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    绢云母知识

    白云母类矿物在绝缘材料中应用现状与开发利用建议

    文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2017-9-18     浏览次数:    


      1、云母类矿物的绝缘性能

      白云母类矿物是指云母族、白云母亚族中的一类矿物,为两层硅氧四面体间夹杂一层硅氧八面体的2:1型层状硅酸盐矿物,主要包括白云母、绢云母、伊利石和水云母等。近年来发现的微晶白云母是白云母类矿物的一个新品种[1]。白云母类矿物存在阳离子K+,它一般分布在上下两个六方环的中心,为12个氧离子所包围,可阻止电子流通,结构相当稳定。因此,对垂直解离面的电力场有着极高的绝缘性,矿物的体积和表面电阻均高,有较低的电介质损耗,能抗电弧,耐电晕,绝缘强度高,膨胀系数小,耐热性,能好[1]。下页表列出了部分矿物的绝缘性能。

      由表可以看出,白云母是所列矿物中绝缘性能较好的一种。对绝缘材料而言,除了要有较高电绝缘性能外,还有多方面的技术要求,如较高的耐压强度绝缘电阻,极低的介质损耗,较好的耐热性、机械强度、化学稳定性等。用作薄片使用时,还应有较好的柔韧性和弹性;用作高温绝缘材料时还应有较高的导热系数、适宜的热膨胀性、热稳定性等;用作塑料、橡胶、树脂等的增强绝缘填料还必须具有可行的表面处理等。综合这些因素,白云母类矿物比其他矿物更适合在绝缘材料中应用。

      2、片状白云母在绝缘材料中的应用

      片状白云母一般是指有效面积大于4cm2的白云母,也是最具工业价值的一类云母。迄今为止,90%以上的片状白云母还是应用于电子工业和电器工业中,尤其是作为绝缘支撑元件[8]。

      2.1电容器片状白云母用于生产云母电容器,是其在电子、电气工业中的一个主要用途。云母电容器是一种历史悠久的电容器,具有良好的电性能、耐热性、稳定性和高容量精度。利用其高绝缘电阻、高稳定性和大电容变化的优点,广泛用于飞机和导弹等装置中。王悦祥[9]指出,生产电容器最多的国家是美国和日本,我国在生产旺期也有40多个厂家。美国的产品多数用于军事上,主要种类有浸封型和片式型等;日本由于高密度组装技术的发展,片式型云母电容器的应用范围不断扩大;我国在20世纪80年代前期由于电视机和收音机等的大量生产,也出现了一定数量的浸封型、密封型电容器,浸封型云母电容器仍然是当今电容器发展的主流。近年来,片式云母电容器广泛应用在移动式无线通讯系统等设备中,使工作电压达100~500V,成为高频电路中不可缺少的元件。

      2.2大鳞片云母纸吴自强等[10]利用白云母单晶呈假六方柱或板状晶体,细小者呈鳞片状,大者有数百平方厘米,剥分性能优于其他云母的特点来制成大鳞片云母纸。该产品以白云母为原料,采用高温水冲法将云母粉碎成很薄的鳞片,靠洁净的鳞片表面的静电引力结合成纸。此种云母纸不但具有白云母本身耐热、绝缘、稳定的特点,而且因为云母纸的鳞片大于一般云母纸,还具备了粉云母和贴片云母纸的优点。大鳞片云母纸还具有优越的抗切通性、高透气度、好的渗透性、小吸胶量,更适宜做少胶或中胶云母带的基材。美国第九届绝缘年会的资料介绍,大鳞片云母纸的树脂含量约17%时就完全饱合[10]。如将该产品用于少胶粉云母带真空压力浸渍型绝缘体系,则制造的高压电机绝缘无气隙,整体性好,端部固定牢靠,降低了电机升温,提高了生产效率。

      2.3其他应用片状白云母用于防尘防潮封闭电动机和发动机的电枢绝缘,整流器整流子绝缘,电动机和发动机的线圈绝缘,绝缘垫圈和端子板。还可用于各种设备(如收音机、电视机、助听器等)中一些部件支撑片和间隔片及家用加热电器等。

      3、碎白云母在绝缘材料中的应用

      碎白云母是指片状白云母的边角料和伟晶岩中的不符合工业原料要求的白云母及深变质岩中产生的白云母。由于片状云母资源的短缺,将其边角余料充分利用起来,变废为宝,成为绝缘材料生产中的一个相当重要的问题。

      3.1云母粉

      云母粉是碎云母进行干式或湿式粉碎后得到的,不同粒径有不同的用途。云母粉质量尚无统一的国家标准,一般按用途不同分为粗、细、超细三级。可用于做绝缘材料的云母粉如下:8~12目云母粉用于制造油毡等屋面材料、电缆包覆层等;40~60目云母粉用于电焊条药皮;60~120目云母粉用于生产云母绝缘陶瓷;100目或更细的云母粉作为油漆掺合剂、橡胶和塑料等绝缘材料的增强填充剂11]。

      3.2云母纸

      云母纸是以碎云母为原料,经制浆、成型、压榨等工艺制成的,它保持了天然云母的优良性能,且厚度均匀、介电强度波动范围小、电晕起始电压高而稳定。其介质损耗的电压特性比片云母绝缘稳定得多,导热性良好,使用时温升低,在许多领域可取代天然片云母[10]。云母纸制造技术与大规模集成电路、高温塑料、光导纤维被国外誉为对当代电气和电子工业有重大贡献的四大技术之一。云母纸一般按生产方法分为煅烧型和非煅烧型云母纸。煅烧型云母纸经过热化学处理后,化学组成相晶体结构发生了变化,致使电导率增加,绝缘性能变劣[12]。所以,只经过物理方法制备的保持了天然云母特性的非煅烧型云母纸的绝缘性能更好.云母纸主要用作电机、电器的绝缘体,尤其适于制造大型发电机里的绝缘衬垫、电动机内的线棒及线圈的绝缘材料和加工多胶玻璃粉云母带、柔软的云母板等;又由于其良好的绝缘性、耐高温和使用寿命长等优点,用它制成的云母薄、厚层压板等可用于电烙铁、电熨斗等家电。此外,还可作为空调机、汽车、装甲车的耐高温绝缘材料。


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