ผงซิลิคอนทรงกลมเป็นวัสดุสำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ ซึ่งได้รับความนิยมเนื่องจากคุณสมบัติและการใช้งานที่เป็นเอกลักษณ์ การผลิตผงซิลิคอนทรงกลมเกี่ยวข้องกับเทคนิคต่างๆ มากมายที่แบ่งตามวิธีทางกายภาพและทางเคมี ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับว่ากระบวนการดังกล่าวจะเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีหรือไม่
วิธีการผลิตผงซิลิคอนทรงกลมมีอะไรบ้าง?
1. วิธีการทางกายภาพ:
วิธีการเหล่านี้ไม่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมี ซึ่งรวมถึงเทคนิคต่างๆ เช่น การบดด้วยลูกกลิ้ง การพ่น การทำให้เป็นทรงกลมด้วยเปลวไฟ การบำบัดด้วยพลาสมา การทำให้เป็นทรงกลมด้วยการเผาที่อุณหภูมิสูง
2. วิธีการทางเคมี:
สิ่งเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและรวมถึง: วิธีในเฟสก๊าซ วิธีการตกตะกอน การสังเคราะห์ไฮโดรเทอร์มอล กระบวนการโซลเจล วิธีไมโครอิมัลชัน
คู่มือนี้จะแนะนำวิธีการเตรียมอาหาร 14 วิธีที่ช่วยให้ได้รูปร่างทรงกลมตามต้องการอย่างแม่นยำ
กระบวนการผลิตผงไมโครซิลิคอนทรงกลม
01 วิธีการเจียรด้วยกลไก
การบดเชิงกลใช้เครื่องมือบดแบบมืออาชีพและอุปกรณ์คัดกรองเสริมเพื่อผลิตผงละเอียดพิเศษ โดยจะบดแห้งและบดเปียกตามสถานะของวัสดุ การบดเปียกใช้ตัวกลางน้ำเป็นตัวพา และบดอนุภาคโดยการกวนและบด วิธีนี้ช่วยให้ผลิตผลิตภัณฑ์ละเอียดพิเศษที่มีการกระจายตัวที่ดีและขนาดอนุภาคสม่ำเสมอ
02 วิธีการสเปรย์
การอบแห้งแบบพ่นฝอยเป็นวิธีการรับตัวอย่างโดยการทำให้วัตถุดิบเหลวแห้งอย่างรวดเร็วโดยใช้เครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอย วัตถุดิบเหลวจะผ่านเครื่องพ่นละอองเพื่อสร้างหยดของเหลวที่ละเอียดมาก หยดของเหลวจะสัมผัสกับอากาศร้อนและความชื้นภายในจะเคลื่อนตัวออกไป อนุภาคของวัตถุดิบจะรวมตัวกัน เมื่อแห้งแล้ว ผู้คนจะสามารถรับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการได้
03 วิธีการทำให้เปลวไฟเป็นทรงกลม
ภายใต้อุณหภูมิ 1,600-2,000 องศาเซลเซียส ขอบบนพื้นผิวของผงจะละลายทีละน้อย ทรงกลมจะถูกสร้างขึ้นภายใต้แรงตึงผิว ผงควอตซ์ทั่วไปใช้เป็นวัตถุดิบ ผงไมโครซิลิกอนทรงกลมเตรียมโดยวิธีเปลวไฟออกซิเจน-อะเซทิลีน วิธีนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าพื้นผิวจะเรียบและอัตราการทำให้เป็นทรงกลมจะถึง 95%
04 วิธีการหลอมด้วยเปลวไฟ
เราใช้ผงไมโครซิลิกอนเหลี่ยมเป็นวัตถุดิบในการบด คัดกรอง ทำให้บริสุทธิ์ และทำการบำบัดเบื้องต้นอื่นๆ เครื่องบดแบบกระแสลมจะบดผงไมโครซิลิกอนเหลี่ยม หลังจากการบำบัดเบื้องต้นหลายขั้นตอนแล้ว เราจะคัดกรองให้ได้ขนาดอนุภาคที่เหมาะสม เราใช้อะเซทิลีน ก๊าซธรรมชาติ และก๊าซอื่นๆ เป็นแหล่งความร้อนในการหลอมผง และเปลวไฟจะยังคงสะอาดและปราศจากมลภาวะ เปลวไฟที่อุณหภูมิสูงจะหลอมผงไมโครซิลิกอนเหลี่ยมที่มีขนาดอนุภาคที่เหมาะสมในทันที และเราจะทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วเพื่อให้เป็นทรงกลม เราได้ผงไมโครซิลิกอนทรงกลมที่มีขนาดอนุภาคเท่ากันและมีความบริสุทธิ์สูง
