ผงซิลิกาไมโคร เป็นวัสดุผงอนินทรีย์ที่ไม่ใช่โลหะ มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ เช่น ทนความร้อนสูง เป็นฉนวนสูง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นต่ำ และนำความร้อนได้ดี นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในแผ่นลามิเนตเคลือบทองแดง สารประกอบอีพอกซี วัสดุฉนวนไฟฟ้า กาว เซรามิก และสารเคลือบผิว นอกจากนี้ยังมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน การสื่อสารเคลื่อนที่ ยานยนต์ การบินและอวกาศ การป้องกันประเทศ และพลังงานลม การพัฒนาซิลิกาทรงกลมเป็นแรงผลักดันโดยตรงต่อความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมเหล่านี้ นอกจากนี้ยังช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ทำให้ความต้องการด้านคุณภาพของส่วนประกอบไมโครอิเล็กทรอนิกส์เพิ่มขึ้นอย่างมาก แนวโน้มนี้ทำให้ความต้องการด้านคุณภาพของผงซิลิกาขนาดเล็กเพิ่มขึ้น ส่งผลให้การผลิตซิลิกาที่มีความบริสุทธิ์สูง ซิลิกาทรงกลมละเอียดพิเศษ ได้กลายเป็นศูนย์กลางการวิจัย
ภาพรวมของซิลิกาทรงกลม
ผงซิลิกาทรงกลม หมายถึงอนุภาคทรงกลมสีขาว ประกอบด้วยควอตซ์อสัณฐานเป็นหลัก มีขนาดอนุภาคเล็กถึงระดับซับไมครอนหรือนาโนเมตร ผงซิลิกามีความทนทานต่อความร้อนสูง ทนต่อความชื้นสูง มีคุณสมบัติการเติมสูง แรงเค้นต่ำ และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ
นอกจากนี้ ซิลิกาทรงกลมยังมีความบริสุทธิ์สูงมาก มีขนาดอนุภาคเล็กแต่ไม่เกาะตัวง่าย และมีการกระจายขนาดสม่ำเสมอ นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมและมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำมาก ด้วยข้อดีเหล่านี้ ซิลิกาทรงกลมจึงมีการใช้งานอย่างกว้างขวางและมีแนวโน้มการพัฒนาที่สดใส
กระบวนการเตรียมซิลิกาทรงกลม
ปัจจุบันวิธีการเตรียมซิลิกาทรงกลมแบ่งออกเป็นวิธีทางกายภาพและทางเคมี วิธีทางกายภาพประกอบด้วย การบดลูกบอล, การพ่นแห้งแบบพ่นฝอย, การทำให้เป็นทรงกลมด้วยเปลวไฟ, การพ่นฟิวชันอุณหภูมิสูง, วิธีพลาสมา, การเผาไหม้แบบแพร่กระจายด้วยตนเอง, การหลอมด้วยเปลวไฟ, การเผาที่อุณหภูมิสูง และวิธีการเผาไหม้โดยตรง (VMC) วิธีการทางเคมีประกอบด้วยเทคนิคการสังเคราะห์แบบไอ, โซลเจล, การตกตะกอน และไมโครอิมัลชัน
วิธีการทางกายภาพ
การกัดเชิงกล
การบดแบบกลไกใช้อุปกรณ์บดและระบบคัดกรองเพื่อผลิตผงละเอียดพิเศษ ซึ่งประกอบด้วยการบดแบบแห้งและการบดแบบเปียก การบดแบบเปียกใช้น้ำเป็นตัวกลางและเครื่องบดแบบกวนเพื่อผลิตผงที่มีการกระจายตัวที่ดีและมีขนาดสม่ำเสมอ
การพ่นแห้ง
การทำแห้งแบบพ่นฝอย (Spray Drying) จะเปลี่ยนของเหลวที่ป้อนเข้าให้เป็นหยดละเอียดโดยใช้เครื่องพ่นละออง หยดของเหลวจะสัมผัสกับอากาศร้อน ความชื้นจะระเหย และก่อตัวเป็นอนุภาคของแข็ง จากนั้นจึงรวบรวมผลิตภัณฑ์แห้ง
การเกิดทรงกลมเปลวไฟ
