11 Слюда

Всі види слюди містять невелику кількість зв'язаної води, зазвичай не більше 5%. При сильному нагріванні вермикуліт надзвичайно сильно розширюється, утворюючи довгі червоподібні структури, які в кілька разів перевищують свій первинний об'єм, звідки вермикуліт і отримав свою назву, що означає «червоподібний».

Кристали слюди мають пластинчасту структуру, що складається з тетраедрів оксиду кремнію (Si2 O5) або силоксанових шарів. Додатково утворюються октаедричні шари з алюмінію і гідроксилу, розташовані між двома Силоксанові шарами (рисунок 11.1). Тришарові сендвічние структури слабо пов'язані між собою за допомогою катіонів калію, що мають координаційне число 12. В інших різновидах слюди іони калію замінені літієм, кальцієм або натрієм. Октаедричні шари можуть складатися головним чином з гіббсіта [Al (OH) 3], як в Мусковіт, або бруціта [Mg (OH) 2] як у флогопіт. Присутність заліза або інших домішок в структурі дає забарвлені види слюди. Кожна елементарна тришарова структура має товщину близько 1 нм.

Малюнок 11.1 - Кристалічна структура мусковита

по Джексону і Весту.

Твердість слюди відносно мала (2,5-4,0 за шкалою Мооса), так що абразивність її низька і знос промислового обладнання при переробці композицій, наповнених слюдою, набагато менше, ніж при переробці склопластиків. Цей показник варіюється між 2750-3200 кг / м 3 в залежності від типу слюди. Флогопіт, що містить в своєму складі іони магнію, зазвичай має щільність, близьку до щільності скла і нижчу, ніж щільність мусковита. Більшість видів слюди нерастворимо в сильних кислотах або підставах, але биотит і флогопит легко труяться гарячої концентрованої сірчаної або фосфорної кислотами зі збереженням високопористого скелета з чистого діоксиду кремнію. Слюда всіх типів реагує з плавиковою кислотою і расплавами лужних металів.

Чудові діелектричні властивості мусковита і флогопита зумовили їх широке застосування в електротехнічній промисловості. Плівка мусковита або флогопита товщиною всього близько 2,510 -3 см здатна витримувати напругу 5000В без пробою. Інертність слюди до дії масел і води також є її гідністю як електроізолятор. Крім того, слюда характеризується відмінною стійкістю до атмосферних впливів, хімічної інертністю, низьку теплопровідність і тривалої стабільністю при високих температурах. Мусковіт витримує без руйнування нагрівання до 500-530 о С, а флогопит зберігає стабільність до 1000 о С.

Застосування слюди в якості наповнювача. Слюда з високим характеристичним відношенням найбільш придатна в якості підсилює наповнювача термопластів. Однак таку слюду дуже важко вводити в термопласти, оскільки загальноприйняті методи суміщення компонентів зазвичай призводять до руйнування лусочок і зниження їх характеристичного відносини. Оскільки ефект посилення вирішальною мірою визначається середнім характеристичним відношенням частинок наповнювача в готовому виробі, одержуваний міцність і модуль пружності наповнених слюдою термопластів далекі від оптимальних.

Термопласти, наповнені слюдою, володіють наступними перевагами як конструкційні матеріали: високою жорсткістю при високому ступеню наповнення, чудовою хімічною і корозійну стійкість, низькою проникністю, хорошими діелектричними властивостями, малим викривленням виробів, низьким термічним коефіцієнтом розширення, низькою горючістю, прискореним циклом формування, що підсилює ефект в площині орієнтації, деформационной теплостійкість, збереженням міцності у вологому середовищі, низькою абразивністю і малим знос м виробничого обладнання, відносно низькою вартістю, хорошою відтворюваністю форми, гарну адгезію лакофарбових покриттів.

Слюда використовується в якості спеціального наповнювача термореактивних складів, застосовуваних у радіоелектронній і електротехнічній промисловості. Крім того, слюда надає виробам з цих матеріалів підвищену жорсткість, поліпшену стабільність розмірів, підвищену деформаційних теплостійкість, знижену проникність, зменшує вартість.

Для наповнення термореактивних складів і клеїв використовується слюда мокрого або сухого помелу з характеристичним відношенням нижче 30. Таке низьке характеристичне відношення не дозволяє істотно підвищити модуль пружності міцність наповнених матеріалів. Використання слюди з високим характеристичним відношенням і однорідної товщиною лусочок в якості наповнювача отверждающихся сполучних забезпечує отримання матеріалів з досить високим модулем пружності і міцністю.