有机硅导热材料的研究进展

介绍了有机硅导热材料的主要类型,包括导热硅脂、有机硅导热灌封胶、导热硅凝胶和有机硅导热垫片,综述了提升其导热性能和综合性能的研究进展,并展望了有机硅导热材料未来的发展方向。

2023年国内有机硅进展

根据公开发表的文献和资料,主要从有机硅甲基单体产能与产量、初级形状聚硅氧烷的进出口情况、有机硅上市企业的营收情况、有机硅新增和在建项目情况、有机硅政策等方面,总结了2023年国内有机硅行业的进展情况。此外,还介绍了有机硅的研发概况(包括企业研发投入、企业自研项目及国内有机硅的研发重点)。

低膨胀高流平性加成型有机硅灌封胶的研制

以端乙烯基硅油和含氢硅油为主要原料、硅微粉为填料,制得低膨胀高流平性加成型有机硅灌封胶,研究了乙烯基硅油搭配、填料改性剂用量、填料形态及用量搭配对有机硅灌封胶性能的影响。结果表明,有机硅灌封胶的较佳配方为双端与单端乙烯基硅油质量比0.6:0.4,十二烷基三甲氧基硅烷用量为填料质量的1.5%,填料采用15μm球形硅微粉、15μm普通硅微粉与40μm普通硅微粉按质量比20:25:25复配,此时制得的有机硅灌封胶黏度为1800mPa·s,邵氏A硬度为25,密度为1.6g/cm^(3),流平性为21.8cm,线性膨胀系数为115×10^(-6)/K,拉伸强度为1.7MPa,热导率为0.84W/(m·K),体积电阻率为1×10^(14)Ω·cm。

铝合金表面氟硅烷改性纳米二氧化硅超疏水耐蚀涂层的制备和表征

目的制备得到具有超疏水特性的聚氨酯涂层。方法以羟基丙烯酸树脂1198、固化剂N75-脂肪族聚异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯缩二脲)、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(PFOTES)和二氧化硅(SiO_(2))纳米颗粒为材料,采用简单的喷涂技术制备了一种耐用的铝合金表面超疏水涂层。首先制备了用于构筑超疏水涂层微纳结构的低表面能二氧化硅纳米颗粒(SiO_(2)-PFOTES)。通过扫描电镜、透射电子显微镜、红外光谱仪、热重分析仪和表面分析手段对其微观结构和化学成分进行表征。将SiO_(2)-PFOTES分散后加入1198树脂中,再加入N75固化剂获得铝合金表面超疏水涂层。采用接触角测量仪对材料表面润湿性进行测试。同时,对SiO_(2)-PFOTES/聚氨酯(PU)涂层进行紫外线老化、盐雾试验测试。结果当SiO_(2)-PFOTES与PU质量比为1∶4时,所制备的超疏水涂层的水接触角为154°,滑动角小于5°。SiO_(2)-PFOTES微纳结构层可在复合涂层表面形成明显的乳突状微纳结构,从而使涂层实现超疏水特性。此外,该涂层可有效排斥复杂混合物或有机液体,如牛奶、菜籽油和染料等。经过紫外线老化、盐雾试验,20 d后涂层仍具有优异的稳定性和超疏水性。结论以PFOTES为改性剂,以SiO_(2)纳米颗粒为填料构筑粗糙表面,在铝合金表面成功制备了具有稳定性的耐蚀超疏水复合涂层。

惰性碳源对两步反应烧结碳化硅陶瓷组织和性能的影响

两步反应烧结可以降低反应烧结碳化硅中的残余硅含量,采用纳米炭黑为活性碳源,过量碳微球和金刚石分别为惰性碳源,通过两步反应烧结制备了碳化硅陶瓷,分析比较了两种惰性碳源的反应率,以及对碳化硅陶瓷力学性能和热学性能的影响。结果表明,在碳密度和烧结工艺条件相同的情况下,金刚石的反应率低于碳微球,制备的烧结体中残余硅较多。在1550℃保温6 h条件下,使用高硬度的金刚石为惰性碳源制备的碳化硅的显微硬度达(2488±133)HV,高于使用碳微球制备的碳化硅。但是由于使用金刚石为惰性碳源制备的烧结体中低导热的残余硅较多,导致使用金刚石制备碳化硅的导热系数较低,在1550℃保温6 h条件下为115 W·m-1·K-1,低于碳微球使用的碳微球。

