Физическая подготовка диоксида кремния: всесторонний обзор процессов, характеристик и применения

Создано 08.01

Физическая подготовка диоксида кремния: всесторонний обзор процессов, характеристик и применения

В технической системе подготовки диоксида кремния физический метод занимает важное место в промышленных областях, таких как резина и пластмассы, благодаря своим преимуществам простого процесса и хорошей экологической чистоты. Его основная концепция заключается в изменении формы и размера частиц сырья с помощью физических действий (таких как механическая сила, паровое осаждение и высокотемпературное плавление), чтобы в конечном итоге получить продукты диоксида кремния, соответствующие требованиям. Среди них подготовка кристаллического нано-диоксида кремния в основном зависит от механического дробления.

I. Основные типы процессов: Принципы, Процедуры и Характеристики

Процессы маршрутизации физической подготовки диоксида кремния сосредоточены на "регулировании морфологии" и "контроле размера частиц" и в основном делятся на три категории. Каждый тип процесса значительно отличается по оборудованию, процедурам и свойствам продукта:

1. Механический метод дробления: Основной выбор для промышленного массового производства

Как самый широко используемый физический процесс, механический метод дробления уменьшает размер частиц, разрушая кристаллическую структуру сырья диоксида кремния с помощью внешней силы. Его технологический процесс ясен: в качестве сырья используется натуральный кварц или диоксид кремния промышленного качества, а для применения ударных, сдвиговых и трения сил используются такие устройства, как шаровые мельницы и струйные мельницы. После дробления используется технология классификации и разделения для отсева продуктов с целевым размером частиц.

Размер частиц продуктов этого процесса обычно составляет 10–200 нм, при этом большинство продуктов сосредоточено в диапазоне 10–40 нм, а некоторые оптимизированные процессы могут достигать 100–120 нм. Однако, ограниченные принципом механического действия, частицы имеют тенденцию к агрегации из-за увеличенной поверхностной энергии, поэтому требуется дополнительная модификация поверхности (например, с использованием силановых соединителей) для улучшения дисперсионных характеристик. Тем не менее, у него есть явные преимущества: процесс простой, не требуются сложные химические реагенты, он обладает высокой экологической чистотой и подходит для крупномасштабного промышленного производства, что делает его предпочтительным процессом в средне-низком сегменте.

2. Физическое осаждение паров (PVD): Эксклюзивное решение для высокочистых пленок

Процесс PVD сосредоточен на подготовке пленок диоксида кремния, основным является реализация осаждения материала через физические процессы в вакуумной среде. Он в основном включает два подметода:

Реактивное распыление
Радиочастотное (RF) распыление

3. Метод слияния пламени: специализированный процесс для сферических микропорошков кремнезема

Этот процесс специально разработан для подготовки сферических микропорошков кремнезема. Его суть заключается в использовании плазмы высокой температуры для плавления сырьевых материалов, что позволяет частицам принимать сферическую форму при высоких температурах. Однако из-за необходимости поддерживать высокотемпературную среду его энергопотребление значительно выше, чем у других физических процессов. Обычно он используется только в сценариях, требующих специфических сферических частиц, и не стал основным процессом.

II. Основные характеристики процесса: Сосуществование преимуществ и ограничений

Характеристики физической подготовки диоксида кремния показывают "поляризованный" рисунок. Его преимущества делают его незаменимым в определенных областях, в то время как его ограничения определяют границы его применения.

1. Основные преимущества: Адаптация к потребностям промышленности среднего и низкого уровня

Преимущества процесса и окружающей среды
Преимущество в стоимости
Адаптивность к конкретным функциям

2. Ключевые ограничения: Ограничение прорывов в высокодоходных областях

Чистота и узкие места размера частиц
Проблемы агломерации и дисперсии
Ограничения в функционализации и процессах

III. Сценарии применения: Ориентируясь на сегменты среднего и низкого уровня, недоступные для высокодоходных сегментов

Опираясь на свои преимущества в стоимости и процессе, диоксид кремния, полученный физическим методом, широко используется в промышленных областях среднего и низкого уровня, но ему трудно конкурировать с химическим методом в областях с высокой добавленной стоимостью.

1. Основные области применения: Адаптация к потребностям базовой промышленности

Резиновая промышленность
Пластиковая модификация
Промышленность покрытий и красок
Ежедневная химия и кормовые поля

2. Границы применения: "Недостаток" в высокодоходных областях

В высокоценных областях, таких как электроника (например, высокочистый диоксид кремния для упаковки чипов) и фармацевтика (например, фармацевтический диоксид кремния), физический метод не может соответствовать отраслевым стандартам из-за таких проблем, как недостаточная чистота и трудности в точном контроле размера частиц. В настоящее время все еще необходимо полагаться на высокочистые, ультратонкие продукты диоксида кремния, приготовленные химическим методом.

IV. Заключение: Позиционирование и будущее направление физического метода

Физический метод подготовки диоксида кремния является "основным раствором" в промышленном производстве. С преимуществами простого процесса, низкой стоимости и хорошей экологической чистоты, он занимает доминирующее положение в средне-низкокачественных областях, таких как резина, пластмассы и покрытия, и является важной технологией, поддерживающей развитие базовой промышленности. Однако его ограничения в чистоте, контроле размера частиц и функциональной модификации определяют, что трудно преодолеть технические барьеры высокоценных областей.

В будущем направление развития физического метода может сосредоточиться на двух аспектах: во-первых, улучшение однородности размера частиц и снижение риска агломерации за счет оптимизации дробильного оборудования и технологии классификации; во-вторых, сочетание простых процессов химической модификации (таких как недорогие модификаторы поверхности) для улучшения функций продукта при контроле затрат и постепенное проникновение в сегменты среднего и высокого уровня для достижения взаимодополняющего развития с химическим методом.

Контакт

Оставьте свою информацию, и мы свяжемся с вами.