Sol de sílice de alta pureza: la brecha tecnológica entre China y los países extranjeros y el camino hacia el avance de la localización

La sola de sílice de alta pureza es una solución coloidal formada por partículas de sílice a escala nano a escala dispersas en agua u solventes orgánicos. Se usa ampliamente en semiconductores, recubrimientos ópticos, fundición de precisión, portadores de catalizador y otros campos. Como material clave para la fabricación de alta gama, el nivel técnico de SOL de sílice de alta pureza está directamente relacionado con el rendimiento y la calidad de los productos posteriores. Sin embargo, en este campo, todavía existe una brecha tecnológica significativa entre China y los países extranjeros. Este artículo analizará profundamente las diferencias técnicas entre la SOL de sílice de alta pureza en el hogar y en el extranjero desde los aspectos de los indicadores técnicos, los procesos de producción y los campos de aplicaciones, y explorar la innovadora dirección de la localización.

El rendimiento de SOL de sílice de alta pureza se determina principalmente por los siguientes indicadores clave:

1. Pureza:El contenido de las impurezas metálicas (como Na⁺, K⁺, Fe³⁺, etc.) debe controlarse en el nivel PPB (piezas por billón).

2. Distribución del tamaño de partícula: El tamaño de partícula debe ser altamente uniforme, generalmente de 5-100 nm, y la desviación se controla dentro de ± 5%.

3. Estabilidad: La solución coloidal debe permanecer estable durante el almacenamiento y el transporte a largo plazo sin aglomeración o precipitación.

4. Contenido sólido: Cuanto mayor sea el contenido sólido, mayor es la eficiencia de la aplicación, generalmente del 10-50%. En estos indicadores, las empresas extranjeras (como Nissan Chemical of Japan, Grace of the United States, Evonik de Alemania, etc.) han logrado un control de precisión ultra alta, mientras que los productos domésticos aún tienen una cierta brecha en la pureza, la distribución del tamaño de partículas y la estabilidad.

1. Pureza de materia prima y control de impurezas
Tecnología extranjera: use tetracloruro de silicio de alta pureza (sicl₄) o ortosilicato de tetraetil (TEOS) como materias primas, y controle el contenido de impurezas de metales por debajo de 1PPB a través de la destilación de varias etapas y la tecnología de intercambio iónico. Estado doméstico: la pureza de las materias primas domésticas generalmente está en el nivel de 10ppb, y la tecnología de control de impurezas es relativamente atrasada, lo que resulta en un rendimiento inestable del producto final.

2. Proceso de preparación
Tecnología extraña: Método Sol-Gel: Prepare el sol de sílice con un tamaño de partícula uniforme controlando con precisión las condiciones de hidrólisis y reacción de policondensación. Método de intercambio iónico: use la resina de intercambio de iones para eliminar los iones de impurezas y mejorar la pureza del producto. Tecnología de modificación de la superficie: modifique la superficie de la partícula mediante un agente de acoplamiento de silano orgánico para mejorar la estabilidad coloidal.
Estado doméstico: la precisión del control del proceso del método Sol-gel es insuficiente, lo que resulta en una distribución desigual del tamaño de partícula. La eficiencia de la tecnología de intercambio iónico es baja y las impurezas no se eliminan por completo. La tecnología de modificación de la superficie aún no es madura, y la estabilidad del producto es pobre.

3. Equipo y nivel de automatización
Tecnología extranjera: se utilizan líneas de producción totalmente automatizadas, equipadas con sistemas de control de retroalimentación y monitoreo en línea para garantizar una calidad constante del producto.
Estado nacional: el grado de automatización de equipos es bajo, y el proceso de producción se basa en la operación manual, lo que resulta en grandes diferencias entre los lotes de productos.

4. Campos de aplicación
Tecnología extranjera: los productos se han utilizado ampliamente en campos de alta gama, como el líquido de pulido CMP de semiconductores, recubrimiento óptico, portador de catalizador, etc.
Estado nacional: los productos se concentran principalmente en los mercados de gama baja y media, como las industrias de fundición y recubrimiento de precisión, y los campos de alta gama dependen de las importaciones.

Aunque existe una brecha entre la tecnología SOL de sílice de alta pureza doméstica y los países extranjeros, se han realizado una serie de avances en los últimos años con el apoyo de las políticas y los esfuerzos de las empresas:

Aunque existe una brecha entre la tecnología SOL de sílice de alta pureza doméstica y los países extranjeros, se han realizado una serie de avances en los últimos años con el apoyo de las políticas y los esfuerzos de las empresas:

1. Punto innovador de la tecnología de preparación de materias primas de alta pureza: Desarrollar la destilación de múltiples etapas + tecnología de purificación de plasma para aumentar la pureza de las materias primas al nivel de 1PPB. Empresas representativas: Jiangsu Lianrui New Materials, Hubei Xingfa Group.
2. Punto innovador del control del tamaño de la partícula y la mejora de la estabilidad: Introduzca la tecnología de microrreactores para lograr un control preciso de la hidrólisis y las reacciones de policondensación, y comprime la desviación del tamaño de partícula dentro de ± 5%. Empresas representativas: Instituto de Ingeniería de Procesos, Academia de Ciencias de China, Zhejiang Xin'an Chemical.
3.Punto innovador de la modificación y funcionalización de la superficie: Desarrolle nuevos agentes de acoplamiento de silano para lograr la modificación direccional de las superficies de partículas y mejorar la estabilidad coloidal. Empresas representativas: Jiangsu Yak Technology, Shandong Dongyue Group.

4. Punto innovador de la línea de producción inteligente: Cree una línea de producción totalmente automatizada equipada con monitoreo en línea y sistema de control de IA para mejorar la consistencia del producto y la eficiencia de producción.

1. Avances en campos de aplicación de alta gama

Semiconductor CMP Pulido Líquido: Desarrolle la sola de sílice de alta pureza adecuada para procesos por debajo de 14 nm para romper el monopolio extranjero. Recubrimiento óptico: mejorar la transmitancia del producto y la resistencia al desgaste para satisfacer las necesidades de los dispositivos ópticos de alta gama.
2. Fabricación verde y desarrollo sostenible ambiental

Tecnología de protección: desarrollar un consumo de baja energía y tecnología de preparación de baja emisión para reducir el impacto en el medio ambiente. Reciclaje: realice la utilización de recursos de los subproductos y reduzca los costos de producción.
3. Cooperación internacional e innovación independiente

Introducción a la tecnología: a través de la cooperación internacional, absorber la experiencia de gestión y tecnología avanzada extranjera.

Innovación independiente: aumentar la inversión en I + D, cultivar talentos de alta gama y construir un sistema de propiedad intelectual independiente.

Como material clave para la fabricación de alta gama, el nivel técnico y la capacidad de industrialización de la sola de sílice de alta pureza están directamente relacionados con el desarrollo de las industrias estratégicas emergentes de mi país, como semiconductores, ópticas y nueva energía. Aunque todavía existe una brecha entre China y los países extranjeros en términos de tecnología, con apoyo político, inversión corporativa y acumulación tecnológica, la sola de sílice de alta pureza doméstica está reduciendo gradualmente la brecha y logrando avances en algunas áreas. En el futuro, a través de la innovación continua y la cooperación internacional, se espera que China ocupe una posición importante en el mercado global de Silica Sol de alta pureza y brinda un apoyo sólido para el control independiente de la fabricación de alta gama.