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(北京安普新材料发展公司,北京 102308)
摘要云母具有较多优良性能,是电气工业中不可缺少、无可替代的重要材料。几十年来中国片状云母,云母纸、云母粉、云母增强塑料、珠光云母颜料、耐火云母带等产品发展迅速、取得可喜的成绩。
为补充天然云母资源的不足并提供优质云母,中国研究开发了合成云母及制品。随着云母资源的不断减少,今后云母资源的开发利用将转向碎云母制品。提高云母资源利用率,提高产品质量,开发新的云母产品是云母工业今后应注意的问题。
关键词云母;碎云母;合成云母;综合利用;现状;发展。
作者简介:戴为胜,男,高级工程师;从事云母(合成云母)综合利用及深加工、矿物粉体超细加工的研究开发工作。电话:010-88130582。
云母以其优良的介电性能、机械性能、耐热性能、耐电晕性、稳定的化学性能等,成为电气工业中不可缺少,且无可替代的重要材料。传统的云母加工和应用技术的方法,是直接利用云母的自然晶体作为电气绝缘或电子零件。随着自然界云母资源的不断减少和人们对云母战略地位认识的加深,云母产品的结构发生了很大变化,世界各国都把目光转向碎云母及其他云母矿物的开发利用上。20世纪末,绢云母的应用也有很大的发展,为满足国民经济发展对云母产品的不同要求,中国在20世纪60年代研制了内热法合成云母和晶种法合成云母[1,2]。
中国工业原料云母资源不足。白云母主要分布在新疆、四川、内蒙古、河南、云南、青海、陕西、湖北、湖南、广东、广西、福建、江苏、黑龙江、吉林、辽宁、山西、河北等18个省区。中国金云母资源较少,主要分布在新疆、内蒙古、吉林、黑龙江、河南、广东等省区。
中国原有四川、新疆、内蒙古三大国营云母原料基地。目前,由于云母资源减少、开采成本增加,内蒙古基地已不存在,四川、新疆的矿山进行了产业结构调整,少量人员留守矿山,转入小规模开采。在其他省区也有一些企业在进行开采,但是仍然不能满足中国云母加工业的需要。
中国变质片麻岩白云母资源极为丰富。有资料表明中国河北省平山县、灵寿县境内已探明白云母资源的储量达2000×104t,这些矿床是中国最大的单一产出碎片白云母矿床;且云母矿物可剥性好,薄片质地纯净,无斑痕,色泽光亮,在国内外享有盛誉。
在中国也有较为丰富的绢云母,分布于四川、福建、安徽、内蒙古、浙江等省区。经普查仅安徽就发现软质绢云母储量达10×104t,硬质绢云母储量达100×104t。
为弥补国内云母加工业原料的不足,每年进口数万吨云母及碎云母,用于片状云母加工,以及云母纸和云母粉生产。
(一)中国云母加工及产品应用结构
中国云母加工及产品应用结构如图1。
图1中国云母加工及产品应用结构图
为了弥补中国云母资源的不足,并满足某些特殊用途的需要,中国在20世纪60年代初期开始研制合成云母,并在60年代中期研制成功内热法合成云母、晶种法合成云母。虽然合成云母的种类很多,但目前能生产成大晶片和工业性生产的合成云母是氟金云母。其分子式为[KMg3(AeSi3O10)F2]。
合成云母应用与天然云母相同,但合成云母的许多性能优于天然云母。如耐温达1100℃,电绝缘性高,耐酸碱腐蚀,高温真空放气极低,光透过率高等,因而也有一些特殊用途。
片状云母包括白云母、金云母和合成氟金云母。片状云母由工业原料云母经剥分、加工制得。有效面积一般要求在4cm2以上。
随着片状云母资源的减少和碎云母开发利用技术的发展,直接应用片状云母的领域愈来愈少。但是,目前还没有一种天然矿物材料具有云母的全部优良性能,片状云母仍有广泛的用途。
在电气工业中,云母用作发电机、电动机的绝缘材料,高压电气设备的绝缘元件,各种工业和家用电器的耐热绝缘材料。金云母的热稳定性明显优于白云母,因此更适合于用作耐热绝缘材料。
在电子工业中云母可以制成各种电子元件的支撑架、电容器、绝缘体等。如制作电子计算机、电子显微镜、电子示波器等元器件。
在航空航天等尖端科技领域,云母可以制造飞机发动机火花塞、垫圈、飞行员用氧气瓶的活门、雷达线路中的绝缘零件及人造卫星、导弹用的大容量电容器芯片和电子管等。
此外,片云母还可用于制造氧气呼吸装置中的隔膜,耐热水位计的保护衬、大型陀螺罗盘的面板、电容器,以及各种家用电器、电动机和发电机的绝缘垫圈、端子板等。
20世纪70年代以后,片云母逐渐由云母纸及制品所替代。片云母的销售市场日渐萎缩,世界市场以每年3%的速度递减。
随着中国合成云母技术的发展,合成片状云母生产量的增加,将弥补中国天然优质云母片的不足。
碎云母,一是指片径或其他指标达不到片状云母工业指标的云母矿物(主要为白云母、金云母);二是指片状云母加工后的边角料;三是指变质片麻岩白云母、绢云母等,主要用于制造云母纸、云母粉。
碎云母同片状云母一样,具有许多优良的物理、化学性质,因而在工业中有广泛的用途。
中国碎云母综合利用的研究是从1958年开始的,首先研究了粉云母纸,20世纪60年代研制了干磨云母粉及再生云母纸;70年代研制了大鳞片再生云母纸,试制了合成云母纸;80年代研制了湿磨云母粉及云母钛珠光颜料;根据绝缘材料工业的需要,90年代试制了金云母纸及耐火云母带用云母纸、合成云母纸等,并相继开发了云母功能填料(如绝缘、反光、防晒、耐腐蚀等)及云母微晶玻璃、云母陶瓷等。
云母纸是以碎云母为原料,采用特殊工艺将其破碎成细小鳞片,在云母造纸机上造成成卷的云母纸,是制造云母板、云母箔、云母带等电气绝缘云母制品的原料。
云母纸有白云母纸、金云母纸、合成云母纸(也称合成氟金云母纸)三种。
目前云母纸已具备片状云母的优良性能。云母纸厚度均匀、介电强度变化小,电晕起始电压高且稳定。以云母纸(或薄片云母)为基材制成不同耐热等级的云母带、柔软云母板、塑型云母、换向器云母板、电热云母板、衬垫云母板、云母箔和云母管等电气绝缘云母制品,广泛应用于大、中型电机,特种电机,电器及电线、电缆等工业领域。
云母纸自20世纪60年代初投产以来,在科研院所和生产企业的共同努力下,技术和生产得到了很大的发展。到2006年已达到15000t/a。品种也从单一的MPM1型粉云母纸,增加了MPM2,MPM3,MPP4型云母纸,510型混抄云母纸、511型电容器云母纸,合成云母纸,用于制造耐火电线、电缆用云母带的金云母纸,合成云母纸等。
云母纸主要供应国内市场,也有一定数量出口,主要出口美国、德国等国家。
目前中国云母纸主要在湖北省(通城县)、湖南省(平江县)、广东省(深圳市)、浙江省(杭州市)、河北省(柏乡县)生产。
云母粉以碎云母、变质片麻岩云母、绢云母为原料,经净化、破碎、分级等工序加工制成。根据生产方法不同分为干磨云母粉与湿磨云母粉。
云母粉具有较高的电绝缘性,耐热性,耐酸、碱腐蚀性,以及热膨胀系数小等优点。无论破碎到什么程度均呈片状,具有良好的弹性、韧性。云母粉滑动性能较好,覆盖性好,附着力高。
