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感應熱等離子體制備球形氧化硅粉體研究


來源:中國粉體網(wǎng)   初末

[導讀]  高頻感應熱等離子體具有能量密度大、溫度高和冷卻速率快等特點。

中國粉體網(wǎng)訊  二氧化硅是一種白色、無定形、無毒、無味,具有穩(wěn)定的化學性質(zhì)、良好的分散性、高純度、高比表面積、低熱導率、較小的熱膨脹系數(shù)以及耐腐蝕等優(yōu)良特性的物質(zhì),有較高的應用價值。近年來,大規(guī)模集成電路、航空航天、精細化工和日用化妝品等高新技術(shù)領(lǐng)域的需求增長,高品質(zhì)球形二氧化硅的制備已成為當下的研究焦點。


球形二氧化硅的制備方法以是否發(fā)生化學變化分為了物理法、化學法兩類。物理法包括機械球磨法、噴霧法、火焰成球法、等離子體法、高溫煅燒球化法等;化學法主要是氣相法、沉淀法、水熱法、溶膠-凝膠法、微乳液等。其中,等離子體法是利用電弧等離子體炬所產(chǎn)生的高溫區(qū)使二氧化硅粉石英粉熔化成液滴,在表面張力作用下成球,冷卻后形成球形二氧化硅顆粒。


高頻感應熱等離子體具有能量密度大、溫度高和冷卻速率快等特點,同時,由于產(chǎn)生等離子體的感應線圈位于等離子體炬外,不會帶來電極污染,且等離子體反應體系氣氛可控,因此在制備和處理高純度粉體材料方面具有明顯的優(yōu)勢和潛力。中國科學院過程工程研究所從20世紀70年代開始在國內(nèi)率先開展了熱等離子技術(shù)的化工應用研究,經(jīng)過長期的積累,已形成了完備的熱等離子體技術(shù)平臺,不僅形成了熱等離子體設備研發(fā)能力,且利用感應和直流熱等離子體的特點,結(jié)合粉體生長調(diào)控技術(shù),研發(fā)了包括等離子體粉體球化在內(nèi)的多種具有特色的特種粉體制備技術(shù)。利用高頻熱等離子體可以進行系列粉體的球化,包括氧化硅、氧化鋁等粉體的球化。


2025年4月23日,由中國粉體網(wǎng)、中粉會展主辦的“微納米球形二氧化硅制備與應用研討會”將在江蘇南京召開,屆時中國科學院過程工程研究所袁方利研究員將做題為《感應熱等離子體制備球形氧化硅粉體研究》的報告。


報告首先概括介紹了感應等離子體在制備特種粉體方面的研究進展,然后圍繞球形氧化硅粉體,詳細介紹了感應熱等離子體在氧化硅粉體球形化、納米球形氧化硅制備和無羥基高純石英澆鑄等方面的研究,感應熱等離子體不僅能夠通過熔融球化制備出球形氧化硅粉體,還可以采用硅粉/四氯化硅氧化制備出納米球形氧化硅,而且,感應熱等離子體為不含羥基氧化硅制備提供有利的保證,感應熱等離子體為高品質(zhì)氧化硅粉體的發(fā)展提供了新的技術(shù)途徑。



專家簡介


袁方利,研究員,博士生導師。主要開展特種粉體材料制備與應用研究,重點圍繞熱等離子體制備特種功能粉體進行設備研制、粉體材料研發(fā)和應用研究。研發(fā)了高頻熱等離子體制備粉體裝置,實現(xiàn)了納米球形氧化鋁、氧化硅和球形難熔金屬粉及納米金屬粉體等的宏量制備;開發(fā)了熱等離子體制備鋰離子電池硅碳負極用納米硅粉綠色工藝;開展了硼化物和碳化物等超高溫陶瓷粉體研制,實現(xiàn)了超高溫陶瓷粉體的批量化制備;發(fā)表SCI論文100多篇,獲授權(quán)發(fā)明專利10項。獲省部級二等獎2項,三等獎3項。中國力學學會等離子體專業(yè)委員會委員。


參考來源:

袁方利等.高頻熱等離子體制備特種粉體研究進展


(中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末)

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作者:初末

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