SiO2 SiO2thường có tác động quyết định đến hiệu suất của hệ thống, cho dù đó là cao su silicon, màng mỏng hay vật liệu đóng gói điện tử.
Mặc dù công thức hóa học là SiO2 nhưng hình thái và giá trị của nó rất khác nhau do các quy trình sản xuất khác nhau. Những cái phổ biến trong kỹ thuật bao gồm:
1. Bột silic dạng khí
Nó xảy ra như thế nào: Các halogenua silicon (chẳng hạn như silicon tetrachloride) bị đốt cháy ở nhiệt độ trên 1000 độ C trong ngọn lửa hydro oxy.
Hình thái vi mô: Cực kỳ mịn, không phải những quả bóng tròn mà là những chất kết bông kết nối với nhau như cành cây (nhánh chuỗi ba chiều), có diện tích bề mặt riêng rất lớn.
Đặc điểm: Cực nhẹ, cực mịn (cấp nanomet), cực dễ bay, giá cao
Tính năng cơ bản: Chất bổ sung chiếm ưu thế về cấu trúc
2. Lượng mưa silic
Nguồn: Natri silicat (thủy tinh nước) và axit trải qua phản ứng hóa học và kết tủa trong dung dịch nước
Tính năng: Chi phí thấp, khả năng điều chỉnh mạnh mẽ
Tính năng cần thiết: Chất độn chức năng định hướng hiệu quả về chi phí
3. Bột vi silic nung chảy hình cầu (được sử dụng rộng rãi trong ngành bán dẫn)
Nguồn: Làm tan chảy bột thạch anh có độ tinh khiết cao qua ngọn lửa nhiệt độ cao, tận dụng sức căng bề mặt để biến nó thành một quả cầu hoàn hảo, sau đó làm nguội nó
Đặc điểm: Tính lưu động tuyệt vời, hệ số giãn nở nhiệt (CTE) cực thấp và khả năng cách điện cực kỳ đáng sợ.
Tính năng cần thiết: chất độn cao cấp được điều khiển bởi hình thái
Sự khác biệt giữa silica pha khí và silica kết tủa về mặt ứng dụng nằm ở các cơ chế khác nhau để điều chỉnh hiệu suất hệ thống: silica pha khí vượt trội trong việc xây dựng các cấu trúc mạng ba chiều thông minh để đạt được sự kiểm soát lưu biến như độ dày và thixotropy; Phương pháp kết tủa silica tập trung vào việc cung cấp các chất độn chức năng như gia cố và hỗ trợ thông qua cấu trúc xốp và hoạt động bề mặt của nó.
Dưới đây, tôi đã so sánh dữ liệu hiệu suất chính của chúng trong các lĩnh vực ứng dụng khác nhau, hy vọng thể hiện được những lợi thế tương ứng của chúng một cách trực quan hơn.
| Ứng dụng | hiệu ứng so sánh |
silica pha khí |
kết tủa silic |
| Gia cố bằng cao su silicone |
Hiệu ứng tăng cường |
Cực kỳ chắc chắn, có thể tăng độ bền của cao su silicone lên gấp 5-10 lần |
Hiệu quả gia cố tốt nhưng thường thấp hơn so với các sản phẩm pha khí |
| Kiểm soát lưu biến của lớp phủ |
Làm dày và thixotropy |
Tuyệt vời, với việc bổ sung 2%, độ nhớt cắt thấp có thể tăng từ 460 cP lên 12600 cP và giá trị thixotropy có thể đạt tới 4,53 |
Nó có tác dụng làm đặc, nhưng đặc tính thixotropy và chống chảy xệ của nó thường kém hơn so với phương pháp pha khí. |
| Lốp và cao su |
lực cản lăn |
Hiệu suất gia cố tuyệt vời |
Giảm đáng kể, chỉ số lực cản lăn của lốp sử dụng phương pháp lắng cặn hiệu suất cao có thể giảm 20-30% so với than đen thông thường |
|
|
chống mài mòn |
Có thể cải thiện đáng kể khả năng chống mài mòn |
Cải thiện đáng kể, có thể giảm tỷ lệ mòn lốp từ 15-20% |
|
|
Độ bám đất ngập nước |
Có thể cải thiện đáng kể độ bám của vùng đất ngập nước |
Cải thiện hiệu quả, có thể tăng độ bám đất ngập nước lên hơn 9% |
| Ứng dụng chức năng đặc biệt |
Chất lỏng chuyển thành bột |
Khả năng mang dầu cực cao, có khả năng hấp phụ thuốc dạng lỏng gấp 1,5 lần trọng lượng của chính nó, khả năng chảy và làm đầy bột tốt hơn |
Khả năng nạp dầu tương đối thấp và khả năng chảy của bột đông đặc không tốt bằng phương pháp pha khí |
|
|
Chất ma sát kem đánh răng |
Rất hiếm khi được sử dụng |
Ứng dụng lõi, với giá trị ma sát RDA vừa phải (100-150) và khả năng hút nước (>50ml/20g), có thể làm sạch răng hiệu quả mà không làm hỏng men răng |
Sự khác biệt trong những dữ liệu này được xác định bởi "nền" khác nhau của hai vật liệu:
Silica khí là "bậc thầy về lưu biến học": kích thước hạt sơ cấp của nó cực kỳ nhỏ (trong phạm vi nanomet), độ tinh khiết cực cao và đặc tính bề mặt của nó cho phép nó nhanh chóng hình thành mạng lưới liên kết hydro mạnh trong các hệ thống không phân cực. Do đó, trong các tình huống yêu cầu kiểm soát chính xác hoạt động của chất lỏng, chẳng hạn như sơn cao cấp chống chảy xệ, chống bám dính, gia cố cao su silicon, v.v., đó là một lựa chọn không thể thay thế.
Phương pháp kết tủa silica là "vua của các chất độn chức năng": nó có tỷ lệ hiệu suất chi phí cao (khoảng 1/5 đến 1/3 chi phí của phương pháp pha khí) và bằng cách điều chỉnh quá trình tổng hợp, diện tích bề mặt cụ thể của nó, giá trị hấp thụ dầu, kích thước lỗ chân lông và các thông số khác có thể được thay đổi linh hoạt để đáp ứng các nhu cầu khác nhau. Do đó, trong các sản phẩm công nghiệp số lượng lớn có nhu cầu nhạy cảm về chi phí và đa dạng như lốp xe, đế giày, kem đánh răng, thức ăn chăn nuôi, v.v., nó chiếm trên 90% thị phần.
