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矽微粉是由天然石英(SiO2)或熔融石英(天然石英经高温熔融、冷却后的非晶态SiO2)经破碎、球磨(或振动、气流磨)、浮选、酸洗提纯、高纯水处理等多道工艺加工而成的微粉。矽微粉是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料。由于它具备耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热性差、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良的性能,被广泛用于化工、电子、集成电路(IC)、电器、塑料、涂料、高级油漆、橡胶、国防等领域。随着高技术领域的迅猛发展,矽微粉亦将步入新的历史发展时期。

簡介

  矽微粉应区别于硅灰( 硅灰也叫微硅粉-或二氧化矽微粉)
  矽微粉为结晶二氧化硅;
  微矽粉爲非結晶二氧化矽,是在冶煉矽鐵合金和工業矽時産生的SiO2和Si氣體與空氣中的氧氣迅速氧化並冷凝而形成的一種超細矽質粉體材料。
  以下内容从从特理化学性能到使用方法为微硅粉;但分類又是根据矽微粉,请读者仔细辨别;

物理化學性能

  1、矽微粉:外观为灰色或灰白色粉末﹑耐火度>1600℃。容重:200~250千克/立方米。硅灰的化学成份见下表:
  
項目 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO NaO PH
平均值 75~96% 1.0±0.2% 0.9±0.3% 0.7±0.1% 0.3±0.1% 1.3±0.2% 中性
  2、矽微粉的细度:硅灰中细度小于1微米的占80%以上,平均粒径在0.1~0.3微米,比表面积为:20~28m/g。其细度和比表面积约为水泥的80~100倍,粉煤灰的50~70倍。石英粉常用规格为400目,800目,1000目,1500目及2000目.
  3、顆粒形態與礦相結構:矽灰在形成過程中,因相變的過程中受表面張力的作用,形成了非結晶相無定形圓球狀顆粒,且表面較爲光滑,有些則是多個圓球顆粒粘在一起的團聚體。它是一種比表面積很大,活性很高的火山灰物質。摻有矽灰的物料,微小的球狀體可以起到潤滑的作用。

作用

  矽微粉能够填充水泥颗粒间的孔隙,同时与水化产物生成凝胶体,与碱性材料氧化镁反应生成凝胶体。在水泥基的砼、砂浆与耐火材料浇注料中,掺入适量的硅灰,可起到如下作用:
  1、顯著提高抗壓、抗折、抗滲、防腐、抗沖擊及耐磨性能。
  
矽微粉
2、具有保水、防止離析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用。
  3、顯著延長砼的使用壽命。特別是在氯鹽汙染侵蝕、硫酸鹽侵蝕、高濕度等惡劣環境下,可使砼的耐久性提高一倍甚至數倍。
  4、大幅度降低噴射砼和澆注料的落地灰,提高單次噴層厚度。
  5、是高強砼的必要成份,已有C150砼的工程應用。
  6、具有約5倍水泥的功效,在普通砼和低水泥澆注料中應用可降低成本.提高耐久性。
  7、有效防止發生砼堿骨料反應。
  8、提高浇注型耐火材料的致密性。在与Al2O3并存时,更易生成莫來石相,使其高温强度,抗热振性增强。

適用範圍

  商品砼、高強度砼、自流平砼、不定形耐火材料、幹混(預拌)砂漿、高強度無收縮灌漿料、耐磨工業地坪、修補砂漿、聚合物砂漿、保溫砂漿、抗滲砼、砼密實劑、砼防腐劑、水泥基聚合物防水劑;橡膠、塑料、不飽合聚酯、油漆、塗料以及其他高分子材料的補強,陶瓷制品的改性等等。

應用領域

  1﹑用于砂漿與砼中:高層建築物、海港碼頭、水庫大壩、水利、涵閘、鐵路、公路、橋梁、地鐵、隧道、機場跑道、砼路面以及煤礦巷道錨噴加固等。
  2﹑材料工業中:
  (1)高檔高性能低水泥耐火澆注料及預制件,使用壽命是普通澆注料的三倍,耐火度提高約100℃,高溫強度及抗熱震性能都明顯改善。已普遍應用于:焦爐、煉鐵、煉鋼、軋鋼、有色金屬、玻璃、陶瓷及發電等行業。
  (2)大型鐵溝及鋼包料、透氣磚、塗抹修補料等。
  (3)自流型耐火澆注材料及幹濕法噴射施工應用。
  (4)氧化物结合碳化矽制品(陶瓷窑窑具、隔焰板等)。
  (5)高溫型矽酸鈣輕質隔熱材料。
  (6)电瓷窑用刚玉莫來石推板。
  (7)高溫耐磨材料及制品。
  (8)剛玉及陶瓷制品。
  (9)賽隆結合制品。
  目前除在澆注型耐火材料中普遍使用之外,在電熔和燒結型耐火材料亦獲得大量應用。
  3、新型牆體材料、飾面材料:
  (1)牆體保溫用聚合物砂漿、保溫砂漿、界面劑。
  (2)水泥基聚合物防水材料。
  (3)輕骨料保溫節能砼及制品。
  (4)內外牆建築用膩子粉加工。
  4其他用途:
  (1)矽酸鹽磚原料。
  (2)生産水玻璃。
  (3)用做有機化合物的補強材料。因其成份與氣相法生産的白炭黑相近。可以用在橡膠、樹脂、塗料、油漆、不飽合聚酯等高分子材料中用作填充補強材料。
  (4)化肥行業中用作防結塊劑。