LED封装用高折光有机硅树脂的制备及性能研究

通过水解缩聚法,以二苯基二甲氧基硅氧烷(DMDPS)、甲基苯基二甲氧基硅烷(MPDMS)、1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷(D_(4)^(H))、四甲基二硅氧烷(D2H)、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基环四硅氧烷(D4^(Vi))和二乙烯基四甲基二硅氧烷(D2^(Vi))为原料,制备了含氢苯基硅树脂(HPS)和乙烯基苯基硅树脂(VPS)。将二者进行复配,并经高温固化后得到封装材料VHPMS。探讨不同复配比例对封装材料透光性、热稳定性、拉伸强度、耐老化性和疏水性的影响。结果表明:当含氢苯基硅树脂与乙烯基苯基硅树脂的质量比为3∶5时,制得的VHPMS整体性能最优。其在可见光范围的透光率大于98%,折光指数可达1.5436,邵A硬度为84且疏水角为121°,热稳定好,黏附性强,经红墨水渗透实验和耐老化测试前后基本无变化。

杉木木材表面原位构筑坚固的疏水聚硅氮烷涂层

以杉木(Cunninghamia lanceolata)木材为研究对象,将木材裁切为20 mm×20 mm×12 mm(径向×弦向×纵向)的样品;以有机聚硅氮烷(OPSZ)、正己烷为试剂,按照质量比m(有机聚硅氮烷)∶m(正己烷)分别为1∶3、1∶5、1∶7、1∶9、1∶11的比例配制改性液;采用浸渍法将木材样品分别浸入不同比例的改性液中,常温(25℃)常压放置2 h后,将样品转移至烘箱中120℃热处理5 h,木材表面有机聚硅氮烷涂层固化,制得有机聚硅氮烷改性木材样品;应用相关仪器、参照国家相关标准及试验设计的方法,测定改性前后木材表面形貌与结构、木材表面化学成分与官能团变化、木材疏水性能与防水性能、涂层硬度、涂层机械稳定性、木材抗污性能、木材热稳定性,分析有机聚硅氮烷涂层的性能及其对木材保护的作用。结果表明:(1)采用扫描电镜观察改性前后木材的表面形貌,与未改性木材相比,经过有机聚硅氮烷改性的木材表面覆盖了一层较为致密的涂层。(2)采用傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪对改性前后木材表面官能团和木材表面元素的变化分析表明,改性后木材表面引入了稳定性好的有机硅骨架以及疏水的甲基;有机聚硅氮烷显著提高了木材的疏水性和防水性能,木材的水接触角从72.0°增大至119.3°,24 h吸水率从79.00%显著下降至25.38%。(3)改性后木材对牛奶、咖啡、橙汁、可乐等常见污染物,具有良好的抗污性。(4)改性后,木材表面有机聚硅氮烷涂层的铅笔硬度达到6 H,并且能够经受长时间的机械摩擦,表明其具有优异的机械稳定性。(5)热质量分析表明,有机聚硅氮烷显著提升了木材的热稳定性。(6)综合试验结果,有机聚硅氮烷涂层具有良好的防水性、耐机械摩擦、热稳定性,可在严苛环境时的木材保护中应用。

熔融制样-X射线荧光光谱法测定铁矿石中铁、硅、铝

铁矿石组分的构成和占比极其复杂,其中铁、硅和铝作为主要组分,其含量对于研究铁矿石的性质占据重要地位,并且对于其他金属和非金属元素的准确测定具有重要的影响,因而准确测定铁矿石中的铁、硅和铝的含量具有重要的科学意义。使用熔融制样技术,利用高温灼烧法去除铁矿石中氟、氯、硫以及碳,采用X射线荧光光谱法建立标准曲线对铁矿石中的铁、硅和铝量进行定量分析。通过考察最佳称样比例、脱模剂用量、熔融温度和熔融时间等条件,实验表明,称样比例为1∶8,用5滴脱模剂用量,在1150℃下熔融10 min的样品质地均匀、完整透明、光滑无气泡。对铁矿石国家一级标准标准物质GBW07822、GBW07824、GBW07827分别进行8次平行测定,计算铁、硅和铝量测定结果,其正确度(RE)为0.15%~1.4%,精密度为(RSD,n=8)0.080%~1.6%,两项结果均符合DZ/T 0130-2006《地质矿产实验室测试质量管理规范》。方法用于铁矿石中铁、硅和铝量的测定结果准确可靠。