8~12目的云母粉多用于油毡等屋面材料中,也用于电缆包裹层及类似的用途。40~60目云母粉用于电焊条药皮。60~120目云母粉是生产云母陶瓷的基本原料。100目或更细的云母粉作为油漆的掺合剂,橡胶的填充剂、遮盖剂和润滑剂,塑料、涂料的填料等。200目或更细的云母粉可作为云母珠光颜料的基材。
云母粉还用于油井钻探封闭井孔的材料,浇铸金属时作模型的涂料,铝制品的擦光剂,电镀溶槽涂料,化妆品中脱脂剂的填料,防冻、防阳漆的添加剂,密封漆灰的掺合剂,在消防器材中干云母粉可用作灭火器的悬浮剂。
干磨云母粉自20世纪60年代投产以来,其生产企业已有几十家,年生产能力超过20×104t(仅河北省灵寿县的几十家企业年生产能力就超过10×104t)。现在全国实际年生产十几万吨,其中灵寿县占全国总生产量的75%左右。主要原料是变质片麻岩白云母。
湿磨云母粉是云母原料在以水为介质的条件下加工制成。具有比干磨云母粉更优良的性能,其质地纯净,表面光滑,径厚比大,附着力强。广泛用于云母珠光颜料的基片,云母增强塑料,油漆及涂料等行业。
云母陶瓷分为天然云母陶瓷和合成云母陶瓷。天然云母陶瓷又称云母玻璃,合成云母陶瓷又称陶瓷塑料。
云母陶瓷是将云母粉(天然云母粉或合成云母粉)与特种玻璃粉及矿化剂、助熔剂按一定的比例混合,经压坯、焙烧、成型(热压或注射)、退火等工序制成。它是一种复合材料,兼有云母、陶瓷、塑料三者的优点。
云母陶瓷是一种优良的绝缘材料,而且具有良好的抗电弧性,在强大的电弧作用下不发生碳化和爆裂,可在350℃以下长期使用。其热膨胀系数可以根据要求进行调整,可使它与一些金属匹配,进行封接和镀层。
可以在云母陶瓷表面镀上铜、银、金等金属,并在一定温度范围内保持牢固的结合。
云母陶瓷最突出的优点是可以用普通机床、普通切削刀具对其进行车、铣、刨、磨、钻等加工,以达到对零件几何尺寸的精密要求。
云母陶瓷成型后不收缩,不变形,耐腐蚀,抗辐射,抗潮湿,不受紫外线及臭氧的影响。
云母陶瓷主要用于电器设备、精密仪器、仪表中作为绝缘件、消弧件。应用在邮电、无线电、宇航、船舶、航空和国防等工业部门。
(七)云母增强塑料——云母增强聚丙烯
用云母鳞片做增强填充剂添加在树脂中制成的塑料称云母增强塑料,其特点是使塑料在二维方向强度得到增强。
云母增强塑料的性质取决于所使用的云母鳞片的直径、径厚比、云母与基体树脂的混合比、界面结合强度、成型方法和成型条件等。云母鳞片的高径厚比使塑料的抗拉强度和抗弯强度得到改进。云母鳞片的弹性模量在由常温至高温很宽的范围内都很高,使塑料尺寸稳定、耐蠕变和热变温度高。云母鳞片的形状使得塑料在平面方向增强,防止产品卷翘,阻挡液体和气体渗透。云母的电气绝缘性使塑料的电气绝缘性得到改进。云母鳞片还使得塑料的化学稳定性、耐辐射性、耐候性等得到增强。云母增强塑料的抗拉、抗弯强度与玻璃钢近似,变形温度比玻璃钢高。云母增强塑料在汽车零件、家用电器、特种塑料薄膜中得到广泛的应用。
许多研究单位和企业都开展了云母增强塑料的研究开发工作,研制成功汽车仪表板、保险杠、前灯保护圈,电机风扇等家用电器,汽车零部件以及音响部件。目前由于湿磨云母粉售价较高,而且云母粉表面能较高,在进行包覆、偶联等表面有机化处理中还有一些技术问题未很好解决,致使云母粉的实际用量较少。
珠光云母颜料是在优质湿磨云母薄片上包覆一层或多层二氧化钛或其他金属氧化物而成为呈现珍珠光泽的珠光颜料。由于具有稳定的化学性质、无毒、高折射率、高遮盖性、耐高温等性能,可赋予物体珍珠般的光泽,给人一种深远的三维空间感觉,作为填料或涂料可极大地增强基体光度,并产生珠光效应,故在塑料、橡胶、油漆、陶瓷、造纸、皮革、印刷、装饰及化妆品等行业具有广泛的用途。
工业上广泛使用的珠光云母颜料,从其结构上看大多为单覆层结构,即在云母表面仅覆盖一层无色透明或者有色的金属氧化物膜。单覆层珠光云母颜料开发早,技术比较成熟。随着珠光云母颜料应用的范围越来越广,单覆层结构的珠光云母颜料由于其遮盖性能及着色性能较差,在某些特殊场合的应用上受到一定限制。为此,现在各国又开发出多种旨在提高遮盖性能的多覆层结构和旨在提高着色性能的有机着色类的珠光云母颜料。
双覆层珠光云母颜料与单覆层的相比,不仅包覆有起干涉作用产生珠光的无色透明金属氧化物膜,还有一层具有吸收本色的金属氧化物膜;而且既具有较强的珠光光泽,又有较高的遮盖力,同时还有一定的着色力。
多覆层珠光云母颜料是在双覆层珠光云母颜料的基础上为提高遮盖性能、着色性能和珠光效果进一步开发的。它由具有无色透明金属氧化物膜、吸收本色的金属氧化物膜和纳米级金属微粒层共同组成。它的珠光效果、遮盖性能和着色性能都有所提高。
有机着色珠光云母颜料是将有机颜料或染料包覆在云母的表面而形成的一类新型珠光颜料。它主要是利用有机颜料或染料具有色谱广、色泽鲜艳、分散性好、色调饱和度高等一系列优点,提高珠光云母颜料的着色性能。
珠光云母颜料在汕头、广州、泰兴、丹阳、北京、雅安等地生产,年产量数千吨,除自用外还出口美国、日本、德国等国家。高档珠光云母原料还需进口。
内热法合成氟金云母是用化工原料经高温熔融,冷却析晶而制得。晶种法是以碎合成云母为原料用坩埚引下法生产的。
内热法熔块达十余吨,能提供直接应用的大片云母和大量用来制造合成云母纸、合成云母粉的碎云母。晶种法生产大片合成云母能直接用来生产电子管撑板、电容器芯片、高阻绝缘骨架、高压锅炉水位计、微波和各种射线窗口材料等。
随着耐火电线、电缆工业的发展,特别是A类耐火要求的耐火电线、电缆,用合成云母纸为材料的合成云母带作耐火绝缘层更好,这将会促进内热法合成云母的发展。
(十)耐火电线、电缆用云母带(耐火云母带)
20世纪80年代,随着电缆发展的需要,国外一些发达国家开始将云母引入电缆行业作为耐火绝缘层,从而使耐火电缆的制造变得更简单、更可靠。为此,各大电缆厂和云母加工企业相继投入力量进行耐火电缆、电缆用云母带的开发研究。
耐火云母带由云母纸、黏合剂、补强材料在专用的云母带机上复合而成。采用的云母纸有金云母纸、合成云母纸,以确保耐火电线、电缆通过B类(750~800℃)、A类(950~1000℃)耐火要求。黏合剂一般采用有机硅树脂,补强材料采用无碱玻璃布或高分子薄膜。
不少企业采用玻璃布补强。由于技术上的原因,有的企业生产的云母带在绕包过程中有云母纸脱落,云母纸反黏、拉伸,强度较低等问题,影响其使用。因而应提高玻璃布、云母纸质量,改进制造工艺以提高耐火云母带的质量。
国外开发了高分子薄膜补强云母带。有单面乙烯薄膜补强、单面聚酯薄膜补强、一层玻璃布一层聚酯薄膜补强、玻璃丝增强单面聚酯薄膜补强等。
绕包工艺性有很大的提高,且有较高的介电性能,可以省去外加保护层等。
目前中国薄膜补强耐火云母带技术也有较快的发展,不少生产企业已试制出各种薄膜补强耐火云母带。
随着云母资源的不断减少,今后的云母资源的开发利用很明显将转向开发碎云母制品。应加强地质勘探工作,增加科技投入,加强科学管理,提高云母资源综合利用率,提高产品质量,开发新的云母产品。
(一)提高云母纸质量,增加云母纸品种
