Дыяксід крэмнію (SiO2) адыгрывае абсалютна ключавую і фундаментальную ролю ўЭлектроннае шкло, што ўтварае аснову для ўсіх яго выдатных уласцівасцей. Проста кажучы, дыяксід крэмнію — гэта «структура сеткі» або «шкілет» электроннага шкла. Яго функцыі можна канкрэтна падзяліць на наступныя вобласці:
1. Фарміраванне структуры шкляной сеткі (асноўная функцыя)
Гэта самая фундаментальная функцыя крэмнезёму. Сам крэмнезём — гэта аксід, які ўтварае шкло. Яго тэтраэдры SiO4 злучаны адзін з адным праз масткі паміж атамамі кіслароду, утвараючы бесперапынную, трывалую і выпадковую трохмерную сеткаватую структуру.
- Аналогія:Гэта падобна на сталёвы каркас дома, які будуецца. Дыяксід крэмнію забяспечвае асноўны каркас для ўсёй шкляной канструкцыі, а іншыя кампаненты (напрыклад, аксід кальцыю, аксід алюмінію, аксід бору і г.д.) з'яўляюцца матэрыяламі, якія запаўняюць або мадыфікуюць гэты каркас для рэгулявання прадукцыйнасці.
- Без гэтага дыяксідакрэмніевага шкілета немагчыма ўтварыць стабільнае шклопадобнае рэчыва.
2. Забеспячэнне выдатных электраізаляцыйных характарыстык
- Высокае электрычнае супраціўленне:Сам крэмній мае надзвычай нізкую рухомасць іонаў, а хімічная сувязь (сувязь Si-O) вельмі стабільная і трывалая, што ўскладняе яго іянізацыю. Бесперапынная сетка, якую ён утварае, значна абмяжоўвае рух электрычных зарадаў, што надае электроннаму шклу вельмі высокае аб'ёмнае і павярхоўнае супраціўленне.
- Нізкая дыэлектрычная пранікальнасць і нізкія дыэлектрычныя страты:Дыэлектрычныя ўласцівасці электроннага шкла вельмі стабільныя пры высокіх частотах і тэмпературах. Гэта ў асноўным звязана з сіметрыяй і стабільнасцю сеткавай структуры SiO2, што прыводзіць да нізкай ступені палярызацыі і мінімальных страт энергіі (пераўтварэння ў цяпло) у высокачашчынным электрычным полі. Гэта робіць яго ідэальным для выкарыстання ў якасці армавальнага матэрыялу ў электронных платах (ПХД) і высакавольтных ізалятарах.
3. Забеспячэнне добрай хімічнай стабільнасці
Е-шкло валодае выдатнай устойлівасцю да вады, кіслот (акрамя плавікавай і гарачай фосфарнай кіслаты) і хімічных рэчываў.
- Інэртная паверхня:Шчыльная сетка Si-O-Si мае вельмі нізкую хімічную актыўнасць і не лёгка рэагуе з вадой або іёнамі H+. Такім чынам, яе ўстойлівасць да гідролізу і кіслот вельмі добрая. Гэта гарантуе, што кампазітныя матэрыялы, узмоцненыя шкловалакном E-1, захоўваюць свае характарыстыкі на працягу доўгага часу, нават у суровых умовах.
4. Уклад у высокую механічную трываласць
Нягледзячы на тое, што канчатковая трываласцьшкляныя валокнытаксама моцна залежаць ад такіх фактараў, як паверхневыя дэфекты і мікратрэшчыны, іх тэарэтычная трываласць у значнай ступені абумоўлена моцнымі кавалентнымі сувязямі Si-O і трохмернай сеткавай структурай.
- Высокая энергія сувязі:Энергія сувязі Si-O вельмі высокая, што робіць сам шкляны каркас надзвычай трывалым, забяспечваючы валакну высокую трываласць на расцяжэнне і модуль пругкасці.
5. Забеспячэнне ідэальных цеплавых уласцівасцей
- Нізкі каэфіцыент цеплавога пашырэння:Сам крэмній мае вельмі нізкі каэфіцыент цеплавога пашырэння. Паколькі ён служыць асноўным каркасам, Е-шкло таксама мае адносна нізкі каэфіцыент цеплавога пашырэння. Гэта азначае, што яно мае добрую памерную стабільнасць пры зменах тэмпературы і менш схільнае да ўзнікнення празмерных напружанняў з-за цеплавога пашырэння і сціскання.
- Высокая тэмпература размякчэння:Тэмпература плаўлення крэмнезёму надзвычай высокая (прыблізна 1723°C). Нягледзячы на тое, што даданне іншых флюсуючых аксідаў зніжае канчатковую тэмпературу плаўлення шкла тыпу E, яго ядро з SiO2 усё яшчэ забяспечвае дастаткова высокую тэмпературу размякчэння і тэрмічную стабільнасць шкла, каб задаволіць патрабаванні большасці прымяненняў.
У тыповымЭлектроннае шклоУ складзе шкла ўтрыманне крэмнія звычайна складае 52–56 % (па вазе), што робіць яго найбуйнейшым аксідным кампанентам. Ён вызначае асноўныя ўласцівасці шкла.
Падзел працы паміж аксідамі ў шкле E-Glass:
- SiO2(Крэмянёз): Асноўны шкілетзабяспечвае структурную стабільнасць, электрычную ізаляцыю, хімічную ўстойлівасць і трываласць.
- Al2O3(Алюміній): Дапаможны фарміравальнік і стабілізатар сеткіпавышае хімічную стабільнасць, механічную трываласць і памяншае тэндэнцыю да расстеквання.
- B2O3(Аксід бору): Паток і мадыфікатар уласцівасцейзначна зніжае тэмпературу плаўлення (эканомія энергіі), адначасова паляпшаючы цеплавыя і электрычныя ўласцівасці.
- CaO/MgO(Аксід кальцыя/аксід магнію): Флюс і стабілізатар; спрыяе плаўленню і рэгулюе хімічную трываласць і ўласцівасці расстеквання.
Час публікацыі: 10 кастрычніка 2025 г.
