专利名称：二氧化硅微球，其制备及聚集的方法以及二氧化硅微球的可能应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及二氧化硅微球，它们的生产和聚集方法，以及二氧化硅微球各种可能的应用。
背景技术：
其组成呈现出高二氧化硅含量的二氧化硅微球的生产方法是已知的，尤其是从专利FR2619101可知。这种方法涉及两个不同的步骤即通过使用传统燃烧炉热处理研磨的玻璃颗粒，之后是对颗粒进行脱碱的化学处理。在两种处理之后，由这种方法所获得的是具有相当高二氧化硅重量组成的二氧化硅微球。尤其是，这种方法在玻璃屑的再循环中是有益的。但是，使用传统燃烧炉具有几个缺点。首先，根据上面的文献，使用传统燃烧炉本身并不能获得高二氧化硅纯度，因而需要化学性质的第二处理，该处理的实施是困难的。
另外，使用传统燃烧炉允许在1500℃-1750℃下热处理颗粒。因此，通过该方法热处理具有高二氧化硅纯度并且因此具有较高熔点的基础物质是非常困难的。
最后，使用上述方法并不能使温度和能量/材料平衡得到令人满意的控制。这所带来的可能后果是浪费能量，二氧化硅微球产率降低，二氧化硅纳米粒子(二氧化硅灰)的量较大以及粒度不均匀。
发明内容
因此，本发明的目的是提供具有高二氧化硅纯度、规则的形状和粒度的二氧化硅微球，并且提供一种生产这些二氧化硅微球的方法，其避免了以上所述的缺陷并且尤其能够提高微球的二氧化硅含量和/或降低微球的杂质含量(除二氧化硅之外的成分)。本发明的另一目的是提供任意类型的二氧化硅微球的聚集方法以及在植绒处理(flocage)和隔热中的用途。
为此，本发明的目的是一种二氧化硅微球，其具有50-125μm，优选60-90μm的外径，大于1μm，优选1-3μm的壁厚和0.3-0.7g/cm3的密度。因此，由于它们的低密度和它们壁的薄度，因此该二氧化硅微球形成非常轻的材料，其因而可以用作减轻结构重量的材料，其中在该结构中引入(例如包含在混凝土中)了该二氧化硅微球。但是，二氧化硅微球的壁是足够厚的，以便为二氧化硅微球提供令人满意的机械强度，尤其是高的压缩强度，其为大于1MPa/m2。
优选地，二氧化硅微球包含相对于二氧化硅微球总质量为大于95质量％的二氧化硅，优选相对于二氧化硅微球总质量为大于99质量％的二氧化硅。因此，纯度(由相对于二氧化硅微球总质量的二氧化硅质量来定义)大于95％的二氧化硅微球可以在高温下(大于1600℃)的应用中使用。
而且，本发明的二氧化硅微球具有0.08-0.1m2/g的高比表面积。这使得它们与周围环境具有大的接触面积。
最后，该二氧化硅微球具有无定形结构(因为该结构在热处理过程中被玻璃化)，这使得它们可被看作是非致癌的和非粉状的。这意味着它们可以无害地由使用者进行操作。
本发明的目的还在于一种用于生产本发明二氧化硅微球的方法，该方法包括至少一个在感应等离子体中注入至少一种二氧化硅微球前体的步骤，所述感应等离子体优选掺杂有烃，例如丙烷或者甲烷。术语“二氧化硅微球前体”应当被广义理解。这是因为被注入到感应等离子体中的二氧化硅微球前体可以是各种类型的未预处理的二氧化硅和/或石英玻璃粉末，玻璃微球，或者经过预处理的二氧化硅和/或石英玻璃粉末或二氧化硅微管的片段。可在感应等离子体中注入各种类型的前体。有利地，在感应等离子体中注入单一类型的前体。
措辞“在感应等离子体中”可被解释为是指“在感应等离子体反应器中”，“在接近感应等离子体的环境中”或者必要时“在感应等离子体的中心”。
这种方法可以形成中空二氧化硅微球，该微球具有高二氧化硅纯度，也就是说，在以下说明书的范围内，大于95％的二氧化硅纯度，或者非常高的二氧化硅纯度，优选大于99％。取决于前体的二氧化硅纯度，通过本发明方法获得的二氧化硅微球的二氧化硅纯度高于前体的二氧化硅纯度(例外的是，呈现二氧化硅或者石英粉末、微球或者二氧化硅微管片段的形式的该前体具有极高的二氧化硅纯度，即大于99.99％)。该纯度由相对于所获得微球总质量的二氧化硅质量来表示。二氧化硅的富集源于去除由前体和/或添加剂产生的杂质，但存在少量的该添加剂(几ppm至几百ppm)。
这种方法因而可以被例如用于二氧化硅微球的再循环。在这种情况下，前体由例如具有约60％初始二氧化硅纯度并且希望提高该纯度的二氧化硅微球组成，该前体可以由根据本发明方法或者其它任何方法获得的二氧化硅微球组成。这种方法的变化形式可以令人吃惊地获得具有高纯度的二氧化硅微球，而本来预计二氧化硅微球在不软化、塌陷甚至爆裂的情况下是不耐受在感应等离子体中的压力和温度条件的。而且，这种二氧化硅微球再循环处理的益处在于它使得不仅可以除去存在于二氧化硅微球壁中的杂质，而且可以除去存在于二氧化硅微球之间的杂质。该再循环处理还能够均化和控制二氧化硅微球的形状和物理化学特性(壁厚、密度、比表面积等)，从而使得二氧化硅微球在它们随后的使用过程中更为可靠且更为坚固。最后，该再循环处理使得微球壁为无定形的(即非结晶的)。这就限制了与它们的使用有关的健康方面的风险。
这种方法还可以热处理二氧化硅纯度大于99.99％的材料。
最后，这种方法还能够使各种反应参数如温度、能通量和物质通量得到合适地控制。通过这种方法可以获得与利用传统燃烧炉类热处理相比更为均匀的粒度分布的二氧化硅微球。
有利地，该方法可另外包括注入卤化硅的步骤。优选地，该卤化硅注入步骤与前体注入同时进行。这种步骤可以进一步提高在二氧化硅微球前体和二氧化硅微球之间的二氧化硅纯度。取决于应用，这个步骤可以使微球掺杂卤素，从而提高其性能。另外，这个步骤与感应等离子体处理同时进行，从而缩短了该方法的时间。
根据该方法的一个优选实施方案，在感应等离子体中注入所述前体的步骤之前，该方法进一步包括预处理二氧化硅微球前体的步骤。这个预处理可以是湿法或者干法类型的。
根据第一变化形式，二氧化硅微球前体是粒度小于5μm，优选小于2μm的二氧化硅或者石英玻璃粉末。