05 วิธีพลาสม่า
วิธีพลาสม่าใช้ความร้อนสูงที่เกิดขึ้นจาก อาร์คพลาสม่า. โดยการหลอมผงซิลิกอนไดออกไซด์หรือผงควอทซ์ให้เป็นหยด จากนั้นจึงถูกทำให้เป็นทรงกลมภายใต้แรงตึงผิว และถูกทำให้เย็นลงเพื่อสร้างอนุภาคซิลิกอนไดออกไซด์ทรงกลม
06 วิธีการเผาด้วยอุณหภูมิสูงแบบทรงกลม
วิธีการทำให้เป็นทรงกลมด้วยการเผาที่อุณหภูมิสูงหมายถึงการทำให้ผงแร่ควอตซ์ธรรมชาติที่คัดเลือกมาอย่างหยาบมีอายุนานภายใต้สภาวะด่างแล้วจึงกรอง จากนั้นจึงทำให้แห้งและทำให้วัสดุกรองแห้ง เติมสารยึดเกาะเพื่อให้ได้ตัวอย่างแบบบล็อก จากนั้นเผาในเตาเผาอุณหภูมิสูง จากนั้นจึงทำให้เย็นลงแล้วจึงกระจาย โดยผ่านการบดเป็นทรงกลม การแยกด้วยแม่เหล็ก และการจำแนกด้วยอากาศ ในที่สุดก็จะผลิตผงซิลิกอนทรงกลมละเอียดที่มีความบริสุทธิ์สูง ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากวิธีนี้มีอัตราการทำให้เป็นทรงกลมสูง มีความขาวดี มีความบริสุทธิ์สูง มีการไหลตัวดี และมีการกระจายตัวได้ดี อย่างไรก็ตาม ยังคงอยู่ในขั้นตอนการทดลองในห้องปฏิบัติการ
07 วิธีการเผาไหม้โดยตรง
เนื่องจากซิลิคอนทรงกลมหลอมเหลวด้วยเปลวไฟเป็นผงแร่ธรรมชาติที่หลอมละลายเป็นทรงกลม จึงมีข้อจำกัดบางประการในแง่ของความบริสุทธิ์และการกระจายขนาดของอนุภาค บริษัทต่างประเทศชั้นนำบางแห่งใช้วิธีการเตรียมแบบการเผาไหม้โดยตรง (VMC) ซึ่งใช้เพื่อเตรียมไมโครสเฟียร์ซิลิคอนไดออกไซด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง ขนาดอนุภาคเล็ก และการกระจายขนาดของอนุภาคที่ควบคุมได้ค่อนข้างดีผ่านปฏิกิริยาโดยตรงของผงซิลิคอนโลหะกับออกซิเจน
08 วิธีการพ่นละลายอุณหภูมิสูง
วิธีการพ่นละลายอุณหภูมิสูงคือการหลอมควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงให้เป็นของเหลวที่อุณหภูมิ 2100-2500 ℃ และได้ผงไมโครซิลิกอนทรงกลมหลังจากการพ่นและการทำความเย็น พื้นผิวผลิตภัณฑ์เรียบ และอัตราการเกิดทรงกลมและอัตราอะมอร์ฟัสสามารถเข้าถึง 100% ผู้ผลิตบางรายในสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่นใช้กรรมวิธีนี้ในการผลิตผงไมโครซิลิกอนทรงกลม แต่เป็นความลับอย่างเคร่งครัดสำหรับภายนอก วิธีการพ่นละลายอุณหภูมิสูงนั้นง่ายต่อการรับรองอัตราการเกิดทรงกลมและอัตราอะมอร์ฟัส แต่ความยากของเทคโนโลยี tgdrgdddddddddhis คือระบบการทำให้เป็นละอองของวัสดุอุณหภูมิสูง ของเหลวหลอมเหลวที่มีความหนืด การปรับขนาดอนุภาคการทำให้เป็นละออง และการแก้ปัญหา เช่น การป้องกันมลพิษและการทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติม
09 วิธีการเผาไหม้ที่อุณหภูมิต่ำแบบแพร่กระจายด้วยตนเอง
กระบวนการของวิธีการเผาไหม้ที่อุณหภูมิต่ำที่แพร่กระจายด้วยตนเองประกอบด้วยการเตรียมโซเดียมซิลิเกต การเตรียมซิลิเกตโซล การเตรียมของเหลวเผาไหม้ผสม ปฏิกิริยาการเผาไหม้ การอบและการกำจัดคาร์บอน การบำบัดการซักล้าง และขั้นตอนอื่นๆ ข้อดีของวิธีนี้คือใช้ผงไมโครซิลิคอนผลึกธรรมชาติหรือผงไมโครซิลิคอนหลอมเหลวเป็นวัตถุดิบ ซึ่งหาได้ง่าย กระบวนการนี้ง่าย ไม่ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ การควบคุมการทำงานง่าย และต้นทุนการผลิตต่ำ วัสดุที่ใช้ในกระบวนการผลิตมีเพียงไอออนโซเดียมและไอออนไนเตรตที่ละลายน้ำได้ดีมาก และไม่มีไอออนสิ่งเจือปนอื่นๆ เข้ามา ซึ่งเอื้อต่อการเตรียมผงไมโครซิลิคอนที่มีความบริสุทธิ์สูง ปัจจุบัน วิธีนี้อยู่ในขั้นตอนห้องปฏิบัติการเท่านั้น และไม่สามารถผลิตเป็นจำนวนมากได้