目前,中国大电机绝缘以多胶粉云母带为主,MPM1型云母纸是多胶粉云母带的主要基材。中国现在采用的多胶粉云母带绝缘普遍存在着云母含量低的问题,粉云母带的云母含量一般均在38%~42%,最高为44%,主绝缘比国外厚(约10%);而国外大多是单面补强多胶粉云母带,云母含量均在48%~51%之间。云母含量高,可以减薄电机的绝缘厚度,增强电机工作的可靠性。
因此,为发展高云母含量的F级多胶粉云母带,生产高定量云母纸,云母纸生产企业必须要提高云母纸的厚度。既要提高云母纸的电气强度,又要稳定渗透时间,应在二者之间寻找好工艺控制点:备好原料,严格控制制浆工艺,净化水质,提高纸机脱水功能,这是生产高定量云母纸的保证。
少胶云母带的特点是云母带中的胶含量少(约占6%~10%),不含挥发物,云母含量高达82%。由于采用真空浸渍工艺,生产效率高,绝缘性能高,线棒不发空,但对生产设备、材料和管理要求很高。
电力机车牵引电机由于安装尺寸受到铁路轨距和机车转向架高度的限制,因此国内外都采用F级和H级耐热云母带,以达到牵引电机体积小、重量轻、容量大、提高电机输出功率的目的。
船用电机一般工作的环境温度高、湿度大、有油渍及冲击震动,要求电机体积小、重量轻、返修率低和寿命长。中国经过十几年的发展,已形成较为完整的船用F级电机绝缘系统,大型船用推进电机功率已达到5000 kW以上,已满足各种船型的需要。
单面补强云母带是牵引电机、船用电机主要绝缘材料。MPM3型大鳞片云母纸是单面补强云母带主要基材。中国的云母带与国外相比,尚存在差距,主要表现在:掉粉、发硬、电性能降低。生产单面补强云母带要求云母纸渗透性好,介电强度高,无杂质,拉伸强度好,云母鳞片大而薄,均匀性好,无断头。因此云母纸生产企业应积极配合绝缘材料厂,提高云母带质量,以适应中国电机制造业的需要。
2.根据国内资源和市场的要求,稳步发展金云母纸及合成云母纸
换向器云母板除有弹性压缩、塑性变形等特殊要求外,还需承受短时高温焊接的考验。用金云母纸作基材生产的有机硅换向器金云母板获得普遍采用。实践证明有机硅换向器金云母板具有耐温等级高、机械强度大、能够提高工艺水平的优点。如能推广应用,势必促进金云母纸的发展。
耐火电线电缆除了要求不扩散燃烧之外,还需保证在着火时保持工作能力。随着中国核电站和变电站的快速发展及《消防法》的进一步贯彻落实,将采用耐火云母带作耐火电线电缆保护层。耐火电缆在近几年已有较大的发展,因而对基材的金云母纸、合成氟金云母纸的需求也将有较大的增加。
目前中国合成云母的成本较高,因而售价较高,影响其应用。因此选择价格较低的工业原料,改进工艺、降低电耗是其扩大应用的根本措施。
3.继续研制聚芳香酰胺纤维混抄云母纸
采用聚芳香酰胺纤维增强,可以提高云母的抗张强度,抗电晕性,改善浸渍性和提高抗切通性能。这种纤维增强的混抄云母纸不但可以在少胶带、亚胺薄膜复合带中使用,也可以在多胶带中使用,经210℃老化后的击穿电压(比)下降比传统方法制备的云母纸好得多,完全克服了掉粉问题,还可提高电容器云母纸的抗张强度,将会受到用户的欢迎。
(二)加大科技投入,提高云母粉的生产技术装备水平
国外云母粉的生产有着悠久历史,开发了先进的碾磨、分级、干燥、检测、包装等成套技术和装备,可以生产出不同用途的各种粒级的云母粉。
中国湿磨云母粉的生产,在关键设备、检测手段上与国外先进水平相比差距较大。根据高档湿磨云母粉生产中存在的问题,应着重研制适合生产高档湿磨云母的技术和装备。
(三)根据云母产品的不同用途合理开发利用资源
云母和其他矿产资源一样是不可再生的。中国伟晶岩优质白云母和金云母资源有限,而变质片麻岩白云母、绢云母资源极为丰富,合理开发利用云母资源,对21世纪中国云母工业可持续发展具有战略意义。
云母原料质量的优劣直接影响着云母产品最终质量。但是,我们往往忽略了如何针对云母产品用途来选择不同类型的云母原料。因产出地质条件各异,云母的化学成分组成和物理性能有较大的差别。按所生产云母产品的用途来选择适合的云母原料,可以得到事半功倍的效果。根据应用领域的质量要求,有针对性地选择变质片麻岩云母作原料,不但使变质片麻岩云母得到了充分利用,同时还节省出部分适用于生产珠光级湿磨云母粉和生产云母纸的原料。由于变质片麻岩云母原料成本低,供需双方均得到实惠。
中国日用家电耐热云母板,每年所需的云母纸占全国云母纸生产总量的60%。根据日用电器对云母板的物理性能要求,可否采用变质片麻岩云母替代伟晶岩型云母,需对变质片麻岩云母化学成分组成、物理性能作进一步测试分析。如此事可行,则每吨原料的成本可降低50%,这将产生巨大的经济利益;同时还可提高现有伟晶岩白云母资源对国民经济建设保障程度,有力地支持电器工业的发展,做到优矿优用,劣矿综合利用,使有限的云母资源,得到合理利用。
2000年原国家建材局科技教育委员会曾邀请俄罗斯的云母专家考察了中国河北省的变质片麻岩云母原料及部分云母加工企业,并带了河北省灵寿县的变质片麻岩云母回去做实验。据悉,中国河北省的片麻岩云母可以用来加工较高档次的云母粉。
(四)加强薄膜补强耐火云母带的研究
耐火云母带用薄膜补强,在进行燃烧试验过程中,其薄膜在低温时就已经分解挥发,不会形成结碳;在云母未膨胀之前就已分解挥发,不易对云母层造成破坏,所以能通过耐火试验。
薄膜补强耐火云母带,既提高了耐火云母带的质量,还降低了成本,提高了成缆的工艺性和电缆的可靠性。
中国在薄膜补强耐火云母带方面也做了多年开发研究,在不少企业获得成功,今后还应增加规格、品种,提高质量,更好地满足电线、电缆工艺的要求。
当前国外已将云母资源利用重点转向非电应用材料。如美国云母总消耗量近60%用于建筑材料领域。目前中国在云母资源充分利用方面,尤其是在建筑材料上的研究和应用工作开展尚少,今后应加强这方面的研究工作。
[1]封晓花.云母类矿物将成为本世纪矿物材料新亮点.非金属矿开发与应用.2005(2)
[2]傅东.河北石家庄碎片云母矿产及其开发对策.非金属矿开发与应用.2005(4)
The Development Situation of Mica Industry in China
(Beijing Anpu new material company,Beijing 102308)
Abstract:Mica,having many excellent properties,is an indispensable and unreplaceable important material in electrical industry.In the several dozen years the mica products,such as sheet mica,mica paper,mica powder,mica-reinforced plastics,pearlescent mica,refractory mica belt and so on,have been developed rapidly and obtained gratifying achievements.