对于这种第一类前体来说，该预处理优选通过湿法来进行，也就是说，在存在水的情况下进行。通过使用二氧化硅含量大于95％且有利地大于98％并且具有所提出的粒度的二氧化硅或者石英玻璃可以获得具有均匀的粒度分布、壁厚和密度的二氧化硅微球。而且，由二氧化硅微球或者二氧化硅微管组成的前体也可以通过湿法进行预处理。
优选地，根据这种第一变化形式，预处理二氧化硅微球前体的步骤在于在水中将二氧化硅微球前体与至少一种添加剂混合，该添加剂是膨胀剂和/或粘结剂和/或熔剂，该前体组合物通过混合得到，随后被注入到感应等离子体中。水优选是软化水。这个通过湿法预处理二氧化硅微球前体的步骤可以进一步提高粒度分布的均匀性。这种步骤还赋予二氧化硅微球的其它结构参数如壁厚和密度以更大的均匀性。在湿法预处理中添加到二氧化硅微球中的水的最小比例是40％，优选大于50％，相对于前体组合物的总质量计。
有利地，该前体组合物包含相对于前体组合物总质量为小于60质量％的二氧化硅微球前体，优选相对于前体组合物总质量为小于50质量％的二氧化硅微球前体。
优选地，该前体组合物包含二氧化硅微球前体和海水。这种用于制备前体组合物的变化形式的优点是不太昂贵。
根据实施所述第一变化形式的第一种方式，在感应等离子体中直接注入该前体组合物。
根据实施所述第一变化形式的第二种方式，在被注入到感应等离子体中之前，该前体组合物还通过过滤进行浓缩。这个步骤可以在注入到感应等离子体中之前提高前体组合物的二氧化硅含量，以提高二氧化硅微球的二氧化硅纯度。有利地，该过滤步骤进一步包括在注入之前的粒度分离步骤。这个步骤使得能够通过降低二氧化硅微球前体的粒度分布来获得具有较窄粒度分布的二氧化硅微球。
根据实施所述第一变化形式的第三种方式，所述前体组合物的小滴在被注入到感应等离子体中之前利用合成二氧化硅粉末涂布。这种步骤使得能够提高前体组合物在其被注入到感应等离子体中之前的二氧化硅含量，以提高二氧化硅微球的二氧化硅纯度。优选地，利用合成二氧化硅粉末进行涂布的步骤是通过将前体组合物喷洒到承载防湿剂和所述合成二氧化硅粉末的振动台上来进行的，该防湿剂优选由植物来源的材料尤其是石松孢子组成。该防湿剂还可以由其它任何植物来源的材料尤其是蕨类植物孢子组成。
根据本发明优选实施方案的第二变化形式，二氧化硅微球前体是二氧化硅微管的形式。这种类型的二氧化硅微球前体需要在感应等离子体中注入之前通过干法进行的预处理步骤。有利地，二氧化硅微管的二氧化硅纯度大于99.9质量％。二氧化硅微管的二氧化硅纯度优选大于99.99质量％。
优选地，预处理二氧化硅微球前体的步骤包括利用激光切割二氧化硅微管的步骤。这个激光切割二氧化硅微管的步骤使得能够获得可在等离子体中直接注入的微管片段。在通过激光切割之后，这些片段具有焊接端。有利地，在切割步骤之前，这些微管通过化学法、热法或者机械法而在它们的上母点处进行除光。这种除光步骤使得能够节省在开始在微管的上母点处进行切割时由激光所消耗的能量。优选地，切割二氧化硅微管的步骤进一步包括利用冲洗气体进行冲洗的同时步骤。优选地，该冲洗气体是氢气或者氦气。该冲洗气体因而被束缚在片段内，这些片段的端部通过激光切割焊接。
本发明的目的还在于用于聚集二氧化硅微球的方法。在下面的聚集方法中使用的二氧化硅微球可以具有不同的物理化学特性(壁厚、密度、比表面积等)和/或小于95％的纯度，例如60％。
根据第一变化形式，二氧化硅微球是通过利用聚结剂使它们聚结来进行聚集的。该聚结剂由可以使二氧化硅微球被涂布或者粘结在一起的任何物质组成。例如，该聚结剂是合成或者天然聚合物，并且优选淀粉。根据所述第一变化形式的聚集方法使得能够以简单和经济的方式获得轻材料，其能够以许多形式来产生，例如具有所选尺寸的片材的形式，其尤其可以在建筑领域中被用作隔热材料或者用于耗散非常高热量的装置如炉。
根据另一变化形式，用于通过间歇烧结聚集二氧化硅微球的方法包括的步骤是·任选地，将二氧化硅微球与二氧化硅纳米粉末混合获得组合物；·在模具中压实二氧化硅微球或者所述组合物；·通过施以微波，优选在草酸蒸气的存在下，预加热二氧化硅微球或者该组合物；并且·在热炉中加热该预加热的二氧化硅微球或者该组合物。
该二氧化硅纳米粉末(或者所谓的亚微米粉末)由粒度为250-1000nm的二氧化硅颗粒组成，并且是二氧化硅热处理的副产物。
在最后的应用变化形式中，用于通过连续烧结聚集二氧化硅微球的方法包括的步骤在于·任选地，将二氧化硅微球与二氧化硅纳米粉末混合获得组合物；并且·通过连续沉积所述二氧化硅微球或者所述组合物到传送带上并且通过在电阻处临时固定所述二氧化硅微球或者所述组合物，从而在电阻存在下加热所述二氧化硅微球或者所述组合物。
通过连续或者间歇烧结的聚集方法可以获得材料，当聚集材料用于磨耗件时，该材料能够耐受高达1650°甚至2400℃的温度，因为它并不引入不能够耐受这些温度的有机粘结剂。通过连续或者间歇烧结的聚集方法可以获得隔热材料。
本发明的目的还在于二氧化硅微球的用途。
在第一变化形式中，二氧化硅微球通过热喷嘴被用在表面如混凝土、石膏或者金属合金的植绒处理中。术语“植绒处理”在本说明书中被理解为是指通过使用热喷嘴喷洒包含至少二氧化硅微球和粘结剂的混合物来覆盖表面的任何方法，该表面例如可以是板材、壁或者型材。优选地，该植绒处理包括将二氧化硅微球与二氧化硅纳米粉末并且有利地与二氧化硅纤维混合的第一步骤，以及通过热喷嘴喷洒由所述第一步骤的混合得到的组合物的第二步骤。如此植绒处理的表面可以耐受非常高的温度。这种类型的植绒处理可预期用于例如下述领域的应用中般空般天工业、造船业和建筑物消防以及基础设施的建造。
在表面植绒处理中使用的二氧化硅微球可具有不同的物理化学特性(壁厚、密度、比表面积等)和/或小于95％例如60％的纯度。
在第二变化形式中，二氧化硅微球被用作隔热材料。被用作隔热材料的二氧化硅微球可具有不同的物理化学特性(壁厚、密度、比表面积等)和/或小于95％例如60％的纯度。
在第三变化形式中，二氧化硅微球被用于储存气体。优选地，二氧化硅微球被用于储存气体如氦气或者氢气。对于这种用途来说，必须只使用具有非常高二氧化硅含量并且因此具有非常低杂质含量特别是金属杂质的微球。
