Реферат на тему «Слюда, ее основные свойства. Изоляционные материалы на основе слюды, их применение в электротехнике. Искусственная фторфлогопит, ее свойства, применение»

Содержание

Введение

1. Понятие слюды и ее свойства

2. Изоляционные материалы на основе слюды и их применение в электротехнике

3. Искусственная фторфлогопит, ее свойства и применение

Заключение

Список литературы

Введение

Слюды представляют собой целую группу минералов-силикатов, содержащих в своих комплексных анионах кремний и алюминий. Общие черты представителей этой группы — слоистая структура и одинаковая химическая формула, в связи с этим их часто объединяют одним и тем же названием — слюда . [5]

Слюда была известна еще в древности. Ее использовали в Древнем Египте, Римской империи, Греции, Китае и других государствах. Она применялась при изготовлении предметов быта, из нее производили оконные рамы, применяли для внутренней отделки храмов.

Слюда является горной породой, поэтому в ее месторождения разрабатываются с помощью буровзрывных работ. Сбор кристаллов слюды подразумевает под собой личное участие специалиста. Образование этого минерала происходит двумя способами: в результате остывания расплавленной лавы либо в итоге метаморфизма других минералов. Сегодня существуют и способы промышленного синтеза слюды. [2]

В России минерал добывают на севере страны и Сибири: Карелия, Кольский полуостров, Якутия, Иркутская область. Крупнейшими мировыми поставщиками также являются США, Канада, Индия, ЮАР и Бразилия. Добыча полезных ископаемых происходит как открытым, так и подземным способом. Наиболее популярные слюдоносные минералы – мусковит, флогопит, вермикулит. Мусковит занимает 90% мировой добычи, лишь 10% приходится на остальные.

Рассмотрим более подробно слюду, ее свойства и характеристику.

Понятие слюды и ее свойства

Слюдой называют группу слоистых силикатов вулканического происхождения, образовавшихся путем кристаллизации. Некоторые виды появились в ходе метаморфизма горных пород. Отличительными характеристиками являются слоистое строение и высокая спайность.

Они имеют общую формулу:

R1(R2)3 [AlSi3O10] (OH, F)2, где R1 = K, Na; R2 = Al, M, Fe, Li.

Свойства минерала обусловлены во многом его слоистой структурой. Прежде всего можно выделить следующие отличительные особенности:

• высокая спайность;
• гибкость;
• упругость;
• прочность;
• диэлектрическая проницаемость. [4]

Различные виды слюды имеют разные химические свойства, от которых во многом зависит ее использование. Так, мусковит обладает термостойкостью 400 – 700 ºС, а флогопит – 200 – 800 ºС. Плотность мусковита составляет 2,6 – 2,8, флогопита – 2,3 – 2,8. Коэффициент термического расширения у мусковита равен 19,8, у флогопита – 18,3. Температура плавления также зависит от химического состава и варьируется в пределах 1 140 – 1 400 градусов.

Физические и химические свойства слюды определяют сферу ее применения. Она широко используется как в промышленности, так и в быту.

Также слюда служит прекрасным электроизолятором .

Изоляционные материалы на основе слюды и их применение в электротехнике

Слюда представляет собой породообразующий минерал, который широко применяется в промышленности. Самыми распространенными видами слюды являются мусковит и биотит.

К сожалению возможности применения слюды ограниченны, это объясняется тем, что при нагреве слюды до 500 градусов, начинает выделяться кристаллизационная вода, что в свою очередь увеличивает её электропроводимость. Однако, за последние 20 лет сферы применения слюды расширились, так её стали использовать в эмульсионных красках, в изготовление электрических панелей, и в каркасах чувствительных элементов. Кроме этого, слюда нашла свое применение в радиотехнике и электронике, так как слюда признана одним из лучших диэлектриков.[1]

Помимо электроизоляционных свойств, слюда обладает теплостойкостью, влагостойкостью и, как отмечалось ранее, отличается стойкостью к воздействию химических реагентов. В большинстве случаев слюда используется в склеенном виде с сочетанием различных подложек, в качестве которых используют микалентную бумагу, либо стеклянные ткани. Все материалы, в основе которых лежит слюда, называются миканитовой электроизоляцией.

Изделия из слюды можно условно разделить на композитные материалы на основе натуральной слюды и на композитные материалы на основе слюдяных бумаг. Так миканит, микалента и стекломиканит относятся к композитным материалам на основе натуральной слюды, а пленкостеклослюдинит, слюдинит, слюдопласт, стеклопленкослюдопласт, стеклослюдопласт к композитным материалам на основе слюдяных бумаг.

