一种电弧快速制备亚纳米球形硅微粉的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107381584A(43)申请公布日2017.11.24(21)申请号201710527122.X(22)申请日2017.06.30(71)申请人苏州吉云新材料技术有限公司地址215412江苏省苏州市太仓市陆渡镇中市路东(72)发明人唐健江(74)专利代理机构苏州市方略专利代理事务所(普通合伙)32267代理人马广旭(51)Int.Cl.C01B33/18(2006.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种电弧快速制备亚纳米球形硅微粉的方法(57)摘要本发明公开了一种电弧快速制备亚纳米球形硅微粉的方法，包括硅粉研磨、筛分、反应、补集步骤。硅粉研磨用研磨液和研磨盘操作，研磨得的硅粉筛分一定粒度范围，硅粉进入电弧反应炉，抽真空，充氩气后快速升温，细硅粉熔融，打开炉口，通入常温补集系统补集。本发明工艺高效，制得的硅微粉亚纳米级粒度情况好，球形，且分布均匀，产品质量达到国内领先水平。CN107381584ACN107381584A权利要求书1/1页1.一种电弧快速制备亚纳米球形硅微粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）、硅粉研磨：选取高纯度硅粉，浸入研磨液，在研磨盘研磨3~5h，得到细硅粉，清洗；（2）、筛分：多级筛盘筛分细硅粉，选取20-300目的细硅粉，置入电弧反应炉中；（3）、反应：将电弧反应炉抽真空5~10Pa后充入氩气，压力0.13~0.21MPa，电弧反应炉通电，正电极和负电极中间形成电弧，快速升温至1450℃以上，细硅粉熔融，打开炉口，炉口通向常温补集系统；（4）、补集：熔融的硅粉在炉口附近形成硅微粉粉尘，常温补集系统中的引风装置将粉尘引入补集袋，蓄积得到高纯度、亚纳米球形硅微粉。2.根据权利要求1所述的一种电弧快速制备亚纳米球形硅微粉的方法，其特征在于，步骤（2）中，筛分的硅粉粒度范围为50-250目。3.根据权利要求1所述的一种电弧快速制备亚纳米球形硅微粉的方法，其特征在于，步骤（3）中，电弧快速升温达到的温度为1450~1465℃。4.根据权利要求1所述的一种电弧快速制备亚纳米球形硅微粉的方法，其特征在于，步骤（3）中，在电弧形成之前，在电弧反应炉中将细硅粉以电加热预热至450-600℃。5.根据权利要求1所述的一种电弧快速制备亚纳米球形硅微粉的方法，其特征在于，步骤（4）中，常温补集系统为仓顶布袋补集、静电补集、旋风补集等装置。2CN107381584A说明书1/3页一种电弧快速制备亚纳米球形硅微粉的方法技术领域[0001]本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种电弧快速制备亚纳米球形硅微粉的方法。背景技术[0002]用石英矿进行机械粉碎加工后就制成为硅微粉。它又分成：熔融硅微粉和结晶硅微粉。亚纳米级球形硅微粉是指：粒径在30～900nm之间。由于纳米（1～20nm）硅微粉（导体）与硅微粉（绝缘体）的表面物化性能完全不同，所以应用领域也不同。由于球形硅微粉不同于角粉形硅微粉，其流动性好，对物体表体损伤小，而且相对于更细的纳米硅微粉又具有价格成本优势。故亚纳米硅微粉广泛应用在塑封料、有机硅、涂料、油墨、高档塑料、修补料等领域。[0003]目前制备亚纳米球形硅微粉的方法有等离子体法、高温燃烧法、电弧法等方法。其中，电弧法是利用正负高压电放电时产生的电弧高温，在电弧高温区间通过角形硅微粉，使其在瞬间熔融形成球形粉。目前这些方法仍在改进中，球形度和粒径分布是最重要也是颇难以革命的性能指标，电弧法工艺较为简便，因此作为改进的目标以提升硅微粉质量。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种电弧快速制备亚纳米球形硅微粉的方法，以改进工艺，使之能够简单高效，并能增强硅微粉的球形度和粒径窄化，以克服现有技术中存在的问题。[0005]为了实现以上目的，本发明的技术方案是：一种电弧快速制备亚纳米球形硅微粉的方法，包括以下步骤：（1）、硅粉研磨：选取高纯度硅粉，浸入研磨液，在研磨盘研磨3~5h，得到细硅粉，清洗；（2）、筛分：多级筛盘筛分细硅粉，选取20-300目的细硅粉，置入电弧反应炉中；（3）、反应：将电弧反应炉抽真空3~10Pa后充入氩气，压力0.13~0.21MPa，电弧反应炉通电，正电极和负电极中间形成电弧，快速升温至1450℃以上，细硅粉熔融，打开炉口，炉口通向常温补集系统；（4）、补集：熔融的硅粉在炉口附近形成硅微粉粉尘，常温补集系统中的引风装置将粉尘引入补集袋，蓄积得到高纯度、亚纳米球形硅微粉。[0006]作为优选，步骤（2）中，筛分的硅粉粒度范围为50-250目。[0007]作为优选，步骤（3）中，电弧快速升温达到的温度为1450~1465℃。[0008]作为优选，在电弧形成之前，在电弧反