To replenish the insufficiency of natural mica resources and to supply with super-quality mica,China has done much work in research and development of synthetic mica and its products.With the incessant decrease of natural mica resources the future development and utilization of mica resources in China will direct to production of scrap mica products.A great attention should be paid to upgrading the utilization rate of mica resources,improving the quality of products and developing new mica products in the future.
Key words:mica,scrap mica,synthetic mica,comprehensive utilization,current situation,development.
问题一:云母是什么?有什么用途? 20分钾、铝、镁、铁、锂等层状结构铝硅酸盐的总称。普遍存在多型性,其中属单斜晶系者常见,其次为三方晶系,其余少见。云母族矿物中最常见的矿物种有黑云母、白云母、金云母、锂云母等。云母通常呈假六方或菱形的板状、片状、柱状晶形。颜色随化学成分的变化而异,主要随Fe含量的增多而变深。白云母无色透明或呈浅色;黑云母为黑至深褐、暗绿等色;金云母呈黄色、棕色、绿色或无色;锂云母呈淡紫色、玫瑰红色至灰色。玻璃光泽,解理面上呈珍珠光泽。莫氏硬度一般2~3.5,比重 2.7~3.5。平行底面的解理极完全。白云母和金云母具有良好的电绝缘性和不导热、抗酸、抗碱和耐压性能,因而被广泛用来制作电子、电气工业上的绝缘材料。云母碎片和粉末用作填料等。锂云母还是提取锂的主要矿物原料。
中国在20世纪50年代至70年代中期,曾将白云母、金云母列为战略资源,最早开采的是四川丹巴云母矿,以后新疆、内蒙古、山西、河北、山东、河南、陕西、云南等省、自治区的云母矿相继开采。主要国有矿山有新疆阿勒泰、四川丹巴、内蒙古土贵乌拉等矿山,还有上百个县办、乡镇及个体矿山。1978年前,工业原料云母的年产量为1 700~2 500t,1978年后,产量逐年下降,原因是云母消费结构发生了根本变化所致
问题二:云母的作用云母主要有两个作用:
黑云母工业上主要利用它的绝缘性和耐热性,以及抗酸、抗碱性、抗压和剥分性,用作电气设备和电工器材的绝缘材料;其次用于制造蒸汽锅炉、冶炼炉的炉窗和机械上的零件。云母碎和云母粉可以加工成云母纸,也可代替云母片制造各种成本低廉、厚度均匀的绝缘材料。
主要用途在工业上用得最多的是白云母,其次为金云母。其广泛的应用于建材行业、消防行业、灭火剂、电焊条、塑料、电绝缘、造纸、沥青纸、橡胶、珠光颜料等化工工业。超细云母粉作塑料、涂料、油漆、橡胶等功能性填料,可提高其机械强度,增强韧性、附着力抗老化及耐腐蚀型等。除具有极高的电绝缘性、抗酸碱腐蚀、弹性、韧性和滑动性、耐热隔音、热膨胀系数小等性能外,又率先推出片体二表面光滑、径厚比大、形态规则、附着力强等特点。
云母,味甘,性平,主治肌肉像死人一样没感觉。伤于风邪而发冷发热,如同身体坐在船上,头晕目眩,具有砌除风邪,充实五脏,增加生育能力,使眼睛明亮,久服身体轻便灵巧,延长寿命。又名云珠、云华、云英、云液、云砂、磷石,产于山中深处。
问题三:云母用途有哪些?主要用在哪些方面?涂料领域
涂料云母粉是一种新型功能性绿色环保填料,独特的二维片状阻隔、屏蔽紫外光、化学结构的稳定性等功能有效地提高涂膜的抗渗透性、耐候性、耐磨性及耐腐蚀性,另外,不含任何放射性元素,引领涂料领域绿色环保的趋势。其被广泛应用于建筑外墙涂料、防腐涂料、粉末涂料、耐高温涂料、绝缘涂料、防水涂料、路标涂料、防辐射涂料以及一些特殊涂料,如船舶涂料、航天器热控涂料以及食品器皿涂料等,以深圳海扬云母粉最为出名。
妆品级云母具有独特的片状结构、丝绢光泽及柔滑质感,使化妆品粉质犹如丝般轻盈细腻。自然的质感让肌肤有极佳的亲和性及晶莹靓丽的效果,赋予化妆品触感柔软、光泽柔和、亲和力佳、贴肤力强等特点,是化妆品行业首选的高档粉质原料。
另外云母粉的晶体透明度能让妆容颜色保持一贯性的强度,也适合于各种浓淡的色彩。绢云母的独特本质也能增加丝般柔性光泽予化妆品制造。产品广泛应用于粉饼、蜜粉、眼影、粉底液、腮红、蜜粉等众多领域。
塑料云母粉具有高径厚比、耐高温、耐酸碱、耐磨等特点,是一种天然的功能性粉体填充材料。公司精选高品质云母矿石,采用独特的湿磨剥片及提纯工艺加工,云母片层解理完全,保存了云母特有的高径厚比结构(径厚比高达100以上),使其在塑料制品中具有突出的增强效果,且赋予塑料制品优良的尺寸稳定性;产品本身的耐高温特性也大幅度提高塑料的热变形温度计维卡软化点,适用于高温工况零件和制品;云母与玻璃纤维相比更具有制品表面光洁、不翘曲变形等特点。产品广泛应用于PP、PA、PBT、PET等塑料改性、功能母粒以及塑料工程化应用等领域。
云母粉是新型特种功能填料,适用覆铜板行业技术要求,可替代电子级硅微粉使用,赋予板材较为理想的绝缘性、刚性、低膨胀率、钻孔加工性、耐热性和工艺稳定性等性能。材料具有完全的化学惰性,即使在高温和复杂体系也不会裂解变质或诱导反应,尤其具有大幅度提高钻孔效率、钻孔质量并减少钻头磨损的特点,正逐步成为覆铜板行业的热门材料。
云母粉是优秀的橡胶填充补强材料,高径厚比的独特结构优异地提高补强效果,优异的薄片状晶形大幅度提高气密性,其本身矿物晶体的偏光效应和层间水分子干涉效应,有效的屏蔽紫外线、微波、红外线的性能,大大提高制品的耐老化性能。
经北京橡胶研究院、河南轮胎厂、四川橡胶厂等厂家在轮胎、胶带、胶板、胶管、汽车橡胶配件等产品中应用结果证明:绢云母粉具有良好的加工性能,可取代30-50%的半补强或其它粗颗粒子炭黑,或原配方上增加一定比例的绢云母粉,能保持胶料性能不变,同时降***品成本。