นี่เป็นวิธีการที่ใช้กันมากที่สุดในการผลิตเชิงอุตสาหกรรม ขั้นแรก ทรายควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงจะถูกบด ร่อน และทำให้บริสุทธิ์ ผงควอตซ์จะเข้าสู่สนามอุณหภูมิสูงที่เกิดจากก๊าซเชื้อเพลิงและออกซิเจน ผงจะหลอมละลาย เย็นตัวลง และก่อตัวเป็นอนุภาคทรงกลม
วิธีนี้ ออกซิเจนบริสุทธิ์และแอลเคนจะสร้างเปลวไฟที่ควบคุมได้เพื่อรักษาอุณหภูมิให้คงที่ หัวฉีดหลายหัวช่วยให้ความร้อนสม่ำเสมอ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำให้เป็นทรงกลม เมื่อเทียบกับพลาสมา วิธีนี้ง่ายกว่าและเหมาะสำหรับการผลิตในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่มากกว่า
การพ่นฟิวชั่นอุณหภูมิสูง
ควอตซ์ถูกหลอมที่อุณหภูมิ 2100–2500 องศาเซลเซียส จากนั้นจึงทำให้เป็นละออง เย็นตัวลง และแข็งตัวเป็นซิลิกาทรงกลม ผลิตภัณฑ์นี้มีพื้นผิวเรียบ อัตราการเป็นทรงกลม 100% และโครงสร้างอสัณฐาน
วิธีพลาสมา
คบเพลิงพลาสม่าก่อให้เกิดอุณหภูมิสูงมาก ผงควอตซ์หรือซิลิกาจะหลอมละลายเป็นหยดเล็กๆ และแรงตึงผิวจะขึ้นรูปเป็นทรงกลม การเย็นตัวอย่างรวดเร็วทำให้เกิดซิลิกาทรงกลมที่มีรูปร่างที่ควบคุมได้ มีความบริสุทธิ์สูง และไม่เกาะกลุ่มกัน
การเผาไหม้แบบแพร่กระจายด้วยตนเอง
วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการเตรียมโซเดียมซิลิเกต ซิลิกาซอล และส่วนผสมจากการเผาไหม้ ส่วนผสมจะผ่านกระบวนการเผาไหม้ การอบอ่อน การกำจัดคาร์บอน การล้าง และการทำให้แห้ง เพื่อให้ได้ซิลิกาทรงกลม ข้อดีคืออุปกรณ์ใช้งานง่าย ต้นทุนต่ำ และไม่ต้องเติมไอออนเจือปน อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ยังคงอยู่ในขั้นทดลองในห้องปฏิบัติการ
การหลอมละลายของเปลวไฟ
ผงซิลิกาเชิงมุมจะถูกเตรียมผิวด้วยการบด กรอง และการทำให้บริสุทธิ์ โดยใช้เชื้อเพลิงสะอาด เช่น อะเซทิลีนหรือก๊าซธรรมชาติ ผงจะหลอมละลายในเปลวไฟอุณหภูมิสูงและเย็นตัวลงจนเป็นทรงกลม ผลลัพธ์ที่ได้คือซิลิกาทรงกลมที่มีความบริสุทธิ์สูงและสม่ำเสมอ
การเผาที่อุณหภูมิสูง
ผงควอตซ์จะถูกบ่มในสภาวะด่าง กรอง และทำให้แห้ง วัตถุดิบแห้งจะถูกผสมกับสารยึดเกาะ เผาที่อุณหภูมิสูง ปล่อยให้เย็น และบด หลังจากการแยกด้วยแม่เหล็กและการจำแนกประเภทด้วยอากาศ จะได้ซิลิกาทรงกลมที่มีความขาวและความบริสุทธิ์สูง วิธีการนี้ยังคงอยู่ในขั้นทดลอง
การเผาไหม้โดยตรง / VMC
เนื่องจากซิลิกาที่หลอมด้วยเปลวไฟมีข้อจำกัดในด้านความบริสุทธิ์และการกระจายตัวของอนุภาค บริษัทบางแห่งจึงใช้วิธี VMC ผงซิลิกาโลหะจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนโดยตรงเพื่อผลิตซิลิกาทรงกลมที่มีความบริสุทธิ์สูงกว่าและกระจายตัวได้สม่ำเสมอมากขึ้น
วิธีการทางเคมี
วิธีเฟสไอ
ซิลิคอนฮาไลด์ผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิสที่อุณหภูมิสูง ทำให้เกิดอนุภาคนาโนซิลิกาอสัณฐาน ผลิตภัณฑ์นี้มีความบริสุทธิ์สูง ขนาดอนุภาคปฐมภูมิ 7–40 นาโนเมตร พื้นที่ผิวจำเพาะ 50–380 ตร.ม./กรัม และมีปริมาณ SiO₂ มากกว่า 99.8% อย่างไรก็ตาม การกระจายตัวในสารอินทรีย์เป็นเรื่องยาก
