumdioxidepoeder of kwartspoeder te smelten tot druppeltjes, die onder invloed van oppervlaktespanning bolvormig worden en afkoelen tot bolvormige siliciumdioxidedeeltjes.
06 Hoge temperatuur calcinatie sferoïdisatiemethode
De hoge temperatuur calcinatie sferoïdisatie methode verwijst naar het verouderen van het ruwe geselecteerde natuurlijke kwarts erts poeder onder alkalische omstandigheden en vervolgens filteren. Dehydrateren en drogen van het filtermateriaal, toevoegen van een bindmiddel om een blokmonster te verkrijgen, en calcineren in een hoge temperatuur oven, afkoelen en vervolgens dispergeren, door middel van slijpen sferoïdisatie, magnetische scheiding en lucht scheiding classificatie. Ten slotte worden zeer zuivere ultrafijne sferische siliciumpoeders gemaakt. Het product verkregen door deze methode heeft een hoge sferoïdisatie snelheid, goede witheid, hoge zuiverheid, goede vloeibaarheid en dispergeerbaarheid. Het bevindt zich echter nog in de laboratoriumfase.
07 Directe verbrandingsmethode
Omdat vlamgesmolten bolvormig silicium een natuurlijk mineraalpoeder is dat sferoïdisch smelt, zijn er bepaalde beperkingen in termen van zuiverheid en deeltjesgrootteverdeling. Een paar toonaangevende buitenlandse bedrijven gebruiken de bereidingsmethode van de directe verbrandingsmethode (VMC). Het is om siliciumdioxidemicrobolletjes te bereiden met een hoge zuiverheid, kleine deeltjesgrootte en relatief controleerbare deeltjesgrootteverdeling door de directe reactie van metaalsiliciumpoeder met zuurstof.
08 Hoge-temperatuur smeltspuitmethode
De hogetemperatuursmeltspuitmethode is om kwarts met een hoge zuiverheid te smelten tot vloeistof bij 2100-2500 ℃, en om bolvormig siliciummicropoeder te verkrijgen na het spuiten en afkoelen. Het productoppervlak is glad en de sferoïdisatiesnelheid en amorfe snelheid kunnen 100% bereiken. Sommige fabrikanten in de Verenigde Staten en Japan gebruiken deze methode om bolvormig siliciummicropoeder te produceren, maar het is strikt vertrouwelijk voor de buitenwereld. De hogetemperatuursmeltspuitmethode is eenvoudig om de sferoïdisatiesnelheid en amorfe snelheid te garanderen, maar de moeilijkheid van tgdrgddddddddhis-technologie is het atomisatiesysteem van materialen met een hoge temperatuur, viskeuze kwarts gesmolten vloeistof, aanpassing van de atomisatiedeeltjesgrootte en het oplossen van problemen zoals vervuilingspreventie en verdere zuivering.
09 Zelfvoortplantende lagetemperatuurverbrandingsmethode
De processtroom van de zelfvoortplantende lagetemperatuurverbrandingsmethode omvat de bereiding van natriumsilicaat, de bereiding van silicaatsol, de bereiding van gemengde verbrandingsvloeistof, verbrandingsreactie, gloeien en decarbonisatie, wasbehandeling en andere stappen. De voordelen van deze methode zijn dat het natuurlijke kristallijne siliciummicropoeder of gesmolten siliciummicropoeder als grondstoffen gebruikt, die gemakkelijk te verkrijgen zijn; het proces is eenvoudig, er is geen speciale apparatuur vereist, de bediening is handig, gemakkelijk te controleren en de productiekosten zijn laag; de materialen die in het productieproces worden gebruikt, bevatten alleen natriumionen en nitraationen die zeer oplosbaar zijn in water, en er worden geen andere onzuiverheidsionen geïntroduceerd, wat bevorderlijk is voor de bereiding van siliciummicropoeder met een hoge zuiverheid. Momenteel bevindt deze methode zich alleen in het laboratoriumstadium en kan niet goed massaal worden geproduceerd.
10 Gasfasemethode
De gasfasemethode verwijst naar de destillatie van siliciumhalide in een destillatietoren, en na vergassing bij hoge temperatuur wordt het gehydrolyseerd met een bepaalde verhouding waterstof en zuurstof door middel van druk bij hoge temperatuur. Het product wordt opgevangen door een cyclooncollector om gasfasenanodeeltjes te verkrijgen. De silicadeeltjes die met deze methode worden bereid, zijn van hoge zuiverheid en het reactieproces is controleerbaar, maar de kosten zijn hoog en de organische bijproducten die in het proces worden geproduceerd, zijn moeilijk te verwerken.
11 Neerslagmethode
Bij het gebruik van waterglas, zuurteregelaar, etc. als grondstoffen, en het toevoegen van een geschikte hoeveelheid oppervlakteactieve stof, moet er aandacht worden besteed aan temperatuurcontrole in het gehele bereidingsproces. Als de pH-waarde hoger is dan 8, moet er een stabilisator worden toegevoegd en wordt er bolvormig siliciummicropoeder gevormd na het wassen, drogen en calcineren. Het bolvormige siliciummicropoeder dat met deze methode wordt bereid, heeft een zeer uniforme deeltjesgrootte, lage kosten, een eenvoudige processtroom en is gemakkelijk te controleren. Het kan worden gebruikt in industriële productie, maar het nadeel is dat er agglomeratie kan optreden.
12 Hydrothermische synthesemethode
Hydrothermale synthesemethode wordt veel gebruikt bij de bereiding van nanodeeltjes in vloeibare fase. Over het algemeen worden anorganische en organische verbindingen gecombineerd met water onder hoge temperatuur- en hoge drukomstandigheden van 150℃ ~ 350℃, en ionen, moleculen, ionenclusters, enz. mogen de groeizone binnengaan met zaadkristallen door sterke convectie, en uiteindelijk worden oververzadigde oplossingen en kristallen verkregen. Het filteren, wassen en drogen van anorganische stoffen kan ultrafijne en zeer zuivere microdeeltjes vormen. Het gebruik van de hydrothermale synthesemethode om bolvormig siliciummicropoeder te bereiden elimineert het proces van omzetting naar oxiden dat vereist is door algemene synthesemethoden in vloeibare fase, wat de kans op harde agglomeratie vermindert.
13 Sol-gel-methode
De sol-gelmethode is om de grondstoffen gelijkmatig te mengen met de vloeibare fase, ze onder bepaalde omstandigheden te hydrolyseren, een sol te vormen door chemische condensatie en na verloop van tijd een silicagel te vormen met een driedimensionale netwerkstructuur. Na filteren, wassen, drogen en sinteren worden nano-siliciumdioxide- of nano-kwartsdeeltjes verkregen.
14 Micro-emulsiemethode
Micro-emulsie is een methode waarbij twee onverenigbare fasen een uniforme emulsie vormen onder invloed van een oppervlakteactieve stof. Deze methode gebruikt de kleine ruimte tussen de twee fasen om kernen te vormen onder leiding van een siliciumbron, en verkrijgt bolvormige silica- of kwartsdeeltjes na warmtebehandeling. Vanwege de beperkte ruimte voor nucleatie en groei zijn de silicadeeltjes die door deze methode worden gegenereerd klein van formaat en niet gemakkelijk te agglomereren.