실리콘 파우더 (마이크론 및 나노미터 규모 포함) 높은 화학적 활성, 넓은 비표면적, 그리고 반도체 특성으로 인해 다양한 분야에서 광범위하게 활용됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

1. 전자 및 반도체 산업
집적회로 및 칩：고순도 실리콘 분말(99.999% 이상)은 단결정 실리콘과 다결정 실리콘을 제조하는 원료로, 반도체 소자, CPU, GPU 및 기타 칩에 사용됩니다.
태양광 산업: 태양 전지의 실리콘 웨이퍼는 실리콘 분말(CVD법으로 성장시킨 실리콘 잉곳을 슬라이스하는 것과 같은)로부터 가공됩니다.
전자 포장재：나노 실리콘 분말은 전도성 접착제 및 열 충진재로 사용되어 전자 부품의 방열 및 전도성을 향상시킵니다.

2. 새로운 에너지와 배터리

리튬이온전지 음극재료：나노실리콘 분말은 기존 흑연 음극을 대체하여 이론용량(4200mAh/g)이 흑연(372mAh/g)을 훨씬 능가하지만, 팽창문제를 해결해야 한다(실리콘 탄소 복합재료 사용 등).
고체 전지：실리콘 분말과 고체 전해질을 결합하여 에너지 밀도와 사이클 안정성을 향상시킵니다.

그럼 무엇이죠? 실리콘 분말 생산 방법 실제로 실리콘 분말을 제조하는 방법은 다양하며, 순도, 입자 크기 및 응용 분야 요건에 따라 각기 다른 공정이 선택됩니다. 일반적인 제조 방법은 다음과 같습니다.

1. 기계적 분쇄 방법은 블록 모양의 실리콘 소재를 물리적 분쇄, 볼 밀링 또는 공기 흐름 분쇄를 통해 분말로 가공하는 원리입니다.
공정: 첫 번째 단계는 조분쇄입니다. 조분쇄기를 사용하여 실리콘 블록을 밀리미터 단위로 분쇄합니다. 다음으로 미분쇄가 진행됩니다. 볼 밀이나 진동 밀을 사용하여 산화 방지를 위해 불활성 가스(예: 질소)를 첨가합니다. 그 후, 입도 분류가 진행됩니다. 기류 또는 체질을 통해 입자 크기가 다른 실리콘 분말을 분리합니다.

이 소재는 비용이 저렴하고 대량 생산에 적합하다는 특징이 있습니다. 그러나 입자 크기 분포가 넓어(마이크로미터 단위) 불순물이 유입될 수 있습니다.

2. 화학기상증착(CVD) 방법 고온에서 실란(SiH₄)이나 염화실란(SiCl₄ 등)을 분해하여 실리콘 입자를 생성하는 원리를 이용한 기술입니다.

반응식:
SiH4ΔSi+2H2
SiCl4+2H2→Si+4HClSiCl4+2H2→Si+4HCl

공정은 다음과 같습니다. 먼저, 실리콘 원료 가스를 반응기에 주입하고 800~1200℃로 가열합니다. 그 후, 온도, 가스 유량, 압력을 조절하여 입자 크기를 조절합니다.

이 기술의 특징은 고순도(99% 이상)와 나노 크기의 입자 크기를 얻을 수 있다는 것입니다. 하지만 가격이 비싸고 전자 및 태양광 발전과 같은 첨단 분야에 활용될 수 있다는 단점이 있습니다.

3. 금속 환원법은 이산화규소(SiO₂)를 마그네슘, 알루미늄 등의 활성금속으로 환원하는 원리입니다.

반응식(마그네슘 열 환원):
SiO2+2Mg→Si+2MgO

제조공정 : 먼저 SiO₂와 마그네슘 분말을 혼합하여 고온(650~800℃)에서 반응시킨다.
다음으로, 산세척(HCl)을 사용하여 부산물인 MgO를 제거합니다.

비용이 저렴하다는 장점이 있지만, 원료에 따라 순도가 영향을 받습니다. 추가 정제(산세척, 부유선광 등)가 필요합니다.

4. 전기분해법은 용융 규산염이나 SiO₂를 전기분해하여 음극에서 실리콘을 침전시키는 원리입니다.

제조 공정: SiO₂를 원료로 사용하여 고온(>1400℃)에서 탄소 양극과 반응시켜 Si를 생성합니다.

음극은 실리콘을 모아서 가루로 만듭니다.

높은 에너지 소비량과 높은 순도(태양광 등급)를 특징으로 하며, 주로 다결정 실리콘 생산 및 분말 가공에 사용됩니다.

위에 나열한 것은 실리콘 분말의 주요 제조 방법이지만, 다른 제조 방법도 있습니다. 위성 나노 중국 최고의 실리콘 파우더 공급업체입니다. 화학 기상 증착(CVD) 방식으로 50nm, 100nm 크기의 실리콘 나노파우더를 생산합니다. 문의 사항이 있으시면 언제든지 연락주세요. admin@satnano.com