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合成雲母氟廢水

發布時間:2022-04-07 01:09:39

① 雲母帶的合成

合成雲母是以氟離子代替羥基,在常壓條件下合成出的尺寸大、晶型完整的人工雲母。合成雲母帶是將合成雲母抄製成的雲母紙為主要材料,再用粘合劑將玻璃布粘貼在一面或兩面用雲母帶機製成的。將玻璃布粘貼在雲母紙一面的叫做「單面帶」,兩面都粘貼的叫「雙面帶」。在製造過程中,將幾個結構層次粘合在一起後,再經過爐子烘乾,然後收卷,再分切成不同規格的帶子。
合成雲母帶除具有天然雲母帶的特性即:膨脹系數小、介電強度大、電阻率高和介電常數均勻以外,其主要特點是耐熱等級高,可達到A級耐火水平(950一1000℃)
合成雲母帶耐溫大於1000℃,厚度范圍在0.08~0.15mm,最大供應寬度920mm 。
A.三合一:該產品是兩面用玻璃布和聚酯薄膜,中間夾粉雲母紙。用胺基硼烷—環氧樹脂作膠粘劑,經粘合烘焙,切割而成的帶狀絕緣材;
B. 雙面合成雲母帶:以合成雲母紙為基材,用玻纖布作雙面補強材料,用硅樹脂粘合劑粘合,是製造耐火型電線電纜最理想的首選材料。耐火性能最好,推薦重點工程使用。
C.單面合成雲母帶:以合成雲母紙為基材,用玻纖布作單面補強材料,是製造耐火型電線電纜最理想的首選材料。耐火性能好,推薦重點工程使用。

② 合成雲母的合成雲母介紹

它許多性能都優於天然雲母 ,如耐溫高達1200℃ 以上,在高溫條件下,合成氟金雲母的體積電阻率比天然雲母高1000倍,電絕緣性好、高溫下真空放氣極低、以及耐酸鹼、透明、可分剝和富有彈性等特點 ,是電機 、電器、電子、航空等現代工業和高技術的重要非金屬絕緣材料。內熱法所得到的合成雲母晶塊中, 95%以上是小晶體即合成雲母碎片 ,用它可製成多種絕緣製品 ,如合成雲母紙、層壓板、氟金雲母粉雲母粉、雲母珠光顏料和雲母陶瓷等.我廠主要出產合成雲母碎.20目.40目.60目.100目.200目.300目.400目.600目等雲母粉.

③ 一種耐高溫的雲母帶

雲母帶這種材料平時生活中很多地方都會用到,但是很少人知道雲母帶是什麼?其實雲母帶是種防燃的材料,很多時候它會在電纜中出現比較多,因為雲母帶有防腐作用,能夠很好的保護電纜。當電纜溫度過大時,雲母帶就會起作用,雲母帶沒有結晶水,熔點高,耐高溫。可以提高電纜的安全性。所以今天我們一起來了解一下關於雲母帶的一些知識。




簡介

常溫性能:合成雲母帶最好、白雲母帶次之、金雲母帶較差.

高溫下絕緣性能:合成雲母帶最好、金雲母帶次之、白雲母帶較差.

耐高溫性能:合成雲母帶氟金雲母帶,不含結晶水,熔點1375℃,安全裕度大,耐高溫性能最好,金雲母在800℃以上釋放出結晶水,耐高溫性能次之、白雲母600℃釋出結晶水,耐高溫性能較差.其性能也歸根於雲母帶機的復合程度。




耐火電纜

耐火安全電纜用雲母帶是一種高性能的雲母絕緣製品,具有優良的耐高溫性能和耐燃燒性能。粉雲母帶常態時具有良好的柔軟性,適用於各種耐火電纜中主要耐火絕緣層。在遇明火燃燒時基本不存在有害煙霧的揮發,所以該產品用於電纜不但有效,而且很安全。




合成

合成雲母是以氟離子代替羥基,在常壓條件下合成出的尺寸大、晶型完整的人工雲母。合成雲母帶是將合成雲母抄製成的雲母紙為主要材料,再用粘合劑將玻璃布粘貼在一面或兩面用雲母帶機製成的。將玻璃布粘貼在雲母紙一面的叫做「單面帶」,兩面都粘貼的叫「雙面帶」。在製造過程中,將幾個結構層次粘合在一起後,再經過爐子烘乾,然後收卷,再分切成不同規格的帶子。

合成雲母帶除具有天然雲母帶的特性即:膨脹系數小、介電強度大、電阻率高和介電常數均勻以外,其主要特點是耐熱等級高,可達到A級耐火水平(950一1000℃)

合成雲母帶耐溫大於1000℃,厚度范圍在0.08~0.15mm,最大供應寬度920mm。

A.三合一:該產品是兩面用玻璃布和聚酯薄膜,中間夾粉雲母紙。用胺基硼烷—環氧樹脂作膠粘劑,經粘合烘焙,切割而成的帶狀絕緣材;

B.雙面合成雲母帶:以合成雲母紙為基材,用玻纖布作雙面補強材料,用硅樹脂粘合劑粘合,是製造耐火型電線電纜最理想的首選材料。耐火性能最好,推薦重點工程使用。

C.單面合成雲母帶:以合成雲母紙為基材,用玻纖布作單面補強材料,是製造耐火型電線電纜最理想的首選材料。耐火性能好,推薦重點工程使用。




雲母帶的一些介紹上面已經講述過了。雲母帶材質是絕緣體,當電纜發生大火是,有雲母帶的保護下可以阻止電纜發出對身體有害的氣體。雲母帶有很多種,不同的雲母帶在不同的情況下發揮的作用是不同的。雲母帶在工程方面使用很廣的。雲母帶就像一道普通透明膠,但是它跟透明膠有很大的區別。現在你還問我雲母帶是什麼嗎?

