Silikon dioksida SiO2selalunya memberi impak yang tegas terhadap prestasi sistem, sama ada getah silikon, filem nipis atau bahan pembungkusan elektronik.
Walaupun formula kimianya ialah SiO2, morfologi dan nilainya sangat berbeza disebabkan oleh proses pengeluaran yang berbeza. Yang biasa dalam kejuruteraan termasuk:
1. Serbuk silika gas
Bagaimana ia terhasil: Silikon halida (seperti silikon tetraklorida) dibakar pada suhu lebih 1000 darjah Celsius dalam nyalaan oksigen hidrogen.
Morfologi mikroskopik: Sangat gebu, bukan bola bulat, tetapi bahan flokulan bersambung bersama seperti dahan pokok (dahan rantai tiga dimensi), dengan luas permukaan khusus yang besar.
Ciri-ciri: Sangat ringan, sangat halus (paras nanometer), sangat mudah untuk terbang, harga tinggi
Ciri penting: Pengisi dominan struktur
2. Silika pemendakan
Sumber: Natrium silikat (gelas air) dan asid mengalami tindak balas kimia dan mendakan dalam larutan akueus
Ciri-ciri: Kos rendah, kebolehlarasan yang kuat
Ciri penting: Pengisi fungsi dipacu kos efektif
3. Serbuk mikro silika bercantum sfera (digunakan secara meluas dalam industri semikonduktor)
Sumber: Mencairkan serbuk kuarza ketulenan tinggi melalui nyalaan suhu tinggi, menggunakan tegangan permukaan untuk mengubahnya menjadi sfera yang sempurna, dan kemudian menyejukkannya
Ciri-ciri: Kecairan yang sangat baik, pekali pengembangan haba (CTE) yang sangat rendah, dan penebat elektrik yang sangat menakutkan.
Ciri penting: pengisi mewah dipacu morfologi
Perbezaan antara silika fasa gas dan silika termendak dari segi penggunaan terletak pada mekanisme berbeza mereka untuk mengawal prestasi sistem: silika fasa gas cemerlang dalam membina struktur rangkaian tiga dimensi pintar untuk mencapai kawalan reologi seperti penebalan dan thixotropy; Kaedah pemendakan silika memberi tumpuan kepada penyediaan pengisi berfungsi seperti tetulang dan sokongan melalui struktur berliang dan aktiviti permukaannya.
Di bawah, saya telah membandingkan data prestasi utama mereka dalam bidang aplikasi yang berbeza, dengan harapan dapat menunjukkan kelebihan masing-masing dengan lebih intuitif.
| Permohonan | kesan perbandingan |
Silika fasa gas |
Silika yang dimendakkan |
| Pengukuhan getah silikon |
Kesan pengukuhan |
Sangat kuat, boleh meningkatkan kekuatan getah silikon sebanyak 5-10 kali ganda |
Kesan tetulang adalah baik, tetapi biasanya lebih rendah daripada produk fasa gas |
| Kawalan reologi salutan |
Penebalan dan thixotropy |
Cemerlang, dengan penambahan 2%, kelikatan ricih rendah boleh melonjak dari 460 cP kepada 12600 cP, dan nilai thixotropy boleh mencapai sehingga 4.53 |
Ia mempunyai kesan penebalan, tetapi sifat thixotropy dan anti kendurnya biasanya lebih rendah daripada kaedah fasa gas |
| Tayar dan getah |
rintangan berguling |
Prestasi tetulang yang sangat baik |
Dikurangkan dengan ketara, indeks rintangan gelek tayar menggunakan kaedah pemendapan berprestasi tinggi boleh dikurangkan sebanyak 20-30% berbanding karbon hitam biasa |
|
|
rintangan haus |
Boleh meningkatkan rintangan haus dengan ketara |
Diperbaiki dengan ketara, boleh mengurangkan kadar haus tayar sebanyak 15-20% |
|
|
Cengkaman tanah lembap |
Boleh meningkatkan cengkaman Wetland dengan ketara |
Penambahbaikan yang berkesan, boleh meningkatkan cengkaman tanah lembap lebih daripada 9% |
| Aplikasi berfungsi khas |
Pembawa cecair kepada serbuk |
Kapasiti membawa minyak yang sangat tinggi, mampu menjerap ubat cecair sehingga 1.5 kali beratnya sendiri, dengan kebolehliran serbuk dan sifat pengisian yang lebih baik |
Kapasiti pemuatan minyak agak rendah, dan kebolehlilir serbuk pejal tidak sebaik kaedah fasa gas |
|
|
Ejen geseran ubat gigi |
Sangat jarang digunakan |
Aplikasi teras, dengan nilai geseran RDA sederhana (100-150) dan penyerapan air (>50ml/20g), boleh membersihkan gigi dengan berkesan tanpa merosakkan enamel |
Perbezaan dalam data ini ditentukan oleh "latar belakang" yang berbeza bagi dua bahan:
Silika gas ialah "master of rheology": saiz zarah utamanya sangat kecil (dalam julat nanometer), ketulenannya sangat tinggi, dan sifat permukaannya membolehkannya membentuk rangkaian ikatan hidrogen yang kuat dalam sistem bukan kutub dengan cepat. Oleh itu, dalam senario yang memerlukan kawalan tepat kelakuan bendalir, seperti anti kendur cat mewah, anti mendap pelekat, tetulang getah silikon, dan lain-lain, ia adalah pilihan yang tidak boleh diganti.
Silika kaedah pemendakan adalah "raja pengisi berfungsi": ia mempunyai nisbah prestasi kos yang tinggi (kira-kira 1/5 hingga 1/3 daripada kos kaedah fasa gas), dan dengan melaraskan proses sintesis, kawasan permukaan spesifiknya, nilai penyerapan minyak, saiz liang dan parameter lain boleh diubah secara fleksibel untuk memenuhi keperluan yang berbeza. Oleh itu, produk industri pukal permintaan yang sensitif kos dan pelbagai seperti tayar, tapak kasut, ubat gigi, suapan, dll., ia menduduki lebih 90% bahagian pasaran.