硅泥在锂离子电池中的应用研究进展

光伏切割硅废料——硅泥,因其低成本、二维片状结构和高比容量(4200 mAh·g^(-1))的优势成为300 Wh·kg^(-1)以上高能量密度储能电池核心硅碳负极材料的理想原料之一。然而,硅泥存在成分复杂、粒径较大、导电性差、稳定性低和电化学性能差的问题,需要进行系统改性处理。本文综述了硅泥在锂离子电池中的应用研究进展。首先,分析了硅泥中金属杂质和非金属杂质对电池性能的重要影响。其中金属杂质可通过磁选和酸洗去除,非金属杂质可通过液-液萃取和热处理去除。其次,详细阐述了纯化后硅泥的原始性能和改性方法。通过硅泥纳米化可以抑制其膨胀,其中包括研磨、刻蚀、电热冲击和合金-脱合金等方式;通过直接元素掺杂硅和掺杂硅表面碳层来提高导电性;通过构建惰性层、导电层和一定作用的官能团等表面改性提高稳定性;还可以通过硅碳复合获得稳固的机械支撑和保护。最后,提出了基于硅泥为原料的硅基负极面临的挑战和研发方向,展望了未来发展前景,旨在为硅泥变废为宝提供参考,推动高能量密度锂离子电池快速发展。

液态硅肥对‘92-58’苹果果实的影响

本试验通过对‘92-58’苹果生长期根部灌施液态硅肥,测定其果实的横纵径、单果质量、果实硬度等指标,并品尝果实口感,研究液态硅肥对苹果果实的影响。结果表明,施用硅肥后的‘92-58’苹果平均单果重增加了69.6g,果实硅含量增加0.36mg/kg,而且口感风味佳。

基于分子动力学的硅晶圆均匀减薄磨削研究

超精密减薄磨削加工是半导体硅晶圆制造的关键工艺环节之一。然而,亚表面裂纹、残余应力和微结构的晶格畸变是减薄磨削产生的主要损伤缺陷。通过硅晶圆的减薄磨削,研究等效应变和残余应力的分布,评价磨削损伤。首先,分别建立球形和三棱锥单颗粒金刚石磨削硅晶圆的分子动力学模拟模型,应用Lammps模拟软件,设计硅晶圆转速、砂轮转速、磨削量为工艺参数,模拟硅晶圆减薄磨削。其次,获得硅晶圆表面的应变、等效应变分布数据。将磨削时硅晶格上原子发生形变相对位移值作为损伤评价目标,计算损伤值。在此基础上,在φ300 mm硅晶圆磨削后样品上的7个位置上,分别进行10 mm×10 mm×0.3 mm的取样,应用Roman光谱仪,测试、获得每个取样点处的平均残余应力。进一步,通过硅晶圆磨削的模拟和试验测试,获得了不同位置各X、Y、Z方向应变、等效应变和残余应力的分布,结果显示硅晶圆表面的等效应变相差8.1%,残余应力相差9%。最终,表明该磨削的等效应变、残余应力分布均匀,工艺参数合理、可行,可为硅晶圆的超精密、高效减薄磨削加工提供理论依据。

某低品位铅锌硫化矿浮选提质降硅流程优化试验研究

某矿石中有价元素主要为Pb和Zn,含量分别为0.69%和3.70%,铅主要以方铅矿的形式存在,分布率约87%,锌主要以硫化锌形式存在,分布率约为88%,矿石属于低品位铅锌硫化矿。生产过程中,选矿厂采用“优先浮选铅-选铅尾矿浮选锌”的一段磨矿工艺流程,长期存在锌精矿产品含SiO_(2)高于10%的问题,严重影响选矿厂经济效益。为解决这一难题,在矿石工艺矿物学研究的基础上,模拟现场工艺流程得到锌精矿产品,并通过工艺矿物学研究查明了现场工艺流程条件下锌精矿产品含SiO_(2)偏高的原因,最后开展了流程优化试验研究。MLA分析结果表明,锌精矿含SiO_(2)高的原因主要是+0.074 mm粒级的石英和闪锌矿连生体进入锌精矿,从而影响锌精矿品质,需进行细磨进一步提高石英和闪锌矿的单体解离度;提出采用锌粗精矿再磨再选的“阶段磨矿、阶段选别”工艺进行流程优化,通过将锌粗精矿再磨至-0.045 mm占80%实现锌精矿中闪锌矿和石英的有效解离,优化后浮选闭路试验得到铅精矿Pb品位55.23%、Pb回收率80.79%,锌精矿Zn品位54.11%、Zn回收率83.48%,相较未优化前现场工艺流程浮选指标,铅精矿Pb品位和回收率变化很小,但锌精矿Zn品位提高了3.20百分点,且锌精矿SiO_(2)含量降低了6.20百分点,提质降硅效果显著。研究结果为选矿厂提高经济效益提供了重要的技术支撑。