有利地，该气体储存方法包括在107Pa或者更高的压力下，在氦气或氢气存在下，将二氧化硅微球加热到800℃或更高温度的步骤。优选地，在压力下加热的步骤之前，提供利用氦气进行冲洗的步骤。有利地，在压力下加热的步骤之后，提供在107Pa或者更高的压力下的逐步冷却步骤。在二氧化硅微球中储存的气体优选通过在大气压下在高于850℃的温度下加热的步骤来释放。
具体实施例方式
通过参考附图以纯说明性而非限制地方式给出的本发明实施方案的以下详细的解释性说明，将更好地理解本发明，并且本发明的其它目的、细节、特征和优点将变得更加清楚。
在这些附图中
-图1所示为用于制备和均化包含二氧化硅微球前体的含水组合物的混合器的截面图，这个步骤在感应等离子体中注入前体的步骤之前在湿法预处理过程中进行；-图2所示为围绕混合器槽的延迟室中的延迟器分布的横截面图；-图3所示为用于从混合器中提取组合物的电动喷洒器的示意图；-图4所示为用于从混合器中提取组合物的真空注射器的截面示意图；-图5所示为用于过滤来自混合器的组合物的装置的截面图；-图6所示为具有单个筛网的粒度分离装置的透视图；-图7所示为具有两个筛网的粒度分离装置的侧剖图；-图8所示为具有用于混合防湿剂和合成二氧化硅粉末的卧式转鼓的混合器的横截面图；-图9所示为具有用于混合防湿剂和合成二氧化硅粉末的圆柱形箱的混合器的截面图；-图10所示为用于利用由防湿剂和合成二氧化硅粉末组成的混合物涂布前体组合物小滴的倾斜振动台的侧视图；-图11所示为感应等离子体反应器的纵剖面图；-图12所示为烧结制备装置的截面图；-图13所示为间歇烧结装置的截面图；-图14所示为连续烧结装置的截面图；-图15所示为用于激光切割二氧化硅微管的装置的透视图；并且-图16所示为用于向二氧化硅微球充填气体如氦气或氢气的反应器的截面图。
在以下的详细说明中，术语“(一种或多种)二氧化硅微球前体”、“(一种或多种)二氧化硅微球”和“(一种或多种)二氧化硅微管”将分别被称作“(一种或多种)前体”、“(一种或多种)微球”和“(一种或多种)微管”。而且，术语“在感应等离子体中”可被理解为是指“在感应等离子体反应器中”，“在接近感应等离子体的环境中”或者必要时“在感应等离子体的中心”。最后，应用于向等离子体反应器提供前体的术语“注入”是指在前体为二氧化硅或石英粉末的稠悬浮液、二氧化硅微管片段或者二氧化硅微球的形式时的“喷射”或者当前体为二氧化硅粉末的轻悬浮液或者二氧化硅或石英粉末时的“雾化”。
前体的感应等离子体热处理例如在如图11所示的具有等离子体P的反应器1中进行。
反应器1是圆柱形的总体形状，具有封闭端1a和1b。反应器1在其中心沿着反应器1的纵轴A具有用于产生感应等离子体P的火炬2。
火炬2具有呈圆形载面的圆柱形总体形状的体2a，其具有开放端2b和2d。火炬2的体2a在外部径向方向上由一系列二氧化硅管(未示出)组成，其旋转轴经过轴A，这些管具有不断增加的直径，并且最大直径的管由包括使软化水经过的冷却系统的钢套(未示出)围绕。火炬2的体2a由感应器7围绕，该感应器是由特氟隆涂布的铜线圈，由软化水冷却，其与工业高频发生器(未示出)的端子相连，该高频发生器在高压(约10kV)、频率为2-4MHz和功率为50-500kW，优选90-200kW下操作。
火炬2的体2a在其中心具有等离子体P，其所示为沿着纵轴A方向延伸的椭圆形。等离子体P具有的高度高于火炬2的体2a，其在火炬2的上端2b超出火炬2的体2a。体2a的内壁优选用泥釉(未示出)覆盖，以提高火炬2的使用寿命。
反应器1的侧壁1c由各种管穿透用于输送前体的进料管3，其可以是中空棒或者注入或喷洒吹管；用于输送等离子气体G的进料管4；以及用于输送卤化硅H的进料管5。用于输送等离子气体G的进料管4在下端2d的附近也穿透火炬2的体2a的侧壁。
用于输送前体(有利地由二氧化硅组成)的进料管3优选通过注射气体(未标示出)传送前体MS、PR1、PR1’和PR2’，其可以是氩气、氦气以及优选地，压缩干燥空气。该注射气体优选与等离子气体G是相同类型的，该等离子气体可以是氩气、氦气以及优选地，干燥空气。等离子气体G可有利地通过引入氢气或烃燃烧如甲烷或丙烷来掺杂，以提高等离子体的热导率。
而且，在图中以梯形示出的用于排放微球M的装置6在端壁1a和侧壁1c之间的接合处穿透反应器1的壁。用于排放微球M的装置6可以是用于沿着箭头V所示出的方向通过抽吸输送微球M的回收旋风分离器。
最后，以六角形示出的用于蒸发卤化硅H的蒸发器8与用于输送卤化硅H的进料管5连通。
当感应器7通电时，在火炬2的体2a的中心产生交流磁场。可以是干燥空气、氩气或者氦气的等离子气体G通过进料管4被传送到火炬2的体2a的中心，然后在感应器7感应的磁场的存在下被提高到高温(当等离子气体G是干燥空气时高达10000K)。等离子体P因而被引发并在随后被保持。
前体可以是粒度小于5μm的二氧化硅或石英粉末，其经过了通过湿法的预处理(前体PR1’)或者未经过所述预处理(PR1)。该前体也可以是片段的形式(PR2’)或者是二氧化硅微球的形式(MS)。有利地，前体PR2’具有99.99％的二氧化硅纯度。取决于二氧化硅微球M的所希望的二氧化硅纯度，其它类型的前体PR1、PR1’和MS具有可变的二氧化硅纯度大于99.0％。。
由注射气体传送的前体MS、PR1、PR1’或PR2’通过前体进料管3在火炬2的上端附近被注入到等离子体P中。
当前体是预处理的二氧化硅或者石英粉末PR1’或者未处理的二氧化硅或者石英粉末PR1或者二氧化硅微球MS时，其在反应器1中的注入引起两种现象由于水蒸发所引起的体积膨胀(特别是在前体PR1’的情况下)和从有机杂质放出CO和CO2(特别是在前体MS、PR1和PR1’的情况下)，之后是前体颗粒的表面熔融(特别是在前体PR1或PR1’的情况下)。体积膨胀的结果是产生中空内部区和微球M密度的降低。由于表面张力引起的表面熔融导致形成微球M的类球体结构。
