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    合成云母的發展和研發理論

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    合成云母的發展和研發理論

    發布日期:2016-11-28 作者: 點擊:

    合成云母的發展

    由于我國天然云母儲量少,特別是優質、大片云母更少,不能滿足電子工業發展需求,國內自從20世紀50年代就開始研究合成云母。1963年建材部非金屬礦研究所一成立就用內熱法研制合成云母,該所就是中材高新旗下的“中材人工晶體研究院”的前身。40多年來,中材人工晶體研究院在研究、開發、推廣應用合成云母領域共取得了25項科研成果,曾獲國防工辦二等獎,國家經委和國家科委部級科技進步獎共12項。在生長大尺寸合成云母晶體技術方面,我國處于世界領先水平。

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    合成云母的研發理論

    按結晶學理論,若離子的電價相等和體積相近就可能相互取代。氟離子F-和羥基離子(OH)-電價相同,F-的離子半徑約0.13nm, (OH)-的離子半徑約0.14nm,體積相近,有可能“等容取代”,實踐證明,在云母中可以實現。用F-取代(OH)-形成的云母稱為氟云母,以氟化物的形式引入F,經高溫熔融或固相反應而制得的云母,稱為合成氟云母,其中氟金云母KMg3(AlSi3O10)F2較容易生長成大晶體,實用價值Z大。因此,通常所說的合成云母就是指氟金云母。

    由于合成云母不含羥基(OH),它的高溫熱穩定性比天然云母高的多,如圖1所示[1]。天然白云母從450℃就開始分解,厚度膨脹,6000℃以上急劇失重,到900℃時幾乎完全分解,云母結構全被破壞,只剩下一些金屬氧化物和雜質。金云母從750℃開始分解,900℃以上失重顯著。所以它們的Z高使用溫度為:白云母550℃、金云母800℃。而合成云母一直可用到1100℃,達到1200℃以上才緩慢分解(氟化物)。氟金云母的熔化溫度約為1375±5℃,利用高溫加熱或差熱分析,可很易區別云母類別。 
             另外,由于合成云母純凈、雜質少、透明性好,除硬度略大于天然云母外,其他機械性能、電絕緣性能和真空放氣等性能均優于天然云母。由此可見,合成云母不僅能完全代替天然云母,而且還是具有特殊性能的新型耐高溫絕緣材料。我國天然云母儲量少,特別是優質、大片云母更少,不能滿足電子工業發展需求,國內自從20世紀50年代就開始研究合成云母。1963年建材部非金屬礦研究所一成立就用內熱法研制合成云母,該所就是中材高新旗下的“中材人工晶體研究院”的前身。40多年來,中材人工晶體研究院在研究、開發、推廣應用合成云母領域共取得了25項科研成果,曾獲國防工辦二等獎,國家經委和國家科委部級科技進步獎共12項。在生長大尺寸合成云母晶體技術方面,我國處于世界領先水平。 
            合成云母的生長是用常壓下高溫熔融結晶法,其主要工序為:選用氟硅酸鉀、石英粉、電熔鎂砂、氧化鋁粉和碳酸鉀為原料,參考理論組成KMg3(AlSi3O10)F2,優選Z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→冷卻→合成云母晶塊→破碎分剝→成品,從晶塊中可剝出少量單晶片,大部分為碎晶片,通過綜合利用,可制得多種合成云母制品。

     

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