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        二氧化硅微球可用于薄膜材料

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        二氧化硅微球可用于薄膜材料

        发布日期:2017-12-07 00:00 来源:http://akkasmedia.com 点击:

              通常,大家都认为二氧化硅空心微球是做填料,它主要是一个辅助的原料。一般用量不会特别大。今天给大家絮叨絮叨,其实二氧化硅的用途真的不小,作用也是无可取代的哦!

              随着网络化和信息化的不断发展,以集成电路为代表的微电子技术和微电子产业是现代信息产业和信息社会的基础,是改造和提升传统产业的核心技术。而集成电路行业则会受到电子封装技术的制约。据有效数据统计:全球集成电路封装中的97%采用EMC(环氧塑料封装)作为外壳材料,而其中的70%~90%为二氧化硅微球粉当今集成电路芯片的特征尺寸为20-130nm。250M集成度时,线宽约0.25微米;1G集成度时,线宽为0.18微米。集成度1M-4M时,环氧塑封料应部分使用球形硅微粉;集成度8M-16M时,则必须全部使用球形硅微球粉。可以肯定地说未来几年集成电路产业使用球形硅微粉代替普通角形硅微粉已是大势所趋。相对于单晶硅用于大规模集成电路不可替代,二氧化硅用于电子封装也是不可替代的。

        二氧化硅微球用于薄膜材料

        虽然大家都知道二氧化硅这个材料了,在进入正题前,小编还是给大家在稍微介绍一下它的基本性能。

        SiO2的特点

               热膨胀系数低,化学性能稳定,介电常数低,绝缘性能高,光学性能好,耐热性好,耐酸碱,硬度大。

        SiO2的性能

              SiO2折射率为1.47,传输波长范围从0.38~2.1微米,适用于紫外到红外各段波长的传输,带宽、损耗低、色散小。1.55 微米波长损耗<0.22dB/km,1.31微米波长损耗<0.34 dB/km。SiO2熔点1723℃,高温形变点1075℃以上,机械强度高。

               熔融SiO2:在近紫外、近红外、可见光波长段透光性好,其膨胀系数低至6*10-7/℃以上。

        球形SiO2

               球形SiO2微粉是一类用途极为广泛的高技术粉体材料。

        按用途分类

        (1)用于电子封装材料:包括环氧模塑料(EMC)和液体环氧封装料(FC—BGS/CSP);

        (2)化学机械抛光磨料(CMP);

        (3)用于高温多晶硅、投影仪及背投电视用液晶显示器(HTPS);

        (4)用于涂料、医药、化妆品等领域;

        (5)汽车轮胎等行业。

        下面我们就说道说道二氧化硅空心微球的重要应用的薄膜材料黑科技。

        应用聚酰亚胺薄膜的制备

              早在2011年中科院兰州化学物理研究所就提出可以使用二氧化硅微球来制备有序表面多空聚酰亚胺薄膜的简易方法。无需制备特殊模板、无需对反应条件进行精确控制;而且,可用于大规模制备有序多孔聚酰亚胺薄膜。二维/三维有序聚合物薄膜在催化剂、分离、光子晶体、纳米电子学、生物工艺、纳米结构材料合成等领域具有广阔应用前景。聚酰亚胺材料具有良好的介电、热、粘结、二维稳定性,主要用于航空和电子工业。

        应用于高分辨率增透膜的制备

               今年7月,美国科学家又提出了一项很美好的应用。大家都用在阳光下看手机或显示频很费劲的经历吧?这些晃眼的亮光的确让人无比心烦。事实上,强光可视性(Sunlight Readability)是评价显示设备,尤其是移动显示设备的一项重要指标。通常,手机会自动提高显示亮度来解决这一问题,但与之而来的却是耗电量的剧增。而增透膜或者说减反膜(Anti-reflection Film)则可以通过减少表面反射来显著增强设备的强光可视性。当然了,防反射和防眩光涂层并不新鲜,但多数都存在这样那样的问题,它们要么会降低光线透射率,要么会反射特定波长的光,要么容易损坏,要么昂贵。而美国和台湾地区的工程师提出了一种新的增透膜,通过离心二氧化硅微球容易获得,现在的就说由于尺寸,只能用于高分辨率和高精度的仪器上,而手机和显示频的应用还需要进一步研究。但是也是一个很NB的发现了。

        应用于自然降温的薄膜的制备

              大家夏天待在空调屋里,凉快是凉快了,但是是不是很不舒服?而且由于空调的普及带来的环境问题也日益严重。而这项降温黑科技绝了。

              美国科罗拉多大学博德分校的杨荣贵教授和尹晓波教授的团队,研制出一种复合型材料,用这种材料制成的薄膜,能够将建筑物内的热量以辐射的形式发射到太空,以超低成本和零污染形式实现建筑物的温度控制。目前这款由复合材料制成的薄膜已经能够量产,如果能推广到全球,每年至少可以省下近 1 亿千瓦时的电量,对控制温室效应和全球变暖趋势将更有效果。

        二氧化硅微球用于薄膜材料

               这种复合型材料是由许多直径在 8 微米左右的二氧化硅微球随机地镶嵌在聚甲基戊烯中制成的 50 微米厚的薄膜,可以以红外电磁波的形式向外辐射能量从而达到制冷的效果。从结构上看,这种材料类似于在一层塑料之间不规则的嵌入了很多玻璃球(二氧化硅)。

              这种材料的降温原理是,其本身能够发射频道是 8-14 微米波长段,这个波长段发射的能量几乎不被大气层通过反射、吸收和散射等方式「转换消化」掉,而是直接穿过大气层,进入外太空。可以这么理解,这种材料就是在地球的室温环境和外太空的极冷环境间搭设了一个能量输送通道。

              在这种薄膜的一面镀上一层金属如铝或者银,则可以实现高达 96% 的太阳能反射率,进一步提高制冷效果。实验显示,这种材料在中午阳光直射下具有最高可达 93W/平米的辐射制冷功率,可让与它接触的物体降温 10-16 ℃。

              更重要的是,这样一个充满黑科技的复合型材料,制造成本只有每平米 0.5 美元,并且能够实现大规模生产。简言之,能够快速在全球进行推广。

              根据学者统计,全球使用的空调每年合计消耗约 1 万亿千瓦时(kWh)的电量,是非洲大陆总能耗的 2 倍以上,到 2050 年可能会增加到 10 倍。据联合国环境规划署报告,建筑排放占全球年温室气体排放的 30%。在美国,商业和工业建筑的温室气体排放量占了总量的 45%。

        二氧化硅微球用于薄膜材料

        杨荣贵教授(右一)及团队 图|网络

              美国的另一组研究数据则表明,美国如果能减少 10% 的建筑物排放,就相当于减少 4900 万行驶车辆的排放量,请注意,整个上海的汽车保有量,才不过 330 万辆。

              对于杨、尹两位教授研发的辐射降温材料,目前还没有看到大规模使用的案例。不过,按照其宣传的材料的特性,在降低建筑能耗,尤其是降温空调方面有特别功效。单纯从数字角度来看,如果进行大规模部署,能够节省大量能耗并减少温室气体排放,在控制地球气候恶化上,可能要比电动车的普及更有效。

              有没有感慨一下,这个普遍被认为是辅助材料的二氧化硅微球粉也是那么的重要。其实在我们的材料制备中,结合二氧化硅的性能,微球的特殊性质,在新材料的研究中使用二氧化硅空心微球或许能收获不一样的结果。

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