合成雲母粉

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合成雲母的發展和研发理论

合成雲母的發展和研发理论

發布日期:2016-11-28 作者: 點擊:

        合成雲母的發展

由于我国天然云母储量少,特别是优质、大片云母更少,不能满足电子工业发展需求,国内自从20世纪50年代就开始研究合成雲母。1963年建材部非金属矿研究所一成立就用内热法研制合成雲母,该所就是中材高新旗下的“中材人工晶体研究院”的前身。40多年来,中材人工晶体研究院在研究、开发、推广应用合成雲母领域共取得了25项科研成果,曾获国防工办二等奖,国家经委和国家科委部级科技进步奖共12项。在生长大尺寸合成雲母晶体技术方面,我国处于世界领先水平。
       
合成雲母的研发理论

 按结晶学理论,若离子的电价相等和体积相近就可能相互取代。氟离子F-和羟基离子(OH)-电价相同,F-的离子半径约0.13nm, (OH)-的离子半径约0.14nm,体积相近,有可能“等容取代”,实践证明,在云母中可以实现。用F-取代(OH)-形成的云母称为氟云母,以氟化物的形式引入F,经高温熔融或固相反应而制得的云母,称为合成氟云母,其中氟金云母KMg3(AlSi3O10)F2较容易生长成大晶体,实用价值最大。因此,通常所说的合成雲母就是指氟金云母。

       由于合成雲母不含羟基(OH),它的高温热稳定性比天然云母高的多,如图1所示[1]。天然白云母从450℃就开始分解,厚度膨胀,6000℃以上急剧失重,到900℃时几乎完全分解,云母结构全被破坏,只剩下一些金属氧化物和杂质。金云母从750℃开始分解,900℃以上失重显著。所以它们的最高使用温度为:白云母550℃、金云母800℃。而合成雲母一直可用到1100℃,达到1200℃以上才缓慢分解(氟化物)。氟金云母的熔化温度约为1375±5℃,利用高温加热或差热分析,可很易区别云母类别。 
         另外,由于合成雲母纯净、杂质少、透明性好,除硬度略大于天然云母外,其他机械性能、电绝缘性能和真空放气等性能均优于天然云母。由此可见,合成雲母不仅能完全代替天然云母,而且还是具有特殊性能的新型
耐高溫絕緣材料。我国天然云母储量少,特别是优质、大片云母更少,不能满足电子工业发展需求,国内自从20世纪50年代就开始研究合成雲母。1963年建材部非金属矿研究所一成立就用内热法研制合成雲母,该所就是中材高新旗下的“中材人工晶体研究院”的前身。40多年来,中材人工晶体研究院在研究、开发、推广应用合成雲母领域共取得了25项科研成果,曾获国防工办二等奖,国家经委和国家科委部级科技进步奖共12项。在生长大尺寸合成雲母晶体技术方面,我国处于世界领先水平。 
        合成雲母的生长是用常压下高温
熔融結晶法,其主要工序爲:選用氟矽酸鉀、石英粉、電熔鎂砂、氧化鋁粉和碳酸鉀爲原料,參考理論組成KMg3(AlSi3O10)F2,優選最佳配方→稱料→混勻→加入用耐火磚砌制的內熱法熔制爐中→通電熔融→澄清→降溫析晶→冷却→合成雲母晶块→破碎分剥→成品,从晶块中可剥出少量单晶片,大部分为碎晶片,通过综合利用,可制得多种合成雲母制品。

 

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