当前体是二氧化硅微管PR2的片段PR2’，其在反应器1中的注入最特别地引起前体颗粒PR2’的表面熔融现象，其也具有形成微球M的类球体结构的结果。有利地使用使前体PR2’旋转的装置(例如在前体进料管3的注射气体内产生旋转运动)。
由于水和杂质的蒸发消耗的能量而可能出现反应温度的降低。这种温度降低可以通过下述操作来补偿在反应期间经输送等离子气体G的进料管4注入燃料气体如甲烷或丙烷，或者添加等离子气体G、氢气或者氦气，或者增加通过提高感应器7内的电功率由等离子体P所产生的热。
而且，与前体PR1、PR1’或PR2’的传送同时，卤化硅H可经由进料管5被传送到反应器的中心。卤化硅H在95℃下通过例如具有双室的蒸发器进行预蒸发，以不致使反应器1的内部温度降低。卤化硅H可以是基于氯、氟、碘或溴的卤化物并且优选是四氯化硅，该卤化硅具有以两种方式提高微球M的二氧化硅含量的作用提供与前体颗粒PR1、PR1’和PR2’的表面结合的合成二氧化硅，以及除去与前体颗粒PR1、PR1’结合的金属杂质(氧化硼和碱金属氧化物)，这是通过使这些金属杂质与卤化硅H的卤素原子反应并且在不同于氧化硅的温度下挥发来进行的。
当微球M形成时，它们通过用于排放微球M的装置6(其可以是回收旋风分离器)通过抽吸被排放。
如上所述，可以通过使用微球M(该微球由该方法产生或者由其它任何用于生产二氧化硅微球的方法产生)进行在用于产生感应等离子体P的反应器1内的进一步的热处理步骤，以提高壁的稳定性，或者进一步纯化在微球MS中所含的二氧化硅(再循环方法)。
该热处理还可以在具有不同配置的感应等离子体反应器中进行，例如具有三至四个火炬，它们可以例如向着反应器的底部垂直放置，侧向地放置，或者向着反应器的顶部或者底部倾斜放置。这些火炬可以具有50-100μm的内径。而且，前体进料管3可以在轴A上在火炬2的体2a的中心放置。最后，多个进料管3(两个或六个进料管3)可以在火炬2的外面向着等离子体P的出口放置。
为了由前体PR1获得更好的微球M的结构特性如粒度、壁厚和密度的均匀性，在注入之前进行预处理。通过湿法进行的这个预处理在图1-9中示出。通过湿法进行的这个预先的预处理包括前体PR1的制备，该前体PR1是含水前体组合物PR1’的形式。
前体组合物PR1’的制备和均化在图1所示的混合器10中进行。
混合器10是优选具有约1m3体积的槽的形式，其由两个具有相同纵轴B的一般为圆柱形的壁组成即外壁11和内壁12，内壁12的直径小于外壁11的直径。在内壁12内所限定的空间是均化室13，而在内壁12和外壁11之间所限定的空间是延迟室14。
混合器10配备有均化装置16，该均化装置16由均化叶片16a、旋转轴16b和发动机16c构成。均化叶片16a和旋转轴16b的下部在轴B上位于均化室13的中心处。
用于输送前体PR1的进料管17a、用于输送添加剂AD(其可以是膨胀剂和/或粘结剂和/或熔剂)的进料管17b和用于输送软化水W(优选具有电阻率1MΩ.cm或者更高)的进料管17c具有漏斗形上部，它们的下部延伸到浸在均化室13的管中。用于输送前体PR1的进料管17a的下部和用于输送添加剂AD的进料管17b的下部延伸到均化叶片16a的位置。用于输送软化水M的进料管17c的下部只延伸到均化室13的上部。添加剂AD例如是氯化钠或硝酸铵类型的铵、钙和钠化合物。
在图1和2中示出的延迟器12a、12b、12c、12d是与轴B平行并且置于延迟室14中的平行六面体的形式。延迟器12a、12b和12c、12d中的每一对由沿着它们的最长边靠着内壁12的外表面放置的两个延迟器12a和12b或者12c和12d组成。延迟器12a和12b或者12c和12d中的任意一对的延迟器位于同一个平面上，它们相对于轴B对称地置于均化室的两侧，并且每一对12a、12b和12c、12d位于沿着轴B的相交的垂直平面上，这正如从图2中清楚看出的。作为一种变化形式，该组件必要时可以包括多于两对的延迟器。
提取管18由管道组成，其下端浸入延迟室14中，而其上端向混合器10的外部弯曲。
在湿法预处理步骤的过程中，前体PR1、添加剂AD(膨胀剂和/或粘结剂和/或熔剂)和软化水W分别通过进料管17a、17b和17c被传送到均化室13中，并且通过均化叶片16a进行混合和均化，由发动机16c产生的均化叶片16a的旋转运动经由旋转轴16b传送。由该混合得到的前体PR1’的组合物通过从均化室13溢出而被传送到延迟室14中。通过电动喷洒器19a或者注入驱动流体F的真空注射器19b所进行的泵送，前体组合物PR1’随后通过提取管18被取出，这些分别在图3和4中示出。前体组合物PR1’被传送到前体进料管3以直接向等离子体反应器1进料，或者被传送到过滤浓缩装置或者二氧化硅涂布浓缩装置。
有利地，前体组合物PR1’包括小于60质量％，优选小于50质量％的二氧化硅微球前体PR1’，相对于所述前体组合物PR1’总质量计。
优选地，前体组合物PR1’包括大约十ppm质量的添加剂AD，相对于所述前体组合物PR1’总质量计。
根据另一变化形式，湿法预处理可以通过混合前体PR1与仅仅海水来进行，从避免使用添加剂AD和软化水W。这种方法的变化形式简化了该方法并且相对节省了购买添加剂AD和使用软化水W。另外，这种方法的变化形式使得能够在微球M中获得与使用添加剂AD的方法相比相等或者甚至更高的二氧化硅纯度，这是因为在微球M中会发现添加剂AD的残余物。但是由海水组成的前体必须以离开感应器线圈50mm来注入，或者必须优选进行预处理，以降低其电导率。
图5示出了过滤浓缩装置20，其上部由滤网21构成，而其下部由漏斗形的容器22构成，该容器在其下部终止于排放管27。
滤网21包括具有圆形横截面并且由10-15μm直径孔所穿孔的底部12、圆柱形壁24和纺织品过滤器25，该过滤器25置于由圆柱形壁24所限定的空间中的底部23的整个表面上。
