q： ：镄 人工合成云母的性能及应用÷T一‘王希真 (北京人工晶体研究所100018)纸、板制戚的耐高温绝缘件可在各类家用电器、工业电器及设备上广泛应用．删 摘要本文介绍了人工合成云母的性能及应用台戚云母是由化工原料，经高沮熔融、狰却析^再制成它具有电绝缘性能好、抗酸碱腐蚀性好、使用温度高(可达1200℃)等优良性能合成云母耪、 叔词台戚云母性能应用前言 区间大(一40～1200℃)，并具有赢臻下介质 在我国，人工台成云母主要指的是氟金损耗小，耐酸碱腐蚀以及真空中不放气等特 云母[KM93(AIsi)F：]，它的研究与生征，这就使它比天然云母有着更广泛的应用， 产，现已进入到了一个新的阶段．由于配方的 不但可以代替天然云母，而且还是一种具有准确性使人工合成云母的纯度要比天然云母特殊性能的新型绝缘材料好得多，性能也很稳定家电行业及其它电 子、电器工业的迅速发展，又促使了它的进一1性能步发展和应用因此，充分了解它的基本性 1．1合成云母的结构分析 能，对其综合利用，扩大开发有着重要意义，合成云母的单位晶胞为2KMg，(Al— 本文就合成云母的性能及其应用作一些介S|30)F：，如图1 绍，以便有利于合成云母这一新型绝缘材料 属层状硅酸盐晶体，通常1／4的si“被的发展。
Al”取代，形成网状的氟金云母屡[MgAI- 合成云母是由化工原料或矿物原料，按si30，)F2]，而层间通过K+联结方式堆叠起 云母结构组份KMgA1Si30)R的比例，经来，形成解理良好的片状晶体 高温熔融，结晶生长而成由于用F取代了氟金云母(1M型)的晶胞参数为； (OH)一，在高温下不发生分解，其熔点为a=0．53129ram；b一0．9196mmI扣委鬻h毒簖卷1375士10℃合成云母的性能在许多方面优c一1．0144mm；8=100．074 于天然云母，如质地纯、透明度好、使用温度物质的微观结构决定了它的宏观特征一崩嘎1嚆o O^t_ @F一● Mg¨左图：(010)面投影圈；右圈：(001)面投影图(单层四面体) 图1氟金云母单位晶胞示意图154 ．壤一缸盔二叠蓄潮1．2光学性能氟金云母为平行消光、正延长、二级阑干 涉色、二轴晶负光性，光折射率和双折射略低 于天然金云母，光轴角约106白云母光轴角爱约35～40金云母光轴角约o～1F100，、80誓sj 嚣40图4云母经冲击或挤压后所显示的解理方向200 被长(Ⅲ)列分布，其解理面方向都沿硅氧四面体键或 沿两组键相交的角分线方向分布。
a．内热法合成云母；b．品种法合成云母；c天然白云母合成云母比天然云母稍硬一些，奠氏硬一图2云母光透过曲线(o．2--l“m) 度在3～3．4之间测试硬度能间接地判断其 耐热性和云母的种类和质量如硬度小的软 金云母到300℃时，就急剧膨胀和失透，硬金 云母加热至600C，还未失去透明，而合成云 母在12000,以内，基本上不发生变化 1．4电性能_·Ik合成云母由于纯度高，测试的电性能较 为稳定，如表l随着温度的升高，体积电阻、a．氟叠云母{b天然白云母电气强度有所降低，但不像天然云母波动那 图3云母红外光透过曲线(2．5～259m)么大，在高温下仍然是一种优良的电绝缘材 料光透过率：因台成云母杂质含量少，从紫云母的电气强度是重要的电性能之一， 外到红外，其透过率比天然云母高(见图2、但是随着解理面的分剥变薄其强度增加．随3) 厚度的增加而降低(见图5) 对紫外光，天然云母基本不透过，合成云高温下，云母的体积电阻率如表3 母可透到近0．2,urn，另一个突出的特点是：1．5热性能 天然云母在2．75p．m处有一个明显的吸收由于合成云母不含(OH)基，它的高温热 峰，而合成云母没有，可见合成氟金云母是一稳定性能比天然云母高得多(如图6)。
