يعد مسحوق السيليكا الدقيق-عالي النقاء مادة غير معدنية غير عضوية هامة-تستخدم على نطاق واسع في تعبئة الدوائر المتكاملة، والركائز الإلكترونية، والسيراميك، والطلاءات، والمواد المركبة عالية الأداء-. تؤثر مواصفاتها الفنية بشكل مباشر على أداء المنتج وجودة التطبيقات النهائية، وبالتالي يجب تحديد تركيبها الكيميائي وخصائصها الفيزيائية ومتطلبات عملية الإنتاج بدقة.
متطلبات التركيب الكيميائي
عادةً ما يكون محتوى ثاني أكسيد السيليكون (SiO₂) في مسحوق السيليكا الدقيق-عالي النقاء أكبر من أو يساوي 99.9%، مع أن بعض التطبيقات-المتطورة تتطلب نسبة أكبر من أو تساوي 99.99%. يجب التحكم بشكل صارم في محتوى الشوائب مثل الحديد (Fe)، والألومنيوم (Al)، والكالسيوم (Ca)، والمغنيسيوم (Mg)، ويتطلب بشكل عام الحديد أقل من أو يساوي 50 جزء في المليون، وAl أقل من أو يساوي 100 جزء في المليون، والكمية الإجمالية للشوائب المعدنية الأخرى لا تتجاوز 200 جزء في المليون. علاوة على ذلك، يجب الاحتفاظ بالعناصر الضارة مثل الكلور (Cl) والكبريت (S) عند مستويات منخفضة للغاية لضمان ثبات المادة في درجات الحرارة المرتفعة- أو البيئات شديدة التآكل. معايير الملكية المادية
يؤثر توزيع حجم الجسيمات لمسحوق السيليكا الدقيق-عالي النقاء بشكل مباشر على خصائص التعبئة وقابلية التدفق. عادةً ما يتم استخدام تحليل حجم جسيمات الليزر للاختبار، مع التحكم في D50 (القطر المتوسط) ضمن نطاق 1-100 ميكرومتر، ويتم ضبطه بناءً على متطلبات التطبيق. تتراوح مساحة السطح المحددة عمومًا من 10-50 مترًا مربعًا/جم، والكثافة الظاهرية من 0.4 إلى 0.8 جم/سم3. يجب أن يكون بياض المنتج أكبر من أو يساوي 90% لضمان التوافق مع التطبيقات التي تتطلب صفات بصرية أو جمالية عالية.
عملية الإنتاج والاختبار
-يتم عادةً إنتاج مسحوق السيليكا الدقيق عالي النقاء باستخدام التركيب الكيميائي أو تنقية الكوارتز الطبيعي. تشمل العمليات الرئيسية الغسيل بالأحماض، والتكليس في درجات الحرارة العالية-، والطحن بتدفق الهواء، والتصنيف الدقيق. لضمان الجودة، تخضع كل دفعة لتحليل التركيب الكيميائي (على سبيل المثال، ICP-OES)، واختبار توزيع حجم الجسيمات، وتحديد مساحة السطح المحددة (طريقة BET)، واختبار محتوى الشوائب (على سبيل المثال، ICP-MS).
باختصار، تتطلب المواصفات الفنية لمسحوق السيليكا الدقيق-عالي النقاء رقابة صارمة عبر أبعاد متعددة، بما في ذلك النقاء الكيميائي، والخصائص الفيزيائية، وعمليات الإنتاج، لتلبية المتطلبات الصارمة-لصناعات الإلكترونيات وأشباه الموصلات المتطورة.