前体组合物PR1’经由料斗29沉积到纺织品过滤器25的表面上。通过在容器22下施以真空或者通过重力，在前体组合物PR1’中的过量水28，也即未与前体组合物PR1’结合的水(其可与粒度小于10-15μm的颗粒相伴)连续地经过纺织品过滤器25和底部23，并且在通过排放管27排放之前在容器22中被收集。所收集的水28可被丢弃或者用于通过将排放管27与进料管17c相连而再次向混合器10供应。浓缩的前体组合物PR’则为易碎滤饼26的形式。随后使用承载它的纺织品过滤器25将滤饼26从滤网21中取出。滤饼因而优选被破碎(在未示出的步骤中)，以使前体组合物PR1’的颗粒解聚。破碎的滤饼26则可被直接提供到前体进料管3中，以被注入到产生感应等离子体P的反应器1中，或者可以进行粒度分离步骤。
在图6中，粒度分离装置30a包括具有约70μm筛孔(未示出)的粒度分离网31(例如商标Rhevum)、料斗32和振动锤33。振动锤33靠着粒度分离网31的下表面侧壁而放置。
倾斜的并且具有可调节的倾斜度的粒度分离网31具有上部31a和下部31b。
在图7中，粒度分离装置30b包括与第一粒度分离网31平行并放置于其下的另外的粒度分离网34。第二粒度分离网34具有约50μm的筛孔(未示出)。在这个图中还示出的是漏斗形的容器37、36和35。振动锤33本身并未在图7中示出。
破碎的滤饼26被放在进料斗32中，该料斗将滤饼沉积在粒度分离网31的上部31a上。振动锤33在轴向、纵向和横向同时将往复运动传送到粒度分离网31。粒度大于70μm的前体组合物PR1’的颗粒37’通过重力从上部31a滚向下部31b。
如图7所示，粒度小于70μm的前体组合物PR1’的颗粒35’和36’穿过粒度分离网31的筛孔。粒度小于70μm的前体组合物PR1’的颗粒35’和36’随后进行第二粒度分离步骤。只有粒度小于50μm的颗粒35’穿过粒度分离网34μm并且被收集在容器35中。容器37、36和35分别收集粒度大于70μm的前体组合物FR1’的颗粒37’、50μm-70μm的颗粒36’和小于50μm的颗粒35’。随后，所选粒度的颗粒35’、36’和37’被引向前体进料管3，以被直接注入到用于产生感应等离子体的反应器1中。
该粒度分离步骤还可以在注入未进行任何预处理的前体MS或PR1’之前进行。但是，在前体PR1进行粒度分离步骤时使用具有不同筛孔的分离网。
这个步骤可以通过降低二氧化硅微球前体的粒度分布来获得具有较窄粒度分布的二氧化硅微球。显然，具有结构变量如不同网数目或不同网孔尺寸的任何粒度分离装置可在本发明的范围内使用。
根据另一变化形式，如图8-10所示，前体组合物PR1’通过利用由混合合成二氧化硅粉末S与防湿剂AM形成的组合物L进行涂布来浓缩，之后被注入到感应等离子体P中。
图8和9示出了用于混合防湿剂AM和合成二氧化硅粉末S的装置40和50。
防湿剂AM可以由例如植物来源的孢子尤其是石松孢子组成。
在图8中，“推进器”类型的混合装置40包括圆柱槽41，在其中心具有搅拌器42，该搅拌器42由沿着混合装置40的纵轴C放置并且通过旋转轴42b与电动机(未示出)连接的双叶片推进器42a组成。推进器42a的直径延伸大于圆柱形槽41的直径的约三分之二。
通常为漏斗形的标为43和44的两个料斗分别向混合装置41提供防湿剂AM和合成二氧化硅粉末S。推进器42a动态地混合和均化通过混合合成二氧化硅粉末S与防湿剂AM所得到的组合物L。容器45收集组合物L。
在图9中，“具有隔板的静态混合器”类型的混合装置50包括圆柱形槽51，在圆柱形槽51的壁的整个内表面上，该槽具有倾斜于混合装置50的纵轴D放置的直隔板52。
通常为漏斗形的标为53和54的两个料斗分别向混合装置50提供防湿剂AM和合成二氧化硅粉末S。通过在直隔板52之间经过来静态地混合和均化通过混合合成二氧化硅粉末S与防湿剂AM所得到的组合物L。容器55收集组合物L。
有利地，防湿剂AM由石松孢子组成，并且优选在组合物L中以相对于组合物L总质量为20％的质量比例存在。这个质量比例可以在保持所得组合物L的物理化学稳定性的范围内变化。
图10示出了通过在承载组合物L的振动台60上喷洒前体组合物PR1’所进行的涂布步骤。
振动台60是倾斜的，因而确定了高部分60a和低部分60b。图中并未示出将振动传送给振动台60的装置。振动台60由不锈钢制成并且优选是特氟隆涂布的。
分别与图8和9的容器45和55的开放下部(所述下部以圆柱体形式示出)连接的标为61的料斗在振动台60的高部分60a沉积由混合合成二氧化硅粉末S与防湿剂AM而得到的组合物L。通过重力和振动台60的振动的组合作用，组合物L从高部分60a向低部分60b并且向振动台60的侧边扩散。
注射管64将前体组合物PR1’的小滴65喷洒到振动台60的中心的低部分60c。通过重力和振动台60的振动的组合作用，小滴65向振动台60的下部60b滚动，因而围绕着组合物L，以形成涂布的小滴66。
防湿剂AM是这样的一种试剂，其使得前体组合物PR1’的小滴能够喷洒到合成二氧化硅S上而不会浸渍合成二氧化硅S，但能够在合成二氧化硅上滚动并将其涂布。
涂布的小滴66由容器62收集，容器62的开放下端连接到前体进料管3。
显然，具有结构变化如取向、位置和注射管64的数目以及例如振动台60的倾斜度的装置可等效地用于本发明。
当前体PR2为纯二氧化硅微管时，在用于产生感应等离子体P的反应器1中热处理之前，它们必须进行机械切割预处理，如图15所示。
微管PR2具有大于99.9％，优选大于99.99％的二氧化硅纯度，并且外径为25-1000μm。它们以微管PR2的片的形式排列在前进的台(未示出)上。该前进的台由支撑微管PR2的片的杆组成，所述杆本身由辊支撑。激光切割装置7置于微管PR2的片的末端7 2a。激光装置7的方向垂直于微管PR2的方向。
旋转辊向它们所支撑的杆传送向着激光切割装置7的平移运动。支撑微管PR2的片的杆向着激光切割装置7前进，并且以相同的运动微管PR2向激光切割装置7前进。所述杆还使得微管PR2保持对准和笔直。
