Электрондық шыныдағы кремний диоксидінің (SiO2) негізгі рөлі

Кремний тотығы (SiO2) өте маңызды және негізгі рөл атқарадыЭлектронды шыны, оның барлық тамаша қасиеттері үшін негізді құрайды. Қарапайым тілмен айтқанда, кремний диоксиді - бұл E-әйнегінің «желінің негізі» немесе «қаңқасы». Оның функциясын келесі салаларға арнайы бөлуге болады:

1. Шыны желі құрылымын қалыптастыру (негізгі функция)

Бұл кремнеземнің ең негізгі қызметі. Кремний диоксиді шыны түзетін оксидтің өзі. Оның SiO4 тетраэдрлері бір-бірімен оттегі атомдарының көпірлері арқылы қосылып, үздіксіз, берік және кездейсоқ үш өлшемді желі құрылымын құрайды.

• Аналогия:Бұл салынып жатқан үйдің болат қаңқасы сияқты. Кремний диоксиді бүкіл шыны құрылымы үшін негізгі негізді қамтамасыз етеді, ал басқа компоненттер (мысалы, кальций оксиді, алюминий оксиді, бор оксиді және т.б.) өнімділікті реттеу үшін осы қаңқаны толтыратын немесе өзгертетін материалдар болып табылады.
• Бұл кремнеземді қаңқасыз шыны тәрізді тұрақты зат түзілмейді.

2. Электр оқшаулаудың тамаша өнімділігін қамтамасыз ету

• Жоғары электр кедергісі:Кремний тотығының иондық қозғалғыштығы өте төмен, ал химиялық байланыс (Si-O байланысы) өте тұрақты және күшті, иондауды қиындатады. Ол қалыптастыратын үздіксіз желі электр зарядтарының қозғалысын айтарлықтай шектейді, бұл E-әйнегіне өте жоғары көлемдік кедергі мен беттік кедергі береді.
• Төмен диэлектрлік тұрақты және төмен диэлектрлік жоғалту:E-әйнектің диэлектрлік қасиеттері жоғары жиіліктер мен жоғары температурада өте тұрақты. Бұл негізінен SiO2 желісі құрылымының симметриясы мен тұрақтылығына байланысты, бұл жоғары жиілікті электр өрісінде поляризацияның төмен дәрежесіне және энергияның минималды жоғалуына (жылуға түрлендіру) әкеледі. Бұл оны электронды схемалар (ПХД) мен жоғары вольтты оқшаулағыштарда арматуралық материал ретінде пайдалану үшін өте қолайлы етеді.

3. Жақсы химиялық тұрақтылықты қамтамасыз ету

Электрондық шыны суға, қышқылдарға (фторлы және ыстық фосфор қышқылынан басқа) және химиялық заттарға тамаша төзімділік көрсетеді.

• Инертті бет:Тығыз Si-O-Si желісі өте төмен химиялық белсенділікке ие және сумен немесе H+ иондарымен оңай әрекеттеспейді. Сондықтан оның гидролизге төзімділігі мен қышқылға төзімділігі өте жақсы. Бұл E-әйнек талшығымен нығайтылған композиттік материалдардың ұзақ уақыт бойы, тіпті қатал ортада да өнімділігін сақтауға кепілдік береді.

4. Жоғары механикалық беріктікке үлес

Соңғы күші болғаныменшыны талшықтарыСондай-ақ беттік ақаулар мен микро-жарықтар сияқты факторлар да үлкен әсер етеді, олардың теориялық беріктігі негізінен күшті Si-O коваленттік байланыстары мен үш өлшемді желі құрылымынан туындайды.

• Жоғары байланыс энергиясы:Si-O байланысының байланыс энергиясы өте жоғары, бұл шыны қаңқасының өзін өте берік етеді, бұл талшықты жоғары созылу беріктігі мен серпімділік модулімен қамтамасыз етеді.

5. Идеал жылулық қасиеттерді беру

• Төмен термиялық кеңею коэффициенті:Кремний диоксидінің өзі термиялық кеңею коэффициенті өте төмен. Ол негізгі қаңқа ретінде қызмет ететіндіктен, E-әйнек те салыстырмалы түрде төмен жылу кеңею коэффициентіне ие. Бұл температураның өзгеруі кезінде жақсы өлшемдік тұрақтылыққа ие екенін және термиялық кеңею мен қысқаруға байланысты шамадан тыс кернеуді тудырмайтынын білдіреді.
• Жоғары жұмсарту нүктесі:Кремний тотығының балқу температурасы өте жоғары (шамамен 1723∘C). Басқа ағынды оксидтердің қосылуы E-әйнегінің соңғы балқу температурасын төмендетсе де, оның SiO2 өзегі әлі де әйнектің жеткілікті жоғары жұмсарту температурасына және көптеген қолданбалардың талаптарына сәйкес келетін термиялық тұрақтылығына кепілдік береді.

Типтік түрдеЭлектронды шынықұрамы, кремнеземнің мөлшері әдетте 52% -56% (салмақ бойынша) құрайды, бұл оны жалғыз ең үлкен оксид компоненті етеді. Ол әйнектің негізгі қасиеттерін анықтайды.

Электрондық шыныдағы оксидтер арасындағы еңбек бөлінісі:

• SiO2(Кремний диоксиді): Негізгі қаңқа; құрылымдық тұрақтылықты, электрлік оқшаулауды, химиялық төзімділікті және беріктікті қамтамасыз етеді.
• Al2O3(Глинозем): Көмекші желі түзуші және тұрақтандырғыш; химиялық тұрақтылықты, механикалық беріктікті арттырады және девитрификация үрдісін төмендетеді.
• B2O3(бор оксиді): Флюс және қасиет модификаторы; термиялық және электрлік қасиеттерін жақсарта отырып, балқу температурасын (энергияны үнемдеу) айтарлықтай төмендетеді.
• CaO/MgO(Кальций оксиді/магний оксиді): Флюс және тұрақтандырғыш; балқытуға көмектеседі және химиялық төзімділік пен девитрификация қасиеттерін реттейді.