球形硅微粉是由天然石英石經(jīng)提純超細粉碎后,通過一定的高溫場,使其相態(tài)、晶型及形狀瞬間發(fā)生變化,由固態(tài)變?yōu)槿廴趹B(tài)再變?yōu)楣虘B(tài),由晶態(tài)變?yōu)榉蔷B(tài),由不規(guī)則角形顆粒變?yōu)橐?guī)則的球形顆粒而得到的一種粉末。其制備方法目前大致有以下幾種。
1、高溫等離子體熔融法
高溫等離子體熔融法是利用交流或直流電弧等離子體產(chǎn)生的高溫氣體作熱源,將石英粉體噴射到等離子焰中,粉體受熱熔化并瞬間氣化,再經(jīng)驟冷,經(jīng)旋風和布袋收集,便得到球狀硅微粉。
其特點是加熱溫度高,可以獲得比化學燃燒高5倍以上的溫度(3000K以上)場,高溫高熱和高活性氣氛使化學反應進行非常迅速;當反應物料離開等離子體時,經(jīng)急驟冷卻,粒子不再長大;可根據(jù)不同需要形成不同氣氛的等離子態(tài),反應物選擇范圍寬 2、高溫熔融噴射法 高溫熔融噴射法是把物料置于高溫場中將其熔化使之成為熔融體,在熔融體流出的瞬間,以通過噴射器的高壓空氣進行噴吹,熔融物被高速氣流分散打碎成霧狀小液滴,再被迅速冷卻,小液滴遇冷便快速自然收縮成表面光滑的球狀顆粒。 高溫熔融噴射法是最易保證球形化和無定形率的方法。但是,爐體高溫材料、粘稠的石英熔融體霧化以及防止二次污染等一系列關鍵技術沒有突破,用于制造高純球形石英粉難度很大。 3、氣體燃燒火焰法 氣體燃燒火焰法是以乙炔氣、氫氣、天然氣等燃料氣為原料,以氧氣或空氣為助燃氣,通過密閉爐窯燃燒產(chǎn)生潔凈火焰。與此同時,角形石英粉隨氣流被輸送到火焰中 此法與等離子體高溫火焰相比,首先溫度場相對較低 4、化學合成法 化學合成法和其它的制備方法有明顯的差別 5、燃爆法 燃爆法生產(chǎn)球形硅微粉是日本開發(fā)出來的技術,主要用來生產(chǎn)超細球形石英粉 燃爆法具有很多優(yōu)點,可以簡化工藝 6、氣相法 氣相法SiO2(俗稱氣相法白炭黑)是由硅的鹵化物在高溫下水解制得的一種精細 氣相法SiO2產(chǎn)品純度高 7 沉淀法以水玻璃和酸化劑為原料,適時加入表面活性劑,控制反應溫度 沉淀法生成的SiO2粒徑均勻且成本低 8 9 水熱合成法是液相制備納米粒子的一種常用方法,一般在100~350℃溫度和高壓環(huán)境下 水熱法的優(yōu)點是可直接生成氧化物 10、噴霧法 噴霧法是將溶液通過各種物理手段進行霧化獲得超微粒子的一種化學與物理相結合的方法 11、自蔓延低溫燃燒法 其工藝流程包括硅酸鈉的制備 12、高溫煅燒球形化 其工藝流程如下:天然粉石英礦粉粗選,將粗選后的優(yōu)質天然粉石英礦粉通過洗滌后,加入陳化劑,使其粉石英礦粉在堿性條件下進行陳化,陳化后過濾,將濾物脫水烘干后,分散制成粉狀或加入粘結劑制成塊狀,再將粉狀或塊狀石英礦粉在1280-1680℃高溫爐中保溫1-10小時進行燒制,冷卻后再進行分散磨粉球化、磁選和風選分級,得到高純超細球形硅微粉。該技術目前還處于實驗階段。
微乳液法是利用兩種互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下形成均勻的乳液