中國粉體網(wǎng)訊 高純石英材料制品作為光伏及半導體等領(lǐng)域不可或缺的基礎(chǔ)性材料，其重要性不斷凸顯。2025年3月27日，由中國粉體網(wǎng)主辦的2025第三屆集成電路及光伏用高純石英材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會在江蘇東海隆重召開，會議現(xiàn)場我們邀請到了湖北菲利華石英玻璃股份有限公司的產(chǎn)品業(yè)務(wù)經(jīng)理朱夢瑤，就合成砂的制備應(yīng)用及發(fā)展前景等問題進行了訪談交流。
中國粉體網(wǎng)：朱經(jīng)理，首先請您介紹一下合成砂，它與其他石英砂有何不同？各自有何優(yōu)缺點？
朱經(jīng)理：合成砂，即以含硅化學品為原料經(jīng)人工合成方法制備的高純度石英砂。相較于天然石英砂，合成砂的主要優(yōu)點在于技術(shù)路線上完全可以實現(xiàn)6N乃至7N級別的純度，而且永遠不會像天然石英砂一樣受到礦源品質(zhì)及儲量的制約。合成砂目前面臨的挑戰(zhàn)主要在于批量生產(chǎn)時對潔凈廠房的高要求和相對較高的成本。
天然石英砂，顧名思義，是從天然礦石中經(jīng)過一系列提純過程得到的石英砂。其優(yōu)勢在于現(xiàn)階段的成本較低，出貨量大，在某些應(yīng)用場景中性能已足夠使用。然而，天然石英砂的純度通常較低，氣液包裹體無法完全根除，這使得天然砂制得的石英制品中永遠存在微氣泡缺陷且雜質(zhì)只能控制到5-10ppm級。
中國粉體網(wǎng)：合成石英砂的制備方法有哪些？目前最主流的工藝是什么？
朱經(jīng)理：合成石英砂的制備主要分為兩種方法，分別采用正硅酸乙酯和四氯化硅作為原料。目前，使用正硅酸乙酯的工藝是最主流的。該方法首先通過水解反應(yīng)制備出二氧化硅凝膠，隨后經(jīng)過造粒（包括干燥、燒結(jié)、破碎和酸洗步驟），最終得到高純度的合成石英砂。盡管造粒技術(shù)有多種，例如破碎法、冷凍干燥法、噴霧造粒法和等離子熔融造粒法等，但它們的共同目標是在確保原料保持在7N-8N級別高純度的前提下，調(diào)整二氧化硅顆粒的尺寸，以獲得符合特定粒徑和性能要求的合成石英砂。
中國粉體網(wǎng)：光伏行業(yè)和半導體行業(yè)對高純合成石英砂的性能要求有何不同？
朱經(jīng)理：通過分析國內(nèi)標準和實際應(yīng)用需求，可以得出光伏行業(yè)與半導體行業(yè)對高純合成砂的性能要求在雜質(zhì)含量上有差異。
例如，在半導體領(lǐng)域，石英坩堝內(nèi)層合成料的純度要求達到0.4ppm以下；而光伏產(chǎn)業(yè)對石英坩堝內(nèi)層料的純度要求則相對寬松，僅需保證總雜質(zhì)含量在20ppm以下，且堿金屬元素（包括鋰、鈉、鉀）的總和不超過2ppm。
在光伏產(chǎn)業(yè)中，天然砂的性能已經(jīng)能夠滿足其需求。相比之下，合成砂的市場主要集中在半導體產(chǎn)業(yè)，這是因為半導體硅料對純度的要求更為嚴苛。
中國粉體網(wǎng)：目前，我國合成砂的產(chǎn)業(yè)進展情況如何？
朱經(jīng)理：近年來，我國大量石英材料和硅材料相關(guān)企業(yè)在合成砂技術(shù)、路線、工藝這些取得了進展，包括菲利華在內(nèi)的企業(yè)能夠提供純度6N-6N5級別的合成砂產(chǎn)品。然而目前還沒有國內(nèi)廠家能夠?qū)崿F(xiàn)比肩日本三菱化學超高純產(chǎn)品的量產(chǎn)供應(yīng)能力。
中國粉體網(wǎng)：您認為，未來合成高純砂能否成為天然砂的有力替代？它的發(fā)展前景是怎樣的？
朱經(jīng)理：合成高純石英砂有望成為天然砂的有力替代品，特別是在高端應(yīng)用領(lǐng)域。合成砂的最大優(yōu)勢除了比天然砂質(zhì)量穩(wěn)定，還可進行定量的某些元素的摻雜，隨著技術(shù)的不斷進步和成本的降低，尤其是在全球?qū)Ω呒兪⒉牧闲枨蟛粩嘣鲩L的背景下，合成砂將成為關(guān)鍵的基礎(chǔ)材料之一。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）
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