④ 中國雲母工業的發展狀況

戴為勝

(北京安普新材料發展公司,北京 102308)

摘要 雲母具有較多優良性能,是電氣工業中不可缺少、無可替代的重要材料。 幾十年來中國片狀雲母,雲母紙、雲母粉、雲母增強塑料、珠光雲母顏料、耐火雲母帶等產品發展迅速、取得可喜的成績。

為補充天然雲母資源的不足並提供優質雲母,中國研究開發了合成雲母及製品。隨著雲母資源的不斷減少,今後雲母資源的開發利用將轉向碎雲母製品。提高雲母資源利用率,提高產品質量,開發新的雲母產品是雲母工業今後應注意的問題。

關鍵詞 雲母;碎雲母;合成雲母;綜合利用;現狀;發展。

作者簡介:戴為勝,男,高級工程師;從事雲母(合成雲母)綜合利用及深加工、礦物粉體超細加工的研究開發工作。電話:010-88130582。

雲母以其優良的介電性能、機械性能、耐熱性能、耐電暈性、穩定的化學性能等,成為電氣工業中不可缺少,且無可替代的重要材料。傳統的雲母加工和應用技術的方法,是直接利用雲母的自然晶體作為電氣絕緣或電子零件。隨著自然界雲母資源的不斷減少和人們對雲母戰略地位認識的加深,雲母產品的結構發生了很大變化,世界各國都把目光轉向碎雲母及其他雲母礦物的開發利用上。20世紀末,絹雲母的應用也有很大的發展,為滿足國民經濟發展對雲母產品的不同要求,中國在20 世紀60年代研製了內熱法合成雲母和晶種法合成雲母[1,2]

一、中國雲母資源的現狀

中國工業原料雲母資源不足。白雲母主要分布在新疆、四川、內蒙古、河南、雲南、青海、陝西、湖北、湖南、廣東、廣西、福建、江蘇、黑龍江、吉林、遼寧、山西、河北等18個省區。中國金雲母資源較少,主要分布在新疆、內蒙古、吉林、黑龍江、河南、廣東等省區。

表2 雲母製品、雲母紙進出口量

國外開發了高分子薄膜補強雲母帶。有單面乙烯薄膜補強、單面聚酯薄膜補強、一層玻璃布一層聚酯薄膜補強、玻璃絲增強單面聚酯薄膜補強等。

繞包工藝性有很大的提高,且有較高的介電性能,可以省去外加保護層等。

目前中國薄膜補強耐火雲母帶技術也有較快的發展,不少生產企業已試制出各種薄膜補強耐火雲母帶。

三、雲母工業的發展方向

隨著雲母資源的不斷減少,今後的雲母資源的開發利用很明顯將轉向開發碎雲母製品。應加強地質勘探工作,增加科技投入,加強科學管理,提高雲母資源綜合利用率,提高產品質量,開發新的雲母產品。

(一)提高雲母紙質量,增加雲母紙品種

1.提高雲母紙質量

目前,中國大電機絕緣以多膠粉雲母帶為主,MPM1型雲母紙是多膠粉雲母帶的主要基材。中國現在採用的多膠粉雲母帶絕緣普遍存在著雲母含量低的問題,粉雲母帶的雲母含量一般均在38%~42%,最高為44%,主絕緣比國外厚(約10%);而國外大多是單面補強多膠粉雲母帶,雲母含量均在48%~51%之間。雲母含量高,可以減薄電機的絕緣厚度,增強電機工作的可靠性。

因此,為發展高雲母含量的F級多膠粉雲母帶,生產高定量雲母紙,雲母紙生產企業必須要提高雲母紙的厚度。既要提高雲母紙的電氣強度,又要穩定滲透時間,應在二者之間尋找好工藝控制點:備好原料,嚴格控制制漿工藝,凈化水質,提高紙機脫水功能,這是生產高定量雲母紙的保證。

少膠雲母帶的特點是雲母帶中的膠含量少(約佔6%~10%),不含揮發物,雲母含量高達82%。由於採用真空浸漬工藝,生產效率高,絕緣性能高,線棒不發空,但對生產設備、材料和管理要求很高。

電力機車牽引電機由於安裝尺寸受到鐵路軌距和機車轉向架高度的限制,因此國內外都採用F級和H級耐熱雲母帶,以達到牽引電機體積小、重量輕、容量大、提高電機輸出功率的目的。

船用電機一般工作的環境溫度高、濕度大、有油漬及沖擊震動,要求電機體積小、重量輕、返修率低和壽命長。中國經過十幾年的發展,已形成較為完整的船用F級電機絕緣系統,大型船用推進電機功率已達到5000 kW以上,已滿足各種船型的需要。

單面補強雲母帶是牽引電機、船用電機主要絕緣材料。MPM3型大鱗片雲母紙是單面補強雲母帶主要基材。中國的雲母帶與國外相比,尚存在差距,主要表現在:掉粉、發硬、電性能降低。生產單面補強雲母帶要求雲母紙滲透性好,介電強度高,無雜質,拉伸強度好,雲母鱗片大而薄,均勻性好,無斷頭。因此雲母紙生產企業應積極配合絕緣材料廠,提高雲母帶質量,以適應中國電機製造業的需要。

2.根據國內資源和市場的要求,穩步發展金雲母紙及合成雲母紙

換向器雲母板除有彈性壓縮、塑性變形等特殊要求外,還需承受短時高溫焊接的考驗。用金雲母紙作基材生產的有機硅換向器金雲母板獲得普遍採用。實踐證明有機硅換向器金雲母板具有耐溫等級高、機械強度大、能夠提高工藝水平的優點。如能推廣應用,勢必促進金雲母紙的發展。

耐火電線電纜除了要求不擴散燃燒之外,還需保證在著火時保持工作能力。隨著中國核電站和變電站的快速發展及《消防法》的進一步貫徹落實,將採用耐火雲母帶作耐火電線電纜保護層。耐火電纜在近幾年已有較大的發展,因而對基材的金雲母紙、合成氟金雲母紙的需求也將有較大的增加。

目前中國合成雲母的成本較高,因而售價較高,影響其應用。因此選擇價格較低的工業原料,改進工藝、降低電耗是其擴大應用的根本措施。

3.繼續研製聚芳香醯胺纖維混抄雲母紙

採用聚芳香醯胺纖維增強,可以提高雲母的抗張強度,抗電暈性,改善浸漬性和提高抗切通性能。這種纖維增強的混抄雲母紙不但可以在少膠帶、亞胺薄膜復合帶中使用,也可以在多膠帶中使用,經210℃老化後的擊穿電壓(比)下降比傳統方法制備的雲母紙好得多,完全克服了掉粉問題,還可提高電容器雲母紙的抗張強度,將會受到用戶的歡迎。

