A szilícium-dioxid (SiO2) abszolút kulcsszerepet játszik aE-üveg, amely kiváló tulajdonságainak alapját képezi. Egyszerűen fogalmazva, a szilícium-dioxid az E-üveg „hálózatképzője” vagy „váza”. Funkciói konkrétan a következő területekre oszthatók:
1. Az üveghálózati struktúra kialakulása (alapfunkció)
Ez a szilícium-dioxid legalapvetőbb funkciója. A szilícium-dioxid maga is üvegképző oxid. SiO4-tetraéderei áthidaló oxigénatomokon keresztül kapcsolódnak egymáshoz, folyamatos, robusztus és véletlenszerű háromdimenziós hálózati struktúrát alkotva.
- Analógia:Ez olyan, mint egy épülőfélben lévő ház acélváza. A szilícium-dioxid biztosítja az üvegszerkezet fő vázát, míg más alkatrészek (például kalcium-oxid, alumínium-oxid, bór-oxid stb.) kitöltik vagy módosítják ezt a vázat a teljesítmény beállítása érdekében.
- E szilícium-dioxid váz nélkül nem alakulhat ki stabil üveges halmazállapotú anyag.
2. Kiváló elektromos szigetelési teljesítmény biztosítása
- Nagy elektromos ellenállás:Maga a szilícium-dioxid rendkívül alacsony ionmobilitással rendelkezik, és a kémiai kötés (Si-O kötés) nagyon stabil és erős, ami megnehezíti az ionizációt. Az általa kialakított folytonos hálózat nagymértékben korlátozza az elektromos töltések mozgását, ami az E-üvegnek nagyon nagy térfogati és felületi ellenállást biztosít.
- Alacsony dielektromos állandó és alacsony dielektromos veszteség:Az E-üveg dielektromos tulajdonságai nagyon stabilak magas frekvenciákon és magas hőmérsékleteken. Ez főként a SiO2 hálózati szerkezet szimmetriájának és stabilitásának köszönhető, ami alacsony polarizációs fokot és minimális energiaveszteséget (hővé alakulást) eredményez nagyfrekvenciás elektromos térben. Ez ideálissá teszi elektronikus áramköri kártyák (NYÁK) és nagyfeszültségű szigetelők erősítőanyagaként való felhasználásra.
3. Jó kémiai stabilitás biztosítása
Az E-üveg kiválóan ellenáll a víznek, savaknak (kivéve a hidrogén-fluoridot és a forró foszforsavat), valamint a vegyszereknek.
- Inert felület:A sűrű Si-O-Si hálózat nagyon alacsony kémiai aktivitással rendelkezik, és nem könnyen reagál vízzel vagy H+ ionokkal. Ezért hidrolízis- és savállósága nagyon jó. Ez biztosítja, hogy az E-üvegszállal erősített kompozit anyagok hosszú távon is megőrzik teljesítményüket, még zord környezetben is.
4. Hozzájárulás a nagy mechanikai szilárdsághoz
Bár a végső szilárdságüvegszálaknagymértékben befolyásolják olyan tényezők is, mint a felületi hibák és a mikrorepedések, elméleti erősségük nagyrészt az erős Si-O kovalens kötésekből és a háromdimenziós hálózati szerkezetből fakad.
- Nagy kötési energia:A Si-O kötés kötési energiája nagyon magas, ami rendkívül robusztussá teszi magát az üvegvázat, nagy szakítószilárdságot és rugalmassági modulust biztosítva a szálnak.
5. Ideális hőtulajdonságok biztosítása
- Alacsony hőtágulási együttható:Maga a szilícium-dioxid nagyon alacsony hőtágulási együtthatóval rendelkezik. Mivel ez a fő váz, az E-üveg is viszonylag alacsony hőtágulási együtthatóval rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy jó méretstabilitást mutat a hőmérsékletváltozások során, és kisebb valószínűséggel okoz túlzott feszültséget a hőtágulás és -összehúzódás miatt.
- Magas lágyuláspont:A szilícium-dioxid olvadáspontja rendkívül magas (körülbelül 1723 °C). Bár más folyósító oxidok hozzáadása csökkenti az E-üveg végső olvadáspontját, a SiO2 magja továbbra is biztosítja, hogy az üveg kellően magas lágyulásponttal és hőstabilitással rendelkezzen ahhoz, hogy a legtöbb alkalmazási követelménynek megfeleljen.
Egy tipikus esetbenE-üvegAz üveg összetételében a szilícium-dioxid-tartalom általában 52–56 tömeg%, így ez a legnagyobb oxidkomponens. Ez határozza meg az üveg alapvető tulajdonságait.
Munkamegosztás az oxidok között az E-üvegben:
- SiO2(Szilícium-dioxid): Fő vázszerkezeti stabilitást, elektromos szigetelést, kémiai tartósságot és szilárdságot biztosít.
- Al₂O₃(Alumínium-oxid): Segédhálózat-formáló és -stabilizátornöveli a kémiai stabilitást, a mechanikai szilárdságot és csökkenti a devitrifikációra való hajlamot.
- B2O3(Bór-oxid): Fluxus és tulajdonságmódosítójelentősen csökkenti az olvadási hőmérsékletet (energiatakarékos), miközben javítja a hő- és elektromos tulajdonságokat.
- CaO/MgO(Kalcium-oxid/Magnézium-oxid): Folyósítószer és stabilizátor; elősegíti az olvadást, valamint beállítja a kémiai tartósságot és a devitrifikációs tulajdonságokat.
Közzététel ideje: 2025. október 10.
