Polvo de silicio: la transformación de mineral a tecnología

En muchas industrias que utilizan cuarzo natural como materia prima, reducir el tamaño de partícula y aumentar el contenido de silicio son procesos clave. El polvo de arena de cuarzo, con un tamaño de partícula promedio en el rango de micrones (10^-6m), se llama polvo de silicio. También se le conoce como polvo de sílice o polvo de cuarzo.

Polvo de microcristales de silicio es un material inorgánico no metálico, no tóxico, inodoro y no contaminante. Se fabrica a partir de cuarzo natural mediante clasificación, trituración, lavado, purificación, secado, eliminación de hierro, molienda y clasificación. Con excelentes propiedades como buena resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión ácida-alcalina, alta conductividad térmica y alta aislamiento, se utiliza ampliamente en productos químicos, plásticos, recubrimientos, pinturas de alta calidad, caucho, electrónica, electrodomésticos, circuitos integrados (CI) y industrias de defensa.

Indicadores principales del polvo de silicio

Malla

El tamaño de malla se usa comúnmente en la industria para describir el tamaño promedio de partícula de polvo de silicio. El rango de tamaño de partícula del micropulverizador de silicio es amplio, con tamaños comunes que van desde 300 mallas hasta 3000 mallas. Esto corresponde a tamaños de partícula de aproximadamente 50 micrones a 5 micrones. Cuanto más fino sea el tamaño de partícula, mayor será el número de malla. El tamaño de malla del micropulverizador de silicio actúa como una “palanca invisible” para su rendimiento en aplicaciones. Al controlar con precisión la distribución del tamaño de partícula, se pueden lograr múltiples objetivos como mejora, tenacidad y funcionalización en diversos campos.

En las industrias de plásticos y caucho, los polvos gruesos reemplazan parte de la resina, reduciendo los costos de materia prima. Mejoran la resistencia a la compresión y la estabilidad dimensional en PP, PE y otros plásticos.
Los polvos finos se utilizan en perfiles de PVC y sellos de caucho para reducir la rugosidad superficial.
En cerámicas y materiales refractarios, los polvos gruesos mejoran la resistencia al choque térmico y la resistencia mecánica. Los polvos finos promueven la sinterización a baja temperatura de esmaltes, reduciendo poros y grietas.
En adhesivos y selladores, los polvos de tamaño medio y fino controlan las propiedades reológicas, evitando que se hundan. Las partículas finas llenan los vacíos, mejorando la densidad de la capa adhesiva y la resistencia al corte.
En recubrimientos e tintas, los polvos finos reducen la rugosidad superficial, mejorando el brillo y la suavidad. También llenan microporos, aumentando la resistencia al desgaste y a los arañazos.
En embalaje electrónico y laminados de cobre, los polvos ultrafinos reducen la constante dieléctrica y mejoran la estabilidad térmica. El control preciso asegura coeficientes de expansión térmica coincidentes, reduciendo grietas por estrés.
En farmacéuticos y cosméticos, los polvos ultrafinos proporcionan una sensación sedosa en protectores solares, evitando el blanqueo. La alta superficie específica adsorbe sebo o ingredientes activos para el cuidado de la piel y portadores de ungüentos.

Contenido de silicio

Contenido de silicio en polvo de silicio se refiere al porcentaje en masa de dióxido de silicio. En industrias que utilizan cuarzo natural, el contenido de silicio, o pureza, es un indicador clave de los productos de silicio. Dependiendo de la aplicación, el contenido de silicio se clasifica en tres grados: micropulverizador de silicio de grado industrial, micropulverizador de silicio de alta pureza y micropulverizador de silicio de grado electrónico.

El polvo de silicio de grado industrial es rentable, con una fuerte adaptabilidad a los procesos, satisfaciendo las necesidades de rendimiento en la mayoría de los escenarios industriales. Es el “pilar invisible” de las industrias manufactureras tradicionales.
El polvo de silicio de alta pureza tiene una fuerte estabilidad química, funciones diversas y alto valor añadido, convirtiéndolo en el “motor invisible” de las industrias de fabricación de alta gama.
El micropulver de silicio de grado electrónico es la categoría superior, dominando campos avanzados como semiconductores, comunicación óptica y energía renovable. Sobresale en aislamiento eléctrico, estabilidad térmica y precisión funcional.

