用钇稳定氧化结球为研磨介质，用研磨筒内壁和搅拌器都衬以聚氨酯的搅拌磨制备了电子级高纯超细环氧塑封料用石英微粉，研究了石英微粉特征参数d 随搅拌粉磨时间延长的变化规律，考察了钇稳定氧化锆球对石英微粉的污染大小，分析和探讨了1 Ixm以下超细石英微粉的化学成分和形貌特征。实验证明，用该搅拌磨磨细石英砂可获得l m 以下、SiO2的质量分数达到99．9l％的高纯超细石英微粉，但难以获得球形石英微粉。随着集成电路向超大规模、超高速、高密度、大功率、高精度、多功能方向的迅速发展，环氧模塑料正在
朝着高纯度、高可靠性、高导热、高耐焊性、高耐湿性、高粘接强度性、低应力、低线膨胀、低黏度、低Ot射线、易加工等方向发展。用环氧模塑料封装超大规模集成电路在国内外已成为主流，目前95％以上的微电子器件都是塑封器件。随着电子工业的迅速发展，我国电子塑封料的用量也迅速增长，环氧塑封料年用量上亿吨，硅微粉含量就占70％以上，因此，硅微粉作环氧塑封料的填充料具有很好的发展前景。硅微粉具有优良的物理、化学性能，并具有介电性能优异、热膨胀系数低、导热系数高、耐温性能好、耐酸碱腐蚀、粒度分布可控等优点。在环氧模塑封料中，高纯度的硅微粉是目前最理想的填充料，而目前其用量主要是熔融石英粉，结晶型硅微粉较少，因此有必要开展对结晶型硅微粉的制备研究。
电子行业对超细石英粉的纯度、粒度和粒度组成有相当严格的要求，其生产工艺一般具有破碎、粉磨工序。粉磨一般用滚动球磨、搅拌球磨、振动球磨、气流磨等。搅拌磨作为一种超细粉碎设备，由于其特殊的工作原理，与其它超细粉碎设备相比，具有效率高、工艺过程简单、产品粒度细等优点。本文中采用钇稳定氧化锆球为研磨介质，用研磨筒内壁和搅拌器都衬以聚氨酯的搅拌磨来制备高纯超细石英微粉的研究，
研究了石英微粉特征参数 随搅拌粉磨时间延长的变化规律，就钇稳定氧化锆球对石英微粉的污染大小、对1 m以下超细石英微粉的化学成分和形貌特征的影响进行研究[]-5l。
l 实验材料、仪器及方法
将石英粉(以脉石英为原料经过选矿提纯后的石英粉，其SiO 的含量为99．94％(质量分数)，粒度小于0．074 mm 的部分占37．39％)、钇稳定氧化锆球(密度为6．0 g／cm ，莫氏硬度9，直径3 mm)和蒸馏水按m(物料)-'／n(水)：m(研磨体)=l：1．34：6．54的比例装入ZJM20T型搅拌球磨机(其内壁及搅拌器均衬上聚氨酯，搅拌器的转速选定为600 r／min)。实际装料时介质球与浆料的总体积为球磨桶体积的75％～80％。
用LS-POP型欧美克激光粒度分析仪测定粉磨不同时间后的SiO：微粉的粒度分布；用型号为ZetasizerNano ZS90型纳米粒度与zeta电位分析仪测定最终SiOz微粉的粒度分布；用JSM一6380LV型扫描电子显微镜观察分析SiO：微粉的形貌特征。
2 结果与讨论
2．1 电子级硅微粉的质量指标
目前国内电子级硅微粉的主要质量指标是：W(SiO2)≥99．9％ ；杂质：W(Fe2O3)=0．008％～0．03％ ，W(A1zO3)=0．02％～0．06％ ， (MgO)=O．0003％-0．002％ ，W(Na20)=O．002％-0．01％ ， (TiO2)=0．002％～0．0l％ ，
W(烧失量)=0．1％～0．15％ ，中位径d5o=2．5～40 m。
2．2 粉磨不同时间后石英微粉的粒度变化
粉磨不同时间后石英微粉的粒度分布和特征粒径的变化分别见表1~4和图l。
2．2．1 石英微粉的粒度分布
由表1可看出，粒径在43．9 Ixm时的微分分布最大，为7．17％ ；最大的粒径是169．0 m时，对应的微分分布为1．O7％。
由表2可以看出，石英微粉的粒径为43．9 m时微分分布最大，为6．58％，最大粒径为169．0 m时，对应的微分分布为1．32％。
由表3可以看出，石英微粉的粒径为22．4 p．m时的微分分布最大，为5．75％ ，最大的粒径为169．0 jxm时，其对应的微分分布为0．18％。
由表4看出，石英微粉的粒径为8．14 m时的微分分布最大，为6．48％；最大粒径为72．8 lxm时，其对应的微分分布为0．01％ ； 可以获得质量分数占99．99％、粒径为61．5 m以下的石英微粉。