耐材领域云母粉具有主要矿物含量稳定、耐火度适中、绝缘隔热理化性质稳定;泥料粘结性好、不膨胀、干燥速度快、可塑性好、抗铁流冲刷性强等优点。
焊材领域云母粉是一种新型的焊条药皮材料,其独特化学元素的组合,可提高电弧稳定性,减少飞溅,改善焊条的工艺性能,解决了焊条生产过程中经常出现的焊条药皮开裂问题,在E4303,E4313等酸性焊条中应用时,建议配比为3%―5%,同时具有一定的弹性、塑性、可增加焊条涂料的滑性和在粉料缸中的流动性,改善其压涂性能,取代钛白粉,降低了焊条成本。
云母陶瓷是一种特殊的工程材料,适用于生产耐热材料、绝缘材料、高温机械部件等,广泛用于电气、电子工业等。云母陶瓷一般是用结晶玻璃法或烧结法制成。但这两种工艺生产的云母陶瓷,抗折强度还不够理想。如用玻璃结晶法生产的云母陶瓷,其抗折强度一般仅......>>
问题四:云母是什么东西?干什么的云母是钾、铝、镁、铁、锂等层状结构铝硅酸盐的总称。云母普遍存在多型性,其中属单斜晶系者常见,其次为三方晶系,其余少见。云母族矿物中最常见的矿物种有黑云母、白云母、金云母、锂云母、绢云母等。云母通常呈假六方或菱形的板状、片状、柱状晶形。颜色随化学成分的变化而异,主要随Fe含量的增多而变深。白云母无色透明或呈浅色;黑云母为黑至深褐、暗绿等色;金云母呈黄色、棕色、绿色或无色;锂云母呈淡紫色、玫瑰红色至灰色。玻璃光泽,解理面上呈珍珠光泽。莫氏硬度一般2~3.5,比重 2.7~3.5。平行底面的解理极完全。白云母是分有很广的造岩矿物之一,在三大岩类中均有产出。泥质岩石在低级区域变质过程中可以形成绢云母,变质程度稍高时,成为白云母。酸性岩浆结晶晚期以及伟晶作用阶段,均有大量白云母生成。由高温至中低温的蚀变作用过程中,也能生成。所谓云英岩化是高温蚀变作用之一,能形成大量白云母。所谓绢云母化作用是中低温蚀变作用之一,能形成大量绢云母。白云母风化破碎成极细的鳞片,既可以成为碎屑沉积物中的碎屑,也可以是泥质岩的矿物成分之一。
白云母和金云母具有良好的电绝缘性和不导热、抗酸、抗碱和耐压性能,因而被广泛用来制作电子、电气工业上的绝缘材料。云母碎片和粉末用作填料等。锂云母还是提取锂的主要矿物原料。
云母矿物由于晶体大,色彩艳丽,很早就被人类利用。中国古籍中对其称谓记载就有:花皮连、天冰、天皮、地金、老刮金、千层纸、元面、云米赤及雄黑等。敦煌莫高窟中唐112窟所用的颜料闪光发亮,经X射线衍射分析,是天然白云母经细碎研磨而成。显色效果极佳。
虽然中国很早就已认识和利用白云母和金云母,但对云母矿床正规的勘查工作是在中华人民共和国建立以后,从1952年开始相继对四川丹巴及内蒙古土贵乌拉的白云母矿床进行了普查勘探并取得了较好成果。1958年在山西繁峙召开了全国云母会议,决定大力开展云母的普查勘探工作,当年,新疆阿勒泰云母矿床的发现,在中国云母资源的开发方面起了很大作用,同时也为云母矿床的普查勘探工作积累了经验。随后,江苏东海镁硅白云母矿床的发现并被工业所利用,在中国增添了新的工业云母种属。内蒙古乌拉山、大别山、秦岭、辽宁、四川及云南等地的云母矿床相继发现,扩大了云母资源。80年代以来,建材、地矿等部门开展对碎云母、绢云母矿的普查。经详查,探明了河北灵寿谭庄乡山门口碎云母矿,在内蒙古、辽宁耽湖北等地发现绢云母矿点,在碎云母和绢云母的工业应用研究方面也取得了进展。
中国在20世纪50年代至70年代中期,曾将白云母、金云母列为战略资源,最早开采的是四川丹巴云母矿,以后新疆、内蒙古、山西、河北、山东、河南、陕西、云南等省、自治区的云母矿相继开采。主要国有矿山有新疆阿勒泰、四川丹巴、内蒙古土贵乌拉等矿山,还有上百个县办、乡镇及个体矿山。1978年前,工业原料云母的年产量为1 700~2 500t,1978年后,产量逐年下降,原因是云母消费结构发生了根本变化所致。
问题五:云母片是什么,云母片有什么用市场研究显示天然云母片是厚片云母经过剥分、定厚、切制、钻制或冲制而成,具有一定厚度、一定形状的云母零件,该产品适用于电视机、电力电容器、热继电器、监视显示器、航天、航空、通讯、雷达、耐热骨架片等作为原辅材料。
云母片分为电热器芯片、电热器护片、垫片、电子管片、灯泡片,因其材料为天然矿制品,具有无污染、绝缘、耐电压性能好的特点,可根据客户需求冲切各种规格的天然云母片。
在电工产品中广泛应用云母及其制品作为绝缘材料。其品种有:天然云母,合成云母,云母带,云母板,云母箔,云母玻璃等。
天然云母种类较多,用作电工绝缘材料的有白云母和金云母两种。白云母具有玻璃光泽,一般无色透明;金云母有金属光泽和半金属光泽,常见的有金黄色,棕色,浅绿色等等,透明度较差。白云母和金云母具有良好的电气性能和机械性能,耐热性好,化学稳定性和耐电晕性好。两种云母都可以剥离加工成厚度为0.01到0.03毫米的柔软而富有弹性的薄片。白云母的电气性能比金云母好,但金云母柔软,耐热性能比白云母好。
按用途,云母一般可分为云母薄片(薄片云母)、电容用云母和电子管用云母厚片三类,这三类云母的面积、厚度规格分别见下列表格及其级别和用途。
此外,云母片在在高中生物中的运用:阻止生长激素的通过憨允许水分通过。控制变量,使得变量单一,验证生长激素对植物生长的作用。
而且,在微波炉中,云母片的作用是允许微波进入微波炉里,阻挡烟雾等污染发射微波的发射头.一旦发射头被污染,肯定会降低微波炉的效率的。
问题六:云母粉有什么作用产品详情云母粉的主要特点及应用:1、阻隔作用片状填料在漆膜内形成基本平行的取向排列,水和其它腐蚀性物质对漆膜的渗透受到强烈阻隔,在使用优质超细云母粉粉的情况下(晶片的径厚比至少50倍,最好70倍以上),水和其它腐蚀性物质穿透漆膜的穿透时间一般延长3倍。由于超细云母粉粉填料比特种树脂廉价得多,所以具有非常高的技术价值和经济价值。使用优质超细云母粉粉是提高防腐涂料和外墙涂料等品质和性能的重要手段。在涂装过程中,超细云母粉晶片在漆膜固化前受到表面张力的作用而躺下,自动形成互相平行,而且与漆膜表面也平行的结构。这样的层层排列,其取向正好与腐蚀性物质穿透漆膜的方向相垂直,阻隔作用的发挥最为充分。2、改善漆膜的物理机械性能使用超细云母粉粉可以改善漆膜的一系列物理机械性能。其中的关键是填料的形态学特征,即片状填料的径厚比和纤维状填料的长径比,颗粒装填料如同混凝土中的沙石,起到钢筋的增强作用。3、提高漆膜的抗磨性能树脂本身的硬度都有限,而不少填料的强度也不高(如滑石粉)。相反,超细云母粉是花岗岩的成分之一,其硬度和机械强度很大。