Pó de silício (incluindo escala micrométrica e nanométrica) possui uma ampla gama de aplicações em diversos campos devido à sua alta atividade química, grande área superficial específica e propriedades semicondutoras. Por exemplo:

1. Indústria de Eletrônicos e Semicondutores
Circuitos integrados e chips: O pó de silício de alta pureza (acima de 99,999%) é uma matéria-prima para a fabricação de silício monocristalino e silício policristalino, usado em dispositivos semicondutores, CPUs, GPUs e outros chips.
Indústria fotovoltaica: O wafer de silício das células solares é processado a partir de pó de silício (como fatiamento de lingotes de silício cultivados pelo método CVD).
Materiais de embalagem eletrônica: O pó de nano silício é usado em adesivos condutores e enchimentos térmicos para melhorar a dissipação de calor e a condutividade dos componentes eletrônicos.

2. Novas energias e baterias

Material do eletrodo negativo para baterias de íons de lítio: O pó de nano silício substitui o eletrodo negativo de grafite tradicional, com uma capacidade teórica (4200 mAh/g) muito superior à do grafite (372 mAh/g), mas o problema de expansão precisa ser resolvido (como o uso de materiais compostos de silício e carbono).
Bateria de estado sólido: pó de silício é combinado com eletrólito sólido para melhorar a densidade de energia e a estabilidade do ciclo.

Então, quais são os métodos de produção de pó de silício ? De fato, existem vários métodos para preparar pó de silício, e diferentes processos são selecionados de acordo com a pureza, o tamanho das partículas e os requisitos da aplicação. Os seguintes são métodos de preparação comuns:

1. Método de britagem mecânica, seu princípio é processar materiais de silício em forma de bloco em pó por meio de britagem física, moagem de bolas ou britagem por fluxo de ar.
Processo: A primeira etapa é a britagem grosseira: utilizando um britador de mandíbulas para triturar os blocos de silício até a espessura de um milímetro. Em seguida, a moagem fina: utilizando um moinho de bolas ou moinho vibratório, adicionando gás inerte (como nitrogênio) para evitar a oxidação. Em seguida, a classificação: separando o pó de silício de diferentes tamanhos de partículas por meio de fluxo de ar ou peneiramento.

Sua característica é o baixo custo e a adequação à produção em larga escala. No entanto, a distribuição granulométrica é ampla (em micrômetros), o que pode introduzir impurezas.

2. Método de deposição química de vapor (CVD) , que funciona decompondo silano (SiH ₄) ou clorosilano (como SiCl ₄) em altas temperaturas para produzir partículas de silício.

Equação de reação:
SiH4ΔSi+2H2
SiCl4+2H2→Si+4HClSiCl4+2H2→Si+4HCl

Processo: Primeiramente, um gás de silício é introduzido no reator e aquecido a 800-1200 ℃. Em seguida, o tamanho das partículas é ajustado controlando a temperatura, a vazão do gás e a pressão.

Sua característica é a obtenção de alta pureza (acima de 99%) e tamanho de partícula nanométrico. No entanto, o custo é alto e pode ser utilizado em áreas de ponta, como eletrônica e energia fotovoltaica.

3. Método de redução de metais, seu princípio é reduzir o dióxido de silício (SiO ₂) com metais ativos como magnésio e alumínio.

Equação de reação (redução térmica do magnésio):
SiO2+2Mg→Si+2MgO

Processo de preparação: Primeiro, misture SiO ₂ e pó de magnésio e reaja em alta temperatura (650-800 ℃).
Em seguida, a lavagem ácida (HCl) é usada para remover o subproduto MgO.

Sua característica é o baixo custo, mas a pureza é afetada pelas matérias-primas. É necessária uma purificação adicional (como lavagem ácida, flotação).

4. Método de eletrólise, seu princípio é eletrolisar silicato fundido ou SiO ₂ e precipitar silício no cátodo.

Processo de preparação: SiO ₂ é usado como matéria-prima para reagir com ânodo de carbono em alta temperatura (>1400 ℃) para gerar Si.

O cátodo coleta o silício e o tritura até virar pó.

Suas características são alto consumo de energia e alta pureza (grau solar). É usado principalmente para produzir silício policristalino e processá-lo em pó.

Os métodos acima são os principais métodos de preparação do pó de silício, mas também existem outros métodos de preparação. SAT NANO é o melhor fornecedor de pó de silício na China, usamos o Método de deposição química de vapor (CVD) para produzir nanopó de silício de 50 nm e 100 nm. Caso tenha alguma dúvida, entre em contato conosco pelo e-mail admin@satnano.com