种从紫外到红外的良好透光材料天然白云母从450℃就开始分解，膨胀 1．3解理面和硬度变厚，600℃以上，急剧分解失重，到800“C 合成云母和天然云母一样，沿{001)有良 时，几乎完成分解；天然金云母从650℃开始 好的解理面，沿{001}面和{110)面，也可分剥 分解，800C以上，失重严重所以最高使用温 解理，但不完全当垂直{001)面，施加以冲击 度：自云母500℃，金云母800℃，而合成云母 力或挤压时，在云母晶体上出现了如图4所 为1200℃，氟金云母的熔点或析晶温度为 示的解理分剥方向当沿着Mg”的点阵行 1375士10 oC，晶化热为322MJ／kg155饕蠹爨影蔓裹1云母的主要性艟天然白云母天然金云母合戚氟盒云母镶潮一 性能项目单位 KAI(AISi30lo)(0H)：KM93(AiSiaOlo)(OH)2KMga(AlSitOlo)Fz密度P×103kg／m1 2．7～3．02．3～2．92．78～2．85 体积电阻事n·m1010～10n106～10910¨～H呻4 表面电阻事iou～101210io～101110u～1瞻‘电气强度MV／m100～30080～300185～238 ；gF肇#介电常数(e)6～85～75．6～6．3损耗因散(tsn／t) (1～lO)×10—410—0～10一o(1～4)×10一‘ 熔点℃450c开始脱水700“C开始脱水1375±5天然白云母n·m3．6×10]z1．2X10]o2，7×lO，2 9×10‘蚓_崩．表2高温下云母的体积电阻率PT； 种类单位室韫300℃500℃600℃700℃800℃氟盒云母(内热)n‘m3 5×10” 2．6×10IzI．2×10n8．7×10’I-l×10，3．5X10‘氟盘云母(晶种)n·m3 9×10Is 5】×10n1．6×10II1．6×10105．6×10j3．9×10j秽孳表3氟金云母的娃膏胀蕞教方向2；00℃ 600℃ 900℃ ll解理面a(×10叫)／℃ 10．O6．32．96 ”垮上■理面d(×10_‘)／℃热膨胀系数，通过对比涮试，其数值见表一川10}1．．，3。
在作为密封窗口材料时，要选用与合成 云母膨胀系数相匹配的材料，如铂、钛及某些 不锈钢合盆等1．6真空下的放气率天然云母在高温下要发生分解，释放出；点瑚诤}№j H：o或其它挥发性气体，真空中放气量大， 900℃时几乎是合成云母的上千倍，如图7．合成云母在真空下放气量板徽，在高温 下仅有表面的微量吸附气体如：o：、N：或Ar 放出由于没有H：O分子放出，这作为真空量度(℃)绝缘材料是极有利的，能大大提高真空度及a．合成云母．b．天然叠云母；c．天然白云母真空器件的使用寿命图6云母的失重曲线1．7耐腐蚀性 合成云母有着良好的化学稳定性，在常156赫i≥ii__．盈0糊帚蔷．^_萱温下，在各种浓度的酸碱溶液中，不发生化学 作用在300℃时，才开始在浓HSOt中缓慢 地被侵蚀天然云母在高温高压的水或蒸汽的冲刷 下，云母中的氧化亚铁就会变成氧化铁 (Fe：0s)或氢氧化铁(Fe(OH))，在云母片上 有浅黄色斑点析出，使天然云母的透明度大^∞／1．．d嚣一×v—r描t畦r大降低，这一现象称为云母的水化反应，而合 成云母纯度高，基本上不发生水化反应，在高0200400 600800 1000温高压水的冲刷下，基本上保持原来的清晰 温度(℃) 度和透明度，是水压锅炉的最好的窗口材料。
