中国粉体网讯 等离子体有着独特的优点，如高焓、高化学反应性、可根据具体工艺需求来选择所需的氧化气氛或还原气氛、能够在极短的时间内产生高温、停留时间长、淬火速度快等，因此受到了广泛的关注。等离子体已被广泛应用于金属粉末的球化、化学气相沉积（CVD）和等离子喷涂等材料加工领域。随着科学技术的进步，等离子体在材料加工中的应用正在成为一个越来越活跃和有吸引力的领域。
目前，大多数玻璃是由典型的西门子型熔窑在空气中以重油或天然气为燃料而制备的，因为其可以大规模、连续性地熔制玻璃，这种类型的熔炉已经使用了140多年，但其对化石原料的大量消耗以及较低的热效率和温室气体的排放等对环境产生了较大的负面影响。目前，研究人员在提高能源效率和延长炉子寿命方面已进行了许多改进，例如通过使用更高效的燃烧器和更多的绝缘材料，改进炉子设计以及使用氧气代替空气。然而，这些改进并未改变基础技术，因此它们对节能和减少排放的影响是有限的。等离子体有着独特的优点，其能量密度高、化学反应活性好、能够快速地产生与熄灭且热焓高。然而将等离子体熔制技术用于玻璃原料熔化方面的报道却很少。
为了探究等离子体在玻璃熔制中的应用，武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室的研究人员，采用射频等离子体对二氧化硅原料进行熔化，制备石英玻璃微球，研究了不同原料粒径、进料速率、分散气体流量下原料的熔化情况。利用X射线衍射(XＲD)、扫描电镜(SEM)、超景深三维显微镜、综合热分析(TG-DSC)等手段对样品进行表征。结果表明，较高的原料进料速率和较大的原料粒径导致样品的玻璃化程度和球化率降低，1 L/min的分散气体流量有利于玻璃化程度和球化率的提高。
空心玻璃微球具有低密度、高强度、耐高温等优点，被广泛应用于工业生产，如复合材料填料、催化剂载体、浮力材料和涂料等。目前制备空心玻璃微球的工艺较多，如液滴法、粉末法和喷雾造粒法等。由于热源温度限制，这些工艺方法主要用于制备具有较低熔点的空心硼酸盐玻璃微球。研究者正在寻找更合适的热源，以满足石英的熔化需求，从而制备出热学性能、机械性能和介电性能更好的空心石英玻璃微球。
武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室的研究人员，通过喷雾造粒的方式将发泡剂与SiO2原料混合为粗坯粉末，然后采用射频等离子体作为高温热源，利用粉末法来制备空心石英玻璃微球。即将召开的“2022第六届全国石英大会暨展览会”，有幸邀请到来自武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室的谢俊副研究员，做《等离子熔融制备非金属超细微球研究》的精彩报告。届时，他将为我们介绍等离子熔融技术及其应用、纯石英/硅酸盐玻璃微球制备及控制、空心玻璃微球制备、以及难熔铝酸盐高硬度陶瓷微球制备工作。
参考来源：
王广雷，硅酸盐玻璃体系等离子飞行熔化制备研究，武汉理工大学
王广雷等，射频等离子体飞行熔化制备石英玻璃微球研究，武汉理工大学
潘彬等，发泡剂对空心石英玻璃微球结构的影响，武汉理工大学
（中国粉体网编辑整理/平安）
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