Die Eigenschaften, Anwendungen und die Tiefenverarbeitung von Silicummikropulver

Silizium-Mikropulver Besteht aus natürlichem Quarz (SiO2) oder geschmolzenem Quarz (amorphes SiO2 nach dem Schmelzen von natürlichem Quarz bei hoher Temperatur und Abkühlung) durch mehrere Prozesse wie Zerkleinern, Kugelmühlen (oder vibration, Luftstrahlmühle), Flotation, Säurewäsche und Reinigung sowie Hochreinigungswasserbehandlung.

Leistung von Silicastaub

Neben seinen hervorragenden Eigenschaften wie niedrigem thermischem Ausdehnungskoeffizienten, ausgezeichneten dielektrischen Eigenschaften, hoher Wärmeleitfähigkeit und guter Suspensionseigenschaften besitzt Silicastaub auch die folgenden Eigenschaften:

• Gute Isoliereigenschaften: Aufgrund der hohen Reinheit und des niedrigen Verunreinigungsgehalts von Silicastaub ist seine Leistung stabil, bietet hervorragende elektrische Isolierung und Lichtbogenbeständigkeit. Dies gewährleistet, dass das gehärtete Produkt gute Isoliereigenschaften aufweist.
• Reduziert die exothermische Spitzen-Temperatur von Epoxidharz: Silicastaub senkt die Spitzen-Exothermtemperatur der Aushärtungsreaktion, reduziert den linearen Ausdehnungskoeffizienten und die Schrumpfungsrate des gehärteten Produkts, wodurch innere Spannungen vermieden und Rissbildung verhindert werden.
• Korrosionsbeständigkeit: Silicastaub reagiert weniger wahrscheinlich mit anderen Substanzen. Es ist chemisch inert gegenüber den meisten Säuren und Basen, und seine gleichmäßig verteilten Partikel auf Oberflächen bieten eine starke Korrosionsbeständigkeit.
• Gut sortierte Partikel: Die Partikel sind gut verteilt, reduzieren und eliminieren Ablagerungen und Schichtung. Dies erhöht die Zug- und Druckfestigkeit, Verschleißfestigkeit und steigert die Wärmeleitfähigkeit sowie die Flammschutzeigenschaften des gehärteten Produkts.
• Mit Silan-Kopplungsagenten behandelt: Silicastaub, der mit Silan-Kopplungsagenten behandelt wurde, weist eine ausgezeichnete Benetzbarkeit mit verschiedenen Harzen auf, gute Adsorptionseigenschaften und lässt sich leicht mischen, ohne zu verklumpen.
• Kostenreduzierung und Leistungssteigerung: Wird Silicastaub als Füllstoff in organischen Harzen verwendet, verbessert er nicht nur die Eigenschaften des gehärteten Produkts, sondern reduziert auch die Produktionskosten.

Klassifizierung von Silicastaub

Silicastaub, der durch unterschiedliche Herstellungsverfahren produziert wird, variiert in Qualität. Es kann in vier Typen eingeteilt werden: geschmolzener Silicastaub, kristalliner Silicastaub, aktiver Silicastaub und Quarzsilikastaub.

Aus morphologischer Sicht kann es in winkel- und kugelförmiges Silizium-Mikropulver unterteilt werden.

Hochtechnologisches Silizium-Mikropulver umfasst ultrafeines, kugelförmiges und hochreines Silizium-Mikropulver.

Silizium-Mikropulver, das in Kupferkaschierten Leiterplatten für integrierte Schaltungen verwendet wird, kann in fünf Typen unterteilt werden: kristallines Silizium-Mikropulver, verschmolzenes (amorphes) Silizium-Mikropulver, kugelförmiges Silizium-Mikropulver, Verbund-Silizium-Mikropulver und aktives Silizium-Mikropulver.

Anwendung von Silizium-Pulver

Beschichtung

In der Beschichtungsindustrie verbessern Partikelgröße, Weißgrad, Härte, Suspension, Dispersion, niedrige Ölaufnahme und hohe Resistivität des Silizium-Mikropulvers die Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Isolierung und Hochtemperaturleistung. Silizium-Mikropulver, das in Beschichtungen verwendet wird, spielt aufgrund seiner hervorragenden Stabilität eine wichtige Rolle als Füllstoff. Für Außenwandbeschichtungen sind SiO2-Materialien entscheidend für die Wetterbeständigkeit.

Kunststoff

Silizium-Mikropulver kann in Produkten wie PVC-Bodenbelägen, Polyethylen, Polypropylen-Filmen und elektrischen Isolationsmaterialien verwendet werden.

Mit Silizium-Mikropulver gefüllte PVC-Bodenfliesen erhöhen die Verschleißfestigkeit. Wenn Quarzpulver mit 320 Mesh bei einer Füllmenge von 160–180 Teilen verwendet wird, entspricht der Boden dem GB4085-83-Standard, mit guter Oberflächenbeschaffenheit und Kratzfestigkeit.

