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      絹云母知識

      白云母類礦物在絕緣材料中應用現狀與開發利用建議

      文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2017/9/18     瀏覽次數:    


        1、云母類礦物的絕緣性能

        白云母類礦物是指云母族、白云母亞族中的一類礦物,為兩層硅氧四面體間夾雜一層硅氧八面體的2:1型層狀硅酸鹽礦物,主要包括白云母、絹云母、伊利石和水云母等。近年來發現的微晶白云母是白云母類礦物的一個新品種[1]。白云母類礦物存在陽離子K+,它一般分布在上下兩個六方環的中心,為12個氧離子所包圍,可阻止電子流通,結構相當穩定。因此,對垂直解離面的電力場有著極高的絕緣性,礦物的體積和表面電阻均高,有較低的電介質損耗,能抗電弧,耐電暈,絕緣強度高,膨脹系數小,耐熱性,能好[1]。下頁表列出了部分礦物的絕緣性能。

        由表可以看出,白云母是所列礦物中絕緣性能較好的一種。對絕緣材料而言,除了要有較高電絕緣性能外,還有多方面的技術要求,如較高的耐壓強度絕緣電阻,極低的介質損耗,較好的耐熱性、機械強度、化學穩定性等。用作薄片使用時,還應有較好的柔韌性和彈性;用作高溫絕緣材料時還應有較高的導熱系數、適宜的熱膨脹性、熱穩定性等;用作塑料、橡膠、樹脂等的增強絕緣填料還必須具有可行的表面處理等。綜合這些因素,白云母類礦物比其他礦物更適合在絕緣材料中應用。

        2、片狀白云母在絕緣材料中的應用

        片狀白云母一般是指有效面積大于4cm2的白云母,也是最具工業價值的一類云母。迄今為止,90%以上的片狀白云母還是應用于電子工業和電器工業中,尤其是作為絕緣支撐元件[8]。

        2.1電容器片狀白云母用于生產云母電容器,是其在電子、電氣工業中的一個主要用途。云母電容器是一種歷史悠久的電容器,具有良好的電性能、耐熱性、穩定性和高容量精度。利用其高絕緣電阻、高穩定性和大電容變化的優點,廣泛用于飛機和導彈等裝置中。王悅祥[9]指出,生產電容器最多的國家是美國和日本,我國在生產旺期也有40多個廠家。美國的產品多數用于軍事上,主要種類有浸封型和片式型等;日本由于高密度組裝技術的發展,片式型云母電容器的應用范圍不斷擴大;我國在20世紀80年代前期由于電視機和收音機等的大量生產,也出現了一定數量的浸封型、密封型電容器,浸封型云母電容器仍然是當今電容器發展的主流。近年來,片式云母電容器廣泛應用在移動式無線通訊系統等設備中,使工作電壓達100~500V,成為高頻電路中不可缺少的元件。

        2.2大鱗片云母紙吳自強等[10]利用白云母單晶呈假六方柱或板狀晶體,細小者呈鱗片狀,大者有數百平方厘米,剝分性能優于其他云母的特點來制成大鱗片云母紙。該產品以白云母為原料,采用高溫水沖法將云母粉碎成很薄的鱗片,靠潔凈的鱗片表面的靜電引力結合成紙。此種云母紙不但具有白云母本身耐熱、絕緣、穩定的特點,而且因為云母紙的鱗片大于一般云母紙,還具備了粉云母和貼片云母紙的優點。大鱗片云母紙還具有優越的抗切通性、高透氣度、好的滲透性、小吸膠量,更適宜做少膠或中膠云母帶的基材。美國第九屆絕緣年會的資料介紹,大鱗片云母紙的樹脂含量約17%時就完全飽合[10]。如將該產品用于少膠粉云母帶真空壓力浸漬型絕緣體系,則制造的高壓電機絕緣無氣隙,整體性好,端部固定牢靠,降低了電機升溫,提高了生產效率。

        2.3其他應用片狀白云母用于防塵防潮封閉電動機和發動機的電樞絕緣,整流器整流子絕緣,電動機和發動機的線圈絕緣,絕緣墊圈和端子板。還可用于各種設備(如收音機、電視機、助聽器等)中一些部件支撐片和間隔片及家用加熱電器等。

        3、碎白云母在絕緣材料中的應用

        碎白云母是指片狀白云母的邊角料和偉晶巖中的不符合工業原料要求的白云母及深變質巖中產生的白云母。由于片狀云母資源的短缺,將其邊角余料充分利用起來,變廢為寶,成為絕緣材料生產中的一個相當重要的問題。

        3.1云母粉

        云母粉是碎云母進行干式或濕式粉碎后得到的,不同粒徑有不同的用途。云母粉質量尚無統一的國家標準,一般按用途不同分為粗、細、超細三級??捎糜谧鼋^緣材料的云母粉如下:8~12目云母粉用于制造油氈等屋面材料、電纜包覆層等;40~60目云母粉用于電焊條藥皮;60~120目云母粉用于生產云母絕緣陶瓷;100目或更細的云母粉作為油漆摻合劑、橡膠和塑料等絕緣材料的增強填充劑11]。

        3.2云母紙

        云母紙是以碎云母為原料,經制漿、成型、壓榨等工藝制成的,它保持了天然云母的優良性能,且厚度均勻、介電強度波動范圍小、電暈起始電壓高而穩定。其介質損耗的電壓特性比片云母絕緣穩定得多,導熱性良好,使用時溫升低,在許多領域可取代天然片云母[10]。云母紙制造技術與大規模集成電路、高溫塑料、光導纖維被國外譽為對當代電氣和電子工業有重大貢獻的四大技術之一。云母紙一般按生產方法分為煅燒型和非煅燒型云母紙。煅燒型云母紙經過熱化學處理后,化學組成相晶體結構發生了變化,致使電導率增加,絕緣性能變劣[12]。所以,只經過物理方法制備的保持了天然云母特性的非煅燒型云母紙的絕緣性能更好.云母紙主要用作電機、電器的絕緣體,尤其適于制造大型發電機里的絕緣襯墊、電動機內的線棒及線圈的絕緣材料和加工多膠玻璃粉云母帶、柔軟的云母板等;又由于其良好的絕緣性、耐高溫和使用壽命長等優點,用它制成的云母薄、厚層壓板等可用于電烙鐵、電熨斗等家電。此外,還可作為空調機、汽車、裝甲車的耐高溫絕緣材料。


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