使用方法及注意事項

摻量

  一般爲膠凝材料量的5-10%。矽灰的摻加方法分爲內摻和外摻,
  (1)內摻:在加水量不變的前提下,1份矽粉可取代3-5份水泥(重量)並保持混凝土抗壓強度不變而提高混凝土其它性能。
  (2)外摻:水泥用量不變,摻加矽灰則顯著提高混凝土強度和其它性能。混凝土摻入矽灰時有一定坍落度損失。這點需在配合比試驗時加以注意。
  矽灰須與減水劑配合使用,建議複摻粉煤灰和磨細礦渣以改善其施工性。
  用矽微粉配制混凝土时,一般与胶凝材料的重量比为:
  (一)高性能混凝土:5-10%
  (二)水工混凝土:5-10%
  (三)噴射混凝土:5-10%
  (四)助泵劑:2-3%
  (五)耐磨工業地坪:6-8%
  (六)聚合物砂漿、保溫砂漿:10-15%
  (七)不定形耐火澆注料:6-8%。使用前请根据实际需要通过实验选定合理、经济的摻量。

摻加方法

  矽微粉混凝土及浇注料应由试验室作出施工配合比。严格按照配合比施工。在硅灰混凝土的搅拌中硅灰应在骨料投料之后立即加入搅拌机。加入方式有两种程序:
  (1)投入骨料,随后投入矽微粉、水泥干拌后,再加入水和其它外加剂。
  (2)投入粗骨料+75%水+矽灰+50%細骨料,攪拌15-30秒,然後投入水泥+外加劑+50%細骨料+25%水,攪拌至均勻。攪拌時間比普通混凝土延長20-25%或50-60秒。切忌將矽粉加入已拌和的混凝土中。

施工方法

  矽灰混凝土與普通混凝土的施工方法並無重大區別,但施工中良好地組織與振搗密實很有必要。矽灰混凝土早強的性能會使終凝時間提前,在抹面時應加注意;同時摻加矽灰會提高混凝土的粘滯性和大幅度減少泌水,使抹面稍顯困難。

施工安全

  矽微粉混凝土施工安全应严格按照混凝土工程的有关国家施工规范进行操作,但因矽微粉较轻,严禁高空抛洒材料,防止硅灰飞扬。

産品的包裝、貯存與運輸

  1、本産品使用複膜塑料編織袋包裝。包裝規格爲:30千克/袋、25千克/袋、20千克/袋。
  2、本産品應在幹燥、避雨、遮陽的環境中存放。産品遇水結塊活性損失。禁止在陽光下長時間暴曬,以免包裝袋風化,産品外灑。
  3、本産品不屬危險品,運輸可按《非危險品規則》辦理。

分類

按級別劃分

  矽微粉可分为:普通矽微粉、电工级矽微粉、电子级矽微粉、熔融矽微粉、超细矽微粉、球形矽微粉。
  1、普通矽微粉
  主要用途用于環氧樹脂澆注料、灌封料、電焊條保護層、金屬鑄造、陶瓷、矽橡膠、塗料及其它化工行業。
  2、电工级矽微粉
  主要用途用于普通電器件的絕緣澆注,高壓電器的絕緣澆注,APG工藝注射料,環氧灌封料,高檔陶瓷釉料等。
  3、电子级矽微粉
  主要用途主要用于集成電路、電子元件的塑封料和包裝料。
  4、熔融矽微粉
  熔融石英微粉(WG)所用原料是天然石英經經高溫熔煉,冷卻後的非晶態SiO2,經多道工藝加工而成的微粉。該産品純度高,具有熱膨脹系數小,內應力低,高耐濕性,低放射性等優良特性。
  主要用途用于大規模及超大規模集成電路用塑封料,環氧澆注料,灌封料,及其它化工領域。
  5、超细矽微粉
  主要用途主要用于塗料,油漆,工程塑料,粘合劑,奎橡膠,精密鑄造高級陶瓷。
  6球型”矽微粉
  球粒矽微粉选用高品质石英原矿,经独特工艺加工而成的一种高强度、高硬度、惰性的球型颗粒,其主要成分SiO2含量99.6%以上,密度为2.65,莫氏硬度为7,细度在325目至5000目之间,白度在70-94之间,具有合理可控的粒度范围,外观为白色粉末状。
  高品質球粒矽微粉,具有极低的吸油率、混合粘度和摩擦系数。其独特的球粒结构,与其他棱角形石英粉(矽微粉)相比,粉体流动性好,粉体堆积形成的休止角小,因而在与有机高分子材料混合时分密实,增强机体的强度。易分散、混料均匀、可明显增加材料的流动性。
  主要用途用于塗料、環氧地坪、矽橡膠等,大幅度降低成本,顯著提高混合材料的加工工藝性能。