(二)加大科技投入,提高雲母粉的生產技術裝備水平

國外雲母粉的生產有著悠久歷史,開發了先進的碾磨、分級、乾燥、檢測、包裝等成套技術和裝備,可以生產出不同用途的各種粒級的雲母粉。

中國濕磨雲母粉的生產,在關鍵設備、檢測手段上與國外先進水平相比差距較大。根據高檔濕磨雲母粉生產中存在的問題,應著重研製適合生產高檔濕磨雲母的技術和裝備。

(三)根據雲母產品的不同用途合理開發利用資源

雲母和其他礦產資源一樣是不可再生的。中國偉晶岩優質白雲母和金雲母資源有限,而變質片麻岩白雲母、絹雲母資源極為豐富,合理開發利用雲母資源,對21世紀中國雲母工業可持續發展具有戰略意義。

雲母原料質量的優劣直接影響著雲母產品最終質量。但是,我們往往忽略了如何針對雲母產品用途來選擇不同類型的雲母原料。因產出地質條件各異,雲母的化學成分組成和物理性能有較大的差別。按所生產雲母產品的用途來選擇適合的雲母原料,可以得到事半功倍的效果。根據應用領域的質量要求,有針對性地選擇變質片麻岩雲母作原料,不但使變質片麻岩雲母得到了充分利用,同時還節省出部分適用於生產珠光級濕磨雲母粉和生產雲母紙的原料。由於變質片麻岩雲母原料成本低,供需雙方均得到實惠。

中國日用家電耐熱雲母板,每年所需的雲母紙佔全國雲母紙生產總量的60%。根據日用電器對雲母板的物理性能要求,可否採用變質片麻岩雲母替代偉晶岩型雲母,需對變質片麻岩雲母化學成分組成、物理性能作進一步測試分析。如此事可行,則每噸原料的成本可降低50%,這將產生巨大的經濟利益;同時還可提高現有偉晶岩白雲母資源對國民經濟建設保障程度,有力地支持電器工業的發展,做到優礦優用,劣礦綜合利用,使有限的雲母資源,得到合理利用。

2000年原國家建材局科技教育委員會曾邀請俄羅斯的雲母專家考察了中國河北省的變質片麻岩雲母原料及部分雲母加工企業,並帶了河北省靈壽縣的變質片麻岩雲母回去做實驗。據悉,中國河北省的片麻岩雲母可以用來加工較高檔次的雲母粉。

(四)加強薄膜補強耐火雲母帶的研究

耐火雲母帶用薄膜補強,在進行燃燒試驗過程中,其薄膜在低溫時就已經分解揮發,不會形成結碳;在雲母未膨脹之前就已分解揮發,不易對雲母層造成破壞,所以能通過耐火試驗。

薄膜補強耐火雲母帶,既提高了耐火雲母帶的質量,還降低了成本,提高了成纜的工藝性和電纜的可靠性。

中國在薄膜補強耐火雲母帶方面也做了多年開發研究,在不少企業獲得成功,今後還應增加規格、品種,提高質量,更好地滿足電線、電纜工藝的要求。

當前國外已將雲母資源利用重點轉向非電應用材料。如美國雲母總消耗量近60%用於建築材料領域。目前中國在雲母資源充分利用方面,尤其是在建築材料上的研究和應用工作開展尚少,今後應加強這方面的研究工作。

參考文獻

[1]封曉花.雲母類礦物將成為本世紀礦物材料新亮點.非金屬礦開發與應用.2005(2)

[2]傅東.河北石家莊碎片雲母礦產及其開發對策.非金屬礦開發與應用.2005(4)

The Development Situation of Mica Instry in China

Dai Weisheng

(Beijing Anpu new material company,Beijing 102308)

Abstract:Mica,having many excellent properties,is an indispensable and unreplaceable important material in electrical instry.In the several dozen years the mica procts,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 procts.With the incessant decrease of natural mica resources the future development and utilization of mica resources in China will direct to proction of scrap mica procts.A great attention should be paid to upgrading the utilization rate of mica resources,improving the quality of procts and developing new mica procts in the future.

Key words:mica,scrap mica,synthetic mica,comprehensive utilization,current situation,development.

⑤ 合成雲母的介紹

合成雲母又稱氟金雲母。是用化工原料經高溫熔融冷卻析晶而製得,其單晶片的分式為KMg3(AlSi3O10)F2,屬於單斜晶系,為典型的層狀硅酸鹽。

⑥ 雲母帶價格怎麼樣

說到日常生活中我們常見的絕緣體,大家可能只能想到電線膠帶等等,實際上,在高溫的環境中,雲母帶也是一種扮演著重要角色的絕緣體。它現在已經成為各種耐火電纜中最主要的一種耐火絕緣層。今天就讓小編帶大家走進雲母帶,並讓大家對其價格以及其他的相關知識有一個全面的掌握,廢話不多說,我們這就來看看吧!


雲母帶簡介

雲母帶也被叫做耐火雲母帶,是由雲母帶機做成的一種工業配件和耐火絕緣材料。它根據用途可以被劃分為電機用雲母帶以及電纜用雲母帶,如果我們從觀察結構的角度來看,可以發現雲母帶有雙面帶、單面帶以及三合一帶等等類型。這種能夠在高溫下實現絕緣功能的雲母帶不含結晶水,能夠具備超高的耐高溫性能。尤其是對於金雲母或者氟金雲母來說,其在800攝氏度的高溫條件下能釋放出一定量的結晶水。


合成雲母帶類型介紹

合成雲母帶的意思就是在常溫常壓的條件下,用氟離子代替了羥基,以此為基礎加工成的尺寸大,晶型相對來說比較完整的人工雲母。常見的幾種合成雲母類型有三合一雲母以及雙面合成雲母帶、單面合成雲母帶。其中三合一雲母帶採用的是兩面用的玻璃布以及聚酯薄膜,中間還夾有一層粉雲母紙。而雙面合成的雲母帶則更好理解了,它就是用硅樹脂將兩片合成雲母紙粘合起來的一種雲母帶。


雲母帶價格介紹

現在不少廠家都開始自行生產雲母帶這種工業配件進行售賣了,但是對於雲母帶的價格,實際上並沒有大家想像的那麼高,一卷雲母帶價格23元左右,如果碰上廠家直銷的機會,其價格還能便宜將近一半,而對於我們上文提到的耐火電纜三合一雲母帶,其價格在45元一卷左右。


雲母帶根據用途的不同,其價格也有著不同,光是小編以上介紹的幾種類型雲母帶,其價格就有著一百元左右的差別,但是這並不代表著價格越高的雲母帶就越符合我們的實際需要,相反,最適合自己的才是最好的,和價格並無太大關系,因此小編在這里建議大家在購買時不妨根據自己的實際需要進行選購!