所以,涂料中加入超细云母粉粉作填料,其抗磨性能可明显提高。车用涂料、路面涂料、机械防腐涂料、墙面涂料大多使用超细云母粉粉。4、绝缘性能超细云母粉具有极高的电阻,本身就是最优异的绝缘材料。与有机硅树脂或有机硅硼树脂形成复配物,遇到高温时转化为机械强度和绝缘性能良好的陶瓷性物质,因此用这类绝缘材料制成的电线、电缆,即使在火灾中烧毁之后,仍然保持原有的绝缘状态。这对于矿井、隧道、特殊建筑物、特殊设施等,是非常重要的。5、阻燃超细云母粉粉是很有价值的阻燃填料,如果配合有机卤阻燃剂,可制得阻燃性和防火性涂料。6、抗紫外、红外线性能超细云母粉具有优异的屏蔽紫外线和红外线等的性能。所以在户外用涂料中添加湿法超细云母粉粉,就可以大幅度提高漆膜的抗紫外线性能,延缓漆膜的老化。它的屏蔽红外线的性能被用于配制保温、隔热材料。7、热辐射和高温涂料超细云母粉有良好的红外辐射能力,如与氧化铁等配合,可以造成优异的热辐射效果。8、隔音减震作用超细云母粉能显著改变材料的一系列物理模量,形成或改变材料的粘弹性。这类材料高效率地吸收振动能量、削弱震动波和声波。另外,震动波和声波在云母晶片之间形成反复反射,也造成削弱其能量的作用。超细云母粉粉也被用来配制消声、隔音、减震涂料。想了解更多,请拨打:
问题七:什么是云母?云母简介(Mica)
云母族矿物分为两个亚族,共有九种矿物。白云母亚族,有钠云母、白云母、钒云母、海绿石;金云母-黑云母亚族,有金云母-黑云母、锌三层云母、铁锂云母、锰锂云母、铜铀云母和锂云母。
云母是含锂、钠、钾、镁、铝、锌、铁、钒等金属元素并具有层状结构的含水铝硅酸盐族矿物的总称。主要包括白云母、黑云母、金云母、锂云母等。工业上应用的云母矿物原料是白云母和金云母中的片云母和碎云母及绢云母,使用较多的是白云母,其次为金云母。由于云母具有较高的电绝缘性、较好的透明度、极好的可剥分性、较高的化学稳定性、较好的还原性以及在高温状态下能保持上述优良的物理化学性能,因而它主要作为一种非常重要的绝缘材料广泛用于电子、电机、电讯、电器、航空、交通、仪表、冶金、建材、轻工等工业部门,以及国防和尖端工业领域。 70年代以来,由于在电容器、电动机的绝缘支撑材料及电介质材料中,使用的片云母已被由碎云母为原料制成的云母纸所代替,通讯电子管的绝大部分已被半导体集成电路所取代,引起消费结构发生根本变化,因此使片云母的需求量大幅度下降,而碎云母的需求量日渐增长。随着科学技术的发展,近年来云母矿物在建材、地质勘探、润滑、油漆、食品、化妆品等方面的应用不断扩展,碎云母和绢云母矿物原料将具有广阔的应用前景。
化学成分:白云母化学式为 KAl2(AlSi3O10)(OH)2;镁硅白云母化学式为(Fe2+、 M g)(Fe3+,Al3+)(AlSi7O20)(OH)4;绢云母化学式为 KAl2(Si,Al)4O10(OH,F) 2;金云母化学式为KMg3(AlSi3O10)(F,OH)2云母这种铝硅酸盐矿物,具有连续层状硅氧四面体构造,具极完全之解理,可剥离为具弹性之薄片,质柔可弯曲,透明无色,厚块半透明带有灰、棕、淡绿、玫瑰红色,具玻璃至绢丝或珍珠光泽,硬度 2.5~3,比重 2.75~3.0,耐酸性。
白云母化学组成: KAl2[Si3AlO10](OH,F)2,理想的组份是八面体片含 Al,也可少量地被 Fe 3+、 Mg、 Fe 2+甚至 Mn、 Cr、 V等所置换。白云母具有高度完全的底解理、颜色淡白。薄片富弹性的特点。
白云母是分有很广的造岩矿物之一,在三大岩类中均有产出。泥质岩石在低级区域变质过程中可以形成绢云母,变质程度稍高时,成为白云母。酸性岩浆结晶晚期以及伟晶作用阶段,均有大量白云母生成。由高温至中低温的蚀变作用过程中,也能生成。所谓云英岩化是高温蚀变作用之一,能形成大量白云母。所谓绢云母化作用是中低温蚀变作用之一,能形成大量绢云母。白云母风化破碎成极细的鳞片,既可以成为碎屑沉积物中的碎屑,也可以是泥质岩的矿物成分之一。
白云母斜方柱晶类,通常呈板状或片状,外形成假六方形或菱形。柱面有明显的横条纹。双晶常见,多依云母律生成接触双晶或穿插三连晶。
金云母的化学式为KMg3[AlSi3O10][F,OH]2。因为和白云母物理化学性能有所不同,故有很多特殊功能,应用于很多重要领域。工业上主要利用其很高的电绝缘性和耐热性,以及强抗酸、抗碱、抗压和剥分性能,用作电气设备和电工器材的绝缘材料。金云母通常呈黄色、暗棕色或黑色,玻璃光泽,解理面呈珍珠或半金属光泽,金云母能被浓硫酸所腐蚀,可在浓硫酸中分解,同时产生一种乳状的溶液,化学成份中替代钾的有钠、钙、钡;替代镁的有钛、Fe、锰、铬;氟替代OH,金云母的变种有锰云母、钛云母、铬金云母、氟金云母等。......>>
问题八:云母是什么?有什么用途云母是:钾、铝、镁、铁、锂等层状结构铝硅酸盐的总称。
普遍存在多型性,其中属单斜晶系者常见,其次为三方晶系,其余少见。云母族矿物中最常见的矿物种有黑云母、白云母、金云母、锂云母等。云母通常呈假六方或菱形的板状、片状、柱状晶形。颜色随化学成分的变化而异,主要随Fe含量的增多而变深。白云母无色透明或呈浅色;黑云母为黑至深褐、暗绿等色;金云母呈黄色、棕色、绿色或无色;锂云母呈淡紫色、玫瑰红色至灰色。玻璃光泽,解理面上呈珍珠光泽。莫氏硬度一般2~3.5,比重 2.7~3.5。平行底面的解理极完全。
用途:白云母和金云母具有良好的电绝缘性和不导热、抗酸、抗碱和耐压性能,因而被广泛用来制作电子、电气工业上的绝缘材料。云母碎片和粉末用作填料等。锂云母还是提取锂的主要矿物原料。
矿山开采出来的云母原矿,经第一次手选选出工业原料云母,再经多次加工,分选成各类规格的成品云母片,整个加工过程中,产生大量云母边角料。以白云母为例,从矿山开采云母原矿经第一次加工,只能选出约30%的工业原料云母(≥4cm2),其余的便成为云母渣和其他废料。这些工业原料云母经第二次加工,只能选出15%左右的厚片云母。再进一步剥离成薄片,加工成各种零件,还有大量的损失。从云母开采到加工成各种类云母成品,总的利用率不超过3%~10%。其余90%以上都是云母碎渣。
在我国,云母加工厂中剥片后的云母废渣,以及云母零件加工后的云母边角料,除了一部分用于造纸和制云母粉外,一部分被废弃。长期堆积,资源浪费,还造成环境污染。
