Küresel silikon tozu, benzersiz özellikleri ve uygulamaları nedeniyle çeşitli endüstrilerde kritik bir malzemedir. Üretimi, işlem sırasında kimyasal bir dönüşümün gerçekleşip gerçekleşmediğine bağlı olarak fiziksel yöntemler ve kimyasal yöntemler olarak kategorize edilen birden fazla tekniği içerir.
Küresel Silisyum Tozu Üretim Yöntemleri Nelerdir?
1. Fiziksel Yöntemler:
Bu yöntemler kimyasal reaksiyonları içermez ve mekanik bilyalı öğütme, püskürtme, alevli küreselleştirme, plazma işlemi, yüksek sıcaklıkta kalsinasyon küreselleştirme gibi teknikleri içerir.
2. Kimyasal Yöntemler:
Bunlar kimyasal dönüşümleri içerir ve şunları içerir: gaz fazı yöntemi, çöktürme yöntemi, hidrotermal sentez, sol-jel işlemi, mikroemülsiyon yöntemi.
Bu kılavuzda, istenilen küresel şeklin elde edilmesinde hassasiyeti garanti altına alan 14 hazırlama yöntemi incelenmektedir.
Küresel silikon mikrotoz üretim süreci
01 Mekanik öğütme yöntemi
Mekanik öğütme, ultra ince tozlar üretmek için profesyonel kırma ekipmanı ve yardımcı eleme ekipmanı kullanır. Malzemenin durumuna göre kuru öğütme ve ıslak öğütme olarak ayrılır. Islak öğütme, taşıyıcı ortam olarak su kullanır ve parçacıklar, iyi dağılım ve düzgün parçacık boyutuna sahip ultra ince ürünler üretmek için karıştırma ve öğütme yoluyla öğütülür.
02 Sprey yöntemi
Sprey kurutma, sıvı ham maddeleri bir sprey kurutucusu aracılığıyla hızla kurutarak numune elde etme yöntemidir. Sıvı ham maddeler, son derece ince damlacıklar oluşturmak için bir atomizerden geçer. Damlacıklar sıcak hava ile temas eder, iç nem dışarı doğru göç eder, ham madde parçacıkları kümelenir ve kurutmadan sonra istenen ürün elde edilir.
03 Alev küreselleştirme yöntemi
Toz yüksek sıcaklıkta (1600-2000℃) ısıtıldığında, tozun yüzeyindeki kenarlar ve köşeler kademeli olarak eritilir ve yüzey geriliminin etkisi altında bir küre oluşur. Hammadde olarak sıradan kuvars tozu kullanılır ve küresel silikon mikro tozu, yüzeyinin pürüzsüz olmasını ve küreselleşme oranının 95%'ye ulaşmasını sağlayabilen oksijen-asetilen alev yöntemi ile hazırlanır.
04 Alev eritme yöntemi
Açısal silikon mikro tozu hammadde olarak kullanılarak ezilir, elenir, saflaştırılır ve diğer ön işlemlerden geçirilir. Açısal silikon mikro tozu hava akışlı kırıcı ile ezilir ve çok aşamalı ön işlemden sonra uygun bir parçacık boyutuna elenir. Asetilen, doğal gaz ve diğer gazlar tozu eritmek için ısı kaynağı olarak kullanılır ve alev temiz ve kirlilik içermez. Uygun parçacık boyutuna sahip açısal silikon mikro tozu, yüksek sıcaklıkta alev eritme yöntemi ile anında yüksek sıcaklıkta eritilir ve küreselleştirmek için hızla soğutulur. Yüksek saflıkta ve düzgün parçacık boyutunda küresel silikon mikro tozu elde edilir.
05 Plazma yöntemi
Plazma yöntemi, plazma tarafından oluşturulan yüksek sıcaklık bölgesini kullanır. ark plazması Silisyum dioksit tozunu veya kuvars tozunu yüzey gerilimi etkisiyle küresel hale getirilen ve soğutularak küresel silisyum dioksit parçacıkları oluşturan damlacıklara eritme anı.