⑦ 一種耐高溫的雲母帶

雲母帶這種材料平時生活中很多地方都會用到,但是很少人知道雲母帶是什麼?其實雲母帶是種防燃的材料,很多時候它會在電纜中出現比較多,因為雲母帶有防腐作用,能夠很好的保護電纜。當電纜溫度過大時,雲母帶就會起作用,雲母帶沒有結晶水,熔點高,耐高溫。可以提高電纜的安全性。所以今天我們一起來了解一下關於雲母帶的一些知識。




簡介

常溫性能:合成雲母帶最好、白雲母帶次之、金雲母帶較差.

高溫下絕緣性能:合成雲母帶最好、金雲母帶次之、白雲母帶較差.

耐高溫性能:合成雲母帶氟金雲母帶,不含結晶水,熔點1375℃,安全裕度大,耐高溫性能最好,金雲母在800℃以上釋放出結晶水,耐高溫性能次之、白雲母600℃釋出結晶水,耐高溫性能較差.其性能也歸根於雲母帶機的復合程度。




耐火電纜

耐火安全電纜用雲母帶是一種高性能的雲母絕緣製品,具有優良的耐高溫性能和耐燃燒性能。粉雲母帶常態時具有良好的柔軟性,適用於各種耐火電纜中主要耐火絕緣層。在遇明火燃燒時基本不存在有害煙霧的揮發,所以該產品用於電纜不但有效,而且很安全。




合成

合成雲母是以氟離子代替羥基,在常壓條件下合成出的尺寸大、晶型完整的人工雲母。合成雲母帶是將合成雲母抄製成的雲母紙為主要材料,再用粘合劑將玻璃布粘貼在一面或兩面用雲母帶機製成的。將玻璃布粘貼在雲母紙一面的叫做「單面帶」,兩面都粘貼的叫「雙面帶」。在製造過程中,將幾個結構層次粘合在一起後,再經過爐子烘乾,然後收卷,再分切成不同規格的帶子。

合成雲母帶除具有天然雲母帶的特性即:膨脹系數小、介電強度大、電阻率高和介電常數均勻以外,其主要特點是耐熱等級高,可達到A級耐火水平(950一1000℃)

合成雲母帶耐溫大於1000℃,厚度范圍在0.08~0.15mm,最大供應寬度920mm。

A.三合一:該產品是兩面用玻璃布和聚酯薄膜,中間夾粉雲母紙。用胺基硼烷—環氧樹脂作膠粘劑,經粘合烘焙,切割而成的帶狀絕緣材;

B.雙面合成雲母帶:以合成雲母紙為基材,用玻纖布作雙面補強材料,用硅樹脂粘合劑粘合,是製造耐火型電線電纜最理想的首選材料。耐火性能最好,推薦重點工程使用。

C.單面合成雲母帶:以合成雲母紙為基材,用玻纖布作單面補強材料,是製造耐火型電線電纜最理想的首選材料。耐火性能好,推薦重點工程使用。




雲母帶的一些介紹上面已經講述過了。雲母帶材質是絕緣體,當電纜發生大火是,有雲母帶的保護下可以阻止電纜發出對身體有害的氣體。雲母帶有很多種,不同的雲母帶在不同的情況下發揮的作用是不同的。雲母帶在工程方面使用很廣的。雲母帶就像一道普通透明膠,但是它跟透明膠有很大的區別。現在你還問我雲母帶是什麼嗎?

⑧ 氟硅酸鉀在電解鋁中的作用

氟硅酸鉀的用途:
木材防腐、陶瓷製造、鋁和鎂的治煉以及鉀玻璃等光學玻璃的製造,還用作合成雲母的原料和防腐蝕材料。

⑨ 雲母的綜合利用

礦山開采出來的雲母原礦,經第一次手選選出工業原料雲母,再經多次加工,分選成各類規格的成品雲母片,整個加工過程中,產生大量雲母邊角料。以白雲母為例,從礦山開采雲母原礦經第一次加工,只能選出約30%的工業原料雲母(≥4cm2),其餘的便成為雲母渣和其他廢料。這些工業原料雲母經第二次加工,只能選出15%左右的厚片雲母。再進一步剝離成薄片,加工成各種零件,還有大量的損失。從雲母開採到加工成各種類雲母成品,總的利用率不超過3%~10%。其餘90%以上都是雲母碎渣。

在我國,雲母加工廠中剝片後的雲母廢渣,以及雲母零件加工後的雲母邊角料,除了一部分用於造紙和制雲母粉外,一部分被廢棄。長期堆積,資源浪費,還造成環境污染。

在雲母工業中,所謂綜合利用,是指除使用大片雲母以外,還充分利用開采出來的一切細碎雲母,還包括合成雲母中的細碎雲母,以提高企業的經濟效益。雲母綜合利用的途徑非常多,歸納起來主要有以下幾個方面:①生產雲母紙;②生產雲母粉;③生產雲母陶瓷;④生產雲母熔融製品;⑤生產雲母珠光顏料;⑥生產雲母增強塑料。

由於綜合利用途徑的擴大,以及各種雲母製品品種的增加,雲母企業的產品結構從過去以生產大片雲母為主的產品結構,已逐漸轉移到現在以加工碎雲母為主要產品的產品結構。如雲母紙的大量生產,在大型電機中已大量取代了雲母薄片產品。產品結構轉變的另一個特點是生產電氣材料轉向生產非電氣應用材料。