a．台或云母Ib．天然白云母；1．8其它性能 c．天然白云母(新一)Id．天然白云母(印度)合成云母的密度，热导率，压缩强度和吸图7云母的失重曲线 水率等其它性能见表4表4云母的主要性能天然白云母天然金云母合成氯金云母性能单位 KAl(A[si川O)(OH)：KM93(AISi O)(0H){KM93(AISi30lo)Fz密度P×103kg／m32 7～3．o体积电阻率 n·m1010～10al 106～109101l～10” 表面电龃率n10n～101210to～1 0111011～101a 电气釜度MV，1n 100～300 80～290舟电常敦t6～8 5 6～6．3 介质损耗因鼓tanB (1～10)×10“10一z～10一a(1～4)×10一‘ 熔点℃450℃开始蜕水700C开始脱水1375±5最高使用温度℃500800 1000比热容J／kg．K857—869857 836线廖联系数0×10-*／K8．810—90lO一12上×10一‘／K171nO 28015--25， 热导率^HW／m-K3．64，3．75上0．57o．51O 55光轴角(一)2口度35～488～14NfL 552一1．572l 5乳一1．562l、513一l、54．4折射卓N。
1．582—1．6111 5 65—1．606】539—1．564N11．588—1 6151．565一】．606l 540—1．566mobs2～3．22—33—3．4 硬度 100—19050一132 138—146拉伸强度MPa120一250100 200 150—200压缩强度MPa450—710205 265400—5ZO哑水宰％o 5 3 o0．14一o 23吸带率％0—0．3157}lM，静、j； ；2合成云母的应用妆品脱脂粉中的填料，防冻晒膏中的掭加剂， 综合利用合成云母材料，不仅能解决一密封漆灰中的掺合剂，在消防器材中可作千 些生产及高技术领域需求的高温绝缘产品．粉灭火器中的粉料悬浮剂，低氢焊条和不锈而且也能取得较好的经济效益因此，综合开钢焊条中的辅料等 发合成云母材料是一项有前途的工作2．2合成云母纸 合成云母及其制品已在电器、机械、化合成云母晶块破碎后，经水力分剩，藏为，工、冶金及航空航天领域得到了推广应用，但鳞片微晶浆液，可材成合成云母纸，比起天赣 浏r还未形成规模化，这是今后的任务下面介绍云母纸，有如下优点：可以承受更高的使用温 一下它的一些系列产品。
度，长期使用温度可在1000～1100℃不添z．1合成云母粉加任何粘结剂，依赖于云母片间的物理吸附将合成云母粉碎成微米(p m)级微晶鳞力结合在一起，可制成耐高温绝缘带．为了发 片，然后按不同粒度进行分级，作为填料，可挥其耐高温特点，用无机粘结剂，粘结詹疰制在高档油漆、搪瓷、防腐、化工中广泛应用云成不同厚度的合成云母板，能承受900～j一茹，母晶片，无论粉碎到什么程度，均为鳞片状，1000“C的高温，可冲压、剪切成各种异型绝辕具有良好的弹性、韧性、滑动性、比表面大、覆件，在电子、电机、化工、冶金、家用电器中广 盖率高、附着性强它具有起好的耐高温、电泛应用 绝缘、抗热冲击、膨胀系数小、抗酸碱腐蚀等2．3合成云母陶瓷性能合成云母粉与玻璃科或其它无机材料．用湿磨方法生产的云母粉，质量有了更按一定比例混合，经压坯、焙烧、成型、退火等 大的提高，达到一个新档次．晶片解理良好， 工艺，制成合成云母陶瓷，成为一种复龠材 透明完整，径厚比高特别在高档化妆品．防 料，兼具有云母、陶瓷、塑料三者的优点．既可 伪印刷、防静电涂层、防紫外照射、耐高温绝像塑性材料一样，注塑成型，又具有合成云母 缘中，因其优良的特征，受到了关注。
的优良电气绝缘性和可加工性．还具有街瓷bⅫ曩b≈“#T 油漆行业对云母粉的需求量很大，如底的抗腐蚀，耐高温，抗电弧烧蚀性，因此其应漆、面漆，物理防锈漆、化学防锈漆、耐高温防 用领域是广泛的且前我国已在船舶上，电力 老化漆、抗静电漆，均可用合成云母作掺合牵引机车上，用作新型灭弧件，代替陶瓷废石 荆 棉制品；在高压开关上，用作并联电阻盘，代 在橡胶工业中，合成云母作为高强度电替环氧树脂玻璃布聚苯酰醚电阻盘，在导航中的润滑剂，翻新轮胎用遮盖剂空工业上用作各种插接元件，代替有机硅塑q磷砖罐．．0、豫∽Lh．潮魉疆鼍 绝缘、耐热和耐酸碱制品的填充剂，轮胎制造设备上作微波天线支。