El micropolvo de sílice de alta-pureza es una materia prima clave en las industrias de materiales electrónicos, materiales refractarios y cerámica. Su pureza y tamaño de partículas impactan directamente el rendimiento de los productos posteriores. El método óptimo para preparar micropolvo de sílice de alta-pureza requiere una consideración integral de la pureza de la materia prima, el proceso de purificación y la tecnología de control del tamaño de las partículas. Actualmente, el enfoque de optimización convencional implica combinar la purificación física y química.
La purificación física es la base. En primer lugar, se selecciona como materia prima cuarzo vetado de alta pureza o cuarzo fundido. El micropolvo de sílice inicial se obtiene mediante pulverización mecánica y clasificación por flujo de aire. Durante esta etapa, se requiere un control estricto de los materiales del equipo (como el uso de un molino de bolas revestido de poliuretano-) para evitar la contaminación por impurezas metálicas. La clasificación del flujo de aire en múltiples etapas se utiliza para controlar el tamaño de las partículas dentro del rango de 0,1 a 100 micrones.
La purificación química es crucial. El lavado ácido (como el tratamiento con una mezcla de ácido fluorhídrico-ácido nítrico) elimina eficazmente las impurezas de óxidos metálicos como el aluminio y el hierro, mientras que el lavado alcalino (solución de hidróxido de sodio) elimina los silicatos de la superficie. En los últimos años, se ha desarrollado una tecnología de purificación por cloración a alta-temperatura, que genera cloruros volátiles mediante la reacción del cloro con impurezas metálicas, para aumentar la pureza del micropolvo de silicio a más del 99,99%, lo que lo hace particularmente adecuado para aplicaciones de grado semiconductor-.
El control del tamaño de las partículas y la modificación de la superficie son igualmente importantes. Los micropolvos de silicio esféricos se pueden producir mediante síntesis hidrotermal o métodos sol-gel, que exhiben una fluidez superior a las partículas angulares. El recubrimiento de la superficie con sílice mejora aún más la resistencia a ácidos y álcalis.
En una comparación exhaustiva, el proceso de cuatro-pasos de "trituración física - lavado y purificación con ácido - cloración a alta-temperatura y refinación - clasificación del flujo de aire" es actualmente la solución óptima para la producción industrial de micropolvo de silicio de alta-pureza (pureza mayor o igual al 99,95%). Mientras mantiene un rendimiento en la primera-pasada superior al 90%, puede producir constantemente productos ultrafinos con un D50 de 5 micras, satisfaciendo las demandas de los materiales de embalaje electrónicos-de alta gama. En el futuro, con la madurez de nuevas tecnologías como la purificación por plasma, se espera que el límite de pureza del micropolvo de silicio supere los cuatro nueve decimales.
