硅微粉是由天然石英（SiO₂）或熔融石英（天然石英經(jīng)高溫熔融、冷卻后的非晶態(tài)SiO₂）經(jīng)破碎、球磨（或振動、氣流磨）、浮選、酸洗提純、高純水處理等多道工藝加工而成的微粉。硅微粉是一種無味、無毒、無污染的非金屬材料，具有硬度大、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐高溫、絕緣和化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點。

硅微粉按照級別可分為：普通硅微粉、電工級硅微粉、熔融硅微粉、超細硅微粉、球形硅微粉。按照用途可分為：油漆涂料用硅微粉、環(huán)氧地坪用硅微粉、橡膠用硅微粉、密封膠用硅微粉、電子級和電工級塑料用硅微粉、精密陶瓷用硅微粉。按照生產(chǎn)工藝可分為：結(jié)晶粉、方石英粉、熔融粉、各類活性粉。

硅微粉的應(yīng)用

硅微粉根據(jù)其不同的質(zhì)量品級，可將其用于橡膠、塑料、高級油漆、涂料、耐火材料、電器絕緣、電子封裝、高檔陶瓷、精密鑄造等生產(chǎn)領(lǐng)域。

普通級硅微粉主要用于環(huán)氧樹脂澆涂料、灌封料、電焊條保護層、金屬鑄造、陶瓷、硅橡膠、普通油漆、涂料及其他化工行業(yè)填料。電工級硅微粉主要用于普通電器、元器件的絕緣澆注，高壓電器的絕緣澆注，APG（環(huán)氧樹脂自動壓凝膠成型技術(shù)）工藝注射料，環(huán)氧灌封和高檔陶瓷釉料等行業(yè)。

電工及電子級硅微粉的粒度分布要求

電子級硅微粉主要用于集成電路、電子元器件的塑封料和包裝材料，環(huán)氧樹脂澆注料、灌封料和高檔油漆、涂料、工程塑料的填充料，粘合劑、硅橡膠、精密鑄造、高檔陶瓷釉填料和其他化工領(lǐng)域。環(huán)氧塑封料年用量上萬噸，其填充料二氧化硅粉的含量占70%~90%。

高純超細硅微粉的SiO₂含量高于99.9%，具有粒度小、比表面積大、化學(xué)純度高、填充性好等特點。主要用于大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路用塑封料、電子元器件塑封料、環(huán)氧澆注料灌封料、高檔涂料、油漆、工程塑料、粘合劑、硅橡膠、精密鑄造、高級陶瓷和化工領(lǐng)域。

球形硅微粉填充率高，膨脹系數(shù)越小，導(dǎo)熱系數(shù)也越低；塑封料應(yīng)力集中最小，強度最高；摩擦系數(shù)小，對模具的磨損小。主要用于電子塑封料、涂料、環(huán)氧地坪、硅橡膠等領(lǐng)域。

為了更好地使非金屬礦物填料與高分子聚合物融合，必須對非金屬礦物進行粉碎、提純與改性。一般來說，填料的粒徑越小，分散越均勻，則制品的力學(xué)性能越好。

硅微粉的超細粉碎

利用天然石英礦物作為原材料制備超細粉體既是為了滿足市場需求，同時為更好的降低粉體中有害雜質(zhì)含量。天然石英礦物中含有大量的包裹體和裂紋，利用超細粉碎技術(shù)可以大大的降低裂紋和缺陷的數(shù)量，再結(jié)合提純工藝可以更好的降低有害雜質(zhì)的含量。結(jié)晶粉、方石英粉、熔融粉及各類活性粉的制備都需要經(jīng)過粉磨分級工藝。

超細研磨和超細分級設(shè)備選擇的好壞將直接影響到最終產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和粉體顆粒的形狀。目前，超細研磨和超細分級設(shè)備的機組組合有：球磨加分級、偏心振動磨加分級、振動磨加分級。

球磨—分級硅微粉閉路生產(chǎn)工藝流程

球磨分級生產(chǎn)線特點：產(chǎn)量較大，設(shè)備操作簡單，維修費用低，研磨介質(zhì)及襯板選擇靈活，對物料的高純度加工污染小，設(shè)備整體運行可靠，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。在硅微粉中應(yīng)用可使產(chǎn)品白度高、光澤好、品質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定。高純超細硅微粉的生產(chǎn)，則在高純砂制備的基礎(chǔ)上進行進一步的超細粉碎或研磨分級而獲得。

硅微粉的表面改性

硅烷偶聯(lián)劑應(yīng)用于硅微粉表面改性的效果是十分理想的。即可將硅微粉親水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H有機性表面，還可提高有機高分子材料對其粉體的潤濕性，并通過官能團使硅微粉與有機高分子材料實現(xiàn)牢固的共價鍵界面結(jié)合。

硅烷偶聯(lián)劑在應(yīng)用效果與選用的種類、用量、水解情況、基材特性、有機高分子材料的應(yīng)用場合、方法及條件等有關(guān)。

硅微粉的球形化

目前集成電路（IC）封裝材料的97%采用環(huán)氧塑封料（EMC），而在EMC的組成中，用量最多的是硅微粉，占環(huán)氧模塑料質(zhì)量比達70%~90%。與角形硅微粉相比，環(huán)形硅微粉的填充率高，環(huán)氧塑封料熱膨脹系數(shù)更小、熱導(dǎo)率也更低，應(yīng)力集中小、強度高，生產(chǎn)的微電子器件使用性能更好，因此，除了高純超細，顆粒球形化也成為硅微粉的發(fā)展趨勢之一。

目前制備球形硅微粉的方法可分為物理法和化學(xué)法。物理法有：火焰成球法、高溫熔融噴射法、自蔓延低溫燃燒法、等離子體法和高溫煅燒球形化等?；瘜W(xué)法有：氣相法、水熱合成法、溶膠-凝膠法、沉淀法、微乳液法等?；瘜W(xué)方法由于顆粒團聚較嚴重，產(chǎn)品比表面積較大，吸油值大，大量填充時與環(huán)氧樹脂均混困難，因此，目前工業(yè)上主要采用物理法。

硅微粉產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

硅微粉行業(yè)屬于資本、技術(shù)、資源密集型行業(yè)。隨著高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，硅微粉用途越來越廣，用量越來越大。世界上對高純超純硅微粉的需求量將隨著IC行業(yè)的發(fā)展而快速發(fā)展，估計未來10年世界對其的需求將以20%的速度增長。超細、高純硅微粉成為行業(yè)發(fā)展熱點，球形硅微粉成為行業(yè)發(fā)展方向，表面改性技術(shù)深化發(fā)展。

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文章來源：中國粉體網(wǎng)