中国粉体网讯 球形硅微粉是一种白色的粉末，其纯度较高、颗粒较细、介电性能与导热率好，膨胀系数低，具有较强的发展潜力。在大规模集成电路封装、航空航天、涂料、医药及日用化妆品等领域的应用较多。特别是在集成电路中的应用上，对产品纯度的要求也是越来越严苛。尤其是颗粒形状上要以球形化为主。
球形硅微粉的制备方法
目前制备球形硅微粉的方法有很多，主要分为物理法与化学法两个大类，如物理法包括火焰成球法等，而化学方法则包括气相法、沉淀法和水热合成法等。
火焰成球法需要先对高纯石英砂进行充分的粉碎，并通过筛分、提纯后在燃气—氧气环境下放置石英微粉，通过高温熔融和冷却成球后可获得高纯度球形硅微粉。
气相法是通过对物质的气态化转换后，采取化学反应与物理反应等方法，最终在冷却、凝聚后能够得到纳米微粒。
沉淀法是在SiO2制备过程中通过应用沉淀法时，将选择水玻璃、酸化剂等原料，同时加入适量的表面活性剂，在整个制备环节中应该注意对温度的控制，若是PH值超过8后需要加入稳定剂，并在洗涤、干燥及煅烧后形成球形硅微粉。
水热合成法在液相制备纳米粒子中水热合成法应用较为普遍，一般在150℃~350℃高温与高气压条件下，让无机、有机化合物与水化合，通过强烈对流让离子、分子、离子团等进入放有籽晶的生长区，最终获得过饱溶液与结晶。对无机物进行过滤、洗涤和干燥能够形成超细、高纯的微粒子。
通过分析各种球形硅微粉制备方法可知，通过物理法制备球形硅微粉，原材料不仅来源广，价格也不高，但是需要石英有较高质量，对生产设备也有一定要求，如火焰成球法可以在工业生产中应用，发展潜力较大，将获得快速发展。而化学法制备的球形硅微粉不仅保证了粒径的均匀，同时纯度也更高，不过在制备过程中对表面活性剂需求较大，这极大增加了生产成本，且存在的有机杂质清除困难，易出现团聚现象，工业化很难实现。
球形硅微粉（二氧化硅）的制备生产通常采用固相法，即采用高温火焰熔融喷射法或者等离子体加热炉法来实现。这两种制备方法均以高纯石英粉作为原料，而高纯石英粉通常需要通过前期一系列的机械粉碎加工及筛选和化学提纯工艺才能获得，因此，生产制备过程复杂成本高并产生环境污染。
新技术——汽化金属氧化法
李丰研究员对上述问题进行了长期的研究，成功地开发出一种新型的“汽化金属氧化法”（Vaporized Metal Oxydation,VMO）球形高纯纳米硅微粉的制备技术。 据悉，该技术的硅微粉制备生产设备采用自主设计制造的国产设备，原料采用高纯多晶硅无需前期的机械粉碎加工及筛选和化学提纯，因此，生产制备过程简单成本低并且无环境污染，同时，采用该技术制备的硅微粉具有球形率高和纯度高的特点，可成为实现我国“球形高纯纳米硅微粉”关键材料技术国产化的一个良好解决方案。
中国粉体网旗下粉体公开课平台将于2020年8月14日举办“粉体球形化技术及装备网络研讨会”，来自中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的李丰研究员将带来题为《新型球形高纯纳米硅微粉的制备技术》的报告，届时，他将为大家介绍一种新型的“汽化金属氧化法”。
专家介绍
李丰，上海帕壳实业有限公司技术总监，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员，南京邮电大学客座教授，芜湖安瑞激光科技有限公司董事长。长期从事微纳米光电子器件和材料研究工作，在高功率超短脉冲光纤激光器及工业应用、半导体集成电路设计及制造工艺、LED和OLED照明和显示、纳米材料和纳米制造等技术领域拥有丰富的科学研究和在中美两国成功创办4家高新技术企业的经验。近年来在半导体领域主持开展超低功耗半导体集成电路芯片和高纯纳米球形硅微粉两项关键技术产业化工作。科学研究领域，主持和参加的国家和省部及地方各级科学研究及产业化项目超过20项，在相关技术和产业领域申请国内外专利超过100项，其中67项专利获授权，发表学术论文20余篇。
1999年毕业于美国辛辛那提大学（University of Cincinnati）电机工程系。曾先后在世界500强的美国英格索兰（Ingersoll-Rand）公司任实验室主任和美国杜邦（DuPont）公司任高级工程师。2008年1月作为外籍专家由中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生所专门引进任学术带头人，组建微纳米光电器件和纳米材料及制造技术研究课题组，同时开展产业化工作。2008年分别荣获苏州市“姑苏创新创业领军人才”和“苏州工业园区创新创业人才”奖励；2009和2010连续两年荣获得国家外专局引进国外技术、管理人才资助奖励；2011年荣获“苏州工业园区十大海外归国创新创业人才”称号；2012年荣获南京市首届“321人才引进计划”奖励；2013年荣获江苏省丹阳市“高层次海归创业创新人才”奖励；2015年荣获安徽省“芜湖市高层次科技人才团队创新创业领军人才”奖励。
参考文献：
李勇，王新宇.球形硅微粉制备方法与应用研究
（中国粉体网编辑整理/茜茜）
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