Contenido de hierro

El contenido de hierro se refiere a la proporción de Fe2O3 en el polvo de silicio. Debido a las propiedades metálicas y magnéticas del hierro, puede afectar el rendimiento de los productos de micropulver de silicio.
Por lo tanto, el contenido de hierro es un indicador clave que afecta el rendimiento del polvo de silicio.

En el embalaje electrónico, el polvo de silicio de alta pureza mejora el aislamiento y la estabilidad térmica de los materiales de embalaje. Sin embargo, un contenido excesivo de hierro puede reducir el rendimiento de aislamiento, afectando la estabilidad y fiabilidad del producto.
Aunque predomina el micropulver de silicio con bajo contenido de hierro, un alto contenido de hierro puede desempeñar un papel único en ciertos escenarios. Por ejemplo, el polvo de silicio con óxido de hierro se utiliza en recubrimientos de blindaje electromagnético para absorber ondas electromagnéticas de alta frecuencia, como en salas de estaciones base 5G.

Blancura

La blancura del polvo de silicio es un indicador importante de su pureza de color y contenido de impurezas. Cuanto mayor sea el valor de blancura, más cercano estará el material al blanco puro y menos impurezas tendrá.

En la industria de recubrimientos y pinturas, el micropulver de silicio de alta blancura reduce el uso de dióxido de titanio, disminuyendo costos. También llena microporos, mejorando la cobertura y la blancura uniforme del recubrimiento. Además, las bajas impurezas reducen el amarillamiento inducido por UV, prolongando la vida útil del recubrimiento.
En productos plásticos y de caucho blancos o de colores claros (como carcasas de frigoríficos y aire acondicionado), el micropulver de silicio de alta blancura previene variaciones de color causadas por impurezas, mejorando la apariencia del producto. En materiales transparentes o semitransparentes, el micropulver de silicio de alta pureza reduce la dispersión de la luz, manteniendo la transparencia.
En materiales de embalaje electrónico, la blancura refleja indirectamente la pureza. El micropulver de silicio con bajas impurezas reduce la pérdida dieléctrica y mejora la fiabilidad del embalaje de circuitos integrados. Además, los sustratos de alta blancura proporcionan un fuerte contraste con marcas oscuras, mejorando la claridad de las etiquetas de componentes electrónicos.
En esmaltes cerámicos, la adición de micropulver de silicio de alta blancura mejora el brillo y la blancura, reduciendo defectos de manchas post-fusión.
Como materia prima para vidrio, el bajo contenido de hierro (alta blancura) reduce la decoloración en el vidrio, mejorando la transmisión de luz.
En cosméticos y farmacéuticos, el micropulver de silicio de alta blancura tiene bajas impurezas y baja irritación cuando se usa como adsorbente o espesante en productos para el cuidado de la piel. También proporciona una textura visual delicada.
En papel recubierto, la adición de micropulver de silicio de alta blancura mejora la blancura del papel, haciendo que los colores impresos sean más vibrantes.

conclusión

El “contenido de silicio” y el “tamaño de malla” de polvo de silicio son sus “núcleos duales” para el rendimiento en aplicaciones. “El contenido de silicio” define la estabilidad química y los límites funcionales, determinando si puede ingresar a campos de alta gama. “El tamaño de malla” controla la forma física y los efectos de interfaz, influyendo en la adaptabilidad del procesamiento y el rendimiento. El diseño coordinado de ambos puede satisfacer una amplia gama de demandas, desde llenado industrial hasta tecnología de vanguardia. En el futuro, mediante innovación en procesos e integración interdisciplinaria, el micropulver de silicio abrirá aplicaciones de alto valor en campos como la nueva energía y la biomedicina.

Polvo épico

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