中国粉体网讯 近年来，大规模集成电路、航空航天、精细化工和日用化妆品等高新技术领域的需求增长，高品质球形二氧化硅的制备已成为当下研究的焦点。
硅微粉的球形化技术
球形二氧化硅的生产方法有两种，即物化法和化学法。物化法主要有：火焰法、爆燃法、高温熔融喷射法、等离子体法、自蔓延低温燃烧法等。化学法主要是气相法、液相法（溶胶-凝胶法、沉淀法、微乳液法）、化学合成法等。
火焰法
火焰法全称气体燃烧火焰成球法。其原理是粉体在高温（1600-2000℃）受热状态下，粉体表面的棱角逐步被融化后，在表面张力的作用下形成球体。
爆燃法
爆燃法全称汽化金属燃烧法，简称VMC法，最初是由日本雅都玛开发，它是利用金属粉末的爆燃产生球形氧化物微粒。即通过金属硅粉直接与氧气反应，从而制备纯度较高、粒度小、粒径分布相对可控的二氧化硅微球。
高温熔融喷射法
高温熔融喷射法是将高纯度石英在2100-2500℃下熔融为液体，经过喷雾、冷却，得到球形硅微粉。产品表面光滑，球形化率和非晶形率均可达到100％。美国、日本部分厂家的球形硅微粉采用此法生产球形硅微粉。
自蔓延低温燃烧法
自蔓延低温燃烧法的工艺流程包括硅酸钠的制备、硅酸溶胶的制备、混合燃烧液的制备、燃烧反应、退火除碳、洗涤处理等步骤。该方法的优点是：可以以熔融硅微粉为原料，也可以推广至以天然粉石英为原料；工艺简单，无特殊设备要求，操作方便，易于控制，生产成本低；生产过程中使用的材料仅包含极易溶于水的钠离子和硝酸根离子，不会引入其他杂质离子，有利于高纯硅微粉的制备。但是目前该方法只是停留在实验室阶段，还不能很好的大规模生产。
气相法
气相法是指卤化硅在精馏塔中精馏，经高温气化后与一定比例的氢气和氧气通过加压等手段气相在高温下水解，产物经过旋风收集器捕集，得到气相纳米微粒。该方法制备的二氧化硅颗粒纯度高，反应过程可控，但是成本高，并且过程中产生的有机副产物难处理。
沉淀法
以水玻璃、酸化剂等为原料，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。这种方法制得的球形硅微粉粒径非常均匀，成本很低，工艺流程简单，有利于控制，能够在工业生产中进行应用，不过缺陷是可能发生团聚的问题。
微乳液法
微乳液是在表面活性剂作用下本不相容的两相形成均匀乳液，该方法利用两相界面间的微小空间，在硅源引导下成核生长，通过热处理后得到球形二氧化硅或石英颗粒。由于成核生长的空间有限，使得该方法生成的二氧化硅粒径小且不易团聚。
溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法是将原料与液相均匀混合后，在一定条件下水解，通过化学缩合形成溶胶，一段时间后形成具有三维网状结构的二氧化硅凝胶，经过过滤、水洗后干燥、烧结获得纳米二氧化硅或纳米石英颗粒。
球形硅微粉的改性
在覆铜板中，通过表面处理改性，可以减小球形硅微粉之间的相互作用，有效防止团聚，降低整个体系的黏度，改善体系的流动性，还可以增强球形硅微粉与PTFE树脂基体的相容性，使颗粒在胶水中均匀分散。
在掺入环氧塑封料基体前，球形硅微粉一般要经过表面改性来改善其与环氧树脂基体的界面结合，以获得更好的物理力学性能和导热性能。
球形硅微粉表面改性有两个环节，一个是为了将球形硅微粉原料--角形硅微粉尤其是超细角形硅微粉二次团聚颗粒分散开，先对其进行表面活性化处理使其颗粒分散后再球形化，这就要求使用的表面分散剂要高温时完全挥发掉，否则会使球形硅微粉中产生积碳，影响产品质量。
二是球形硅微粉后期改性，硅微粉作为无机填料与有机物树脂混合使用时存在相容性差和分散难的问题导致集成电路封装及基板等材料耐热性和防潮性变差，从而影响产品的可靠性和稳定性。为改善硅微粉与有机高分子材料界面结合的问题，提高其应用性能，一般需要对硅微粉进行表面改性。
2025年4月23日，由中国粉体网、中粉会展主办的“微纳米球形二氧化硅制备与应用研讨会”将在江苏南京召开，届时国家半导体标委会专业委员张存君将做题为《硅微粉的球形化技术及表面改性》的报告。
专家简介
张存君，毕业于江苏省宜兴陶瓷工业学校硅酸盐工艺专业，先后到中国科学院固体物理研究所、南京化工学院、韩国三星、南京航天航空大学进修学习并于其专家教授进行项目科研。现任江苏中腾石英材料科技股份有限公司副总经理一职，研发指导结晶型硅微粉、熔融型硅微粉生产并成功销售到国内外大型电子材料、硅胶、涂料、精密铸造等厂家;积极与国外专家合作开发研制生产圆角硅微粉、球形低辐射超细粉，获得客户一致好评。在省、国家级专业刊物上发表论文10多篇。参与多项国家标准制修定，如:GBT32652-2016多晶硅铸锭石英坩埚用熔融石英料，SN/T0483-1995 进出口石英石(砂)化学分析方法等。
参考来源：
张存君.硅微粉、球形硅微粉的加工与市场应用
张存君.球形硅微粉的制备与应用
（中国粉体网编辑整理/初末）
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