E-Camda Silikanın (SiO2) Temel Rolü

Silika (SiO2) son derece önemli ve temel bir role sahiptir.E-camBu durum, silikanın E-camın tüm mükemmel özelliklerinin temelini oluşturmasını sağlar. Basitçe söylemek gerekirse, silika E-camın "ağ oluşturucu" veya "iskeleti"dir. İşlevi, aşağıdaki alanlarda özel olarak sınıflandırılabilir:

1. Cam Ağ Yapısının Oluşturulması (Temel İşlev)

Bu, silikanın en temel işlevidir. Silika, kendisi de cam oluşturan bir oksittir. SiO4 tetrahedraları, köprü oluşturan oksijen atomları aracılığıyla birbirine bağlanarak sürekli, sağlam ve rastgele üç boyutlu bir ağ yapısı oluşturur.

• Analoji:Bu, yapım aşamasındaki bir evin çelik iskeletine benziyor. Silika, tüm cam yapının ana çerçevesini oluştururken, diğer bileşenler (kalsiyum oksit, alüminyum oksit, bor oksit vb.) bu iskeleti dolduran veya performansı ayarlamak için değiştiren malzemelerdir.
• Bu silika iskeleti olmadan, kararlı bir camsı madde oluşamaz.

2. Mükemmel Elektrik Yalıtım Performansı Sağlanması

• Yüksek Elektrik Direnci:Silikanın kendisi son derece düşük iyon hareketliliğine sahiptir ve kimyasal bağ (Si-O bağı) çok kararlı ve güçlüdür, bu da iyonlaşmasını zorlaştırır. Oluşturduğu sürekli ağ, elektrik yüklerinin hareketini büyük ölçüde kısıtlayarak E-camın çok yüksek hacimsel direncine ve yüzey direncine sahip olmasını sağlar.
• Düşük Dielektrik Sabiti ve Düşük Dielektrik Kaybı:E-camın dielektrik özellikleri yüksek frekanslarda ve yüksek sıcaklıklarda oldukça kararlıdır. Bu durum, esas olarak SiO2 ağ yapısının simetrisi ve kararlılığından kaynaklanır; bu da yüksek frekanslı elektrik alanında düşük polarizasyon derecesine ve minimum enerji kaybına (ısıya dönüşüm) yol açar. Bu özelliği sayesinde elektronik devre kartlarında (PCB) ve yüksek voltaj izolatörlerinde takviye malzemesi olarak kullanım için idealdir.

3. İyi Kimyasal Kararlılığın Sağlanması

E-cam, suya, asitlere (hidroflorik ve sıcak fosforik asit hariç) ve kimyasallara karşı mükemmel direnç gösterir.

• İnert Yüzey:Yoğun Si-O-Si ağı çok düşük kimyasal aktiviteye sahiptir ve su veya H+ iyonlarıyla kolayca reaksiyona girmez. Bu nedenle, hidroliz direnci ve asit direnci çok iyidir. Bu, E-cam elyafı ile güçlendirilmiş kompozit malzemelerin zorlu ortamlarda bile uzun vadede performanslarını korumasını sağlar.

4. Yüksek Mekanik Mukavemete Katkı

Her ne kadar nihai gücücam elyaflarıYüzey kusurları ve mikro çatlaklar gibi faktörlerden de büyük ölçüde etkilenen bu yapıların teorik dayanımı, büyük ölçüde güçlü Si-O kovalent bağlarından ve üç boyutlu ağ yapısından kaynaklanmaktadır.

• Yüksek Bağ Enerjisi:Si-O bağının bağ enerjisi çok yüksektir, bu da cam iskeletini son derece sağlam hale getirerek lifin yüksek çekme dayanımı ve elastik modülüne sahip olmasını sağlar.

5. İdeal Isıl Özellikler Kazandırmak

• Düşük Termal Genleşme Katsayısı:Silikanın kendisi çok düşük bir termal genleşme katsayısına sahiptir. Ana iskelet görevi gördüğü için E-camın da nispeten düşük bir termal genleşme katsayısı vardır. Bu, sıcaklık değişimleri sırasında iyi bir boyutsal kararlılığa sahip olduğu ve termal genleşme ve büzülme nedeniyle aşırı gerilme oluşturma olasılığının daha düşük olduğu anlamına gelir.
• Yüksek Yumuşama Noktası:Silikanın erime noktası son derece yüksektir (yaklaşık 1723°C). Diğer eriticilik oksitlerinin eklenmesi E-camın nihai erime sıcaklığını düşürse de, SiO2 çekirdeği, camın çoğu uygulamanın gereksinimlerini karşılayacak kadar yüksek bir yumuşama noktasına ve termal kararlılığa sahip olmasını sağlar.

Tipik bir durumdaE-camBileşimde, silika içeriği genellikle %52-56 (ağırlıkça) olup, bu da onu en büyük oksit bileşeni yapmaktadır. Camın temel özelliklerini belirler.

E-camda oksitler arasındaki iş bölümü:

• SiO2(Silika): Ana iskeletYapısal stabilite, elektriksel yalıtım, kimyasal dayanıklılık ve mukavemet sağlar.
• Al2O3(Alümina): Yardımcı ağ oluşturucu ve dengeleyiciKimyasal kararlılığı ve mekanik dayanıklılığı artırır, kristalleşme eğilimini azaltır.
• B2O3(Bor Oksit): Akı ve özellik değiştiriciErime sıcaklığını önemli ölçüde düşürerek (enerji tasarrufu sağlar) termal ve elektriksel özellikleri iyileştirir.
• CaO/MgO(Kalsiyum Oksit/Magnezyum Oksit): Akı ve stabilizatörErimeye yardımcı olur ve kimyasal dayanıklılığı ve kristalleşme özelliklerini ayarlar.