一、生產雲母紙及其製品

長期以來,雲母一直是電氣工業中不可缺少的絕緣材料。例如10萬千瓦,10千伏級的兩極汽輪發電機,要用1000kg雲母帶,其中雲母約佔450kg。目前,雖已出現很多新材料,但還沒有任何一種絕緣材料能夠取代雲母。隨著電氣工業的發展,對雲母的需求量不斷增加。但雲母開采困難,剝製片雲母全憑手工操作,出成率極低,解決這一矛盾的有效途徑就是雲母紙的製造與利用。

雲母紙首先由法國研製成功,於1947年投入生產並取得專利權。雲母紙製造技術與大規模集成電路、高溫塑料、光導纖維並駕齊驅,在國外被譽為對當代電氣、電子工業作出重要貢獻的四大技術之一。可見雲母紙的製造在現代化技術中的重要作用。

我國自20世紀60年代後,依靠本國的技術力量,也研製成功了粉雲母紙,70年代後又先後研製成功大鱗片雲母紙、合成雲母紙等新型材料。目前在大電機上幾乎全部用粉雲母紙做主絕緣體。

(一)雲母紙的生產工藝

雲母紙的整個生產工藝過程及設備同其他類紙相比,最大的差別在於制漿工藝不同。雲母紙的生產工藝如下:

製造雲母紙漿→雲母紙抄造→成品整理→膠粘劑→補強材料→雲母紙製品

(二)雲母紙漿的製造

將厚度為毫米級的碎雲母破碎成厚度為微米級以下的細小雲母鱗片,然後將適合於製造雲母紙的雲母鱗片分選出來,並與一定數量的水混勻的過程,就是雲母紙漿的製造過程。

雲母紙是由多層雲母鱗片之間的吸引力(范德華力等)結合在一起而形成的。因此,面積越大,厚度越薄的雲母鱗片,製成的雲母紙性能就越好。為了保證雲母紙的質量,雲母紙漿鱗片應符合如下要求:薄片厚度為微米級;鱗片厚度比50~100以上;鱗片面積大小均勻;表面缺陷少;表面清潔純凈,未受污染。

雲母紙漿的製造方法一般採用煅燒化學制漿法、水力制漿法等。

1.煅燒化學制漿法

將精選的雲母碎片經高溫煅燒脫去雲母結構中的結構水,使雲母碎片沿垂直於解理面的方向膨脹,質地變軟,再用化學處理,使雲母片充分地解理分裂,再洗滌、攪拌,這種方法叫煅燒化學製造法,俗稱熟法。抄造成的雲母紙叫熟雲母紙,又叫粉雲母紙,工藝流程如下:

非金屬礦產加工與開發利用

化學處理法又分為:

(1)酸鹼法

將煅燒雲母不經冷卻就放入濃度為2%~10%的Na2CO3溶液中浸泡5~30分鍾,再加入濃度為2%~3%的HCl或H2SO4,使其發生中和反應,產生大量的CO2氣體,促使已初步膨脹的雲母片進一步膨脹破裂,然後經機械攪拌,加水清洗成雲母漿。

(2)碳酸銨法

將煅燒後的雲母熟料浸沒在碳酸銨溶液中,然後將吸泡了碳酸銨溶液的熟料在反應釜中加熱到100~400℃,(NH4)2CO3就分解成CO2和NH3,雲母層被進一步撐開破裂,攪拌成漿。

(3)酸處理

將雲母熟料浸沒在2%~5%的稀酸中,加熱處理成漿,處理條件為:固∶溶液為1∶8~1∶12,處理溫度為90~100℃,時間為30~60分鍾。

2.水力制漿法

在特製的腔體內,用高壓噴射水流將雲母片剝離破碎成細小鱗片,然後用選礦方法將適合造紙的雲母鱗片分選出來的方法。其過程為:

雲母碎料→分選→水洗→水力制漿→水力旋流分級→脫水濃縮

(三)雲母紙的抄造工藝

雲母紙的整個生產工藝過程及設備同生產其他類型的紙相比,最大的差別在於制漿工藝不同。雲母紙的抄造工藝及設備,從整體看與其他各類紙和紙板的製造工藝和設備相同。

造紙機的構成:網部、壓榨部、烘幹部、整飾部、卷取部、傳動部等。漿料池中的2%~3%濃度的雲母漿用水稀釋到0.3%~0.7%的濃度。放入順流溢漿式網槽內。圓網籠一轉入網槽漿液中,就開始對漿液的過濾作用,即漿體水分漏過篩網,雲母片就濾在網籠上,當漿液流速與網籠的線速度一致時,就能夠均勻上漿,形成均勻的雲母紙胎。

雲母紙胎隨著圓網籠在網槽內不停的轉動而連續成型,成型的紙胎在伏輥的作用下,由無端環形毛毯包繞而過,由於毛毯的比表面積遠遠大於圓籠的比表面積,所成的濕胎紙就被轉附在毛毯上,被毛毯托住,經真空吸水箱、壓榨部進一步脫水,在此抄造過程中,網部脫去的水分約為95%~98%,在毛毯的保護下,傳送到蒸汽烘缸部分乾燥,再送到卷紙部分卷取,即為雲母紙的抄造成型過程。

(四)雲母紙製品

不論是煅燒型雲母紙(熟紙)還是非煅燒型雲母紙(生紙),其機械強度都很低,一般不能直接使用。因為雲母鱗片之間全靠剩餘鍵力結合,而且雲母鱗片新鮮表面很易吸收水分、羥基以及其他類型的離子或分子氣體,這樣就影響了雲母的緊密結合,所以雲母紙需與膠粘劑、補強材料一起做成各種製品,如雲母板等,才能滿足不同用途的要求。

1.原材料及要求

1)雲母紙胎:經檢驗合格的雲母紙胎。

2)膠粘劑:應選用電氣絕緣性能好、防潮、耐水、耐葯品、熱穩定性好、膠粘能力優異、機械強度高的膠粘劑。如蟲膠,改性有機硅膠,改性有機鈦環氧膠,聚酯還氧膠,磷酸鹽,硼酸鹽等。

