雲母簡介
雲母是層狀矽酸鹽礦物的總稱，具有絕緣、透明、耐熱、耐腐蝕、易分剝並富有彈性等特性，廣泛用於電機、電器、電子、無線電和家用電器等領域，在國民經濟和國防建設中起重要作用。天然雲母的種類雖然很多，但在工業上大量套用的主要是白雲母，其次是金雲母。它們的化學式分別為KAl2(AlSi3O10)(OH)2和KMg3(AlSi3O10)(OH)2,由於都含(OH)-，故亦稱羥基雲母。
合成雲母的發展和研發理論
合成雲母的發展
由於我國天然雲母儲量少，特別是優質、大片雲母更少，不能滿足電子工業發展需求，國內自從20世紀50年代就開始研究合成雲母。1963年建材部非金屬礦研究所一成立就用內熱法研製合成雲母，該所就是中材高新旗下的“中材人工晶體研究院”的前身。40多年來，中材人工晶體研究院在研究、開發、推廣套用合成雲母領域共取得了25項科研成果，曾獲國防工辦二等獎，國家經委和國家科委部級科技進步獎共12項。在生長大尺寸合成雲母晶體技術方面，我國處於世界領先水平。
合成雲母的研發理論
按結晶學理論，若離子的電價相等和體積相近就可能相互取代。氟離子F-和羥基離子(OH)-電價相同，F-的離子半徑約0.13nm,(OH)-的離子半徑約0.14nm,體積相近，有可能“等容取代”，實踐證明，在雲母中可以實現。用F-取代(OH)-形成的雲母稱為氟雲母，以氟化物的形式引入F，經高溫熔融或固相反應而製得的雲母，稱為合成氟雲母，其中氟金雲母KMg3(AlSi3O10)F2較容易生長成大晶體，實用價值最大。因此，通常所說的合成雲母就是指氟金雲母。
合成雲母的優勢
由於合成雲母不含羥基(OH)，它的高溫熱穩定性比天然雲母高的多，如圖1所示[1]。天然白雲母從450℃就開始分解，厚度膨脹，6000℃以上急劇失重，到900℃時幾乎完全分解，雲母結構全被破壞，只剩下一些金屬氧化物和雜質。金雲母從750℃開始分解，900℃以上失重顯著。所以它們的最高使用溫度為：白雲母550℃、金雲母800℃。而合成雲母一直可用到1100℃，達到1200℃以上才緩慢分解（氟化物）。氟金雲母的熔化溫度約為1375±5℃，利用高溫加熱或差熱分析，可很易區別雲母類別。
另外，由於合成雲母純淨、雜質少、透明性好，除硬度略大於天然雲母外，其他機械性能、電絕緣性能和真空放氣等性能均優於天然雲母。由此可見，合成雲母不僅能完全代替天然雲母，而且還是具有特殊性能的新型耐高溫絕緣材料。我國天然雲母儲量少，特別是優質、大片雲母更少，不能滿足電子工業發展需求，國內自從20世紀50年代就開始研究合成雲母。1963年建材部非金屬礦研究所一成立就用內熱法研製合成雲母，該所就是中材高新旗下的“中材人工晶體研究院”的前身。40多年來，中材人工晶體研究院在研究、開發、推廣套用合成雲母領域共取得了25項科研成果，曾獲國防工辦二等獎，國家經委和國家科委部級科技進步獎共12項。在生長大尺寸合成雲母晶體技術方面，我國處於世界領先水平。
合成雲母的生長是用常壓下高溫熔融結晶法，其主要工序為：選用氟矽酸鉀、石英粉、電熔鎂砂、氧化鋁粉和碳酸鉀為原料，參考理論組成KMg3(AlSi3O10)F2，優選最佳配方→稱料→混勻→加入用耐火磚砌制的內熱法熔制爐中→通電熔融→澄清→降溫析晶→冷卻→合成雲母晶塊→破碎分剝→成品，從晶塊中可剝出少量單晶片，大部分為碎晶片，通過綜合利用，可製得多種合成雲母製品。