微管PR2随后用激光装置7切成片段形式的前体PR2’，该片段具有微管PR2直径的1-1.5倍的长度。该辊被设定以使微管PR2的片向前进，在每个切割步骤之间，则前进为前体PR2’的长度。
通过在微管PR2的上母点72(也称作接触点)与下母点73之间的激光装置7的垂直扫描来进行激光装置7的切割。激光装置7的切割步骤导致形成片段形式的前体PR2’，该片段具有的长度根据微管PR2的直径来确定，片段的每一端通过激光装置7切割所导致的自焊接封闭。
有利地，在切割步骤之前，通过化学法(在低pH存在下)、热法(部分熔融)或者机械法(通过磨擦)，沿着微管PR2的上母点72使微管PR2的片除光(这个过程并未被示出)。这种除光步骤使得能够在微管PR2的上母点72启动切割操作时节省由激光装置7所消耗的大量能量中的一些。
在激光装置7切割PR2步骤期间，微管PR2的阵列优选用冲洗气体71如氦气或者氢气连续冲洗。因而，由激光装置7引起的前体PR2’的末端的密封使得冲洗气体71被容纳在前体PR2’中。因此，这种连续的冲洗步骤还使得能够控制在前体PR2’中容纳的气体71。还可以使用稀有气体尤其是氩气来进行冲洗。
所获得的前体PR2，在容器74中收集，该空器74的开放下端将前体PR2，向分配器(未示出)传送，该分配器向用于产生感应等离子体P的反应器1的前体进料管3供料。
显然，具有结构变化如激光装置7和微管PR2的片的取向和位置、激光装置7的方向和切割路径的激光切割装置可等效地用于本发明。
由前体PR1、PR1’和PR2’或者二氧化硅微球得到的具有不同的物理化学特性(壁厚、密度、比表面积等)和/或小于95％纯度的微球M可原样使用，尤其是作为减重填料，从而使得能够一旦与组合物(例如混凝土)混合则降低这种组合物的最终密度。
但是，具有不同物理化学特性(壁厚、密度、比表面积等)和/或小于95％纯度的微球M或者二氧化硅微球也可以通过聚集方法固结，以使其更易于处理。它们可被聚集成例如管状护套的片的形式。这些聚集方法还可通过引入纺织品如布、纱、厚织物或者棉层、纤维、二氧化硅微管或者纳米粉末来增强。
该聚集可通过两种不同的方法来进行利用聚结剂如淀粉将微球M聚结，以及烧结。
通过利用聚结剂如淀粉(未示出)将微球聚结的聚集方法使得获得所需形状和尺寸的聚结的二氧化硅微球的板。这种聚集方法首先包括将微球M与含水淀粉悬浮液和/或不劣化微球M性能的其它任何聚结剂的含水悬浮液混合的步骤。这个步骤优选之前是如在图6或7中所示的装置中的粒度分离步骤，不同之处是在这种情况下料斗32传送微球M。
接着，包含微球M和水合聚结剂的含水悬浮液在类似于图5所示的装置中通过过滤进行浓缩(“脱水”)，不同之处是在这种情况下料斗29传送包含微球M和水合聚结剂的含水悬浮液。通过类似于图5所示纺织品过滤器25的纺织品过滤器如此浓缩和传送的悬浮液置于烘烤模具中。浓缩的悬浮液优选被破碎，例如在振动料斗中，该料斗将浓缩悬浮液传送到烘烤模具。最后，一旦浓缩悬浮液在烘烤模具中，则在使用淀粉作为聚结剂时，其优选进行压实，然后在300-400℃进行热处理。可以在传统热炉中，或者使用置于浓缩悬浮液表面上的烘烤板或者压机，或者使浓缩悬浮液在加热辊的下部经过，从而进行热处理。当使用淀粉作为聚结剂时，该烘烤可以使淀粉胶凝化(淀粉化)，在胶凝化形式下，其可以使微球M彼此粘着。该烘烤则可以使结构干燥，并且因此使其固定、固结和稳定化。
使用淀粉的聚集步骤还允许具有第二应用生产耐高温的纺织品。为此，将二氧化硅微球与含水淀粉悬浮液混合。这个步骤优选之前是在例如图6或7所示的装置中的粒度分离步骤，不同之处是在这种情况下料斗32传送二氧化硅微球。接着，加热该含水悬浮液以使淀粉胶凝化，并且将加热的含水悬浮液通过喷洒或者通过浸渍应用于纺织品。作为一种变化形式，该纺织品可被置于含水悬浮液中，在加热之后，该含水悬浮液将比上述变化形式更均匀地浸渍纺织品。
这种利用聚结剂聚结微球M的方法可以连续进行。
通过烧结的聚集方法在于通过在最高达1650℃的温度下使它们的壁表面软化来将微球M彼此粘着。该粘着在微球M的接触点进行。通过在加热到最高达1650℃的温度下的步骤之前将微球M与二氧化硅纳米粉末(如上定义)混合来强化这种粘着。在此温度下，二氧化硅纳米粉末熔融并且在它们的接触点将微球M彼此焊接在一起。
通过烧结的聚集方法可以按照连续或者间歇方式进行。
用于间歇烧结的装置在图12中的烧结之前的步骤所示出，包括将微球M与二氧化硅纳米粉末N混合并且应用微波，以及在图13中的烧结步骤。
在图12中，混合装置80与图8所示混合装置40为相同的类型。它包括分别传送微球M和二氧化硅纳米粉末N的料斗81和82。容器80b收集由混合微球M与二氧化硅纳米粉末N所得到的组合物M’。
烧结制备单元87由容器组成，在该容器的底部放置了优选特氟隆涂布的槽87，所述槽87包含草酸85。烧结制备单元87在其上壁由容器80b的下部所穿透。最后，它包括置于槽84之上的可移动的负载篮83(通过未示出的支撑装置)。
优选特氟隆涂布的可移动负载篮83具有底部83b，该底部穿孔，这些孔有利地为约1mm，每个间隔5mm，并且在其整个表面上覆盖有造物83a。
烧结制备单元87还包括微波发生器86。
在这种烧结制备步骤的过程中，容器80b将组合物M’沉积在可移动负载篮83中。纺织品过滤器83a防止组合物M’穿透底部83b的孔。最后，它可以使草酸蒸气85穿过到组合物M’中，这在微波处理期间促进了二氧化硅颗粒的粘着。一旦组合物M’沉积在可移动负载篮83中，则其优选被压实，然后在槽87中施以微波。在施加微波之后，如此加热的组合物M’被简单地硬化和聚集。最后，纺织品过滤器83a使得组合物M’被传送到由特氟隆(或者由烧结的块状二氧化硅或者由碳化硅)制成的烘烤模具89中，这样，组合物M’在热炉88中进行烧结循环，这如图13所示出的。