In PVC-säurebeständigen Rohren verbessert die Füllung mit Quarzpulver mit 400 Mesh bei 10%–15% die Viskosität, Fließfähigkeit und Verarbeitungseigenschaften, was die Extrusion und Formgebung erleichtert. Die Säurebeständigkeit des Endprodukts wird deutlich verbessert.

Silizium-Mikropulver mit großer spezifischer Oberfläche (über 600 Mesh) und hoher Aktivität verbessert die physikalischen, chemischen und optischen Eigenschaften von Polyethylen (PE)-Landwirtschaftsfolien. Das Füllen von Polypropylen verbessert die mechanischen Eigenschaften des Produkts.

Elektrik und Elektronik

Elektrische Qualität Silizium-Mikropulver wird hauptsächlich in Isolationsguss für gewöhnliche elektrische Komponenten, Hochspannungs-Isolierung, APG-Prozess-Injektionsmaterialien, Epoxid-Encapsulants und hochwertige Keramikglasuren verwendet. Elektronikqualität Silizium-Mikropulver wird hauptsächlich in Kunststoff-Encapsulantien und Verpackungsmaterialien für integrierte Schaltungen und elektronische Komponenten eingesetzt.

Tiefe Verarbeitung von Siliziumpulver

Das Quarzsand nach Flotation—Ultrafeinmahlung (Trocken- oder Nassmahlung)—Kombinationsprozess Waschen—Hochgradient-Magnettrennung—Elektrostatische Trennung—Entionisiertes Wasser Waschen—Klassifizierung.

Ultrafeinmahlung (Trocken- oder Nassmahlung): Dieser Prozess umfasst das Mahlen von Quarzsand zu ultrafeinem Silizium-Mikropulver mit einer Partikelgröße von 325-4000 Mesh, mit oder ohne Wasser.

Klassifikation: Unter der Wirkung eines Hydrozyklons wird ultrafeines Silizium-Mikropulver (325-4000 Mesh) in Standardbereiche wie 325-400 Mesh, 400-500 Mesh usw. klassifiziert.

Gemeinsames Waschen: Verschiedene Grade von ultrafeinem Silizium-Mikropulver werden in einem temperaturkontrollierten Reaktionsbehälter in verschiedenen Schichten platziert. Es werden eine bestimmte Menge Oxalsäure oder Zitronensäure und eine kleine Menge Hilfsstoffe hinzugefügt. Die Reaktion erfolgt bei 70°C–100°C für 2-8 Stunden. Nach der Reaktion werden schädliche Spurmetalle und Nichtmetall-Impuritäten entfernt.

Hochgradient-Magnettrennung:Vorbereitung: Dieser Prozess verwendet magnetische Trennanlagen mit einer magnetischen Stärke von 50-15000 Gauss, um Spuren von Eisenverunreinigungen aus dem ultrafeinen Silizium-Mikropulver zu entfernen.

Elektrostatische Trennung: Ziel ist es, schädliche Spurenverunreinigungen im ultrafeinen Silizium-Mikropulver zu entfernen.

Entionisiertes Wasserwäsche: Nach der Co-Prozess-Wäsche werden die chemischen Mittel und schädlichen Spurenverunreinigungen, die auf der Oberfläche des Silizium-Mikropulvers verbleiben, in einem Reinraum mit entionisiertem Wasser entfernt.

Spezielle Trocknung: Nach der Wäsche mit entionisiertem Wasser wird das ultrafeine Silizium-Mikropulver in einer speziellen Trocknungsmaschine in einem Reinraum getrocknet. Dieser Prozess erzeugt hochreines ultrafeines Silizium-Mikropulver verschiedener Güten (325-4000 Mesh) mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 0,003-0,01%.

Vakuumverpackung: Die verschiedenen Güten des ultrafeinen Silizium-Mikropulvers werden separat vakuumverpackt, um Kontamination durch Luft zu vermeiden.

Oberflächenmodifikation von Siliziumdioxidpulver

Aufgrund der schlechten Verträglichkeit zwischen mineralischen Nichtmetallfüllstoffen und Polymermatrix ist eine gleichmäßige Verteilung schwierig. Direkte Füllung führt oft zu einem Rückgang bestimmter mechanischer Eigenschaften des Materials. Für funktionale anorganische mineralische Nichtmetallfüllstoffe sind neben Partikelgröße und -verteilung auch gute Verträglichkeit mit der Polymermatrix notwendig. Das Füllen reduziert nicht nur die Kosten, sondern verbessert auch die mechanischen Eigenschaften und die Gesamtleistung des Materials. Daher ist die Oberflächenmodifikation von mineralischen Nichtmetallfüllstoffen unerlässlich.

