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硅微粉(材料科学的原点)应用大全介绍
2015年01月22日 发布 分类:粉体应用技术 点击量:2309
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      硅微粉是由纯净石英粉经先进的超细研磨工艺加工而成,是用途极为广泛的无机非金属材料。具有介电性能优异、热膨胀系数低、导热系数高、悬浮性能好等优点。因其具有优良的物理性能、极高的化学稳定性、独特的光学性质及合理、可控的粒度分布,从而被广泛应用于光学玻璃、电子封装、电气绝缘、高档陶瓷、油漆涂料、精密铸造、硅橡胶、医药、化装品、电子元器件以及超大规模集成电路、移动通讯、手提电脑、航空航天等生产领域。 硅微粉还是生产多晶硅的重要原料。硅微粉用无水氯化氢(HCl)与之反应在一个流化床反应器中,生成三氯氢硅(SiHCl3),SiHCl3进一步提纯后在氢气中还原沉积成多晶硅。而多晶硅则是光伏产业太阳能电池的主要原材料。


      目前国内生产硅微粉的能力超过80万吨,主要是普通硅微粉,而高纯超细硅微粉还需大量依靠进口。当前我国对超细硅微粉的需求量达15万吨以上。其中,橡胶行业是最大的用户,涂料行业是重要有巨大潜力的应用领域。电子塑封料、硅基板材料和电子电器浇注料对高纯超细硅微粉原料主要依靠进口。


      超细硅微粉具有粒度小、比表面积大、化学纯度高、分散性能好等特点。以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性而在橡胶、涂料、医药、造纸、日化等诸多领域得到广泛应用,并为其相关工业领域的发展提供了新材料的基础和技术保证,享有“工业味精”“材料科学的原点”之美誉。自问世以来,已成为当今时间材料科学中最能适应时代要求和发展最快的品种之一,发达国家已经把高性能、高附加植的精细无机材料作为本世纪新材料的重点加以发展。


      一、硅微粉在橡胶制品中的应用


      活性硅微粉(经偶联剂处理)填充于天然橡胶、顺丁橡胶等胶料中,粉体易于分散(查看超细粉体分散原因),混炼工艺性能好,压延和压出性良,并能提高硫化胶的硫化速度,对橡胶还有增进粘性的功效,尤其是超细级硅微粉,取代部分白炭黑填于胶料中,对于提高制品的物性指标和降低生产成本均有很好作用。小于2um颗粒含量达60-70%的硅微粉用于出口级药用氯化丁基橡胶瓶塞和用于电工绝缘胶鞋中效果甚佳。


      硅微粉在仿皮革制作中作为填充料,其制品的强度、伸长率、柔性等各项技术指标均优于轻质碳酸钙、活性碳酸钙、活性叶蜡石等无机材料作填充剂制作的产品。


      硅微粉代替精制陶土、轻质碳酸征等粉体材料应用于蓄电池胶壳,填充我量可达65%左右,且工艺性能良好。所获胶壳制品,具有外表平整光滑,硬度大,耐酸蚀,耐电压,热变形和抗冲击等物理机械性能均达到或超过JB3076-82技术指标。


      二、硅微粉在塑料制品中的应用


      活性硅微粉是聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯等制品理想的增强剂,不仅有较大的填充量,而且抗张强度好。制成母粒,用于聚氯乙烯地板砖中,可提高产品耐磨性。


      硅微粉应用于烯烃树脂薄膜其粉体分散均匀,成膜性好,力学性能强,较用PCC做填充料生产的塑膜,阻隔红外线透过率降低10%以上,对农用棚膜应用推广极为在举国。也可用于电线电缆外包皮等领域。


      三、硅微粉在熔制仪器玻璃和玻纤中的应用


      由于硅微粉颗粒细小,纯度高,在制玻生产中易熔化、时间短,制品如硼硅仪器玻璃、钠征仪器玻璃、中性器皿等产品的理化性能和外观质量均达到相应标准,与此同时,生产中节能效果特别显著。


      再则,依据硅微粉具有粒度细且均匀,比表面积大的特点,用于玻纤直接拉丝新工艺,大大的提高了玻纤配合料的均化程度和加快炉内的玻化速度。拉丝的稳定性优于玻璃球拉丝工艺,且具有显著的节能和降低生产成本效果。作为节能矿物原料,硅微粉应用于陶瓷行业中,对于降低烧成温度和提高成品率等亦收到理想效果。


      四、硅微粉做抛光洗涤磨料效果好


      随着现代化技术的发展,对材料的表面处理亦要求更高更精,洗涤磨料的应用日趋广泛。硅微粉因其颗粒接近圆形,通过超细、分级制备的超微粉,再经改性处理后,是金属件良好的洗涤磨料,如在洗涤轴承中应用,光洁度可达3.0以上,优于同类产品。


      五、硅微粉在涂料中的应用


      利用硅微粉特有的功能性,取代沉淀硫酸钡、滑石粉,用于调合漆、底漆、防犭漆等的配制中(加入量6%~15%)不仅起到填充增容作用,而且对于提高油漆细度、流平性能、漆膜硬度,缩短涂料研磨时间和油漆的耐水、防锈、防腐性能及颜料的分散性、漆的储存稳定性等效果均为显著。再则,由硅微粉、水、表面活性剂和水按一定比例配置的熔膜涂料,由于其粘度低,无充挂现象使用方便等特点,成为精密铸造中的优质涂料。


      六、硅微粉在电器绝缘封装材料中的应用


      电工级硅微粉是一种活性硅微粉,用作电器产品环氧树脂绝缘封填料,不仅可大幅度增加填充量而更重要的是对于降低混合料体系的粘度,改善加工性能,提高混合料对高压电器线圈的渗透性,降低固化物的膨胀系数和固化过程中的收缩率,养活混合料与线圈之间的热张差,提高固化物的热、电、机械性能诸方面起到有益作用。


       硅微粉有着诱人的市场前景和广阔的发展空间。随着高新技术的发展,对硅微粉材料的要求越来越高,企业完全可以根据市场的需要,调整产品结构,开发深加工产品,以提高企业的竞争力。只有依靠科技开发出高新产品,才能使市场空间不断拓展。

(粉体圈 作者:梧桐)

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