วิธีโซล-เจล
สารประกอบโลหะหรือซิลิคอนอนินทรีย์จะรวมตัวกันเป็นสารละลาย สารละลาย และเจล แล้วจึงนำไปผ่านกระบวนการให้ความร้อนเพื่อให้ได้ซิลิกา วิธีการนี้ให้ความสม่ำเสมอทางเคมีที่ดีเยี่ยม มีความบริสุทธิ์สูง และอนุภาคละเอียด อย่างไรก็ตาม วัตถุดิบมีราคาแพง และผงอาจหดตัว เผา หรือเกาะตัวเป็นก้อนได้
ปริมาณน้ำฝน
โซเดียมซิลิเกตและกรดทำปฏิกิริยากันเมื่อมีสารลดแรงตึงผิว การควบคุมค่า pH และอุณหภูมิอย่างระมัดระวังทำให้ได้ซิลิกาทรงกลมที่สม่ำเสมอ กระบวนการนี้ง่ายและต้นทุนต่ำ เหมาะสำหรับใช้ในอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม อาจเกิดการเกาะกลุ่มกันเป็นก้อนได้
ไมโครอิมัลชัน
สารลดแรงตึงผิวช่วยทำให้เฟสที่ไม่ผสมกันคงตัวเป็นอิมัลชันที่สม่ำเสมอ ภายในช่องว่างขนาดเล็กที่รอยต่อเฟส สารตั้งต้นของซิลิกาจะรวมตัวกันเป็นนิวเคลียสและเจริญเติบโต หลังจากการอบด้วยความร้อน อนุภาคซิลิกาทรงกลมจะก่อตัวขึ้น
การเปรียบเทียบวิธีทางกายภาพและทางเคมีสำหรับการเตรียมซิลิกาทรงกลม
| ประเภทวิธีการ | กระบวนการหลัก | ข้อดี |
| วิธีการทางกายภาพ | การกัดด้วยเครื่องจักร การทำให้แห้งด้วยการพ่น การทำให้เป็นทรงกลมด้วยเปลวไฟ การพ่นฟิวชันที่อุณหภูมิสูง วิธีพลาสม่า การเผาไหม้ การหลอมด้วยเปลวไฟ การเผา VMC | • เทคโนโลยีที่ครบถ้วนสำหรับวิธีการบางอย่าง (เช่น การทำให้เป็นทรงกลมด้วยเปลวไฟ) • อุปกรณ์ง่าย ๆ (เช่น การทำให้แห้งด้วยการพ่น, การเผาไหม้) • เหมาะสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ (การพ่นเปลวไฟ การพ่นฟิวชั่น) • ความบริสุทธิ์สูงและพื้นผิวเรียบ (การพ่นฟิวชั่น พลาสม่า) |
| วิธีการทางเคมี | เฟสไอ, โซลเจล, การตกตะกอน, ไมโครอิมัลชัน | • ความบริสุทธิ์สูงและขนาดอนุภาคสม่ำเสมอ • ทำได้ในระดับซับไมครอนและนาโนเมตร • การควบคุมสัณฐานวิทยาที่แม่นยำ • เหมาะสำหรับการใช้งานระดับไฮเอนด์ |
ผงวิเศษ
ซิลิกาทรงกลมที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นวัสดุหลักสำหรับวงจรรวมขนาดใหญ่ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ เทคโนโลยีสารสนเทศยุคใหม่ การป้องกันประเทศ และความมั่นคง
ด้วยอุปกรณ์บด จำแนก และปรับพื้นผิวที่ทันสมัย Epic Powder มอบโซลูชันที่ปรับแต่งได้ตามความต้องการสำหรับการเตรียมซิลิกาทรงกลมละเอียดพิเศษ ระบบของเราช่วยให้สามารถควบคุมขนาดอนุภาคได้อย่างมีเสถียรภาพ อัตราการทำให้เป็นทรงกลมสูง และการกระจายตัวที่ยอดเยี่ยม ติดต่อเราเพื่อรับคำปรึกษาฟรีและโซลูชันที่ปรับแต่งได้ตามความต้องการ! ทีมผู้เชี่ยวชาญของเรามุ่งมั่นที่จะนำเสนอผลิตภัณฑ์และบริการคุณภาพสูงเพื่อเพิ่มมูลค่าสูงสุดให้กับกระบวนการแปรรูปผงของคุณ Epic Powder—ผู้เชี่ยวชาญด้านการแปรรูปผงที่คุณวางใจได้!
