硅微粉，造個球有什么難的？

球形硅微粉是指通過特定工藝將天然石英或合成二氧化硅加工為球形或類球形的微米級粉體材料，其核心特征為低比表面積、高流動性與優異的介電性能。從性能優勢來看，相較于不規則的角形硅微粉，球形硅微粉的球形形貌可大幅降低樹脂體系的粘度，提升填料的填充率，同時具備更低的熱膨脹系數與良好的絕緣性，能有效適配高端電子封裝材料的嚴苛要求。

球形硅微粉主流制備技術

當前國內制備球形硅微粉的主流技術有火焰熔融法、等離子體法、化學合成法、VMC法（爆燃法）等。

火焰熔融法：該技術是將破碎后的石英粉體送入高溫火焰（溫度可達1600℃以上），粉體顆粒在高溫下熔融并在表面張力作用下收縮為球形。此方法工藝成熟、產能較高，是目前工業化量產球形硅微粉的核心技術，適用于制備中高端電子級產品。

火焰法制備球形硅微粉

等離子體法是一種利用等離子體的高能量來處理材料的技術。在球形硅微粉的制備中，將經過超細磨和化學除雜處理的硅微粉置于等離子體反應器中，硅微粉由等離子炬的高溫區快速熔化后，在表面張力的作用下形成球形液滴，經快速冷卻后形成球形顆粒。這種方法可以實現硅微粉的純化和球形化，能夠對球形度進行控制，同時減少化學試劑的使用，具有污染小、效率高、流程短、易于控制的優勢，是一種綠色、高效的制備技術，但初次投入成本較大。

化學合成法：通過溶膠-凝膠、氣相沉積等化學手段制備球形硅微粉。采用化學法制備的球形硅微粉的純度高，粒徑均勻可控，但溶膠-凝膠法和化學沉淀法等化學法制得的球形硅微粉易出現團聚現象。此外，化學法用到的原料尤其是普遍使用的表面活性劑的價格較貴，極大增加了生產成本，且存在有機雜質清除困難、工藝流程復雜、制備條件要求高以及對設備要求高的問題，因此，化學法制備球形硅微粉要實現工業化生產，還有很長一段路要走。

化學合成法球硅制備技術 圖源：錦藝新材招股說明書

VMC法（爆燃法）：由于火焰熔融球硅屬于天然礦物粉體熔融球化，因此在純度和粒徑分布方面存在一定限制，少數國外領先企業采用VMC制備方法，即通過金屬硅粉直接與氧氣反應，從而制備純度較高、粒度小、粒徑分布相對可控的二氧化硅微球。VMC法采用金屬硅粉制備出的亞微米級球形二氧化硅微粉具有表面光滑、無定型含量高等特點，然而使用的原料金屬硅容易形成粉塵爆燃，生產過程中存在較大的安全隱患。

球形度影響因素：多環節“精準把控”

原料特性，原料粉體的粒徑分布與純度直接影響最終產品的球形度，若原料中存在大顆粒雜質或粒徑跨度較大的粉體，易在熔融過程中出現顆粒粘連、變形等問題，導致球形度下降；高純度石英原料可減少雜質在高溫下的異常相變，保障球形顆粒的完整性。其次是溫度與停留時間，以火焰熔融法為例，火焰溫度不足會導致粉體熔融不充分，顆粒無法完全收縮為球形；而溫度過高或停留時間過長，則可能引發顆粒過度燒結、粒徑變大甚至出現空心結構，均會降低球形度。此外，粉體的進料速度與氣流場分布也至關重要，進料過快會使粉體顆粒無法充分接觸高溫區，進料過慢則易造成顆粒聚集；氣流場紊亂會破壞顆粒的自由沉降與收縮過程，引發顆粒碰撞變形。

球形硅微粉的球形度是衡量其品質的核心指標，其形成與優化受多重因素制約。首先是

向“更完美”的方向突破

化學法工藝優化

針對化學法存在的團聚嚴重、難量產等問題，需從三方面推進優化：一是改良顆粒表面修飾技術，降低顆粒團聚概率，同時提升表面光潔度；二是簡化工藝流程、降低制備條件門檻，增強工藝的規模化適配性；三是建立穩定的質量控制體系，確保批量生產時球化率、分散度等核心指標的一致性。

物理法工藝優化

物理法雖具備流程簡單、易規模化的優勢，但存在高溫生產對設備要求高、依賴天然石英礦源導致生產不可持續的弊端。對此，一方面需研發耐高溫、高耐用性的生產設備，降低設備投入與后期維護成本，提升工藝穩定性；另一方面要拓展原料來源，開發非天然石英替代原料的適配工藝，突破礦源限制，構建可持續的原料供應與生產體系。

綠色化工藝升級

隨著環保要求的不斷提升，生產過程的環境影響與可持續性成為行業發展關鍵。需重點推進三方面升級：一是引入低碳節能生產工序，減少高溫環節的能耗與污染物排放；二是構建閉環生產體系，實現生產廢料的回收再利用，提升資源利用率；三是同步建立環境友好型工藝標準與評估體系，推動整個球形硅微粉制備行業向綠色可持續方向轉型。

結語

作為電子信息與新能源產業的核心基礎材料，球形硅微粉憑借獨特的性能優勢，在半導體封裝、高端覆銅板等領域的地位愈發關鍵。但其制備環節仍面臨球形度把控、工藝成本、規模化量產及綠色化生產等多重挑戰。
未來，隨著工藝優化技術的持續突破、綠色生產體系的逐步構建，以及非天然礦源等原料路徑的拓展，球形硅微粉將進一步彌補技術短板，實現品質與產能的雙重躍升。這不僅能破解行業“球而不得”的技術困局，更將為下游高端制造業的升級筑牢材料根基，助力相關產業在關鍵材料領域實現自主可控與高質量發展。

參考來源：

沈王強等.球形硅微粉的制備與表面改性技術研究進展

李培錕等.超細球形硅微粉的制備與性能表征

張存君.球形硅微粉的制備與應用

李勇等.球形硅微粉制備方法與應用研究

中國粉體網《“球”而不得的這種硅微粉，國內外都撓破了頭!》

中國粉體網《球形硅微粉產業化的三種技術路徑，后兩種我們所知甚少》

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