用途劃分

  矽微粉可划分为:油漆涂料用矽微粉、环氧地坪用矽微粉、橡胶用矽微粉、密封胶用矽微粉、.电子级和电工级塑封料用矽微粉、精密陶瓷用矽微粉
  1、油漆涂料用矽微粉
  目數:600-2500
  SiO2:>99.5%
  白度:70-94度之間
  硬度:7(莫氏硬度)
  吸油量、混合粘度低、分散性和流動性好,堆積形成的休止角小、耐摩擦。
  2、环氧地坪用矽微粉
  目數:600-1250
  SiO2:>99%
  白度:70-94度之間
  硬度:7(莫氏硬度)
  粘度低、流动性好、堆积性好、易压实,与环氧树脂类易结合。与传统矽微粉比较可节约环氧树脂用量。
  3、橡胶用矽微粉
  目數:1250-5000
  SiO2:>99.5%
  白度:>70-94
  硬度:7(莫氏硬度)
  (1.在耐磨橡膠制品中的應用
  耐磨橡胶制品包括橡胶板、管、带、辊,它要求混炼胶具有很好的渗透性和较强的粘结性,试验结果证明,填充矽微粉的混炼胶充分体现了胶料稀、渗透性好、分散性好、粘结性强等独特性能,有利于混炼胶在帆布上的擦涂和增强了胶片与帆布之间的粘着强度,制品的扯断强度、永久变形等机械性能均有明显改善,尤其增强了橡胶制品的耐磨性。
  (2.在矽橡膠制品中的應用
  極低的含水量,很好的絕緣性;最大粒度小于5μm,具有一定的補強性能。
  4、密封胶用矽微粉
  目數:1250
  SiO2:>99.5%
  白度:>80-94
  硬度:7(莫氏硬度)
  经处理后的矽微粉含水量小于0.1%,用于密封膠中可提高膠體的粘接強度、屈服值、剪切力稀釋指數。具有增稠、補強作用、抗撕裂、抗老化作用。
  5、电子级和电工级塑封料用矽微粉
  目數:600-5000
  SiO2:>99.5%
  白度:>90
  硬度:7(莫氏硬度)
  准球形矽微粉用于环氧树脂绝缘封装材料中,可大幅度增加填充量,降低混合材料体系的粘度,改善加工工艺性能,提高混合料的渗透能力,降低固化物的膨胀系数和固化过程的收缩率,减小热涨差。
  6、精密陶瓷用矽微粉
  目數:5000
  SiO2:>99.7%
  白度:>92
  硬度:7(莫氏硬度)

生産工藝劃分

  可以分为:结晶矽微粉熔融矽微粉方石英矽微粉活性矽微粉。
  1、结晶矽微粉
  结晶矽微粉是利用高品位的天然石英,通过独特的无铁研磨工艺生产加工而成,其色白、质纯。因其工艺成熟而具有稳定的物理、化学特性及合理、可控的粒度分布。结晶矽微粉可分为高纯度结晶矽微粉、电子级结晶矽微粉及一般填料级结晶矽微粉。结晶矽微粉使用范围。
  2、熔融矽微粉
  熔融矽微粉是选用优质的天然石英,通过独特处理工艺加工而形成的粉末,通过高温处理,其分子结构排列由有序排列转为无序排列。其色白,纯度较高并具有以下特性:极低的线膨胀系数;良好的电磁辐射性;耐化学腐蚀等稳定的化学特性;合理有序、可控的粒度分布。熔融矽微粉使用范围十分广泛。
  3、方石英矽微粉
  方石英矽微粉是选用优质天然石英,运用独特工艺特殊处理加工而成的粉末。经过高温煅烧后获得的高纯度硅石,通过快速冷却,可以稳定改变后的晶体结构,由于其稳定的化学性质,合理有序、可控的粒度分布。而被广泛的应用。
  4、活性矽微粉
  活性矽微粉通过其独特的工艺,采用硅烷等材料对矽微粉颗粒表面进行改性处理,增强了矽微粉的憎水性能,提高了混合料及填充系统的机械、电子和化学特性。对矽微粉颗粒表面处理主要是提高填充系统的性能。
 
 
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