2．2．2 石英微粉粒径特征参数的变化规律
研究粉磨不同时间后石英微粉粒径特征参数的变化规律，可以近似地了解搅拌磨粉磨石英粉的难易程度或粉磨动力学。以粉磨不同时间后的石英微粉粒径特征参数dso(累积分布分数为50％所对应的粒径)为参考。由实验得知粉磨6、8、10、12 h后的结晶硅微粉
粒径特征参数d50分别为32．5O、30．54、14．23、5．24 m。以特征粒径为纵坐标，粉磨时间为横坐标作图，可得粉磨不同时间后粒径特征参数的变化规律曲线，见图1。
可以看出，当粉磨时问由6 h到8 h，石英粉的特征粒径变化较小，这可能是由于石英砂粒度较粗时，研磨介质的冲击力相对较小，不足以粉碎石英颗粒。当粉磨时间由8 h延续至12 h， 变小的速度明显增大，说明磨介的粉碎力适合于磨细试验时的石英砂粒度。

2．3 石英微粉粒度分析
由表4可以得知，在粉磨12 h后，物料粒度在1 m左右以下的仅占l1．65％，故要通过沉降分级才能获取1 Ixm以下的石英微粉。若要增加1 m以下的石英粉体产量，还需继续延长搅拌研磨时间。将粉磨12 h后的石英粉在1 000 mL的量筒中进行自由沉降分级，沉降时间为14 h，之后设法收集量筒中悬浮液中的石英微粉，将此石英微粉用纳米粒度与zeta电位分析仪测定其粒度，粒度微分分布数据见表5。可以看出，用搅拌磨粉磨后再经分级可以制得小于1 m的石英粉，可满足高科技行业对原料粒度的要求。仪器分析测得粉末的平均粒径为624．7 nm。

2．4 石英微粉颗粒的形貌
将最终石英微粉在扫描电子显微镜下进行形貌观察，图像见图2。由图可以看出，绝大部分石英微粉的粒径在1 txm 以下，且多数颗粒形貌一致、均匀，仅有少数颗粒呈针状，但是呈球形的颗粒很少。这主要是搅拌球磨机的工作原理主要是粉磨介质球和物料在搅拌器的驱动下作无规则的多维循环运动和自转运动，物料在介质球的冲击力、剪切力、研磨力等多种作用力下，不断被粉碎所致。加之石英晶粒力学性能上的多向异性，也可能导致这种现象的发生。

2．5 石英微粉的化学成分及被污染的程度
搅拌磨制备的石英微粉的化学成分见表6。由表可知，最终石英微粉的SiOz的质量分数达到99．91％，其它组分含量很低，已达到和超过环氧塑封料等用途的硅微粉品质要求。粉磨后石英微粉被污染的程度小， 由于研磨介质球磨损带进的ZrO 杂质仅占0．0246％ 、Y203为0．0014％ 。

3 结论
1)用搅拌磨在适当转速、适当磨矿浓度和合适的研磨介质填充量情况下，经过12 h的粉磨，可获得粒径为1 m 以下含量占11．65％的石英微粉；通过沉降分级可以获取SiO：的含量为99．91％、1 m以下的石英粉体。不经分级可以获得粒径为61．5 m以下占99．99％的石英微粉；
2)用内衬聚氨酯的搅拌磨，以钇稳定氧化锆珠为研磨介质，当m(物料)：m(水)：m(研磨体)=1：1．34：6．54时，粉磨6 h后即可将高纯石英砂原料磨细成SiO：的含量为99．91％以上、中位径d如为32．50 m的石英微粉。主要的化学成分和粒度都达到和超过一般环氧塑封料用硅微粉的品质要求；
3)用搅拌磨制备的石英微粉，多数颗粒粒径均匀，但即使粒径小于1 Ixm，仍有少数颗粒保持呈石英晶形的长条状，难于获得球形硅微粉；
4)粉磨后石英微粉被污染的程度小，粉磨过程中由研磨介质带进的ZrO：杂质仅占0．0246％ 、Y：0，为0．0014％