在云母工业中,所谓综合利用,是指除使用大片云母以外,还充分利用开采出来的一切细碎云母,还包括合成云母中的细碎云母,以提高企业的经济效益。云母综合利用的途径非常多,归纳起来主要有以下几个方面:①生产云母纸;②生产云母粉;③生产云母陶瓷;④生产云母熔融制品;⑤生产云母珠光颜料;⑥生产云母增强塑料。
由于综合利用途径的扩大,以及各种云母制品品种的增加,云母企业的产品结构从过去以生产大片云母为主的产品结构,已逐渐转移到现在以加工碎云母为主要产品的产品结构。如云母纸的大量生产,在大型电机中已大量取代了云母薄片产品。产品结构转变的另一个特点是生产电气材料转向生产非电气应用材料。
长期以来,云母一直是电气工业中不可缺少的绝缘材料。例如10万千瓦,10千伏级的两极汽轮发电机,要用1000kg云母带,其中云母约占450kg。目前,虽已出现很多新材料,但还没有任何一种绝缘材料能够取代云母。随着电气工业的发展,对云母的需求量不断增加。但云母开采困难,剥制片云母全凭手工操作,出成率极低,解决这一矛盾的有效途径就是云母纸的制造与利用。
云母纸首先由法国研制成功,于1947年投入生产并取得专利权。云母纸制造技术与大规模集成电路、高温塑料、光导纤维并驾齐驱,在国外被誉为对当代电气、电子工业作出重要贡献的四大技术之一。可见云母纸的制造在现代化技术中的重要作用。
我国自20世纪60年代后,依靠本国的技术力量,也研制成功了粉云母纸,70年代后又先后研制成功大鳞片云母纸、合成云母纸等新型材料。目前在大电机上几乎全部用粉云母纸做主绝缘体。
云母纸的整个生产工艺过程及设备同其他类纸相比,最大的差别在于制浆工艺不同。云母纸的生产工艺如下:
制造云母纸浆→云母纸抄造→成品整理→胶粘剂→补强材料→云母纸制品
将厚度为毫米级的碎云母破碎成厚度为微米级以下的细小云母鳞片,然后将适合于制造云母纸的云母鳞片分选出来,并与一定数量的水混匀的过程,就是云母纸浆的制造过程。
云母纸是由多层云母鳞片之间的吸引力(范德华力等)结合在一起而形成的。因此,面积越大,厚度越薄的云母鳞片,制成的云母纸性能就越好。为了保证云母纸的质量,云母纸浆鳞片应符合如下要求:薄片厚度为微米级;鳞片厚度比50~100以上;鳞片面积大小均匀;表面缺陷少;表面清洁纯净,未受污染。
云母纸浆的制造方法一般采用煅烧化学制浆法、水力制浆法等。
将精选的云母碎片经高温煅烧脱去云母结构中的结构水,使云母碎片沿垂直于解理面的方向膨胀,质地变软,再用化学处理,使云母片充分地解理分裂,再洗涤、搅拌,这种方法叫煅烧化学制造法,俗称熟法。抄造成的云母纸叫熟云母纸,又叫粉云母纸,工艺流程如下:
将煅烧云母不经冷却就放入浓度为2%~10%的Na2CO3溶液中浸泡5~30分钟,再加入浓度为2%~3%的HCl或H2SO4,使其发生中和反应,产生大量的CO2气体,促使已初步膨胀的云母片进一步膨胀破裂,然后经机械搅拌,加水清洗成云母浆。
将煅烧后的云母熟料浸没在碳酸铵溶液中,然后将吸泡了碳酸铵溶液的熟料在反应釜中加热到100~400℃,(NH4)2CO3就分解成CO2和NH3,云母层被进一步撑开破裂,搅拌成浆。
将云母熟料浸没在2%~5%的稀酸中,加热处理成浆,处理条件为:固∶溶液为1∶8~1∶12,处理温度为90~100℃,时间为30~60分钟。
在特制的腔体内,用高压喷射水流将云母片剥离破碎成细小鳞片,然后用选矿方法将适合造纸的云母鳞片分选出来的方法。其过程为:
云母碎料→分选→水洗→水力制浆→水力旋流分级→脱水浓缩
云母纸的整个生产工艺过程及设备同生产其他类型的纸相比,最大的差别在于制浆工艺不同。云母纸的抄造工艺及设备,从整体看与其他各类纸和纸板的制造工艺和设备相同。
造纸机的构成:网部、压榨部、烘干部、整饰部、卷取部、传动部等。浆料池中的2%~3%浓度的云母浆用水稀释到0.3%~0.7%的浓度。放入顺流溢浆式网槽内。圆网笼一转入网槽浆液中,就开始对浆液的过滤作用,即浆体水分漏过筛网,云母片就滤在网笼上,当浆液流速与网笼的线速度一致时,就能够均匀上浆,形成均匀的云母纸胎。
云母纸胎随着圆网笼在网槽内不停的转动而连续成型,成型的纸胎在伏辊的作用下,由无端环形毛毯包绕而过,由于毛毯的比表面积远远大于圆笼的比表面积,所成的湿胎纸就被转附在毛毯上,被毛毯托住,经真空吸水箱、压榨部进一步脱水,在此抄造过程中,网部脱去的水分约为95%~98%,在毛毯的保护下,传送到蒸汽烘缸部分干燥,再送到卷纸部分卷取,即为云母纸的抄造成型过程。
不论是煅烧型云母纸(熟纸)还是非煅烧型云母纸(生纸),其机械强度都很低,一般不能直接使用。因为云母鳞片之间全靠剩余键力结合,而且云母鳞片新鲜表面很易吸收水分、羟基以及其他类型的离子或分子气体,这样就影响了云母的紧密结合,所以云母纸需与胶粘剂、补强材料一起做成各种制品,如云母板等,才能满足不同用途的要求。
1)云母纸胎:经检验合格的云母纸胎。
2)胶粘剂:应选用电气绝缘性能好、防潮、耐水、耐药品、热稳定性好、胶粘能力优异、机械强度高的胶粘剂。如虫胶,改性有机硅胶,改性有机钛环氧胶,聚酯还氧胶,磷酸盐,硼酸盐等。
3)补强材料:常用无碱玻璃布,云母带纸(桑皮纤维所制,高度浸渍能力,机械性能好,厚度为0.025~0.005mm,拉力大,重量轻),电话纸(不经漂白的硫酸纸浆制成),聚酯薄膜,全芳香族聚酯酰铵纤维纸等。
将云母纸和补强材料裁成要求大小,据成品厚度搭配毛坯,涂刷胶粘剂后,在100~130℃温度下烘熔,以10~20kg/cm2的压力压制5~30分钟,冷却至室温后出料。工艺过程如下:
云母纸+补强材料+胶粘剂→经热压固结而成。
根据胶粘剂的种类、用量和补强材料不同,将云母纸制品分为粉云母带、柔软粉云母板、塑型粉云母板、耐热粉云母板、粉云母箔等。
如:多胶粉云母带:含胶35%以上,厚度0.14~0.16mm;
少胶粉云母带:含胶量5%左右,厚度0.14mm;
三合一粉云母带厚度0.14~0.16mm;
塑型粉云母板在常温下是硬质板,稍脆,加热时变软,有可塑性,在外力作用下可以制成不同形状的零件,如管材等。
生产方法:先将玻璃布平铺于工作台上,均匀地刷上配好的胶粘剂,平放粉云母纸再刷胶粘剂。根据制品的厚度而增加粉云母纸的张数。如果是双面补强,则再加上一层玻纤布,而后将此制好的塑型粉云母板坯放在铁丝网上,140~150℃烘干2h。将烘干的毛坯按厚度叠成板坯,按柔软粉云母板相同的顺序排料,而板坯张数则根据厚度要求来确定,摆平后进行压制。压制条件为140~160℃预热20~40分钟,而后在15~20kg/cm2压力下压制15~20分钟。