06 Yüksek sıcaklıkta kalsinasyon küreselleştirme yöntemi
Yüksek sıcaklık kalsinasyon küreselleştirme yöntemi, kaba seçilmiş doğal kuvars cevheri tozunun alkali koşullar altında yaşlandırılması ve ardından filtrelenmesi anlamına gelir. Filtre malzemesinin susuzlaştırılması ve kurutulması, bir blok numune elde etmek için bir bağlayıcı eklenmesi ve yüksek sıcaklık fırınında kalsine edilmesi, soğutulması ve ardından öğütme küreselleştirme, manyetik ayırma ve hava ayırma sınıflandırması yoluyla dağıtılması. Son olarak yüksek saflıkta ultra ince küresel silikon tozları yapılır. Bu yöntemle elde edilen ürün yüksek küreselleştirme oranına, iyi beyazlığa, yüksek saflığa, iyi akışkanlığa ve dağılabilirliğe sahiptir. Ancak, hala laboratuvar aşamasındadır.
07 Doğrudan Yanma Yöntemi
Alev erimiş küresel silikon doğal bir mineral toz eritme küreselleştirmesi olduğundan, saflık ve parçacık boyutu dağılımı açısından belirli sınırlamalar vardır. Birkaç önde gelen yabancı şirket doğrudan yanma yöntemi (VMC) hazırlama yöntemini kullanır. Bu, metal silikon tozunun oksijenle doğrudan reaksiyonu yoluyla yüksek saflıkta, küçük parçacık boyutunda ve nispeten kontrol edilebilir parçacık boyutu dağılımına sahip silikon dioksit mikro küreleri hazırlamaktır.
08 Yüksek sıcaklıkta eriyik püskürtme yöntemi
Yüksek sıcaklıkta eriyik püskürtme yöntemi, yüksek saflıkta kuvarsı 2100-2500 ℃'de sıvıya eritmek ve püskürtme ve soğutmadan sonra küresel silikon mikro tozu elde etmektir. Ürün yüzeyi pürüzsüzdür ve küreselleşme oranı ve amorf oran 100%'ye ulaşabilir. Amerika Birleşik Devletleri ve Japonya'daki bazı üreticiler küresel silikon mikro tozu üretmek için bu yöntemi kullanır, ancak dışarıya karşı kesinlikle gizlidir. Yüksek sıcaklıkta eriyik püskürtme yöntemi, küreselleşme oranını ve amorf oranı sağlamak için kolaydır, ancak tgdrgddddddddhis teknolojisinin zorluğu, yüksek sıcaklık malzemelerinin atomizasyon sistemi, viskoz kuvars erimiş sıvı, atomizasyon parçacık boyutu ayarı ve kirliliğin önlenmesi ve daha fazla saflaştırma gibi sorunları çözmektir.
09 Kendiliğinden yayılan düşük sıcaklıkta yanma yöntemi
Kendiliğinden yayılan düşük sıcaklıkta yanma yönteminin işlem akışı, sodyum silikatın hazırlanması, silikat solünün hazırlanması, karışık yanma sıvısının hazırlanması, yanma reaksiyonu, tavlama ve karbonsuzlaştırma, yıkama işlemi ve diğer adımları içerir. Bu yöntemin avantajları, hammadde olarak elde edilmesi kolay olan doğal kristal silisyum mikro tozu veya erimiş silisyum mikro tozu kullanmasıdır; işlem basittir, özel ekipman gerektirmez, işlem uygundur, kontrolü kolaydır ve üretim maliyeti düşüktür; üretim sürecinde kullanılan malzemeler yalnızca suda çok çözünür olan sodyum iyonları ve nitrat iyonları içerir ve başka hiçbir safsızlık iyonu sokulmaz, bu da yüksek saflıkta silikon mikro tozunun hazırlanmasına elverişlidir. Şu anda, bu yöntem yalnızca laboratuvar aşamasındadır ve iyi bir şekilde seri üretilemez.
