Dans le monde des matériaux en poudre, le dioxyde de silicium (SiO₂) occupe une place centrale. Il se présente sous diverses formes et ses applications sont nombreuses. Cependant, ses différentes formes commerciales – telles que la poudre de quartz, la fumée de silice, la microsilice et le noir de carbone blanc – sont souvent confondues. Bien que ces matériaux partagent une origine commune, leurs propriétés physiques, leurs procédés de fabrication et leurs domaines d'application diffèrent considérablement. Il est crucial de bien les distinguer pour le choix des matériaux, l'optimisation des procédés et l'innovation produit. Cet article propose une analyse claire des différences et des points communs entre ces quatre poudres courantes à base de silicium. Il vous permettra de comprendre précisément leurs caractéristiques et d'optimiser vos activités de recherche, de développement et de production. Epic Powder se spécialise dans le broyage ultrafin du quartz, le classement précis et la modification de surface. Nos broyeurs et classificateurs à air, développés en interne, sont largement utilisés dans la production de poudres haute performance.
Les différences entre les quatre poudres à base de silicium
La poudre de quartz et la fumée de silice désignent toutes deux des poudres de SiO₂ cristallines, obtenues essentiellement par broyage de roches en fines particules. La poudre de quartz est relativement grossière, tandis que la fumée de silice est plus fine. On obtient de la poudre de quartz en broyant du minerai de quartz brut à l'aide de divers équipements de traitement. La fumée de silice, quant à elle, est une poudre ultrafine produite par broyage de minerai de quartz jusqu'à un certain degré de pureté ou par des procédés chimiques permettant d'obtenir de fines particules de silice. Elles diffèrent cependant par leurs propriétés physiques, leur composition chimique et leurs domaines d'application.
La microsilice, également appelée fumée de silice, est un sous-produit industriel issu des fumées et poussières des fours de fusion. Elle contient des poussières fines à forte teneur en silice. Dans les fumées émises, le SiO₂ représente environ 90 % du total des poussières, avec des particules de taille extrêmement réduite, souvent nanométriques, d'où son nom de « fumée de silice ».
Le noir de carbone blanc est une poudre de silice ultrafine produite par des procédés chimiques, tels que les procédés en phase vapeur ou par précipitation. Il se présente sous forme de poudre blanche, de granulés ou de morceaux irréguliers. Le noir de carbone blanc obtenu par voie de vapeur est composé exclusivement de nano-silice, avec une pureté pouvant atteindre 99% et une granulométrie de 10 à 20 nm, mais son procédé de fabrication est complexe et coûteux. Le noir de carbone blanc obtenu par précipitation comprend des méthodes traditionnelles et des méthodes spéciales. Les premières utilisent l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique, le CO₂ et le silicate de sodium comme matières premières. Les secondes font appel à des techniques spécifiques telles que la technologie ultragravité, les procédés sol-gel, la cristallisation chimique, la cristallisation secondaire ou la microémulsion de micelles inverses. Le noir de carbone blanc est un matériau poreux de composition SiO₂·nH₂O, où nH₂O se présente sous forme de groupes hydroxyle de surface. Il est résistant à la chaleur, ininflammable, inodore et possède d'excellentes propriétés d'isolation électrique.
fumée de silice
La fumée de silice est une silice non cristalline très fine, produite dans des fours à arc électrique comme sous-produit de la production de silicium élémentaire ou d'alliages contenant du silicium. Ce matériau recyclé peut être incorporé directement au béton, soit comme ingrédient unique, soit en mélange avec du ciment Portland.
La fumée de silice est principalement composée de dioxyde de silicium amorphe (SiO2). Ses particules sont extrêmement petites, environ 100 fois plus petites qu'une particule de ciment moyenne. Grâce à sa finesse, sa grande surface spécifique et sa forte teneur en SiO2, la fumée de silice est un pouzzolane très réactif lorsqu'elle est utilisée dans le béton.
Avantages de la fumée de silice
- Le béton de fumée de silice à faible teneur en eau est très résistant à la pénétration des ions chlorure, éliminant ainsi la corrosion induite par le dégivrage ou les sels marins.
- Il est disponible sous forme humide ou sèche.
- La petite taille des particules, 100 fois plus fine que celle des composants ordinaires du ciment Portland, procure un effet de roulement à billes qui améliore le comportement thixotrope, modifiant ainsi la viscosité du béton.
- La grande surface spécifique des particules de fumée de silice influe sur la mobilité de l'eau dans le béton, ce qui élimine pratiquement la ségrégation et le ressuage du béton.
- Grande maniabilité et capacité à supporter un pompage de béton sur de longues distances.
- Utilisé pour améliorer les propriétés mécaniques et la durabilité du béton.
Différences entre la fumée de silice et la poudre de quartz
Propriétés physiques
La fumée de silice et la poudre de quartz sont toutes deux des matériaux fins dont la taille des particules est généralement inférieure à 1 micron. Cependant, leurs propriétés physiques diffèrent. La fumée de silice est généralement légère, friable et de faible densité, tandis que la poudre de quartz est plus dense et plus lourde.
Composition chimique
Chimiquement, la fumée de silice et la poudre de quartz diffèrent également. La fumée de silice est une forme de dioxyde de silicium (SiO₂) dont la structure cristalline est similaire à celle du quartz, mais souvent amorphe en raison de la petite taille de ses particules, et présente de nombreux groupes fonctionnels en surface. La poudre de quartz, quant à elle, est produite par broyage de gros cristaux de quartz ; sa composition chimique est également SiO₂.
Domaines d'application
Ces deux matériaux sont largement utilisés dans l'industrie, mais dans des domaines différents. La fumée de silice est couramment employée en électronique, en optique, en céramique, en cosmétique, dans les revêtements et les plastiques pour améliorer la stabilité des matériaux, réduire les coûts et optimiser les performances de transformation. La poudre de quartz est principalement utilisée dans le verre, la céramique, le ciment, les matériaux de construction et les revêtements de surface métalliques, où sa dureté élevée et sa stabilité chimique en font un composant essentiel de nombreux matériaux fonctionnels.
À propos d'Epic Powder
Poudre épique Notre entreprise est spécialisée dans la recherche, le développement et la production de technologies de pointe pour le traitement des poudres. Nous proposons des solutions innovantes aux industries utilisant des minéraux non métalliques tels que le quartz, la silice, le carbonate de calcium, etc. Poudre épique Spécialisée dans le broyage ultrafin, le classement précis et les solutions de modification de surface, Epic Powder conçoit et fabrique des broyeurs et des classificateurs à air largement utilisés dans la production de poudres haute performance comme le quartz. Engagée pour la qualité et le développement durable, Epic Powder propose à ses clients des solutions de pointe adaptées à leurs besoins spécifiques.
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— Jason Wang, Ingénieur principal
