이산화실리콘의 물리적 준비: 과정, 특성 및 응용에 대한 포괄적인 개요

생성 날짜 08.01

실리콘 이산화물의 물리적 준비: 과정, 특성 및 응용에 대한 포괄적인 개요

실리콘 이산화물 준비를 위한 기술 시스템에서 물리적 방법은 간단한 공정과 우수한 환경 친화성 덕분에 고무 및 플라스틱과 같은 산업 분야에서 중요한 위치를 차지합니다. 그 핵심 개념은 원자재의 형태와 입자 크기를 물리적 작용(예: 기계적 힘, 증기 증착 및 고온 용융)을 통해 변화시켜 최종적으로 요구 사항을 충족하는 실리콘 이산화물 제품을 얻는 것입니다. 이 중 결정질 나노 실리콘 이산화물의 준비는 주로 기계적 분쇄 방법에 의존합니다.

I. 핵심 프로세스 유형: 원칙, 절차 및 특성

실리콘 이산화물을 물리적으로 준비하는 과정 경로는 "형태 조절"과 "입자 크기 제어"에 중점을 두며, 주로 세 가지 범주로 나뉩니다. 각 유형의 과정은 장비, 절차 및 제품 특성 측면에서 상당히 다릅니다:

1. 기계적 분쇄 방법: 산업 대량 생산을 위한 주류 선택

가장 널리 사용되는 물리적 과정으로서, 기계적 분쇄 방법은 외부 힘으로 이산화규소 원료의 결정 구조를 깨뜨려 입자 크기를 줄입니다. 그 과정 흐름은 명확합니다: 천연 석영 또는 산업용 이산화규소가 원료로 사용되며, 볼 밀 및 제트 밀과 같은 장비가 충격, 전단 및 마찰력을 적용하는 데 사용됩니다. 분쇄 후, 분류 및 분리 기술을 사용하여 목표 입자 크기를 가진 제품을 선별합니다.

이 과정에서 생산된 제품의 입자 크기 범위는 일반적으로 10–200 nm이며, 대부분의 제품은 10–40 nm 범위에 집중되어 있고, 일부 최적화된 공정은 100–120 nm를 달성할 수 있습니다. 그러나 기계적 작용의 원리에 의해 제한되어 입자는 증가된 표면 에너지로 인해 응집되는 경향이 있으므로 분산 성능을 개선하기 위해 추가적인 표면 수정(예: 실란 결합제를 사용)이 필요합니다. 그럼에도 불구하고 두드러진 장점이 있습니다: 공정 흐름이 간단하고 복잡한 화학 시약이 필요 없으며, 강한 환경 친화성을 가지고 있고 대규모 산업 생산에 적합하여 중저가 분야에서 선호되는 공정입니다.

2. 물리적 증착 (PVD): 고순도 필름을 위한 독점 솔루션

PVD 프로세스는 이산화 실리콘 필름을 준비하는 데 중점을 두며, 핵심은 진공 환경에서 물질 증착을 물리적 프로세스를 통해 실현하는 것입니다. 주로 두 가지 하위 방법이 포함됩니다:

반응성 스퍼터링
라디오 주파수 (RF) 스퍼터링

3. 플레임 융합 방법: 구형 실리카 미세 분말을 위한 전문화된 프로세스

이 과정은 구형 실리카 미세 분말의 준비를 위해 특별히 설계되었습니다. 그 핵심은 고온 플라즈마를 사용하여 원료를 녹여 입자가 고온에서 구형 모양을 갖도록 하는 것입니다. 그러나 고온 환경을 유지해야 하기 때문에 에너지 소비가 다른 물리적 과정보다 상당히 높습니다. 일반적으로 특정 구형 입자가 필요한 시나리오에서만 사용되며 주류 공정이 되지는 않았습니다.

II. 프로세스의 핵심 특성: 장점과 한계의 공존

물리적으로 이산화규소를 준비하는 특성은 "편극화된" 패턴을 보여줍니다. 그 장점은 특정 분야에서 대체 불가능하게 만들지만, 그 한계는 응용 범위를 정의합니다.

1. 핵심 장점: 중저가 산업화의 요구에 적응

프로세스 및 환경적 이점
비용 이점
특정 기능에 대한 적응성

2. 주요 한계: 고부가가치 분야에서의 돌파구 제한

순도 및 입자 크기 병목 현상
집합 및 분산 문제
기능화 및 프로세스의 한계

III. 적용 시나리오: 중저가 분야에 집중, 고부가가치 분야에는 도달 불가

비용과 공정의 장점을 바탕으로 물리적 방법으로 제조된 이산화규소는 중저가 산업 분야에서 널리 사용되지만, 고부가가치 분야에서는 화학적 방법과 경쟁하기 어렵습니다.

1. 주요 응용 분야: 기본 산업의 요구에 적응

고무 산업
플라스틱 수정
코팅 및 잉크 산업
일상 화학 및 사료 분야

2. 애플리케이션 경계: 고부가가치 분야의 "단점"

전자(예: 칩 포장을 위한 고순도 이산화규소) 및 제약(예: 제약 등급 이산화규소)과 같은 고부가가치 분야에서는 물리적 방법이 순도 부족 및 정밀한 입자 크기 제어의 어려움과 같은 문제로 인해 산업 표준을 충족할 수 없습니다. 현재, 여전히 화학적 방법으로 제조된 고순도 초미세 이산화규소 제품에 의존해야 합니다.

IV. 결론: 물리적 방법의 위치 및 미래 방향

실리콘 이산화물 준비를 위한 물리적 방법은 산업 생산에서 "기본 용액"입니다. 간단한 공정, 낮은 비용, 우수한 환경 친화성의 장점을 가지고 있어 고무, 플라스틱, 코팅과 같은 중저가 분야에서 우위를 점하고 있으며, 기본 산업 발전을 지원하는 중요한 기술입니다. 그러나 순도, 입자 크기 제어 및 기능적 수정에서의 한계로 인해 고부가가치 분야의 기술 장벽을突破하기 어렵습니다.

앞으로 물리적 방법의 개발 방향은 두 가지 측면에 집중될 수 있습니다: 첫째, 분쇄 장비 및 분류 기술을 최적화하여 입자 크기의 균일성을 개선하고 응집 위험을 줄이는 것입니다; 둘째, 저비용 표면 개질제와 같은 간단한 화학 개질 프로세스를 결합하여 제품 기능을 개선하면서 비용을 통제하고, 점차 중고급 분야로 침투하여 화학 방법과의 상호 보완적 발전을 이루는 것입니다.

Contact

Leave your information and we will contact you.