10 วิธีเฟสแก๊ส
กระบวนการผลิตใช้เฉพาะวัสดุที่มีไอออนโซเดียมและไอออนไนเตรตเท่านั้น ซึ่งละลายน้ำได้ดี และเราไม่ใส่ไอออนเจือปนอื่นใดเข้าไป วิธีนี้เหมาะสำหรับการเตรียมผงไมโครซิลิกอนที่มีความบริสุทธิ์สูง ปัจจุบัน วิธีนี้ยังอยู่ในขั้นตอนการทดลองในห้องปฏิบัติการเท่านั้น และเรายังไม่สามารถผลิตในปริมาณมากได้อย่างมีประสิทธิภาพ
11 วิธีการตกตะกอน
เราใช้แก้วน้ำ สารทำให้เป็นกรด และวัตถุดิบอื่นๆ โดยเติมสารลดแรงตึงผิวในปริมาณที่เหมาะสม เราใส่ใจอย่างใกล้ชิดกับการควบคุมอุณหภูมิตลอดกระบวนการเตรียมทั้งหมด หากค่า pH เกิน 8 เราจะเติมสารทำให้คงตัว หลังจากการล้าง การทำให้แห้ง และการเผา เราจะสร้างผงไมโครซิลิคอนทรงกลม ผงไมโครซิลิคอนทรงกลมที่เตรียมโดยวิธีนี้มีขนาดอนุภาคที่สม่ำเสมอมาก ต้นทุนต่ำ กระบวนการไหลเรียบง่าย และควบคุมได้ง่าย เราสามารถใช้ในการผลิตเชิงอุตสาหกรรมได้ แต่ข้อบกพร่องคืออาจจับตัวเป็นก้อนได้
12 วิธีการสังเคราะห์ด้วยความร้อนใต้พิภพ
เราใช้กระบวนการสังเคราะห์ด้วยความร้อนใต้พิภพอย่างกว้างขวางในการเตรียมอนุภาคขนาดนาโนในเฟสของเหลว โดยทั่วไป เราจะผสมสารประกอบอนินทรีย์และอินทรีย์กับน้ำภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง 150℃ ถึง 350℃ เราอนุญาตให้ไอออน โมเลกุล คลัสเตอร์ไอออน ฯลฯ เข้าสู่โซนการเจริญเติบโตพร้อมกับผลึกเมล็ดพืชผ่านการพาความร้อนที่รุนแรง และในที่สุด เราก็จะได้สารละลายและผลึกที่อิ่มตัวเกิน การกรอง การซัก และการทำให้แห้งสารอนินทรีย์สามารถสร้างอนุภาคขนาดเล็กที่มีขนาดเล็กมากและมีความบริสุทธิ์สูงได้ การใช้กระบวนการสังเคราะห์ด้วยความร้อนใต้พิภพในการเตรียมผงไมโครซิลิกอนทรงกลมช่วยขจัดกระบวนการแปลงเป็นออกไซด์ที่จำเป็นสำหรับวิธีการสังเคราะห์เฟสของเหลวทั่วไป ซึ่งจะช่วยลดความน่าจะเป็นของการรวมตัวเป็นกลุ่มอย่างแข็ง
13 วิธีโซลเจล
วิธีโซล-เจล คือ การผสมวัตถุดิบกับเฟสของเหลวอย่างสม่ำเสมอ ไฮโดรไลซ์วัตถุดิบภายใต้เงื่อนไขบางประการ สร้างโซลผ่านการควบแน่นทางเคมี และสร้างซิลิกาเจลที่มีโครงสร้างเครือข่ายสามมิติหลังจากระยะเวลาหนึ่ง หลังจากการกรอง การซัก การทำให้แห้ง และการเผาผนึก เราสามารถได้อนุภาคนาโนซิลิกอนไดออกไซด์หรือนาโนควอทซ์
14 วิธีการไมโครอิมัลชัน
ไมโครอิมัลชันเป็นวิธีการที่เฟสที่เข้ากันไม่ได้สองเฟสสร้างอิมัลชันที่สม่ำเสมอภายใต้การกระทำของสารลดแรงตึงผิว วิธีนี้ใช้ช่องว่างเล็กๆ ระหว่างเฟสทั้งสองเพื่อสร้างนิวเคลียสภายใต้การนำทางของแหล่งซิลิกอน และได้อนุภาคซิลิกาหรือควอตซ์ทรงกลมหลังจากการให้ความร้อน เนื่องจากพื้นที่จำกัดสำหรับการสร้างนิวเคลียสและการเจริญเติบโต อนุภาคซิลิกาที่สร้างขึ้นโดยวิธีนี้จึงมีขนาดเล็กและไม่จับตัวกันเป็นกลุ่มได้ง่าย