Silizium-Mikropulver Oberflächenmodifikation Verwendet hauptsächlich Silan-Kupplungsstoffe mit der allgemeinen Formel R—SiX3. R repräsentiert eine organische hydrophobe Gruppe, wie Vinyl, Epoxy, Amino, Methacrylat oder Sulfate. X steht für hydrolysierbare Alkoxygruppen, wie Methoxy, Ethoxy oder Chlor. Hauptfaktoren, die die Modifikation beeinflussen, sind Silantyp, Dosierung, Anwendungsmethode, Behandlungszeit, Temperatur und pH-Wert.

Siliziumpulver-Verarbeitungsanlagen

Herstellung von eckigem Siliziumdioxidpulver

Eckiges Siliziumpulver ist ein Siliziumpulver mit unregelmäßigen und eckigen Formen, das durch Mahlen von Siliziumpulver-Rohstoffen gewonnen wird.
Die Hauptproduktionsanlagen für eckiges Silizium-Mikropulver umfassen Kugelmühlen, Vibrationsmühlen, Mikropulverklassierer und Trockner

Kugelmühle: Sie kann für Trocken- oder Nassmahlung verwendet werden. Beim Betrieb der Kugelmühle werden die Mahlmedien und das Material auf eine bestimmte Höhe gehoben und fallen dann wieder herab. Dieser Vorgang wird wiederholt, wodurch das Material zwischen den Mahlmedien und der Mühlwand impactiert und zerkleinert wird.

Vibrationsmühle: Diese Mühle nutzt die Vibration der Mahlmedien, um innerhalb der Mühlkammer zu gleiten und zu rollen, wodurch das Material gemahlen wird.

LuftklassiererMaterialien werden durch einen Ventilator in die Klassifikationskammer gezogen. Sie werden zwischen einem hochdrehenden Rotor und Klassifikatorblättern klassifiziert. Grobe Materialien verlassen die Kammer durch den unteren Ausgang, während feine Pulver durch den oberen Ausgang austreten.

Trockner: Um den extrem niedrigen Feuchtigkeitsgehalt von Silizium-Mikropulver zu gewährleisten und Kontaminationen während des Trocknens zu vermeiden, wird ein Hohlwellen-Rührtrockner verwendet. Materialien gelangen durch die Zuführung in den Trockner und werden durch Hohlrührer zum Austrag transportiert. Das Material wird durch die Rührer bewegt und durch die Mantelheizung erhitzt, um Feuchtigkeit zu verdampfen und das Material zu trocknen.

Angular Silica Powder Prozess

Trocknungsverfahren: Rohstoffe für Silizium-Mikropulver werden in eine Kugelmühle oder Vibrationsmühle gegeben. Das Mahlen kann kontinuierlich oder batchweise erfolgen. Grobe Materialien kehren zur weiteren Mahlung in die Mühle zurück. Ein Luftklassierer kontrolliert die Partikelgröße. Der Feuchtigkeitsgehalt muss im Eingangsmaterial kontrolliert werden. Das Produkt benötigt nach dem Mahlen keine weitere Trocknung.

Nassmahlverfahren: Rohstoffe werden mit Wasser in die Kugelmühle gegeben. Die Schlämmekonzentration beträgt 65-80%. Nach mehreren Stunden wird die Schlämme abgelassen und durch Filtration oder Sedimentation entwässert. Der nasse Kuchen wird zerbrochen, dispergiert und in eine Hohlwellen-Trocknungsmaschine gefüllt. Der Trocknungsprozess ergibt das Endprodukt.

Mahlen mit Mahlmedien mit bestimmten Durchmessern werden der Mühle hinzugefügt. Der Durchmesser und das Verhältnis der Medien hängen von der Eingangspartikelgröße ab. Die Mahdzeit variiert je nach Anforderungen an die Partikelgröße. Mahlen mit Mahlmedien müssen nicht-metallisch sein, wie Alumina oder Silica. Der Mühlentrog ist mit verschleißfesten Materialien wie Alumina-Keramik, Silica oder Polyurethan-Gummi ausgekleidet.

Fazit

Silizium-Mikropulver verfügt über eine Reihe außergewöhnlicher Eigenschaften, darunter hohe Reinheit, hervorragende Isolierung und verbesserte mechanische Festigkeit. Seine vielseitigen Anwendungen erstrecken sich über verschiedene Branchen wie Elektronik, Beschichtungen, Kunststoffe und Pharmazie. Durch fortschrittliche Verarbeitungstechniken wie Oberflächenmodifikation und Partikelgrößenkontrolle kann die Funktionalität von Silizium-Mikropulver an spezifische Branchenbedürfnisse angepasst werden, was sein Potenzial in Hochleistungsmaterialien und -produkten weiter erhöht. Mit dem Fortschreiten der Technologie wird Silizium-Mikropulver eine zunehmend bedeutende Rolle in zahlreichen innovativen Anwendungen spielen.

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