球形硅微粉为白色粉末，因纯度高、颗粒细、介电性能优异、热膨胀系数低、热导率高等优越性能而具有广阔的发展前景 。球形硅微粉主要用于大规模集成电路封装，在航空、航天、涂料、催化剂、医药、特种陶瓷及日用化妆品等高新技术领域也有应用 。大规模集成电路对球形硅微粉的纯度有严格的要求，一般要求SiO2 的质量分数大于 99. 5% 、Fe2O3 的质量分数小于 50×10-6 、Al2 O3 的质量分数小于 10×10-6 ，还要求放射性元素铀 (U) 和钍 (Th)含量很低。目前，大部分高质量球形硅微粉还依赖进口。制备高纯、超细的球形硅微粉已成为国内粉体研究的热点。
目前，球形硅微粉的制备方法主要包括物理法和化学法，物理法包括火焰成球法、高温熔融喷射法、等离子体法; 化学法主要是气相法、液相法 ( 溶胶-凝胶法、沉淀法、微乳液法) 等。
1 气相法
气相法 SiO2 ( 俗称气相法白炭黑) 是由硅的卤化物在高温下水解制得的一种精细、特殊的无定形粉体材料。其反应原理 见式 1。
SiCl4 ( g) + 2H2 + O2 →SiO2 ( s) + 4HCI( g) ( 1)
K. Hoey 首次提出两步法水解 SiCl4 的气相合成法制备粒径为 250 ～ 300 nm 的单分散近球形SiO2。吴利民等人采用有机硅单体副产物甲基三氯硅烷作为生产原料，利用气相法生成纯度大于 99. 8% ，比表面积为 100 ～ 400 m2/g，折射率为 1. 46 且介电性极好的 SiO2。
气相法 SiO2 产品纯度高、平均原生粒径为 7～40 nm、比表面积 50 ～ 380 m2 /g、SiO2 质量分数不小于99. 8% ， 但在有机物中难以分散 。
2 溶胶 － 凝胶法
溶胶－凝胶法是金属有机或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理而形成的氧化物或其他化合物固体的方法 。此法的优点是化学均匀性好、颗粒细、纯度高、设备简单，粉体活性高，但原材料较贵，颗粒间烧结性差，干燥时收缩性大，易出现团聚问题。其反应机理如式 2 ～ 式 4。
M( OR) n + xH2 O →M( OR) x ( OR) n － x + xROH ( 2)
—M—OH + HO—M → —M—O—M + H2 O ( 失水缩聚)( 3)
—M—OR + HO—M → —M—O—M + ROH ( 失醇缩聚) ( 4)
K. Fuchigami 等人以正硅酸乙酯为原料、氨水为催化剂，采用溶胶－凝胶法合成球形纳米SiO2 粒子。所得多孔 SiO2 可用做适当硬度原料 ( 牙科填料) 。
E. Mily 以正硅酸乙酯为原料、氨水为催化剂，在微波加热下用溶胶 － 凝胶法合成出纳米 SiO2 。微波加热法与传统加热法相比，反应时间短、产品粒径分布窄且转化率高 。申晓毅也以正硅酸乙酯为原料、氨水作催化剂，采用微波辅助的溶胶 － 凝胶法在醇－水－氨体系中制备了单分散球形 SiO2 。产品为非晶态的球形颗粒，粒径分布范围窄，表面光滑，粒径约为 150 nm 且具有良好的紫外线吸收能力 。
3 沉淀法
沉淀法以水玻璃和酸化剂为原料，适时加入表面活性剂，控制反应温度，在沉淀溶液 pH 值为 8 时加稳定剂，所得沉淀经洗涤、干燥，煅烧后形成硅微粉。其反应原理如式 5 ～ 式 6。沉淀法生成的 SiO2 粒径均匀且成本低，工艺易控制，有利于工业化生产，但存在一定的团聚现象。
NaSiO3 + 2H + 2HSiO3 + 2Na+ ( 5)
H2SiO3 →SiO2 + H2O ( 6)
韩静香等人以硅酸钠作硅源、氯化铵作沉淀剂制备纳米 SiO2 。控制硅酸钠的浓度、pH 值及乙醇与水的体积比，可制备出粒径为 5 ～ 8 nm、分散性好的无定形纳米 SiO2。何清玉等人以水玻璃和硫酸为原料，利用沉淀法在超重力反应器中生成粒径小、比表面积大的超细 SiO2 粉体 。
此法与传统方法相比 反应时间短 不需要晶种的制备或分段加酸，直接向旋转床中加入浓硫酸进行反应，工艺过程简单、操作方便、易于工业化。吴明明等人利用化学沉淀法原理，以多晶硅生产中的副产物四氯化硅和硅酸钠为硅源、聚乙二醇为表面活性剂、无水乙醇为添加剂，成功合成了 SiO2 粉体。通过控制硅酸钠浓度，制备出粒径分布均匀、平均粒径为 150 nm、近似球形的非晶 SiO2 颗粒。此方法工艺流程简单，容易操作，对设备要求低，可以解决国内多晶硅产业发展的副产物问题，产生较高经济效益 。
4 微乳液法
微乳液法是利用两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成均匀的乳液，使成核、生产、聚结、团聚等过程局限在一个微小的球形液滴内，从乳液中析出固相，形成球形颗粒，避免了颗粒间进一步团聚 。利用微乳液法制备 SiO2 大多以正硅酸乙酯为硅源，通过正硅酸乙酯分子扩散透过反胶束界面膜向水核内渗透，继而发生水解缩合反应，制得 SiO2。此法制备的产品具有粒度分布窄、粒径可控、分散性好等优点。
骆锋等人以硅酸盐溶液 / 环己烷 / 聚乙二醇辛基苯基醚 / 正戊醇体系的微乳液反应为基础，以
浓硫酸为沉淀剂，采用微乳液法制备非晶态球形纳米 SiO2 粉体，粉体的粒径为 15 ～ 35 nm、比表面积达 580 ～ 630 m2 /g。
罗洁等人采用乙醇、水、十六烷基三甲基溴化铵形成反相微胶束体系，加入氨水和 TEOS，制备出均匀度高、分散性好的介孔 SiO2 微球，比表面积为 952. 4 m2 /g，平 均孔径为 2. 0 nm。此法克服了化学共沉淀法中易出现的硬团聚及颗粒分布不均匀的缺点。
J. Teofil 等人以环己烷做有机相、非离子表面活性剂做乳化剂，在乳液中通过沉淀技术从偏硅酸钠和盐酸溶液中制备球形 SiO2 粉末，生成平均粒径小、性能均一、团聚少且活性高、表面积为
340 ～ 390 m2 /g 的 SiO2。
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