热炉88由通过带状闸88d隔开的三个室即预加热炉88a、驻留炉88b和冷却炉88c构成。带状闸88d优选由可移动的隔离壁构成，但在这些室之间还包括足够大的间隙，以使各个室保持它们自己的热循环。预加热炉88a、驻留炉88b和冷却炉88c配备有气体或电燃烧炉(未示出)。预加热炉88a还可以配备微波发生器(未示出)，以用于上述与图12有关的相同目的。各个炉88a、88b和88c还可配备自主控制系统(未示出)。优选地，每个炉88a、88b或88c具有4-6m3的体积，并且可以达到最高达1700℃的温度。
被传送到烘烤模具89的组合物M’首先优选被压实，然后被连续置于预加热炉88a、然后是驻留炉88b和冷却炉88c中。
完整的烧结循环的持续时间是8-10小时。烘烤循环的持续时间如下在预加热炉88a中为120分钟(在第一周期内从20℃至1000℃以及在第二周期内从1000℃至1200℃，温度逐渐升高)，在驻留炉88b中的120分钟(在1200℃至1650℃的恒定驻留温度)，以及在和冷却炉88c中的300分钟(在驻留温度至20℃温度逐渐降低)。温度的逐渐降低可以防止烧结的组合物M’经历突然的热收缩，这种热收缩会损害烧结组合物M’的结构。
为了提高该方法的生产率，优选提供具有第二冷却炉88c的热炉88，这是因为与预加热和驻留循环相比，冷却循环相对较长。
显然，其它任何热处理装置，例如置于组合物M’的表面上的烘烤板或压机，加热辊，或者用于翻转烧结组合物M’以加热烧结组合物M’的两面的系统，均可同样地在本发明的范围内使用。
用于执行连续烧结的装置在图14中示出。
在图14中，料斗91被置于传送带90的第一端90a之上。传送带90通过辊90b的旋转向前进，前进的方向由箭头90d示出。该传送带具有第二端90c。在端90a和90c之间连续放置的是加热装置93和冷却通道94，加热装置93被置于传送带90之上，由电阻93a和反射器93b组成，而传送带则经过冷却通道94。用于产生局部真空的装置92配置在加热装置93的水平上，并且与传送带90的下表面并置。传送带90优选由二氧化硅片材构成。
该连续的烧结操作优选之前是在加热步骤之前混合微球M与二氧化硅纳米粉末N的步骤。由这种混合得到的组合物M’连续地向传送带90的端90a传送。随着传送带90向前运动，组合物M’在电阻93a和反射器93b的下部传送。电阻93a加热组合物M’以通过它们的壁表面和二氧化硅纳米粉末的部分熔融而使微球M彼此粘结。反射器93b使从电阻93a发出的热辐射被聚集在组合物M’上。产生局部真空92b的装置92临时地将珠粒接近在一起，从而提高热交换并且因此促进它们的壁彼此之间或者与二氧化硅纳米粉末的部分熔员。用于产生局部真空的装置92在其上部包括碎二氧化硅92a，其部分支撑传送带90并且防止传送带90由所施加的局部真空92b所导致的变形。在电阻93a下经过之后如此烧结的组合物M’形成连续的板96，该板进入到冷却通道中，冷却通道的作用是逐渐冷却连续板96以防止突然的热收缩，该突然的热收缩会损害烧结组合物M’的结构。在离开冷却通道时，连续板96通过传统切割装置95进行切割(例如闸刀或者锯类型的切割装置)，该切割装置输出烧结组合物M’的板片段97。之后，片97可通过板翻转装置进行翻转，或者与其它板97重叠，以通过在电阻93下经过来进行另一个热处理。
烧结聚集方法的优点是如此聚集的部件在磨擦部件的情况下可以耐受高达1650℃甚至2400℃的操作温度。
聚集微球的压实度根据上述方法的各种参数(例如温度)而变化，并且对聚集微球的物理化学性能有影响，尤其是在隔热、密度和机械性能(例如较大的压实度将降低隔热)方面。
由前体PR2’得到或者具有非常高二氧化硅纯度(即大于99％)的微球M还可以用在具有氢或氦77的储器的另一特定应用中。图16示出了用于将微球M传送到具有氢或氦77的储器中的装置。
首先，在由圆柱形密封容器构成的感应炉75中沉积微球M，该感应炉的上下面在炉的上凸缘已经打开后形成两个密封凸缘开口(未示出)。感应炉75的上凸缘随后被关闭。
随后在感应反应器75的排气阀75b和进气阀75a之间通过氦气连续冲洗而用氦气清洗感应炉75(这个步骤并未示出)。这个步骤使得能够将由空气构成的微球M的气体环境替换为由氦气构成的化学惰性的环境。接着，关闭排气阀75b，并且对于约100升的微球M来说，在107-2×107Pa的压力下在几十分钟的时间内将气体如氦气或者氢气77注入到感应炉75中。接着，借助于感应器76，通过感应加热感应炉75，以提供大于或者等于800℃的温度。最后，在与加热步骤相同的压力条件下冷却感应炉75。通过打开下凸缘将微球最终从感应炉75中排出。当所储存的气体是氢气时，在受控的气氛下进行该储存方法的各个步骤。作为一种变化形式，可以使用除感应加热之外的其它加热方式。
当加热到高于800℃时，在微球M的壁中所含的二氧化硅对于具有小空间体积的气体如氦气和氢气来说变为多孔性的。在通过感应炉75的加热步骤过程中，氦气或氢气77因而渗透到微球M中。随后的冷却降低了二氧化硅相对于氦气或氢气77的孔隙率，所述气体“被包含”在微球M中。在环境温度下，如此处理的微球M因而在高压下(大于107Pa)包含氦气或氢气77并且可被用作氦气或氢气77的储器，通过在大气压力下将它们简单地加热到850℃，这些储器可释放氦气或氢气77。
微球M的这种特定应用的益处在于，由于非常高的二氧化硅纯度，二氧化硅的不渗透性较大，并且微球M的孔隙率可以被控制，并且气体如氦气或氢气可被可靠地储存在微球M中。因此，使用这种类型的微球M是不危险的，因为微球M在每个微球中包含的所存气体量是非常小的，它们只有在大于800℃时才变得对气体可渗透。另外，这种微球M的新气体储存形式是实用的，因为它允许使用者完全安全地处理小体积的气体或者精确确定体积的气体。
最后，该二氧化硅微球可用于混凝土、石膏或者机械合金的整理植绒处理，尤其是当植绒的表面在其使用时经受高于1600℃的高温时。该植绒处理按常规方式进行(这种处理并未被示出)，不同之处是该植绒处理组合物是通过热喷嘴，例如感应等离子体或电弧热喷嘴进行喷洒的。该植绒处理包括在传统混合器(例如在图8中所示类型的混合器)中将二氧化硅微球与二氧化硅纳米粉末和二氧化硅纤维混合的第一步骤，以及使用热喷嘴喷洒由所述第一步骤的混合所得到的组合物。这种植绒的材料具有良好的耐火性，并且可以在建筑、航空航天或者造船领域中使用。
