中國粉體網訊 硅微粉作為一種高性能無機非金屬功能材料被廣泛應用于眾多領域，如覆銅板、環氧塑封料、涂料、油漆、橡膠、陶瓷、化妝品、藥物輸送、催化等。科技的不斷進步和下游產業需求的增長對硅微粉的品質要求在不斷提高。
硅微粉需求趨勢：精細化
硅微粉主要以天然石英或熔融石英為原料，經過破碎、分級、研磨、磁選、浮選以及酸洗等一系列精細加工制備而成。隨著電子信息、5G、半導體、光伏等高新技術產業的快速發展，對硅微粉的需求日益增長。
硅微粉的應用
高純超細硅微粉因其粒度小、比表面積大、化學純度高、填充性好，表現出優異的穩定性、補強性和觸變性，能顯著提高材料的機械性能，因此硅微粉的超細化和高純化是當前行業發展趨勢。尤其是電子產品日益輕薄短小化，覆銅板使用硅微粉填料也要求越來越超細化。
硅微粉超細粉碎技術及裝備
超細粉體從制備原理上可分為化學合成法和物理粉碎法。化學法制備的超細粉體產量低、工藝復雜，物理粉碎法的優點是成本低、工藝簡單，適用于大批量工業生產。
粉碎法又可分為干法工藝和濕法工藝。其中干法工藝流程大致為：投料→研磨→分級→收集→包裝；濕法工藝流程大致為：投料→研磨→干燥→解聚→分級→收集→包裝。干法產品工藝簡單、生產成本較低，一般硅微粉生產企業選用該工藝。濕法產品和干法產品相比需要干燥和解聚工藝，流程復雜，生產成本較高，較少企業采用此工藝，對于cut點5微米以下超細化并且需要表面處理產品比較適合采用該工藝。
圖片來源：江蘇聯瑞新材料股份有限公司
近年來，硅微粉超細粉碎技術取得了顯著進展，包括機械粉碎、氣流粉碎、濕法研磨和超聲波粉碎等多種方法。常見的超細粉碎設備包括氣流粉碎機、攪拌磨、振動磨和行星式球磨機等。
攪拌磨通過攪拌器攪動研磨介質，對物料施加撞擊、剪切、摩擦等作用，適用于高硬度物料，可以有效提高硅微粉的細度和分散性。振動磨則更適用于脆性物料，能有效提升硅微粉的純度和活性，減少缺陷和雜質。行星式球磨機則是通過行星運動方式，使研磨介質和物料在磨罐內進行多維運動，實現超細粉碎，適用于制備高純度、高細度的硅微粉。
另一方面，對于超細化產品，粒度越小、磁選去除磁性雜質的難度也越大，因為顆粒粒度越小，磁性雜質越不易被吸附。超細化硅微粉雜質管控的關鍵首先在于要保證原料低雜質，同時要防止生產過程中環境引入雜質、設備管道磨損和加強生產過程中除雜力度。
由于石英硬度高、韌性強，傳統機械法研磨加工不但存在能耗高，產能低的問題，且易帶入雜質，造成二次污染，相比之下，氣流粉碎技術以其獨特的工作原理，成為制備高純硅微粉的理想選擇。其加工原理是利用高速氣流使物料顆粒相互碰撞能夠生產出粒徑分布均勻、純度高的硅微粉。氣流粉碎技術能提高硅微粉的分散性和反應活性，適用于高純度電子封裝用高純硅微粉的生產。
除此之外，業內企業通過改進設備設計、優化工藝參數和引入新的粉碎介質，以進一步提高超細粉碎的效率和效果，降低生產成本，提高產品質量。如江西廣源化工有限責任公司等公開“一種研磨改性一體化的超細硅微粉及其制備方法”。其制備的超細硅微粉D50為1.5～1.6μm，D97為4.0～4.2μm。
一種研磨改性一體化的超細硅微粉及其制備方法
另外廣源化工等還公開了一種低電導率超細硅微粉及其制備方法和應用。此發明對原料進行一次濕式磁選，降低原料中的鐵含量；超細研磨時與物料接觸的設備均采用耐磨材料進行處理，防止鐵雜質的帶入；研磨后引入硅烷偶聯劑包覆進行分級，防止大顆粒團聚；分級后再次濕式磁選，控制硅微粉極低的鐵含量，保證了硅微粉極低的電導率。
小結
未來，隨著超細粉碎技術的不斷創新和優化，其在硅微粉生產中的應用將更加廣泛。探尋超細粉碎、改性過程中不引入雜質，不產生二次污染的超細粉碎設備及工藝流程是高純超細硅微粉需要著力突破的關鍵點。
參考資料：
張小林等.天然石英礦制備硅微粉的研究進展及應用
孫小耀.覆銅板用硅微粉超細化的技術進展
高佳齊.環氧塑封料用硅微粉的超細粉碎及改性研究
（中國粉體網編輯整理/黑金）
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