Миканит представляет собой электроизоляционный материал, который состоит из щипаной слюды. Данный материал обладает высокими изоляционными свойствами, так же обладает высокой влагостойкостью. В силу дороговизны материала применять его стоит только в том случае, если использование лакоткани недопустимо. Микалента представляет собой еще одну разновидность слюдосодержащего материала, который отличается элекролизационными свойствами и имеет обклейку только с одной стороны, приминятеся в качестве электроизаляционного материала в электрических машинах и аппаратах. Стекломиканит так же применяется в данной сфере, но только в виде межпазовой и межвитковой изоляции, еще находит свое применение в газовой изоляции электромашин.

Пленкостеклослюдинит является электроизоляционным материалом, который состоит из слоев стеклоткани, слюдяной бумаги и полиэтилентерефталатной плёнки. Пленкостеклослюдинит применяется, как гибкий изоляционный материал в электромашинах и аппаратах нагревостойкость, которых не превышает 180 °С.. Плёнкостеклослюдинит обладает высокими электроизоляционными свойствами, хорошей влагостойкостью и может полностью заменить применяемые гибкие слюдосодержащие материалы. [5]

Слюдиниты представляют материалы, в основе изготовления которых лежит слюдинитовая и целлюлозная бумага. Слюдиниты применяют в качестве витковой и пазовой изоляции электрических машин взамен гибкого миканита. Слюдопласт же, почти аналогичен слюдиниту, только изготавливается он под воздействием определенной температуры и используется для изоляции нагревательных элементов при высокотемпературной эксплуатации.

Искусственная фторфлогопит, ее свойства и применение

Фторфлогопит- синтетический продукт, получаемый кристаллизацией из расплава, имитирующегосостав природного флогопита с введением фтора.(Kmg3- [AlSi3O10] -F2).

Используют при производстве камнекристаллическихотливок, стойких в алюминиевом расплаве. [3]

Фторфлогопит (Fluorphlogopite), который часто называют синтетической слюдой (Synthetic mica), но это не совсем корректно. Флогопит – природный минерал, который умеют получать искуственно, и он называется синтетический (фтор-)флогопит или синететическая слюда (INCI: Fluorphlogopite). Второй по популярности тип основы для пигментов. Искуственное получение позволяет контролировать химический состав, цвет и размер, что делает материал удобным для дальнейшей обработки и использовании в производстве косметических и индустриальных пигментов.

Синтетический фторфлогопит, более известный как синтетическая слюда, это один из компонентов блёсток и блеска без пластика, а также красителей. В зависимости от толщины слоя и оксидов, которые его покрывают, можно получить множество вариантов цветов и эффектов блеска.

Рисунок 1 — Фторфлогопит

Фторфлогопит способен заменить натуральную слюду, которая ранее широко применялась в косметике. Слюда – один из главных компонентов гранита и так же называют целую группу похожих силикатных минералов, отличающихся блеском и слоистой структурой.

Синтетическая слюда производится в лаборатории. Она чище и за счет этого обладает более интенсивным  блеском.  Это делает её более однородной при чистовой обработке. Она не содержит режущих граней, что делает возможным её применение в декоративной косметике, используемой в деликатной области вокруг глаз.

Заключение

Так, слюда является одним из самых распространенных в земной коре минералов. Содержание слюды в верхних слоях земной коры составляет 2–4 % всего веса горных пород. Однако мировые промышленные запасы весьма ограничены.

Слюдами называют минералы, обладающие способностью легко раскалываться на тонкие и прочные пластинки. Прочность на растяжение пластинки слюды толщиной 0,02–0,05 мм достигает 40 кг/мм 2 . При уменьшении толщины пластинки прочность на растяжение повышается и приближается к прочности стали. Слюда имеет высокую температуроустойчивость. [2]

С древних времен слюда активно используется человеком в повседневной жизни для изготовления различных веществ, материалов и предметов быта. Ее сфера применения чрезвычайно широка и по сей день. Несмотря на появление большого количества синтетических материалов, она до сих пор активно добывается по всему миру. Ее уникальные свойства наряду с экологичностью делают слюду востребованным минералом в самых разных отраслях промышленности и народного хозяйства.

Список литературы

1. Базаров Л.Ш., Долгов Ю.А., Костюк В.И. Генетические исследования в минералогии. Наука, Новосибирск, 1976 г., 204 стр.
2. Дриц В.А., Коссовская А.Г. Глинистые минералы. Слюды, хлориты. Наука, Москва, 1991 г., 176 стр.
3. Дубовик М. М., Либман Э. П. Две жизни чудесного камня: Из истории слюдяного промысла в России. — М.: Недра, 1966. — 188 с.
4. Марков П.Н. Как искать месторождения слюд. Государственное издательство геологической литературы, Москва, 1952 г., 24 стр.
5. Чухров Ф.В. Породообразующие минералы. Наука, Москва, 1981 г., 308 стр.