合成云母又稱氟金云母,是用化工原料經高溫熔融冷卻析晶而制得,屬于單斜晶系,為典型的層狀硅酸鹽。它許多性能都優于天然云母,如耐溫高1200℃ 以上。在環保的新形勢下,合成云母將在相關行業發揮重要作用,具有強大的生命力和發展前景。我國天然云母儲量少,日趨枯竭,合成云母逐步取代天然云母成為必然趨勢。
云母礦廣泛存在于亞洲、非洲和美洲,其中主要以印度、馬達加斯加、尼日利亞、斯里蘭卡、巴基斯坦、蘇丹等國家為主。印度云母產量占世界的80%以上。
因其經濟發展的需要,我國是云母進口大國,且每年成增長趨勢,但由于我國礦產資源不斷枯竭以及在大力發展環保的新形勢下,合成云母必將取代天然云母,在市場占有一席之地。
合成云母常用的方法是常壓下高溫熔融結晶法,如圖所示,首先優選上佳配方,其選用原料為氟硅酸鉀、石英粉、電熔鎂砂、氧化鋁粉和碳酸鉀,然后經過稱料、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、破碎分離九步驟終制成成品。
合成云母的優勢
物體在溫度的影響下的形變能力,形變越小,穩定性越高。由于合成云母不含羥基(OH),它的熱穩定性比天然云母高得多。電器制品是合成云母的重要應用領域,要求產品具有較好的耐熱性能。
天然白云母從450℃就開始分解,厚度膨脹,600℃以上急劇失重,到900℃時幾乎*分解(水分跑完),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)。
另外,由于合成云母純凈、雜質少、透明性好、機械性能、電源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*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。
合成云母的發展前景
在世界大力發展科技以及提倡環保的大背景下,各個國家對云母需求量都大幅度增加,但云母屬于*資源且前期的過度開采,使得云母數量驟減。因此,各國都應重視對合成云母的探究,精進合成云母技術。
1穩定控制氟含量技術
云母在高溫下分子結構會產生裂解,其中產生的氟金云母會釋放將近10%的氟離子,而氟離子的毒性較強,過量氟離子會對人的腎臟等器官產生慢性損傷。因此必須研究氟含量工業化穩定控制技術,以降低氟含量,減少產品危害。
2加大技術研究,挖掘合成云母更多價值
積極開展人工合成云母原料選取及配方設計、自動混料配方系統設計、熔融、結晶關鍵技術、基于PLC 的熔制自動化系統、分級、表面活化處理、包覆工藝技術、整理分類包裝自動化裝置設計等關鍵技術研發,解決合成云母粉深加工困難的問題,是制備高品質云母的主要研究內容。不斷加大科研投入,拓寬合成云母的應用領域,積極探索人工合成云母在常規工業級、化妝品級、汽車級和特殊效應材料級等珠光材料方面的應用,挖掘出合成云母的更多價值。
3拓寬現有產業鏈
現階段,合成云母粉、合成云母紙、云母陶瓷、合成云母熔鑄制品等技術已成熟。在現有的產業鏈上,充分利用合成云母的耐高溫性能,抗酸、堿侵蝕,抗熱沖擊性能,熱膨系數小等特征來完善開發更多的產品。
4加大生產技術革新
目前,云母行業規模較小,發展不完善,且主要以生產工人操作為主,為提高產品質量和生產效率,智能化全自動生產是人工合成云母的發展趨勢之一,通過提高生產效率加大產出,擴大合成云母應用面。