Rôl Graidd Silica (SiO2) mewn E-Glass

Mae silica (SiO2) yn chwarae rhan hollol ganolog a sylfaenol ynE-wydr, gan ffurfio'r sylfaen ar gyfer ei holl briodweddau rhagorol. Yn syml, silica yw "ffurfiwr rhwydwaith" neu "sgerbwd" gwydr-E. Gellir categoreiddio ei swyddogaeth yn benodol i'r meysydd canlynol:

1. Ffurfiant Strwythur y Rhwydwaith Gwydr (Swyddogaeth Graidd)

Dyma swyddogaeth fwyaf sylfaenol silica. Mae silica yn ocsid sy'n ffurfio gwydr ei hun. Mae ei tetrahedra SiO4 wedi'u cysylltu â'i gilydd trwy atomau ocsigen pontio, gan ffurfio strwythur rhwydwaith tri dimensiwn parhaus, cadarn ac ar hap.

• Cyfatebiaeth:Mae hyn fel sgerbwd dur tŷ sy'n cael ei adeiladu. Silica sy'n darparu'r prif fframwaith ar gyfer y strwythur gwydr cyfan, tra bod cydrannau eraill (megis ocsid calsiwm, ocsid alwminiwm, ocsid boron, ac ati) yn ddeunyddiau sy'n llenwi neu'n addasu'r sgerbwd hwn i addasu perfformiad.
• Heb yr ysgerbwd silica hwn, ni ellir ffurfio sylwedd cyflwr gwydrog sefydlog.

2. Darparu Perfformiad Inswleiddio Trydanol Rhagorol

• Gwrthiant Trydanol Uchel:Mae gan silica ei hun symudedd ïonau isel iawn, ac mae'r bond cemegol (bond Si-O) yn sefydlog ac yn gryf iawn, gan ei gwneud hi'n anodd ei ïoneiddio. Mae'r rhwydwaith parhaus y mae'n ei ffurfio yn cyfyngu'n fawr ar symudiad gwefrau trydanol, gan roi gwrthedd cyfaint a gwrthedd arwyneb uchel iawn i wydr-E.
• Cysonyn Dielectrig Isel a Cholled Dielectrig Isel:Mae priodweddau dielectrig gwydr-e yn sefydlog iawn ar amleddau uchel a thymheredd uchel. Mae hyn yn bennaf oherwydd cymesuredd a sefydlogrwydd strwythur rhwydwaith SiO2, sy'n arwain at radd isel o bolareiddio a cholled ynni lleiaf posibl (trosi i wres) mewn maes trydan amledd uchel. Mae hyn yn ei gwneud yn ddelfrydol i'w ddefnyddio fel deunydd atgyfnerthu mewn byrddau cylched electronig (PCBs) ac inswleiddwyr foltedd uchel.

3. Sicrhau Sefydlogrwydd Cemegol Da

Mae gwydr-E yn arddangos ymwrthedd rhagorol i ddŵr, asidau (ac eithrio asid hydrofflworig ac asid ffosfforig poeth), a chemegau.

• Arwyneb Anadweithiol:Mae gan y rhwydwaith Si-O-Si dwys weithgaredd cemegol isel iawn ac nid yw'n adweithio'n hawdd â dŵr na ïonau H+. Felly, mae ei wrthwynebiad hydrolysis a'i wrthwynebiad asid yn dda iawn. Mae hyn yn sicrhau bod deunyddiau cyfansawdd wedi'u hatgyfnerthu â ffibr gwydr-E yn cynnal eu perfformiad dros y tymor hir, hyd yn oed mewn amgylcheddau llym.

4. Cyfraniad at Gryfder Mecanyddol Uchel

Er bod cryfder terfynolffibrau gwydrhefyd wedi'i ddylanwadu'n fawr gan ffactorau fel diffygion arwyneb a micro-graciau, mae eu cryfder damcaniaethol yn deillio'n bennaf o'r bondiau cofalent Si-O cryf a'r strwythur rhwydwaith tri dimensiwn.

• Ynni Bond Uchel:Mae egni bond y bond Si-O yn uchel iawn, sy'n gwneud yr ysgerbwd gwydr ei hun yn hynod o gadarn, gan roi cryfder tynnol uchel a modwlws elastig i'r ffibr.

5. Rhoi Priodweddau Thermol Delfrydol

• Cyfernod Ehangu Thermol Isel:Mae gan silica ei hun gyfernod ehangu thermol isel iawn. Gan ei fod yn gwasanaethu fel y prif ysgerbwd, mae gan E-wydr hefyd gyfernod ehangu thermol cymharol isel. Mae hyn yn golygu bod ganddo sefydlogrwydd dimensiynol da yn ystod newidiadau tymheredd ac mae'n llai tebygol o gynhyrchu straen gormodol oherwydd ehangu a chrebachu thermol.
• Pwynt Meddalu Uchel:Mae pwynt toddi silica yn eithriadol o uchel (tua 1723∘C). Er bod ychwanegu ocsidau fflwcs eraill yn gostwng tymheredd toddi terfynol gwydr-E, mae ei graidd SiO2 yn dal i sicrhau bod gan y gwydr bwynt meddalu a sefydlogrwydd thermol digon uchel i fodloni gofynion y rhan fwyaf o gymwysiadau.

Mewn nodweddiadolE-wydrcyfansoddiad, mae'r cynnwys silica fel arfer yn 52%−56% (yn ôl pwysau), gan ei wneud y gydran ocsid unigol fwyaf. Mae'n diffinio priodweddau sylfaenol y gwydr.

Rhannu Llafur ymhlith Ocsidau mewn E-Gwydr:

• SiO2(Silica): Prif ysgerbwdyn darparu sefydlogrwydd strwythurol, inswleiddio trydanol, gwydnwch cemegol, a chryfder.
• Al2​O3​(Alwmina): Ffurfiwr rhwydwaith ategol a sefydlogwryn cynyddu sefydlogrwydd cemegol, cryfder mecanyddol, ac yn lleihau tueddiad i ddad-wydreiddio.
• B2​O3​(Ocsid Boron): Addasydd fflwcs a phriodweddauyn gostwng y tymheredd toddi yn sylweddol (arbed ynni) wrth wella priodweddau thermol a thrydanol.
• CaO/MgO(Ocsid Calsiwm/Ocsid Magnesiwm): Fflwcs a sefydlogwr; yn cynorthwyo i doddi ac yn addasu gwydnwch cemegol a phriodweddau dad-wydreiddio.