10 Gaz fazı yöntemi
Gaz fazı yöntemi, bir damıtma kulesinde silisyum halojenürün damıtılmasını ifade eder ve yüksek sıcaklıkta gazlaştırmadan sonra, yüksek sıcaklıkta basınç yoluyla belirli bir oranda hidrojen ve oksijenle hidrolize edilir. Ürün, gaz fazı nanopartikülleri elde etmek için bir siklon toplayıcı tarafından yakalanır. Bu yöntemle hazırlanan silika partikülleri yüksek saflıktadır ve reaksiyon süreci kontrol edilebilir, ancak maliyeti yüksektir ve süreçte üretilen organik yan ürünlerin işlenmesi zordur.
11 Yağış yöntemi
Su camı, asitlendirici vb. hammadde olarak kullanıldığında, uygun miktarda yüzey aktif madde eklendiğinde, tüm hazırlama sürecinde sıcaklık kontrolüne dikkat edilmelidir. pH değeri 8'i aşarsa, bir dengeleyici eklenmesi gerekir ve yıkama, kurutma ve kalsinasyondan sonra küresel silikon mikro tozu oluşur. Bu yöntemle hazırlanan küresel silikon mikro tozu çok düzgün bir parçacık boyutuna, düşük maliyete, basit bir işlem akışına sahiptir ve kontrolü kolaydır. Endüstriyel üretimde kullanılabilir, ancak kusuru, kümeleşme meydana gelebilmesidir.
12 Hidrotermal sentez yöntemi
Hidrotermal sentez yöntemi, sıvı fazda nanopartiküllerin hazırlanmasında yaygın olarak kullanılır. Genellikle, inorganik ve organik bileşikler 150℃ ~ 350℃ yüksek sıcaklık ve yüksek basınç koşullarında suyla birleştirilir ve iyonlar, moleküller, iyon kümeleri vb. güçlü konveksiyon yoluyla tohum kristalleriyle büyüme bölgesine girmelerine izin verilir ve son olarak aşırı doymuş çözelti ve kristaller elde edilir. İnorganik maddelerin filtrelenmesi, yıkanması ve kurutulması, ultra ince ve yüksek saflıkta mikropartiküller oluşturabilir. Küresel silikon mikrotozunu hazırlamak için hidrotermal sentez yönteminin kullanılması, genel sıvı faz sentez yöntemlerinin gerektirdiği oksitlere dönüştürme sürecini ortadan kaldırarak sert aglomerasyon olasılığını azaltır.
13 Sol-jel yöntemi
Sol-jel yöntemi, ham maddelerin sıvı faz ile homojen bir şekilde karıştırılması, belirli koşullar altında hidrolize edilmesi, kimyasal yoğunlaşma yoluyla bir sol oluşturulması ve belirli bir süre sonra üç boyutlu bir ağ yapısına sahip bir silika jel oluşturulmasıdır. Filtreleme, yıkama, kurutma ve sinterlemeden sonra nano-silikon dioksit veya nano-kuvars parçacıkları elde edilir.
14 Mikroemülsiyon yöntemi
Mikroemülsiyon, iki uyumsuz fazın bir yüzey aktif maddenin etkisi altında düzgün bir emülsiyon oluşturduğu bir yöntemdir. Bu yöntem, iki faz arasındaki küçük boşluğu kullanarak bir silikon kaynağının rehberliğinde çekirdekler oluşturur ve ısıl işlemden sonra küresel silika veya kuvars parçacıkları elde eder. Çekirdeklenme ve büyüme için sınırlı alan nedeniyle, bu yöntemle üretilen silika parçacıkları küçük boyutludur ve kümelenmesi kolay değildir.