基于外源硅预处理的重量法测定碳化硅中SiC检测方法的优化研究与应用

为进一步优化碳化硅中SiC含量的检测,采用混合酸对外源硅进行预处理,而后直接重量法进行测定,以测得二氧化硅含量换算SiC的含量。方法研究了样品前处理方式、高氯酸用量、脱水次数及滤液回收等影响因素。按照本试验方法测定碳化硅样品中SiC含量,检测结果的相对偏差在-0.26%~0.13%之间,相对标准偏差在0.09%~0.39%之间,测定结果可靠,数据准确,具有良好的重复性和再现性。

基于Aspen Plus软件的γ-氯丙基三氯硅烷精馏塔模拟与优化

氯丙基三氯硅烷精馏塔是γ-氯丙基三氯硅烷生产装置中的关键设备,直接影响系统目标产品的合格率。三氯氢硅和3-氯丙烯在反应器内进行硅氢加成反应制备γ-氯丙基三氯硅烷,经分离后得到丙基三氯硅烷和γ-氯丙基三氯硅烷的混合物,在设定塔顶丙基三氯硅烷和塔底γ-氯丙基三氯硅烷目标质量分数均为0.99的前提条件下,采用Aspen Plus软件进行精馏塔简捷设计、精馏塔严格设计和灵敏度分析优化。结果表明:塔板数为15块,进料位置为第9块塔板,回流比为5.09,是满足精馏塔设定分离目标较适宜的工艺设计,同时也是能源消耗和设备投资较少的方案。

乙烯基POSS改性硅橡胶的制备及性能研究

以线形乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、含氢硅油和乙烯基笼型聚倍半硅氧烷(乙烯基POSS)为主要原料,通过硅氢加成反应制备了乙烯基POSS改性硅橡胶,研究了乙烯基POSS用量对改性硅橡胶性能的影响。结果表明,当乙烯基POSS用量为10份时,乙烯基POSS能在硅橡胶基体中均匀分散,所得乙烯基POSS改性硅橡胶相比于未改性硅橡胶具有更高的拉伸性能和热稳定性能,其拉伸强度为1.43MPa,断裂伸长率为487.5%,初始分解温度为357.8℃,最大质量损失速率温度为432.1℃;继续增加乙烯基POSS用量,乙烯基POSS则会在硅橡胶基体中出现“团聚”,导致拉伸性能和热稳定性能降低;乙烯基POSS对改性硅橡胶的热导率没有影响。

中国有机硅行业“十五五”规划启动会召开

2024年12月19日,中国有机硅行业“十五五”规划启动会在江西永修召开,标志着有机硅行业未来5年发展蓝图绘制工作正式拉开幕。此次规划编制工作的启动,是在我国氟硅材料产业发展迈人新阶段,面临全新机遇与挑战的关键时期展开的,旨在贯彻国家相关部门对于行业规划编制的要求,引领有机硅行业实现高质量发展。

金刚石与硅烧结制备金刚石碳化硅陶瓷基复合材料研究

为了提高金刚石材料的耐磨性和使用寿命,以Si_(3)N_(4)为基体材料,利用CVD生长的金刚石粉作为增强相制备了金刚石/碳化硅陶瓷基复合材料。对SiC/Ce-SiC/Si_(3)N_(4)陶瓷基复合材料的烧结过程进行研究,探讨烧结温度、保温时间等对其显微结构及力学性能的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,复合材料的致密度不断提高,当烧结温度为1000℃时,复合材料的致密度最高,达98.7%,烧结温度越高,SiC颗粒团聚现象越严重,且晶粒尺寸越小,在保温时间为20 min时,复合材料达到致密化状态,此时复合材料中含有较多的SiC颗粒。通过优化工艺参数可制备出具有优异性能的金刚石/碳化硅陶瓷基复合材料,满足航空航天领域的使用要求。

沧州大化高硅含量聚碳酸酯投料试车成功

日前,沧州大化集团有限责任公司20%硅含量共聚聚碳酸酯(PC)一次投料试车成功,成为继6%硅含量共聚PC、溴化PC等特种PC上市后的又一突破。硅共聚PC是在合成过程中嵌段了聚二甲基硅氧烷的共聚PC。通过引人有机硅基团,硅共聚PC的柔性、耐低温性、协效阻燃性、流动性等性能大幅改善。

填料对硅烷改性聚醚密封胶性能的影响研究

探讨了填料在硅烷改性聚醚密封胶中的应用,重点分析了不同种类填料复配对密封胶力学性能和施工性能的影响。通过优化单一填料用量并进行复配试验,系统评估了各填料组合对密封胶整体性能的贡献。结果表明,合理选择填料及其配比能够显著改善密封胶的综合性能。