中國粉體網(wǎng)訊 球形硅微粉是一種白色的粉末，其純度較高,、顆粒較細(xì),、介電性能與導(dǎo)熱率好，膨脹系數(shù)低,，具有較強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿�,。在大�?guī)模集成電路封裝、航空航天,、涂料,、醫(yī)藥及日用化妝品等領(lǐng)域的應(yīng)用較多,。特別是在集成電路中的應(yīng)用上，對產(chǎn)品純度的要求也是越來越嚴(yán)苛,。尤其是顆粒形狀上要以球形化為主。
球形硅微粉的制備方法
目前制備球形硅微粉的方法有很多,，主要分為物理法與化學(xué)法兩個(gè)大類,，如物理法包括火焰成球法等，而化學(xué)方法則包括氣相法,、沉淀法和水熱合成法等,。
火焰成球法需要先對高純石英砂進(jìn)行充分的粉碎，并通過篩分,、提純后在燃?xì)狻鯕猸h(huán)境下放置石英微粉,，通過高溫熔融和冷卻成球后可獲得高純度球形硅微粉。
氣相法是通過對物質(zhì)的氣態(tài)化轉(zhuǎn)換后,，采取化學(xué)反應(yīng)與物理反應(yīng)等方法,，最終在冷卻、凝聚后能夠得到納米微粒,。
沉淀法是在SiO2制備過程中通過應(yīng)用沉淀法時(shí),，將選擇水玻璃、酸化劑等原料,，同時(shí)加入適量的表面活性劑,，在整個(gè)制備環(huán)節(jié)中應(yīng)該注意對溫度的控制，若是PH值超過8后需要加入穩(wěn)定劑,，并在洗滌,、干燥及煅燒后形成球形硅微粉。
水熱合成法在液相制備納米粒子中水熱合成法應(yīng)用較為普遍,，一般在150℃~350℃高溫與高氣壓條件下,，讓無機(jī)、有機(jī)化合物與水化合,，通過強(qiáng)烈對流讓離子,、分子、離子團(tuán)等進(jìn)入放有籽晶的生長區(qū),，最終獲得過飽溶液與結(jié)晶,。對無機(jī)物進(jìn)行過濾、洗滌和干燥能夠形成超細(xì),、高純的微粒子,。
通過分析各種球形硅微粉制備方法可知，通過物理法制備球形硅微粉,，原材料不僅來源廣,，價(jià)格也不高,，但是需要石英有較高質(zhì)量，對生產(chǎn)設(shè)備也有一定要求,，如火焰成球法可以在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用,，發(fā)展?jié)摿^大，將獲得快速發(fā)展,。而化學(xué)法制備的球形硅微粉不僅保證了粒徑的均勻,，同時(shí)純度也更高，不過在制備過程中對表面活性劑需求較大,，這極大增加了生產(chǎn)成本,，且存在的有機(jī)雜質(zhì)清除困難，易出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象,，工業(yè)化很難實(shí)現(xiàn),。
球形硅微粉（二氧化硅）的制備生產(chǎn)通常采用固相法，即采用高溫火焰熔融噴射法或者等離子體加熱爐法來實(shí)現(xiàn),。這兩種制備方法均以高純石英粉作為原料,，而高純石英粉通常需要通過前期一系列的機(jī)械粉碎加工及篩選和化學(xué)提純工藝才能獲得，因此,，生產(chǎn)制備過程復(fù)雜成本高并產(chǎn)生環(huán)境污染,。
新技術(shù)——汽化金屬氧化法
李豐研究員對上述問題進(jìn)行了長期的研究，成功地開發(fā)出一種新型的“汽化金屬氧化法”（Vaporized Metal Oxydation,VMO）球形高純納米硅微粉的制備技術(shù),。 據(jù)悉,，該技術(shù)的硅微粉制備生產(chǎn)設(shè)備采用自主設(shè)計(jì)制造的國產(chǎn)設(shè)備，原料采用高純多晶硅無需前期的機(jī)械粉碎加工及篩選和化學(xué)提純,，因此,，生產(chǎn)制備過程簡單成本低并且無環(huán)境污染，同時(shí),，采用該技術(shù)制備的硅微粉具有球形率高和純度高的特點(diǎn),，可成為實(shí)現(xiàn)我國“球形高純納米硅微粉”關(guān)鍵材料技術(shù)國產(chǎn)化的一個(gè)良好解決方案。
中國粉體網(wǎng)旗下粉體公開課平臺(tái)將于2020年8月14日舉辦“粉體球形化技術(shù)及裝備網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)”,，來自中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所的李豐研究員將帶來題為《新型球形高純納米硅微粉的制備技術(shù)》的報(bào)告,，屆時(shí)，他將為大家介紹一種新型的“汽化金屬氧化法”,。
專家介紹
李豐,，上海帕殼實(shí)業(yè)有限公司技術(shù)總監(jiān)，中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究員,，南京郵電大學(xué)客座教授,，蕪湖安瑞激光科技有限公司董事長。長期從事微納米光電子器件和材料研究工作，在高功率超短脈沖光纖激光器及工業(yè)應(yīng)用,、半導(dǎo)體集成電路設(shè)計(jì)及制造工藝,、LED和OLED照明和顯示、納米材料和納米制造等技術(shù)領(lǐng)域擁有豐富的科學(xué)研究和在中美兩國成功創(chuàng)辦4家高新技術(shù)企業(yè)的經(jīng)驗(yàn),。近年來在半導(dǎo)體領(lǐng)域主持開展超低功耗半導(dǎo)體集成電路芯片和高純納米球形硅微粉兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化工作,。科學(xué)研究領(lǐng)域,，主持和參加的國家和省部及地方各級科學(xué)研究及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目超過20項(xiàng),，在相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域申請國內(nèi)外專利超過100項(xiàng)，其中67項(xiàng)專利獲授權(quán),，發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇。
1999年畢業(yè)于美國辛辛那提大學(xué)（University of Cincinnati）電機(jī)工程系,。曾先后在世界500強(qiáng)的美國英格索蘭（Ingersoll-Rand）公司任實(shí)驗(yàn)室主任和美國杜邦（DuPont）公司任高級工程師,。2008年1月作為外籍專家由中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生所專門引進(jìn)任學(xué)術(shù)帶頭人，組建微納米光電器件和納米材料及制造技術(shù)研究課題組,，同時(shí)開展產(chǎn)業(yè)化工作,。2008年分別榮獲蘇州市“姑蘇創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人才”和“蘇州工業(yè)園區(qū)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才”獎(jiǎng)勵(lì)；2009和2010連續(xù)兩年榮獲得國家外專局引進(jìn)國外技術(shù),、管理人才資助獎(jiǎng)勵(lì),；2011年榮獲“蘇州工業(yè)園區(qū)十大海外歸國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才”稱號(hào)；2012年榮獲南京市首屆“321人才引進(jìn)計(jì)劃”獎(jiǎng)勵(lì),；2013年榮獲江蘇省丹陽市“高層次海歸創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新人才”獎(jiǎng)勵(lì),；2015年榮獲安徽省“蕪湖市高層次科技人才團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人才”獎(jiǎng)勵(lì)。
參考文獻(xiàn)：
李勇,，王新宇.球形硅微粉制備方法與應(yīng)用研究
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/茜茜）
注：圖片非商業(yè)用途,，存在侵權(quán)請告知?jiǎng)h除!