3)補強材料:常用無鹼玻璃布,雲母帶紙(桑皮纖維所制,高度浸漬能力,機械性能好,厚度為0.025~0.005mm,拉力大,重量輕),電話紙(不經漂白的硫酸紙漿製成),聚酯薄膜,全芳香族聚酯醯銨纖維紙等。

2.生產工藝

將雲母紙和補強材料裁成要求大小,據成品厚度搭配毛坯,塗刷膠粘劑後,在100~130℃溫度下烘熔,以10~20kg/cm2的壓力壓制5~30分鍾,冷卻至室溫後出料。工藝過程如下:

雲母紙+補強材料+膠粘劑→經熱壓固結而成。

3.常見的雲母紙製品

根據膠粘劑的種類、用量和補強材料不同,將雲母紙製品分為粉雲母帶、柔軟粉雲母板、塑型粉雲母板、耐熱粉雲母板、粉雲母箔等。

(1)粉雲母帶

如:多膠粉雲母帶:含膠35%以上,厚度0.14~0.16mm;

少膠粉雲母帶:含膠量5%左右,厚度0.14mm;

三合一粉雲母帶厚度0.14~0.16mm;

防火粉雲母帶:厚度0.1~0.15mm;

柔軟雲母板:厚度0.42mm;

粉雲母紙:厚度0.04~0.08mm。

(2)塑型粉雲母板

塑型粉雲母板在常溫下是硬質板,稍脆,加熱時變軟,有可塑性,在外力作用下可以製成不同形狀的零件,如管材等。

生產方法:先將玻璃布平鋪於工作台上,均勻地刷上配好的膠粘劑,平放粉雲母紙再刷膠粘劑。根據製品的厚度而增加粉雲母紙的張數。如果是雙面補強,則再加上一層玻纖布,而後將此制好的塑型粉雲母板坯放在鐵絲網上,140~150℃烘乾2h。將烘乾的毛坯按厚度疊成板坯,按柔軟粉雲母板相同的順序排料,而板坯張數則根據厚度要求來確定,擺平後進行壓制。壓制條件為140~160℃預熱20~40分鍾,而後在15~20kg/cm2壓力下壓制15~20分鍾。

(3)耐熱粉雲母板

改進的耐熱粉雲母板主要取決於膠粘劑。雲母本身耐熱在600℃以上,耐熱膠粘劑有無機膠粘劑、有機膠粘劑(特殊型的)和有機與無機混合膠粘劑等。如:耐熱有機硅膠、磷酸銨類、磷酸鋁類、硼酸鹽類、硅酸鹽類。

(4)粉雲母箔

由粉雲母紙、膠粘劑與補強的玻纖布或電話紙經烘熔壓制而成,它在一定溫度下具有可塑性,可做電機、電氣卷繞絕緣材料。

二、雲母陶瓷

(一)概述

雲母陶瓷可分為天然雲母陶瓷和合成雲母陶瓷,天然雲母陶瓷又稱為雲母玻璃(國外常稱glass bonded mica),合成雲母陶瓷又稱陶瓷塑料(國外稱supramica或eramoplas-tic)。英國人在1918年首先搞成熔融玻璃黏結雲母來製造板材,1921年美國獲得了用天然雲母生產雲母陶瓷的專利,我國在20世紀60年代初開始進行天然雲母陶瓷的研究,並進行了小批量生產。

雲母陶瓷的生產,通常是先將雲母粉碎,然後與特種玻璃粉或其他無機粉料按一定比例混合,經壓坯、焙燒、熱壓或注射成型、退火等工藝製成的一種復合材料。

(二)生產工藝

1.原料要求與配方

雲母陶瓷的原料組成為雲母粉、玻璃粉、少量礦化劑或助熔劑。

雲母粉:純度>98%,水分<1.5%,粒度60~100目≥60%、100~200目≤30%,-200目≤10%。

玻璃粉:選用軟化點低,浸潤性好的鉛玻璃(PbO=81.6%,B2O3=18.4%),要求粒度為-200目,800℃澄清均化,使雲母在高溫下不至於結構被破壞,從而不失去雲母原有的性質。

礦化劑:能起助熔劑作用,降低燒結溫度。礦化劑種類有K2CO3,Na2CO3,AlF3,PbF2,Na3AlF6,K3AlF6。添加量為1%~3%。

配方:通常玻璃粉質量佔30%~50%,雲母粉佔50%~70%,礦化劑佔1%~3%。

如果熱壓產品形狀復雜,可適當增加玻璃粉用量,使其≥60%,增加雲母粉細度。

如果熱壓產品形狀簡單,可適當增加雲母粉用量,雲母粒度可稍粗,這樣壓出來的產品在電性能、強度、熱穩定性等方面更為理想;注射成型工藝中,要增加玻璃粉用量。

2.熱壓成型工藝

非金屬礦產加工與開發利用

脫模後,為了消除熱應力,需要對其退火。將脫模後的產品放入隧道爐中,使入爐溫度與脫模溫度相近,並使溫度均勻降低,降溫速度為30℃/h,當出口溫度低於60℃時出爐,即得雲母陶瓷成品。

(三)雲母陶瓷的特點及用途

雲母陶瓷是一種復合物,兼有雲母、陶瓷、塑料三者的優點,即既具有塑料那樣的熱塑性,又具有雲母的優良的電氣絕緣性和可加工性,還具有陶瓷的耐高溫性,是一種具有多種性能的復合材料。

雲母陶瓷製品主要用在電氣設備中做絕緣件,在郵電、無線電、宇航等方面有其廣泛的應用。

雲母陶瓷的品種較多,除了用熔融玻璃做黏結劑的雲母陶瓷以外,還有磷酸鹽結合雲母陶瓷,熱壓純雲母陶瓷等,生產工藝均相近。

三、雲母珠光顏料

(一)概述

自古以來,珍珠與寶石一樣是貴重的裝飾品,珍珠之所以能作為裝飾品,是由於它具有珍珠光澤。人們早就盼望用人工的方法製造出珍珠光澤的裝飾品。早在17世紀中葉(1650年)巴黎的捻珠製造商從淡水魚(obeitte)的魚鱗中提取鳥嘌呤的微細晶,即具有珍珠光澤的天然珠光素,再把它分散於凝膠中,然後把這種凝膠灌入空心玻璃內,冷卻固化成型,就製成了模造珍珠。

