Микропрашак од силицијум диоксида{0}}високе чистоће је ултрафини материјал у праху који се првенствено састоји од силицијум диоксида (СиО₂). Његова чистоћа обично прелази 99,9%. Широко се користи у паковању полупроводника, подлогама за интегрисана кола, висококвалитетној-керамици и прецизном млевењу. Његов производни процес укључује сложено пречишћавање сировина, физичко дробљење и хемијски третман, чиме се на крају постижу двоструки циљеви високе чистоће и фине величине честица кроз ригорозне технике контроле.
Избор сировина и предтретман
Припрема микропраха силицијум диоксида високе{0}}чистоће почиње са сировинама силицијум диоксида високе{1}}чистоће, првенствено природним кварцним песком, топљеним кварцом или силан хидролизатом индустријског-квалитета. Природни кварц се подвргава вишеструким корацима пречишћавања, укључујући испирање киселином (коришћењем флуороводоничне киселине, хлороводоничне киселине, итд. за уклањање металних нечистоћа), калцинацију на високој{5}}температури (за разлагање органских загађивача) и прање и филтрирање водом, како би се нечистоће као што су гвожђе, алуминијум и калцијум смањиле на екстремно ниске нивое. Таљени кварц се производи топљењем природног кварца на високим температурама у електролучној пећи или плазми. После хлађења, формира аморфни СиО₂ високе{8}}чистоће, који има уједначенију структуру и погодан је за накнадну обраду. Процес дробљења и класификације
Пречишћене сировине се даље рафинишу механичким дробљењем или хемијском синтезом. Механичке методе користе опрему као што су млинови са ваздушним млазом, куглични млинови или вибрациони млинови за млевење крупног или грануларног СиО₂ до микрона или чак субмикронских величина (обично 1–100 микрона). Да би се избегла контаминација метала, средства за млевење и облоге опреме често су направљени од инертних материјала као што су цирконијум оксид или волфрам карбид. Здробљени прах се одваја по величини честица коришћењем технологије класификације протока ваздуха како би се обезбедила концентрисана дистрибуција величине честица.
Хемијско пречишћавање и површински третман (опционо)
За ултра-захтеве за високом чистоћом (нпр. изнад 99,99%), даље пречишћавање се може постићи хемијским методама. На пример, метода хидролизе силана укључује хидролизу силицијум тетрахлорида (СиЦл₄) са водоником на високој температури да би се добиле ултрафине честице СиО₂. Заостали хлоридни јони се затим уклањају испирањем. Сол-гел метода укључује хидролизу и поликондензацију силицијум алкоксида да би се формирао униформан гел, који се затим калцинише да би се добио силицијумски микропрах високе -нано{9}}нано{9}} величине. Неке примене такође захтевају модификацију површине праха силицијум диоксида (као што је облагање силанским средством за спајање) да би се побољшала дисперзибилност и компатибилност са материјалом матрикса.
Контрола кристализације и финално испитивање
Да би се спречило да дефекти кристала утичу на перформансе, већина -прашака силицијум диоксида високе чистоће мора да остане у аморфном стању (аморфни СиО₂). Брзо хлађење фузионисаног кварца или контролисане температуре калцинације (обично испод 1200 степени) могу потиснути трансформацију у кристобалит или тридимит. Готови производи се подвргавају ласерској анализи величине честица, ИЦП-МС (индуктивно спрегнута плазма масена спектрометрија) тестирању чистоће и тестирању површине како би се осигурала усклађеност са стандардима за електронску или оптичку квалитету.
Укратко, производња праха силицијум диоксида високе{0}} чистоће је синергијски резултат пречишћавања сировина, прецизне обраде и контроле квалитета. Његове техничке препреке леже у ефикасном уклањању нечистоћа и прецизној микроструктурној контроли, што подупире његов незаменљив статус у врхунској-производњи.
