制备高纯超细硅微粉的试验研究

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硅微粉是一种重要的无机功能材料,广泛应用于精细陶瓷,油漆、涂料,橡胶,电子,化工等行业。在集成电路与半导体分立器件制造业中,高纯硅微粉得到了广泛的应用。其在电子封装用环氧树脂基材料中的其含量可达60-80%。它具有介电性能优异、热膨胀系数低、热导率高及价格低等特点。它能使环氧树脂封装材料各项性能大幅提高,对封装材料的品质有着十分重要的影响。 与常用硅微粉(D<,50>在40微米左右)相比,高纯超细硅微粉具有纯度高(99.95%以上),粒度小(D<,50>在1微米左右)的特点,可以进一步提高封装材料的各项性能,降低成本,是硅微粉生产技术的发展方向。但是,在制备高纯超细硅微粉中,采用无介质粉碎的气流磨无法大规模生产,则粒度无法保证在1微米左右;采用介质粉碎的超细粉碎器械,则难以避免磨介和壁筒对硅微粉的污染,出现硅微粉纯度降低的问题。 本实验选用的实验方法,是以内筒壁为高耐磨材料的搅拌球磨机为主要试验器械,以高纯度脉石英为磨介,来制备高纯超细粉碎硅微粉,并对硅微粉在环氧树脂中的性能进行简要的表征。最后,对其磨矿动力学进行了分析。得到的成果如下: 1、首次采用以高纯脉石英颗粒(99.95%)为磨介,以搅拌球磨机为主要实验器械,进行无污染的自磨法制备出粒度为1.01um,纯度为99.95%的高纯超细硅微粉。 2、首次对石英质磨介的颗粒大小,球料比,矿浆浓度,搅拌磨转速,磨矿时间等制备因素进行分析,得到超细粉碎的因素最优值,分别为0.6-1mm;5:1;50%;2100r/min:6h。 3、首次对自磨法超细粉碎的过程进行了磨矿动力学分析,得到新型的磨矿动力学方程。 4、对制备的高纯超细硅微粉进行XRD,粒度,SEM分析。 5、将制备的硅微粉加入环氧树脂,对复合材料进行了表征。
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