Micropulbere de silice topită (Fused Silica Micropowder) este un material de micropulbere de siliciu amorf format din cuarț de-puritate ridicată, topit la temperaturi ridicate și apoi răcit rapid. Procesul său unic de producție conferă proprietăți fizice și chimice excelente, făcându-l de neînlocuit în aplicații precum ambalaje electronice, materiale refractare, ceramică de precizie și acoperiri optice.
Procesul de producție de bază și caracteristicile structurale
Producția de micropulbere de silice topită implică topirea completă a nisipului natural de cuarț sau a cuarțului sintetic într-un cuptor cu arc electric la 1700-2100 grade . Este apoi amorfizat prin injectarea de gaz la presiune înaltă sau stingerea cu apă. Acest proces elimină structura direcțională a siliciului cristalin, formând o rețea densă sticloasă. Acest lucru are ca rezultat un coeficient de dilatare extrem de scăzut (0,5×10⁻⁶/grad) și o stabilitate termică excelentă. Intervalul tipic de dimensiune a particulelor este de 0,1-100μm. Distribuția dimensiunii particulelor poate fi controlată în continuare prin frezarea cu flux de aer sau măcinarea cu bile. Diametrul mediu (D50) este de obicei controlat în intervalul 1-10μm pentru a îndeplini cerințele diferitelor aplicații.
Avantaje cheie ale performanței
1. Puritate ridicată: nivelurile de impurități metalice sunt de obicei mai mici de 30 ppm, iar puritatea siliciului este mai mare sau egală cu 99,9%. Unele produse-de ultimă generație pot ajunge la peste 99,99%, prevenind eficient contaminarea prin migrarea ionilor în dispozitivele electronice.
2.Excellent Dielectric Properties: Volume resistivity >10¹⁸Ω·cm și o constantă dielectrică (2,2-2,4 @ 1MHz) care se apropie de nivelurile de vid, ceea ce îl face potrivit pentru umplerea substratului de circuit de înaltă frecvență.
3. Stabilitate termodinamică: Menține integritatea structurală la 1000 de grade, cu o conductivitate termică de numai 1,3-1,5 W/(m·K), oferind o izolare termică echilibrată și un profil de disipare a căldurii.
4.Proprietăți chimice ale suprafeței: conținutul de hidroxil este controlabil (0,1-1,0%), iar compatibilitatea cu matricele organice poate fi îmbunătățită prin modificarea suprafeței (cum ar fi tratamentul cu agent de cuplare cu silan).
Aplicații tipice
În industria laminatelor placate cu cupru-, pulberea de silice topită ca umplutură poate crește CTI (Indicele de urmărire comparativ) al laminatului la peste 600 V, reducând în același timp coeficientul de dilatare termică pentru a se potrivi cerințelor de ambalare a așchiilor. În domeniul fotovoltaic, este folosit ca material de acoperire pentru creuzetele de cuarț, reducând eficient coroziunea cauzată de siliciul topit. În domeniul ceramicii de specialitate, o adăugare de 60% poate crește rezistența la încovoiere a ceramicii pe bază de Al₂O₃-la peste 450 MPa. În plus, sistemul său de nano-dispersie prezintă proprietăți unice de împrăștiere optică în măștile fotorezistente și filmele de protecție cu laser.
Standarde de control al calității
Standardele internaționale ISO 9286 și GB/T 12444 specifică metodele de analiză a dimensiunii particulelor și, respectiv, procedurile de testare a compoziției chimice pentru pulberea de silice. Produsele-de înaltă calitate trebuie să îndeplinească următoarele cerințe: Fe₂O₃<10ppm, Al₂O₃ <50ppm, Cl⁻ ≤5ppm, and must pass a 28-day high-temperature storage test to verify moisture absorption (should be <0.3%).
With the development of 5G communications and third-generation semiconductor technologies, higher requirements are being placed on the sphericity (true sphericity >0,9), dimensiunea particulelor ultrafine (D50<1μm), and functional modification of fused silica micropowder. In the future, this material will continue to evolve towards low radioactivity (U/Th content <0.1ppb) and high thermal conductivity composites, continuously supporting technological upgrades in high-end manufacturing.
