百科：球形硅微粉生产，各环节要如何控制？

中国粉体网讯  球形硅微粉纯度比较高，颗粒很细，有着良好的介电性能与导热率，并具备膨胀系数低等优点，在大规模集成电路封装、航工航天、涂料、医药及日用化妆品等领域具有广泛的应用，是一种不可替代的重要填料。

球形硅微粉的制备方法有物化法和化学法两种，其中物化法主要有火焰法、爆燃法、高温熔融喷射法、等离子体法和自蔓延低温燃烧法等。化学法主要是气相法、液相法（溶胶-凝胶法、沉淀法、微乳液法）、化学合成法等。

在球形硅微粉生产过程中，对各生产环节严格控制是确保产品质量达标的关键。

球形硅微粉原料控制因素

球形硅微粉的主要原料是角形熔融或结晶硅微粉。

原料的稳定性：生产球形硅微粉所用原料最好是同一矿脉、同一生产工艺加工出来的角形硅微粉，这样可最大限度的保证其原料的均一性，确保在球化温度、给气量、给料量、压力、流速等因素不变的情况下生产出高球化率的产品。

原料的理化指标要控制在一定的范围内：原料的理化指标波动太大，不但会影响球化温度，而且还会影响球体分散。

原料粒度大小及粒度分布：不同的颗粒大小其受热面积不同，其受热后钝化温度点也不相同，大颗粒钝化温度点相对小颗粒或微小颗粒要高一点，因此宽分布（后期复配除外）球形硅微粉的球化率比窄分布球形硅微粉的球化率要低。这就是生产球形硅微粉一般使用窄分布角形硅微粉的原因。

原料颗粒分散性：角形硅微粉尤其是超细角形硅微粉在加工过程中由于表面能增加，粉体二次团聚现象时有发生，这种接团现象如不能打破将导致球化时两个或多个颗粒连接在一起，影响球形粉的性能。

原料的水分：作为球形硅微粉原料的角形硅微粉如果因防护不当、放置时间过长、环境湿度过大等因素影响会导致粉体吸潮、水分偏高、发生接团现象，也会影响球形硅微粉的球化效果。

原料中放射性元素要低：对于生产低辐射球形硅微粉的原料，只有其本身辐射元素（如铀U、钍Th等）很低才能确保生产出的产品符合低辐射球形硅微粉的要求，这就要求从原石开始寻找低辐射矿源，这类矿目前发现的很少，一旦被发现，都被垄断，其他企业严重受制，因此有人对降低硅微粉中铀的含量进行了研究，获得阶段性成功。

球形硅微粉对气体的要求

使用的气体热值要高：球形硅微粉尤其是高温灼烧法生产的球形硅微粉，一般情况下其球化温度都在1700-2500℃，因此要求使用的气体热值要高，确保能达到温度控制点。

使用的气体纯度要高：不纯的气体燃烧时会残留少量的固体进入粉体中，影响其产品性能。

球形硅微粉的混合复配

为了提高球形硅微粉球形化率，球形硅微粉生产厂家一般采用先生产窄（单峰）分布的球形硅微粉，这种窄分布的球形硅微粉不能实现最紧密堆积，难以满足客户使用时的高填充要求，不能最大限度地发挥硅微粉的优异性能。提高填充率的方法之一是将不同粒度分布的硅微粉产品进行混合，通过配比混合形成宽（多峰）分布，不但实现高填充，同时也降低了硅微粉的吸油值，提高其流动性。

球形硅微粉的表面改性

球形硅微粉表面改性有两个环节，一个是为了将球形硅微粉原料-角形硅微粉尤其是超细角形硅微粉二次团聚颗粒分散开，先对其进行表面活性化处理使其颗粒分散后再球形化，这就要求使用的表面分散剂要高温时完全挥发掉，否则会使球形硅微粉中产生积碳，影响产品质量。

二是球形硅微粉后期改性，硅微粉作为无机填料与有机物树脂混合使用时存在相容性差和分散难的问题，导致集成电路封装及基板等材料耐热性和防潮性变差，从而影响产品的可靠性和稳定性。为改善硅微粉与有机高分子材料界面结合的问题，提高其应用性能，一般需要对硅微粉进行表面改性。

参考来源：

张存君.球形硅微粉的制备与应用

李勇等.球形硅微粉制备方法与应用研究

（中国粉体网编辑整理/初末）

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