Силицијум диоксид СиО2често има одлучујући утицај на перформансе система, било да се ради о силиконској гуми, танким филмовима или електронским материјалима за паковање.
Иако је хемијска формула СиО2, његова морфологија и вредност у великој мери варирају због различитих производних процеса. Уобичајене у инжењерству укључују:
1. Гасни прах силицијум диоксида
Како је дошло до тога: Силицијум халогениди (као што је силицијум тетрахлорид) сагоревају на преко 1000 степени Целзијуса у пламену водоника са кисеоником.
Микроскопска морфологија: Изузетно пахуљасте, не округле куглице, већ флокулантне супстанце повезане као гране дрвета (тродимензионалне ланчане гране), са огромном специфичном површином.
Карактеристике: Изузетно лаган, изузетно фин (нанометарски ниво), изузетно лак за летење, висока цена
Основна карактеристика: Доминантна структура пунила
2. Преципитатион силиц
Извор: Натријум силикат (водено стакло) и киселина пролазе кроз хемијску реакцију и таложе се у воденом раствору
Карактеристике: Ниска цена, јака прилагодљивост
Основна карактеристика: исплативо функционално пунило
3. Сферни фузионисани микро прах од силицијум диоксида (који се широко користи у индустрији полупроводника)
Извор: Топљење кварцног праха високе чистоће кроз пламен високе температуре, користећи површински напон да га трансформише у савршену сферу, а затим га охлади
Карактеристике: Одлична флуидност, изузетно низак коефицијент топлотног ширења (ЦТЕ) и изузетно застрашујућа електрична изолација.
Основна карактеристика: морфолошки вођени хигх-енд пунило
Разлика између силицијум диоксида у гасној фази и исталоженог силицијум диоксида у смислу примене лежи у њиховим различитим механизмима за регулисање перформанси система: силицијум диоксид у гасној фази се истиче у конструисању интелигентних тродимензионалних мрежних структура за постизање реолошке контроле као што су згушњавање и тиксотропија; Метода преципитације силицијум диоксида се фокусира на обезбеђивање функционалних пунила као што су ојачање и подршка кроз његову порозну структуру и површинску активност.
У наставку сам упоредио њихове кључне податке о перформансама у различитим пољима примене, надајући се да ћу интуитивније показати њихове предности.
| Апликација | упоредни ефекат |
Силицијум диоксид у гасној фази |
Таложени силицијум |
| Ојачање од силиконске гуме |
Ефекат појачања |
Изузетно јак, може повећати снагу силиконске гуме за 5-10 пута |
Ефекат ојачања је добар, али обично нижи него код производа у гасној фази |
| Реолошка контрола премаза |
Задебљање и тиксотропија |
Одлично, уз додатак од 2%, ниски вискозитет смицања може порасти од 460 цП до 12600 цП, а вредност тиксотропије може достићи и до 4,53 |
Има ефекат згушњавања, али су његова тиксотропија и својства против опадања обично инфериорнија у односу на методе гасне фазе |
| Гуме и гума |
отпор котрљања |
Одличне перформансе ојачања |
Значајно смањен, индекс отпора котрљања гума помоћу методе седиментације високих перформанси може се смањити за 20-30% у поређењу са обичном чађом |
|
|
отпорност на хабање |
Може значајно побољшати отпорност на хабање |
Значајно побољшан, може смањити стопу хабања гума за 15-20% |
|
|
Мотланд грип |
Може значајно побољшати приањање на мочвару |
Ефикасно побољшање, може повећати приањање на мочвару за више од 9% |
| Специјалне функционалне апликације |
Носач од течности до праха |
Изузетно висок капацитет ношења уља, способан да адсорбује течне лекове до 1,5 пута веће од сопствене тежине, са бољом течљивошћу праха и својствима пуњења |
Капацитет пуњења уља је релативно низак, а проточност очврслог праха није тако добра као код методе гасне фазе |
|
|
Средство за трење пасте за зубе |
Веома ретко се користи |
Основна примена, са умереном вредношћу трења РДА (100-150) и апсорпцијом воде (>50мл/20г), може ефикасно очистити зубе без оштећења глеђи |
Разлике у овим подацима одређене су различитим „позадинама“ два материјала:
Гасни силицијум је „мајстор реологије“: његова примарна величина честица је изузетно мала (у нанометарском опсегу), чистоћа је изузетно висока, а својства површине омогућавају му да брзо формира снажну мрежу водоничних веза у неполарним системима. Стога, у сценаријима који захтевају прецизну контролу понашања течности, као што су врхунска боја против опадања, против таложења лепка, ојачање силиконском гумом, итд., То је незаменљив избор.
Метода преципитације силицијум је „краљ функционалних пунила“: има висок однос трошкова (око 1/5 до 1/3 цене методе гасне фазе), а прилагођавањем процеса синтезе, његова специфична површина, вредност апсорпције уља, величина пора и други параметри могу се флексибилно мењати како би се задовољиле различите потребе. Стога, у расутим индустријским производима осетљивим на трошкове и разноврсном потражњом као што су гуме, ђонови за ципеле, пасте за зубе, храна за животиње, итд., заузима преко 90% тржишног удела.