天然珠光素(別名魚鱗)有兩個缺點:一是原料來源短缺,質量低,價格高;二是色澤鮮明度容易變化,質量不穩定。

從此以後幾百年中,在發展模造珍珠的同時,逐步發展起來了珠光顏料的人工合成生產技術。合成珠光顏料主要有鉛的化合物,如鹼式碳酸鉛2PbCO3·Pb(OH)2,主要用於陶瓷彩釉、美術、化裝用品、防銹漆、戶外用漆用珠光顏料。鉍的化合物,如鹼式碳酸鉍(BiO)2CO3H2O,用於珠光塑料的添加劑和化妝品的附著劑。由於鉛、鉍化合物具有毒性,無法在食品容皿、化妝品、玩具塗層等方面使用,因此急需尋找一種無毒、廉價的珠光顏料,於是就出現了雲母珠光顏料———雲母鈦。

幾十年前,美國杜邦公司開發了一種在鱗片雲母表面塗上一層二氧化鈦薄膜的技術,與以往的珠光顏料天然珠光素、鉛及鉍化合物相比,具有原料來源廣,價格低,無毒性,性能穩定,用途廣等優點。目前,這種雲母珠光顏料在國際上需求量很大,國內需求量也在不斷增加,這是雲母綜合利用的一個新的重要方面。

(二)雲母鈦珠光顏料的製法———水解製取法

水解製取珠光雲母的工藝過程:

白雲母原料→濕法粉碎→分級→水解鍍鈦→水洗→脫水→乾燥→焙燒→製品。

濕法粉碎得到的雲母鱗片,其表面光滑、擦痕少、性能好、珍珠光澤強,常被採用。分級是為了獲得大小合適的雲母鱗片,當薄片雲母大小為5~27μm時,所製得的珠光雲母光澤強,能發出均勻的艷光;<5μm時光澤較均勻,>40μm時光澤強,但不能發出均勻的艷光。工業生產中鍍鈦所用的鈦鹽常用TiOSO4,,TiOSO4在水解過程中,產生的一種偏鈦酸H2TiO3的物質,沉澱覆蓋在雲母鱗片上,形成一層均勻的H2TiO3薄膜,再將覆蓋有H2TiO3薄膜的雲母進行焙燒後,結晶出TiO2的晶體薄膜。其反應過程為:

非金屬礦產加工與開發利用

該反應為吸熱反應,並且伴有H+參加反應,故水解受兩個方面的影響:溫度和水解液的pH的值。溫度和pH值對水解過程的影響如下:

1.溫度

水解溫度高,鈦鹽水解率增大,水解速度快,水解產物TiO2·xH2O顆粒粗,珠光效應均勻。水解的溫度低,鈦鹽水解速度慢,生成的TiO2·xH2O顆粒細而均勻,珠光效應較強,但工業生產中,低溫下TiOSO4水解率低,浪費葯劑,成本增高。從珠光效果、生產成本綜合考慮,95℃為最佳水解溫度,既能獲得較高的水解率,又能保證珠光顏料具有較佳的珠光效應。

2.pH

當pH>4時,水解速度快,生成的TiO2·xH2O具有膠質特徵,很難覆蓋在雲母表面形成雲母鈦,同時由於水解速度快,生成的TiO2·xH2O顆粒粗,焙燒後光澤較差。當pH<1.7,將抑制TiOSO4的水解,引起水解率降低;另一方面,濃的熱硫酸對白雲母表面產生腐蝕,引起表面缺陷,粗糙度增大,使製得的雲母鈦漫反射加強,光澤降低。最適合的水解pH=2~1.7。

3.水解時間

水解時間一般3~5小時就能達到水解平衡,繼續延長反應時間,則使微細偏鈦酸凝聚,形成粗粒集合體,難於被雲母表面吸附形成雲母鈦。

焙燒的目的在於脫除偏鈦酸中的膠體水、SO42-、SO3等雜質,使TiO2結晶,增強雲母鈦的珠光效應。經試驗,800℃熔燒2~3h,就能完成TiO2的結晶和晶型轉化。

這種工藝生產的雲母鈦,表面的TiO2多為銳鈦礦晶體薄膜。

武漢工業大學北京研究生部吳一善等人研究結果認為:在水解過程中,加入晶形轉化劑AB2化合物(具有金紅石結構),可促使雲母表面的TiO2·xH2O在焙燒過程中轉化為金紅石型的TiO2,因為金紅石型結構更為穩定,物理、光學性能更為優異,是雲母鈦的理想形式。

(三)雲母珠光顏料的主要用途

1)塑料填料:化妝品,食品容器用塑料的填料,使製品具有珍珠光澤。

2)裝飾塗料填料:如丙烯酸類塑料紐扣塗層;小轎車車身塗料填料;化妝品如唇膏、指甲油的填料。

四、雲母粉的生產

(一)雲母粉的用途

>5目雲母粉主要用作石油鑽井泥漿材料;

8~20目雲母粉用作油氈屋面的材料中防粘層,防護層,電纜包裹層;

40~60目雲母粉用作電焊條葯皮原料;

60~120目雲母粉用作雲母陶瓷的基本原料;

100~-325目雲母粉在油漆、橡膠、塑料等工業中用作填料。

在油漆中使用雲母粉有如下優點:

1)雲母粉能反射光和熱能,可減少紫外線或可見光對漆膜的破壞;

2)增強塗層的耐酸、耐鹼和電絕緣性能;

3)雲母薄片能反光,珍珠光澤使塗層美觀;

4)提高塗層的耐候性、抗凍性、抗腐性、堅韌性和密實性;

