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                                                                                                  福建三邦硅材料:拼搏二十余年的硅溶膠行業翹楚
                                                                                                  2022年01月21日 發布 分類:企業專訪 點擊量:592
                                                                                                  覺得文章不錯?分享到:

                                                                                                  硅溶膠( Silica sol,mSiO2·nH2O) 是一種不定形二氧化硅顆粒聚集并在水或有機溶劑中均勻分散的膠體溶液,外觀為乳白色半透明膠狀液體,粒徑一般在5~100 nm左右,硅溶膠中的二氧化硅顆粒表面含有大量的水和羥基,因此具有較大的反應活性。因具有優良的性質和特點,硅溶膠現已被廣泛應用于化工、材料、紡織、造紙、電子等工業。

                                                                                                  硅溶膠

                                                                                                  在硅溶膠的諸多應用中,用于半導體晶圓制造的CMP拋光液是有著極大增長空間的高端應用熱點。根據Mordor Intelligence數據,2020年全球拋光液市場規模為13.4億美元,國內市場規模為20億元,預計未來五年市場將持續快速增長。其中,磨粒約占拋光液原材料成本的50%-70%,而市場主流采用的磨粒種類就是硅溶膠,但遺憾的是,目前其核心材料制備技術被日產化學、阿克蘇諾貝爾、扶?;?/span>等海外巨頭壟斷,目前國內產品應用多為藍寶石拋光液等成熟的中低端市場。

                                                                                                  拋光液產業鏈

                                                                                                  拋光液產業鏈

                                                                                                  國內企業一直未曾停止追趕國外龍頭、打破行業壟斷的腳步,近些年仍涌現一批沉下心研發,致力于實現高端硅溶膠產品國產替代的優秀企業,其中,福建三邦硅材料有限公司是一家在硅溶膠領域深耕二十余年的老牌企業,伴隨著國產硅溶膠行業的成型發展,其蘊藏實力不可小覷。為了更深入了解如今國內硅溶膠的發展現狀以及技術特點,小編前往福建福州,一窺這家踏實低調企業的神秘面貌。

                                                                                                  福建三邦硅材料

                                                                                                  三邦總經理朱華建(左)、粉體圈總經理孫柯(右)

                                                                                                  福建三邦硅材料有限公司成立于1997年,座落于福州元洪投資區,建立年產量達3萬噸硅溶膠生產基地。三邦25年來,通過自主研發,目前已形成涉及5-150nm范圍內的酸性、中性、堿性硅溶膠系列產品。品牌系列硅溶膠以其穩定的、優質的性能廣泛應用于精密鑄造、涂料、電子行業、陶瓷、造紙、耐火材料、蓄電池、混凝土等相關行業中,在不斷發展中,還應用于果汁、水處理等新興行業。現代化精密表面加工、CMP加工等高要求行業,三邦硅溶膠以其獨特的納米球形結構和優質的流動性,成為拋光液的首選材料。

                                                                                                  不同濃度的硅溶膠產品

                                                                                                  不同濃度的硅溶膠產品

                                                                                                  據三邦總經理朱華建介紹,國內硅溶膠最早由國外引進用于變壓器硅鋼板,其后在精密鑄造領域擴大用量,三邦開發了在陶瓷拋光領域應用的硅溶膠產品,擴充了其應用市場。采用硅溶膠細拋,可填補陶瓷地磚表面的氣孔和微裂瑕疵,并在表面形成一層結構穩定的納米級保護層,起到高潔凈鏡面拋光的作用,同時具有持久的耐候性、抗磨性等功能。

