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          江西科特精細粉體有限公司
          新聞詳情

          硅灰石應用研究

          http://www.yueweiya.com 發布時間:2022-1-25 來源:江西科特


          硅灰石是天然產出的偏硅酸鹽纖維礦物,具有許多優異的工業應用特性。硅灰石是優質的陶瓷原料、冶金助劑;高長徑比硅灰品,可用作塑料、橡膠和油漆涂料的填料,起補強和增量的雙重作用。硅灰石(CaSiO3或Ca3[Si3O9])為鏈狀偏硅酸鹽礦物,有高溫、低溫兩種變體,通常所說的硅灰石是指β-CaSiO3。硅灰石晶體沿{001}面發育,集合體呈纖維狀、針狀,亮白色或帶淺灰、淺綠、淺紅的白色,玻璃或珍珠光澤,纖維狀者具絲絹光澤;低吸油率,高電阻,低介電常數,無磁性,低熱膨脹系數,優良的耐熱、耐腐蝕、耐侯性及機械性能;低溫時呈化學惰性,高溫時易與高嶺石、葉蠟石、滑石等發生固相反應。

           

          硅灰石的工業應用

          硅灰石產品可分為高長徑比硅灰石和磨細硅灰石兩大類,前者廣泛用于塑料、橡膠、石棉代用品、油漆、涂料等領域,是硅灰石最有前途的應用領域,后者主要用于陶瓷和冶金工業。

           

          作陶瓷原料

          硅灰石可用于制備各種電瓷、建筑用瓷和日用瓷,占總消費量的40%~45%。硅灰石可以致密陶瓷結構,提高機械強度,降低膨脹系數,提高成型質量,降低燒成溫度,縮短燒成周期,達到節能增效的目的。在制釉工業中,硅灰石可提高釉的白度,改善流動性,減少制品的刺點。硅灰石可提高坯體的抗熱沖擊性,且固相反應生成的鈣長石熔點(1550℃)低,實現低溫快速燒結。顯微硅灰石鏈增強了玻璃相微粒之間的聯結,使制品能承受切鋸、鉆孔等機械加工,而且還提供了低損耗絕緣結晶相,可用作電工、電子陶瓷。

           

          替代玻纖作塑料的增強材料

          填料用硅灰石是具有潛力大、附加值最高、增長快的特性。目前,該領域用硅灰石占總消費量的25%左右。硅灰石可取代或部分取代玻纖作聚合物復合材料的增強體,提高材料性能,降低成本,起增量和增強的雙重作用;其應用研究重點是硅灰石增強復合材料在電子元件、封裝材料、高性能橡塑制品、汽車殼體、模具以及光盤材料等領域中的應用。硅烷改性硅灰石增強尼龍的填充量達50%,沖擊強度提高了20多倍,并具有極低的吸濕率;高長徑比硅灰石和碳纖維填充聚四氟乙烯樹脂可制成自動密封圈體,用在減壓閥、蝶閥及壓縮機反復軸中。

           

          用作石棉代用品

          硅灰石具有針狀特性及低熱膨脹性、優良的抗熱沖擊性,是短纖維石棉的理想代用品;其用量占硅灰石總消費量的20%~25%。高摩擦系數硅灰石替代石棉制備的摩擦材料主要應用在剎車片、閥塞、汽車離合器等領域。針狀硅灰石粉部分取代石棉的制動補片綜合性能良好。此外,高強無收縮水泥、硅灰石防火材料、熱硬性粘結復合材料、耐火金屬或礦物表面涂層用無機復合材料等均有應用。

           

          作油漆涂料填料

          硅灰石作油漆涂料的填料,可改善制品的物化性能、持久性和耐侯性。目前,硅灰石在該領域的消耗量尚小,僅占總消耗量的5%。硅灰石粉替代鈦白粉生產油漆涂料不僅可以改善制品色澤,提高油漆的光整度,增強涂料的抗張能力和減少裂紋,而且還可以減少吸油量,增強抗腐能力。硅灰石色澤光亮,反射率高,適用于生產高質量的白漆和清亮透明的有色漆。針狀硅灰石是很好的平光劑,顏色覆蓋率高且分布均勻;具有抗紫外線的特性,在內墻、外墻、特種涂料(尤其是防火涂料)以及乳膠漆中有廣泛應用。硅灰石粉粒度越細,白度、pH值愈高,油漆色澤和涂敷性愈好,油漆顯堿性可用作鋼件等金屬設備的防腐涂層。

           

          作冶金助劑

          硅灰石具有低溫助熔特性,廣泛用于冶金工業,尤其在連鑄方面,硅灰石的優越性能更加明顯。世界上每年有12%~15%的硅灰石消耗在該領域。硅灰石用作冶金保護渣基料,具有配料種類少、熱穩定好、化學成分穩定、鑄件表面光潔、Al2O3和碳含量低等優點。模鑄對保護渣的基本要求是低密度、低熔點、CaO/SiO2比小于1、適當的熔化速度和較好的鋪展性。

           

          用于制備生物活性材料

          人工骨通常是在鈦合金表面涂敷一層具有生物活性的陶瓷材料制成的。這種人工骨強度高、韌性好,但與真骨組織的成分相差較大,很難達到真正意義上的愈合,而且容易被腐蝕。許多研究表明,以硅灰石為主要原料制備的生物陶瓷,活性高、強度高、穩定好、與人骨組織的相容性好,可以在假骨移植領域得到應用。以Bis-GMA(Bisphenel-α-glycidylmethacrylate)樹脂為基體材料,分別選出磷灰石-硅灰石(AW)、羥基磷灰石(HA)和β-磷酸三鈣(β-TCP)3種無機填料來比較制成的粘固粉與真骨組織相容性及結合狀態。AW陶瓷移植脛骨移植后兩周,樹脂表面層全部被新生成的類骨組織填滿,AW玻璃陶瓷顆粒被骨組織包圍并通過磷灰石與骨組織緊密結合在一起,而沒有出現中間軟組織;其他兩種粘固粉均有較好生物相容性,但需要的時間比較長。

           

          其他

          硅灰石中偏硅酸鈣純度91%以上,雜質少,不溶于鹽酸,是制備白炭黑的理想原料。硅灰石配加少量輔助原料可制成水稻生長發育不可缺少的硅肥。硅灰石電焊條藥皮能有效地抑制焊接時放電,提高熔體流動性,使焊縫整潔美觀,增強焊縫機械強度。

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