当隔热材料由通过烧结聚集的二氧化硅微球构成时，包括二氧化硅微球的结构可构成有效的隔热材料，即使是在非常高的操作温度下。
尽管本发明是针对特定实施方案进行描述的，但显然本发明并不局限于此，它包括所述的所有技术等效情况以及它们的组合，如果它们在本发明的范围内的话。
权利要求
1.二氧化硅微球(M)，其具有50-125μm，优选60-90μm的外径，大于1μm，优选1-3μm的壁厚和0.3-0.7g/cm3的密度，并且包含相对于二氧化硅微球(M)总质量为大于95质量％的二氧化硅，优选相对于二氧化硅微球(M)总质量为大于99质量％的二氧化硅。
2.用于生产权利要求1的二氧化硅微球(M)的方法，其特征在于，它包括至少一个在感应等离子体(P)中注入至少一种二氧化硅微球(MS)形式的二氧化硅微球前体的步骤，所述感应等离子体(P)优选掺杂有烃，例如丙烷或者甲烷。
3.用于生产权利要求1的二氧化硅微球(M)的方法，其特征在于该方法包括至少一个在感应等离子体(P)中注入至少一种二氧化硅微球前体(MS、PR1、PR1，、PR2’)的步骤，所述感应等离子体(P)优选掺杂有烃，例如丙烷或者甲烷，并且该方法进一步包括在感应等离子体(P)中注入所述前体(PR1’、PR2’)的步骤之前的预处理二氧化硅微球前体(PR1、PR2)的步骤。
4.权利要求3的方法，其特征在于，二氧化硅微球前体(PR1)是粒度小于5μm，优选小于2μm的二氧化硅或者石英玻璃粉末。
5.权利要求3或4之一的方法，其特征在于，预处理二氧化硅微球前体(MS、PR1)的步骤在于在水(W)中将二氧化硅微球前体(MS、PR1)与至少一种添加剂(AD)混合，该添加剂是膨胀剂和/或粘结剂和/或熔剂，由该混合得到的前体组合物(PR1’)随后被注入到感应等离子体(P)中。
6.权利要求5的方法，其特征在于，前体组合物(PR1’)包含相对于所述前体组合物(PR1，)总质量为小于60质量％的二氧化硅微球前体(PR1)，优选相对于前体组合物(PR1’)总质量为小于50质量％的二氧化硅微球前体(PR1)。
7.权利要求5或6的方法，其特征在于，所述前体组合物(PR1’)包含二氧化硅微球前体(PR1)和海水。
8.权利要求5-7之一的方法，其特征在于，在被注入到感应等离子体(P)中之前，该前体组合物(PR1’)还通过过滤进行浓缩。
9.权利要求8的方法，其特征在于，该过滤步骤进一步包括在注入之前的粒度分离步骤。
10.权利要求5的方法，其特征在于，所述前体组合物(PR1’)的小滴在被注入到感应等离子体(P)中之前利用合成二氧化硅粉末(S)涂布。
11.权利要求10的方法，其特征在于，利用合成二氧化硅粉末(S)进行涂布的步骤是通过将前体组合物(PR1’)喷洒到承载防湿剂(AM)和所述合成二氧化硅粉末(S)的振动台(60)上来进行的，该防湿剂(AM)优选由植物来源的材料尤其是石松孢子组成。
12.权利要求3的方法，其特征在于，二氧化硅微球前体(PR1’)是二氧化硅微管(PR2)的形式。
13.权利要求12的方法，其特征在于，二氧化硅微管(PR2)的二氧化硅纯度大于99.9质量％。
14.权利要求12或13之一的方法，其特征在于，预处理二氧化硅微球前体(PR2)的步骤包括利用激光装置(7)切割二氧化硅微管(PR2)的步骤。
15.权利要求14的方法，其特征在于，切割二氧化硅微管(PR2)的步骤进一步包括用冲洗气体(71)冲洗的同时步骤。
16.权利要求2-15之一的方法，其特征在于，它进一步包括注入卤化硅(H)的步骤。
17.通过利用聚结剂聚结微球(M)来聚集权利要求1的二氧化硅微球(M)的方法。
18.通过间歇烧结聚集权利要求1的二氧化硅微球的方法，该方法包括的步骤是·任选地，将二氧化硅微球(M)与二氧化硅纳米粉末(N)混合获得组合物(M’)；·在模具(89)中压实二氧化硅微球(M)或者所述组合物(M’)；·通过施以微波，优选在草酸蒸气(85)的存在下，预加热二氧化硅微球(M)或者该组合物(M’)；并且·在热炉(88)中加热预加热的二氧化硅微球(M)或者组合物(M’)。
19.通过连续烧结聚集权利要求1的二氧化硅微球(M)的方法，该方法包括的步骤在于·任选地，将二氧化硅微球(M)与二氧化硅纳米粉末(N)混合获得组合物(M’)；并且·通过连续沉积所述二氧化硅微球(M)或者所述组合物(M’)到传送带(90)上并且通过在电阻(93)处临时固定所述二氧化硅微球(M)或者所述组合物(M’)，从而在电阻(93)存在下加热所述二氧化硅微球(M)或者所述组合物(M’)。
20.权利要求1的二氧化硅微球(M)在表面如混凝土、石膏或者金属合金的通过使用热喷嘴的植绒处理中的用途。
21.权利要求20的二氧化硅微球(M)的用途，其特征在于，所述植绒处理包括将二氧化硅微球(M)与二氧化硅纳米粉末(N)并且有利地与二氧化硅纤维混合的第一步骤，以及通过热喷嘴喷洒由所述第一步骤的混合得到的组合物的第二步骤。
22.权利要求1的二氧化硅微球(M)作为隔热材料的用途。
23.由权利要求12-15的方法得到的二氧化硅微球(M)用于储存气体(77)的用途。
24.权利要求23的储存气体的方法，其特征在于它包括在大于或等于107Pa的压力下，在氦气或氢气(77)存在下，将二氧化硅微球(M)加热到大于或等于800℃的温度的步骤。
全文摘要
本发明涉及二氧化硅微球(M)，其具有50－125μm，优选60－90μm的外径，大于1μm，优选1－3μm的壁厚和0.3－0.7g/cm
文档编号C03C11/00GK101023038SQ200580031471
公开日2007年8月22日 申请日期2005年9月19日 优先权日2004年9月17日
发明者西尔万·拉库图阿里森 申请人:西尔万·拉库图阿里森