                                                                                                  硅溶膠具有諸多特性,使其廣泛應用于各行各業,主要有以下特點:①具有較大的吸附性,硅溶膠中無數膠團產生的無數網絡結構空隙,在一定條件下能夠對無機物及有機物具有一定的吸附作用;②具有較大的比表面積;③硅溶膠具有較好的粘結性,自身風干即產生一定的粘結強度,但強度較小,如果將硅溶膠加入到某種纖維或粒狀材料中,然后干燥固化即可成為堅固的凝膠結構,會產生較大的粘結性;④良好的耐溫性;⑤硅溶膠具有高度的分散性、較好的耐磨性和良好的透光性等,因此可以做良好的分散劑、防腐劑、絮凝劑、冷卻劑等等。

                                                                                                  硅溶膠部分應用行業

                                                                                                  硅溶膠部分應用行業

                                                                                                  三邦硅材料生產的硅溶膠原液產品涵蓋高中低端各類型應用,可依據客戶下游應用需求調整酸堿度以及膠體顆粒的粒徑、純度、形貌等,其重點領域即為半導體領域的CMP拋光。據悉,三邦早在近20年前就開始涉足晶圓拋光領域,是國內第一家供應藍寶石拋光液的硅溶膠廠商,在CMP拋光液應用領域有豐富的研發經驗,公司十分重視檢測,是國內率先投入大量資金引進顆粒檢測設備的硅溶膠企業,始終積極對標行業標準規范,以達到最佳產品品質。

                                                                                                  三邦硅溶膠產品電鏡圖

                                                                                                  三邦硅溶膠產品電鏡圖

                                                                                                  對于小編提出的國內外各類型硅溶膠產品品質差距較大的問題,朱總提到主要有以下兩方面的問題:

                                                                                                  首先是生產工藝,三邦的硅溶膠生產工藝現在已更新到第三代,最早是以硅粉為原料的硅溶解法,以單質硅與純水反應來制備硅溶膠,這種工藝較簡便,適合大規模生產,但隨著各類新興市場的發展,對硅溶膠的品質有了更高的要求,采用硅溶解法的產品性能很難達到高端領域標準,除非硅粉原料達到極高的純度,但相應的,其成本提升也將是極為夸張,經濟性較差。

                                                                                                  硅溶解法工藝流程圖

                                                                                                  硅溶解法工藝流程圖

                                                                                                  如今國內仍舊一些企業采用硅溶解法,但市場主流已發展到以水玻璃為原料的離子交換法,通過嚴格控制活性硅酸溶液的性質,制備均勻性良好的晶種,二氧化硅晶核成核的過程控制決定了硅溶膠成品的品質。三邦硅材料在此工藝的基礎上進行了改進,使晶粒成型度更佳,粒徑分布更均勻,能夠滿足高端CMP拋光液的需求。

                                                                                                  常規離子交換法制備硅溶膠

                                                                                                  常規離子交換法制備硅溶膠

                                                                                                  還有個問題是原材料差距,雖然如今硅溶膠的產業成熟度較高,基本原材料國內均可供應,但一個顯著的問題就是原材料的純度問題,無機原材料受限于礦產資源本身的品質以及提純技術,質量參差不齊。三邦如今在高端產品的生產上已更換為有機硅源,然而在高純原材料的供應上仍比較依賴進口,朱總提到,這是由于國內的大化工產業普遍生產的是需求量大的通用品質產品,而欠缺比較細分的高端精細產品,一些高純原材料的國產化替代仍任重而道遠。

                                                                                                  另外,其他的諸如設備條件、生產車間的環境控制、質量檢測、基于材料應用原理的細分產品設計等,均對于硅溶膠產品的品質影響深遠,不得不說,每一步都是細節。

                                                                                                  通過與三邦硅材料的交流,小編對國內硅溶膠的整體發展脈絡有了更清晰的認識,也對在該領域兢兢業業深研多年的三邦硅材料由衷敬佩,新材料的發展脫胎于一次次的嘗試與開拓創新,正是這種堅持到底的拼搏精神,讓行業始終保持蓬勃發展的生命力,不停向上攀升,未來值得期待。


                                                                                                  粉體圈 小吉

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                                                                                                  相關內容:
                                                                                                   

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