中国粉体网讯  由中国粉体网主办的“2025国际硅材料产业展览会”于4月23-25日在南京国际博览中心成功举办。展会期间，我们邀请到中国科学院过程工程研究所袁方利研究员做客“对话”栏目，聊一聊热等离子体在球形粉体制备中的应用情况。

中国粉体网：等离子体技术制备球形氧化硅粉体，相比其他传统技术，它的优势体现在哪些方面？

袁研究员：高频热等离子体通过感应线圈内兆赫以上高频电流形成感应电场，激发感应线圈中心设置的石英管（陶瓷管）内的气体，使气体耦合电离产生等离子体。高频热等离子体具有能量密度大、温度高和冷却速率快等特点，同时，由于产生等离子体的感应线圈位于等离子体炬外，不会带来电极污染，且等离子体反应体系气氛可控，因此在制备和处理高纯度粉体材料方面具有明显的优势和潜力。

采用热等离子体制备球形硅微粉包括两大类，一类是利用热等离子体高温和快速冷却特点进行硅微粉球化，也就是对不规则的硅微粉进行球形化整形，它是利用热等离子体的高温使分散状态的硅微粉颗粒熔融，熔融颗粒形成液滴，快速冷却得到球形颗粒；另一类是利用热等离子体强化氧化硅粉可控制备微细球形硅粉，它是利用热等离子体活性氧高温强化氧化单质硅粉获得超细球形硅粉。

相比其它制备球形氧化硅粉体技术，热等离子体优势体现在下面三点：① 利用电能通过等离子体形式加热气体，不仅气体加热效率高，而且，气体纯度高，不会产生污染，适合制备高纯度球形硅微粉；② 与气体燃烧加热相比，等离子体加热不会引入羟基，适合制备低羟基硅微粉；③ 自动化控制程度高，稳定性好，获得的硅微粉均匀一致性好。

中国粉体网：在球形氧化硅粉体的产业化制备技术当中，等离子体技术并不是主流，您认为限制该技术在球形氧化硅领域应用的因素主要有哪些？

袁研究员：在球形氧化硅粉体的产业化制备技术当中，等离子体技术并不是主流，限制该技术在球形氧化硅领域应用的因素主要有两个方面，首先，热等离子体主要利用电进行加热，电能转化为等离子体过程中会有较大损耗，电能利用率较低，导致加热成本较高。其次，感应热等离子体电源功率受制于电源设备的制约，大功率电源成本较高，设备投入大，限制了工业应用。

中国粉体网：等离子体技术的关键，是不是取决于等离子体设备的质量？

袁研究员：等离子体技术的关键不仅取决于等离子体电源的质量，更重要的与等离子体炬及反应器结构密切相关。等离子体电源质量决定了电能转化效率和稳定性，而等离子体炬和反应器结构则直接决定了产品的性能。我们一般都是针对不同的反应体系进行等离子体炬和反应器结构的设计，既要保证产品达到性能指标的要求，还需要满足设备连续化生产的要求。

中国粉体网：除了在球形粉体的制备方面，等离子体技术在材料领域还有哪些比较前沿的应用？

袁研究员：热等离子体具有高温、高活性粒子和快速冷却等特点，高温和快速冷却特点可用于物理气相沉积技术制备纳米粉体，粗原料粉体经等离子体高温弧快速气化后，通过控制冷凝速度可调控颗粒大小和形貌，获得纳米粉体，制备的粉体包括金属和氧化物粉体；此外，等离子体还能够提供活性粒子，这些活性粒子与高温结合起来可调控特殊结构的颗粒，如利用氢活性粒子强化还原反应制备金属和非氧化物粉体，利用氧活性粒子强化氧化调控氧化物的生长。总之，热等离子体在调控颗粒大小和形貌方面具有广阔的应用前景，尤其在制备超细球形颗粒、一维纳米线等材料会发挥重要的作用。

（中国粉体网编辑整理/平安）

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