5)可代替部分昂貴的油漆顏料原料鈦白粉,降低成本。

(二)雲母粉的生產方法

1.干法

干法生產雲母粉一般採用粗碎、細碎和超細粉碎三級粉碎工藝。

粗碎:排料粒度<25mm,常用錘式破碎機,主要是擠壓、劈裂作用。

細碎:排料粒度<2mm,常用萬能粉碎機,剪切力為主。

超細粉碎:進料<100目,排料粒度<325目,常用氣流粉碎機,以碰撞、摩擦、剪切力為主。

干法雲母粉特點:表面擦痕多、薄片破損嚴重、強度下降30%,但產量大、成本低。

2.濕法生產

濕法生產雲母粉一般採用輥碾機,輥碾機是一隻直徑為180~3000cm,高90~150cm的圓形鋼筒,底座襯上木塊,碾輥半徑50~76cm,碾輥的表面是木質或其他軟制材料製成。輥碾機分為雙碾輥和四碾輥兩種,碾輥公轉轉速為15~30轉/分。

生產過程是在清洗過的鱗片雲母中加入30%~45%的水,形成糊狀,放入輥碾機中,輥碾一定時間後,將輥碾機中的漿料稀釋、過篩,送到沉澱池內再稀釋,靜置一段時間,把沉澱下來的粗料重新返回輥碾機中再碾磨,細雲母粉的懸浮顆粒經輸送管打入另一隻池中沉澱36小時以上,把清水吸掉,雲母粉漿料再經壓濾或離心脫水、熱空氣乾燥,可得325目的雲母粉。

濕法雲母粉特點:雲母片擦痕少、表面光滑、對機械強度影響小,強度損失<5%,但生產工藝復雜,成本高。

五、雲母增強塑料

1.概述

雲母增強塑料是一種利用徑厚比很大的雲母鱗片,經偶聯劑處理後,與熱塑性樹脂或熱固性樹脂製成的復合材料。

1972年,加拿大多倫多大學化學工程系伍法哈姆(R.T.Woodham)教授首先利用雲母製成雲母增強塑料的復合材料。

雲母鱗片要求:徑厚比值越大,其製品的強度越高。

偶聯劑:由於雲母與塑料是兩種不同性質的物質,它們之間有很大程度上的不相容性,再加之雲母與塑料的彈性模量不一致,界面間易產生剪切應力,影響其復合材料的力學性能。偶聯劑又稱表面處理劑,它能把兩種不同性質的物質通過化學作用或物理作用結合起來,即它能把無機填料(雲母)和有機高分子基料(塑料)兩種不同性質的物質緊密地結合起來,因此,偶聯劑也是無機物和有機物界面間的橋梁。常用硅烷類偶聯劑對雲母粉進行表面改性。

2.生產工藝

雲母粉→表面改性→加入樹脂混煉→熔融→注射成型→冷卻→脫模。

要求雲母徑厚比>100,粒度分布窄,用量占工程塑料的30%~50%,最高可達70%。偶聯劑的用量為填料的0.5%~3%。

3.雲母增強塑料性能及用途

1)力學性能:強度高,與玻璃鋼相似,其特點能使塑料在二維方向增強,而不是像玻纖或石棉只沿一個方向增強。雲母增強塑料的抗拉強度、抗彎強度與玻璃鋼大致相同,熱變形溫度比玻璃鋼高,唯一的缺點是缺口沖擊強度不如玻璃鋼好,這一點可以通過添加少量玻纖而被克服。

2)熱學性能:雲母增強型塑料的熱膨脹系數、收縮率在各個方向均勻下降,而不像玻璃纖維增強塑料在不同方向有不同的收縮率。

3)電器絕緣性能:擊穿電壓高,加上硅烷聯偶劑的使用,在潮濕的環境中也能保持它的力學性能和電學性能。

4)化學穩定性好:耐酸、耐鹼以及有機溶劑,雲母不飽和樹脂,雲母環氧樹脂可做防腐塗層。

5)防輻射性能好:可防止塑料老化。

6)主要用途:小型汽車前保險杠、儀表盤、輕型飛機機翼,轎車上所用的塑料大部分為雲母工程塑料。

六、合成雲母熔鑄製品

1.概念

合成雲母熔鑄製品是採用合成雲母碎晶片作為主要原料,經配料、熔化、澆注成型、結晶退火等工序而製成的一種耐高溫、可加工、抗腐蝕的新型無機絕緣材料。

國外對合成雲母熔鑄製品的研究是從20世紀60年代後期開始的,20世紀70年代初,我國也開始了合成雲母熔鑄製品的研究和小批量生產。

2.製作工藝

(1)原料及要求

合成氟金雲母:晶體化學式為KMg3〔AlSi3O10〕Fe,使用溫度為1100℃,熔化溫度1370℃;添加劑:ZnO,Cr2O3,Be2O3,PbO,CaF2;用量為8%,其作用主要是改變製品的結晶溫度,改變晶粒的尺寸和形狀,改變材料的化學穩定性。

(2)生產工藝

原料配比→熔融→澆注→結晶→退火→製品

使原料在1420℃下呈熔融狀態,均化2~3h後,將流動的熔體注入模具內成型。板狀製品一般用重力澆注成型,管、環狀製品採用離心澆注成型;為了消除結晶過程和冷卻過程所產生的內應力,必須對其退火,一般製品退火溫度是從600℃開始的。

合成雲母熔鑄製品是一種雲母微晶聚合體,經X射線衍射分析,其結構與合成氟金雲母一致。

3.性能

1)機械加工性好:可用一般的機械加工方法進行切割、鑽孔、銑刨、磨拋,並能加工成形狀復雜的零件,其尺寸精確,表面光潔。

2)化學穩定性好:耐酸鹼、耐有色金屬及鹼土金屬熔融體的腐蝕。

3)熱穩定性好:將其加熱至800℃後立即放入冷水中,反復幾十次也不會產生爆炸。長期使用溫度1100℃。

4)電絕緣性:是很好的電絕緣材料。

5)機械強度:具有一定的韌性,但還是一種脆性材料。

4.應用

金屬熱處理行業:合成雲母熔鑄製品的加工性,耐高溫性,電絕緣性,機械強度等方面,一般材料(陶瓷,塑料)都不能與之相比,用於金屬熱處理設備中的離子氮化爐的陰極絕緣件。

有色冶金:作輸送Zn、Al合金熔體的管道材料。

國防工業:作導彈噴口喉襯材料。

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