改进的耐热粉云母板主要取决于胶粘剂。云母本身耐热在600℃以上,耐热胶粘剂有无机胶粘剂、有机胶粘剂(特殊型的)和有机与无机混合胶粘剂等。如:耐热有机硅胶、磷酸铵类、磷酸铝类、硼酸盐类、硅酸盐类。
由粉云母纸、胶粘剂与补强的玻纤布或电话纸经烘熔压制而成,它在一定温度下具有可塑性,可做电机、电气卷绕绝缘材料。
云母陶瓷可分为天然云母陶瓷和合成云母陶瓷,天然云母陶瓷又称为云母玻璃(国外常称glass bonded mica),合成云母陶瓷又称陶瓷塑料(国外称supramica或eramoplas-tic)。英国人在1918年首先搞成熔融玻璃黏结云母来制造板材,1921年美国获得了用天然云母生产云母陶瓷的专利,我国在20世纪60年代初开始进行天然云母陶瓷的研究,并进行了小批量生产。
云母陶瓷的生产,通常是先将云母粉碎,然后与特种玻璃粉或其他无机粉料按一定比例混合,经压坯、焙烧、热压或注射成型、退火等工艺制成的一种复合材料。
云母陶瓷的原料组成为云母粉、玻璃粉、少量矿化剂或助熔剂。
云母粉:纯度>98%,水分<1.5%,粒度60~100目≥60%、100~200目≤30%,-200目≤10%。
玻璃粉:选用软化点低,浸润性好的铅玻璃(PbO=81.6%,B2O3=18.4%),要求粒度为-200目,800℃澄清均化,使云母在高温下不至于结构被破坏,从而不失去云母原有的性质。
矿化剂:能起助熔剂作用,降低烧结温度。矿化剂种类有K2CO3,Na2CO3,AlF3,PbF2,Na3AlF6,K3AlF6。添加量为1%~3%。
配方:通常玻璃粉质量占30%~50%,云母粉占50%~70%,矿化剂占1%~3%。
如果热压产品形状复杂,可适当增加玻璃粉用量,使其≥60%,增加云母粉细度。
如果热压产品形状简单,可适当增加云母粉用量,云母粒度可稍粗,这样压出来的产品在电性能、强度、热稳定性等方面更为理想;注射成型工艺中,要增加玻璃粉用量。
脱模后,为了消除热应力,需要对其退火。将脱模后的产品放入隧道炉中,使入炉温度与脱模温度相近,并使温度均匀降低,降温速度为30℃/h,当出口温度低于60℃时出炉,即得云母陶瓷成品。
云母陶瓷是一种复合物,兼有云母、陶瓷、塑料三者的优点,即既具有塑料那样的热塑性,又具有云母的优良的电气绝缘性和可加工性,还具有陶瓷的耐高温性,是一种具有多种性能的复合材料。
云母陶瓷制品主要用在电气设备中做绝缘件,在邮电、无线电、宇航等方面有其广泛的应用。
云母陶瓷的品种较多,除了用熔融玻璃做黏结剂的云母陶瓷以外,还有磷酸盐结合云母陶瓷,热压纯云母陶瓷等,生产工艺均相近。
自古以来,珍珠与宝石一样是贵重的装饰品,珍珠之所以能作为装饰品,是由于它具有珍珠光泽。人们早就盼望用人工的方法制造出珍珠光泽的装饰品。早在17世纪中叶(1650年)巴黎的捻珠制造商从淡水鱼(obeitte)的鱼鳞中提取鸟嘌呤的微细晶,即具有珍珠光泽的天然珠光素,再把它分散于凝胶中,然后把这种凝胶灌入空心玻璃内,冷却固化成型,就制成了模造珍珠。
天然珠光素(别名鱼鳞)有两个缺点:一是原料来源短缺,质量低,价格高;二是色泽鲜明度容易变化,质量不稳定。
从此以后几百年中,在发展模造珍珠的同时,逐步发展起来了珠光颜料的人工合成生产技术。合成珠光颜料主要有铅的化合物,如碱式碳酸铅2PbCO3·Pb(OH)2,主要用于陶瓷彩釉、美术、化装用品、防锈漆、户外用漆用珠光颜料。铋的化合物,如碱式碳酸铋(BiO)2CO3H2O,用于珠光塑料的添加剂和化妆品的附着剂。由于铅、铋化合物具有毒性,无法在食品容皿、化妆品、玩具涂层等方面使用,因此急需寻找一种无毒、廉价的珠光颜料,于是就出现了云母珠光颜料———云母钛。
几十年前,美国杜邦公司开发了一种在鳞片云母表面涂上一层二氧化钛薄膜的技术,与以往的珠光颜料天然珠光素、铅及铋化合物相比,具有原料来源广,价格低,无毒性,性能稳定,用途广等优点。目前,这种云母珠光颜料在国际上需求量很大,国内需求量也在不断增加,这是云母综合利用的一个新的重要方面。
(二)云母钛珠光颜料的制法———水解制取法
白云母原料→湿法粉碎→分级→水解镀钛→水洗→脱水→干燥→焙烧→制品。
湿法粉碎得到的云母鳞片,其表面光滑、擦痕少、性能好、珍珠光泽强,常被采用。分级是为了获得大小合适的云母鳞片,当薄片云母大小为5~27μm时,所制得的珠光云母光泽强,能发出均匀的艳光;<5μm时光泽较均匀,>40μm时光泽强,但不能发出均匀的艳光。工业生产中镀钛所用的钛盐常用TiOSO4,,TiOSO4在水解过程中,产生的一种偏钛酸H2TiO3的物质,沉淀覆盖在云母鳞片上,形成一层均匀的H2TiO3薄膜,再将覆盖有H2TiO3薄膜的云母进行焙烧后,结晶出TiO2的晶体薄膜。其反应过程为:
该反应为吸热反应,并且伴有H+参加反应,故水解受两个方面的影响:温度和水解液的pH的值。温度和pH值对水解过程的影响如下:
水解温度高,钛盐水解率增大,水解速度快,水解产物TiO2·xH2O颗粒粗,珠光效应均匀。水解的温度低,钛盐水解速度慢,生成的TiO2·xH2O颗粒细而均匀,珠光效应较强,但工业生产中,低温下TiOSO4水解率低,浪费药剂,成本增高。从珠光效果、生产成本综合考虑,95℃为最佳水解温度,既能获得较高的水解率,又能保证珠光颜料具有较佳的珠光效应。
当pH>4时,水解速度快,生成的TiO2·xH2O具有胶质特征,很难覆盖在云母表面形成云母钛,同时由于水解速度快,生成的TiO2·xH2O颗粒粗,焙烧后光泽较差。当pH<1.7,将抑制TiOSO4的水解,引起水解率降低;另一方面,浓的热硫酸对白云母表面产生腐蚀,引起表面缺陷,粗糙度增大,使制得的云母钛漫反射加强,光泽降低。最适合的水解pH=2~1.7。
水解时间一般3~5小时就能达到水解平衡,继续延长反应时间,则使微细偏钛酸凝聚,形成粗粒集合体,难于被云母表面吸附形成云母钛。
焙烧的目的在于脱除偏钛酸中的胶体水、SO42-、SO3等杂质,使TiO2结晶,增强云母钛的珠光效应。经试验,800℃熔烧2~3h,就能完成TiO2的结晶和晶型转化。
这种工艺生产的云母钛,表面的TiO2多为锐钛矿晶体薄膜。
武汉工业大学北京研究生部吴一善等人研究结果认为:在水解过程中,加入晶形转化剂AB2化合物(具有金红石结构),可促使云母表面的TiO2·xH2O在焙烧过程中转化为金红石型的TiO2,因为金红石型结构更为稳定,物理、光学性能更为优异,是云母钛的理想形式。
1)塑料填料:化妆品,食品容器用塑料的填。