中國粉體網(wǎng)訊 近日,，國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公布了兩個(gè)江蘇鑫華半導(dǎo)體科技有限公司關(guān)于合成石英砂的專利,。有意思的是這家企業(yè)分別申請(qǐng)公布了“一種高純度合成石英砂的制備方法”“一種低成本高純度合成石英砂的制備方法”，從專利名稱可以看出,，其區(qū)別在于后者較前者的合成成本更低一些。
一種高純度合成石英砂的制備方法
在現(xiàn)有石英砂合成技術(shù)中,，通常通過溶膠-凝膠法,、化學(xué)氣相沉積或氣相合成等方法制備的合成生產(chǎn)高純石英。但是,，化學(xué)氣相沉積或氣相合成得到的合成石英,，通常含有大量羥基，影響石英的最終強(qiáng)度,；而現(xiàn)有技術(shù)中的溶膠-凝膠法制備的合成石英,，通常含有大量的氣泡或金屬雜質(zhì)。
江蘇鑫華半導(dǎo)體科技有限公司“一種高純度合成石英砂的制備方法”發(fā)明目的是提供一種高純度合成石英砂的制備方法,，采用多聚硅氧烷作為硅源,，采用兩步水解的方式，提高溶膠的穩(wěn)定性,，同時(shí)控制凝膠化速率,，確保凝膠在形成過程行程結(jié)構(gòu)和成分均勻的凝膠組織，并對(duì)凝膠進(jìn)行老化,，對(duì)凝膠進(jìn)行補(bǔ)縮,，使凝膠結(jié)構(gòu)重新排列整齊，排出空隙和氣泡,，使石英砂的晶體結(jié)構(gòu)更加均勻,，助于提高石英砂的強(qiáng)度。
江蘇鑫華半導(dǎo)體科技有限公司“一種高純度合成石英砂的制備方法”技術(shù)方案如下,，水解,，在惰性氣體氛圍中，以鹽酸為酸性催化劑,，醇和高純水為溶劑,，在加熱的條件下，將多聚硅氧烷水解,；制備溶膠,，在加熱的條件下，向水解體系中加入高純水,，形成溶膠,；制備凝膠，向溶膠中加入堿性催化劑，靜置,，獲得凝膠,；凝膠老化，在加熱的條件下,，向凝膠中加入硅源和醇,，對(duì)凝膠進(jìn)行老化；制備合成石英砂,，對(duì)老化的凝膠進(jìn)行干燥,、破碎、煅燒,，獲得所述合成石英砂,。
該發(fā)明基于兩步法的溶膠-凝膠過程中有機(jī)硅源、高純水和乙醇的水解和縮聚過程獲得凝膠,，同時(shí)使用酸,、堿催化劑縮短合成周期，最后通過高溫焙燒制備高純合成石英,。
一種低成本高純度合成石英砂的制備方法
目前,，高純合成石英砂的生產(chǎn)方法主要包括氫氧焰法和溶膠凝膠法。氫氧焰法是 將四氯化硅(SiCl4 )在氫氣氛圍中高溫分解生成二氧化硅,，再形成石英砂,，然而產(chǎn)品中羥基含量以及氯元素等雜質(zhì)含量較高。在溶膠凝膠法過程中溶膠成分和制備條件可以得到精確的控制,，所制備的合成石英往往具有極高的純度和較為分散的顆粒度,，然而高純正硅酸酯類等原材料價(jià)格昂貴，使用成本是制約高純合成石英砂大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的主要因素,。
江蘇鑫華半導(dǎo)體科技有限公司“一種低成本高純度合成石英砂的制備方法”涉及半導(dǎo)體級(jí)的石英坩堝,、石英砂或石英玻璃技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低成本高純度合成石英砂的制備方法,。該發(fā)明針對(duì)高純合成石英砂正硅酸酯類等化合物原材料價(jià)格昂貴的主要挑戰(zhàn),，使用廉價(jià)堿金屬硅酸鹽作為替代原材料大幅度降低高純合成石英的成本。此外,，對(duì)于設(shè)備簡(jiǎn)單可控的常溫常壓工藝,，可以應(yīng)用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)中。
主要包括以下步驟：首先,，將堿金屬硅酸鹽用高純水稀釋,，隨后加入除雜劑除去雜質(zhì)元素并通過離子交換去除鈉離子；其次,，將溶膠靜置并老化獲得濕凝膠,；最后通過常溫常壓干燥,、破碎以及高溫焙燒獲得高純合成石英砂。
小結(jié)
江蘇鑫華半導(dǎo)體科技有限公司的合成石英砂專利獲批,，無疑為國內(nèi)合成石英砂領(lǐng)域注入了新的活力與希望,。高純度合成石英砂制備方法以獨(dú)特兩步法溶膠-凝膠過程及酸堿催化劑，縮短周期且保障純度,；低成本制備方法攻克原材料昂貴難關(guān),，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。當(dāng)前合成石英砂產(chǎn)業(yè)化雖挑戰(zhàn)重重,，但這些創(chuàng)新技術(shù)將助力國內(nèi)產(chǎn)業(yè)突破瓶頸,，打破海外壟斷，為半導(dǎo)體等關(guān)鍵行業(yè)提供穩(wěn)定且具性價(jià)比的石英砂資源,，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí),，在全球競(jìng)爭(zhēng)中嶄露頭角,。
參考來源：國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局,；江蘇鑫華半導(dǎo)體；中國粉體網(wǎng)
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/九思)
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