Цахиурын (SiO2) цахим шилний үндсэн үүрэг

Цахиур (SiO2) нь маш чухал бөгөөд үндсэн үүрэг гүйцэтгэдэгЦахим шил, бүх гайхалтай шинж чанаруудын үндсэн чулуулгийг бүрдүүлдэг. Энгийнээр хэлбэл, цахиур нь цахим шилний “сүлжээ үүсгэгч” буюу “араг яс” юм. Үүний функцийг дараахь чиглэлээр тусгайлан ангилж болно.

1. Шилэн сүлжээний бүтцийг бүрдүүлэх (үндсэн үүрэг)

Энэ бол цахиурын хамгийн үндсэн үүрэг юм. Цахиур нь өөрөө шил үүсгэдэг исэл юм. Түүний SiO4 тетраэдрүүд нь хүчилтөрөгчийн атомуудыг холбох замаар хоорондоо холбогдож, тасралтгүй, бат бөх, санамсаргүй гурван хэмжээст сүлжээний бүтцийг бүрдүүлдэг.

• Аналоги:Энэ бол баригдаж буй байшингийн ган араг ястай адил юм. Цахиур нь бүхэл бүтэн шилний бүтцийн үндсэн суурь болж өгдөг бол бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүд (кальцийн исэл, хөнгөн цагааны исэл, борын исэл гэх мэт) нь гүйцэтгэлийг тохируулахын тулд араг ясыг дүүргэх эсвэл өөрчлөх материал юм.
• Энэхүү цахиурын араг ясгүйгээр тогтвортой шилэн төлөвт бодис үүсэх боломжгүй.

2. Маш сайн цахилгаан тусгаарлагч гүйцэтгэлийг хангах

• Өндөр цахилгаан эсэргүүцэл:Цахиур нь өөрөө маш бага ионы хөдөлгөөнтэй бөгөөд химийн холбоо (Si-O бонд) нь маш тогтвортой бөгөөд хүчтэй тул иончлоход хэцүү болгодог. Түүний үүсгэсэн тасралтгүй сүлжээ нь цахилгаан цэнэгийн хөдөлгөөнийг ихээхэн хязгаарлаж, E-шилэнд маш өндөр эзэлхүүний эсэргүүцэл ба гадаргуугийн эсэргүүцлийг өгдөг.
• Бага диэлектрик тогтмол ба бага диэлектрик алдагдал:Электрон шилний диэлектрик шинж чанар нь өндөр давтамж, өндөр температурт маш тогтвортой байдаг. Энэ нь голчлон SiO2 сүлжээний бүтцийн тэгш хэм, тогтвортой байдлаас шалтгаалж, өндөр давтамжийн цахилгаан талбарт туйлшрал бага, энергийн алдагдал (дулаан болгон хувиргах) бага байдаг. Энэ нь электрон хэлхээний хавтан (ПХБ) болон өндөр хүчдэлийн тусгаарлагчийн арматурын материал болгон ашиглахад тохиромжтой.

3. Химийн сайн тогтвортой байдлыг хангах

Электрон шил нь ус, хүчил (гидрофтор ба халуун фосфорын хүчлээс бусад) болон химийн бодисуудад маш сайн тэсвэртэй байдаг.

• Идэвхгүй гадаргуу:Өтгөн Si-O-Si сүлжээ нь маш бага химийн идэвхжилтэй бөгөөд ус болон H+ ионуудтай амархан урвалд ордоггүй. Тиймээс түүний гидролизийн эсэргүүцэл, хүчилд тэсвэртэй байдал маш сайн байдаг. Энэ нь E-шилэн эслэгээр бэхэлсэн нийлмэл материалууд нь хатуу ширүүн орчинд ч гэсэн урт хугацаанд гүйцэтгэлээ хадгалах боломжийг олгодог.

4. Механикийн өндөр бат бэхийг бий болгоход оруулсан хувь нэмэр

Хэдийгээр эцсийн хүч чадал ньшилэн утасГадаргуугийн согог, бичил хагарал зэрэг хүчин зүйлүүд нь мөн ихээхэн нөлөөлдөг бөгөөд тэдгээрийн онолын бат бөх Si-O ковалент холбоо, гурван хэмжээст сүлжээний бүтцээс ихээхэн хамаардаг.

• Өндөр бондын энерги:Si-O бондын бондын энерги нь маш өндөр бөгөөд энэ нь шилэн араг ясыг маш бат бөх болгож, шилэнд өндөр суналтын бат бэх, уян хатан модулийг өгдөг.

5. Хамгийн тохиромжтой дулааны шинж чанарыг өгөх

• Дулааны тэлэлтийн бага коэффициент:Цахиур нь өөрөө дулааны тэлэлтийн маш бага коэффициенттэй байдаг. Энэ нь үндсэн араг ясны үүрэг гүйцэтгэдэг тул E-шил нь харьцангуй бага дулаан тэлэлтийн коэффициенттэй байдаг. Энэ нь температурын өөрчлөлтийн үед хэмжээсийн тогтвортой байдал сайтай бөгөөд дулааны тэлэлт, агшилтын улмаас хэт их ачаалал үүсгэх магадлал багатай гэсэн үг юм.
• Өндөр зөөлрүүлэх цэг:Цахиурын хайлах цэг нь маш өндөр (ойролцоогоор 1723∘C). Бусад урсгалын ислийг нэмэх нь E-шилний эцсийн хайлах температурыг бууруулдаг боловч түүний SiO2 гол нь шил нь хангалттай өндөр зөөлрөх цэг, дулааны тогтвортой байдлыг хангаж, ихэнх хэрэглээний шаардлагыг хангадаг.

Ердийн байдлаарЦахим шилНайрлагын хувьд цахиурын агууламж нь ихэвчлэн 52% -56% (жингээр) байдаг бөгөөд энэ нь ислийн хамгийн том бүрэлдэхүүн хэсэг болдог. Энэ нь шилний үндсэн шинж чанарыг тодорхойлдог.

Цахим шилэн дэх оксидын хөдөлмөрийн хуваагдал:

• SiO2(Цахиур): Үндсэн араг яс; бүтцийн тогтвортой байдал, цахилгаан тусгаарлагч, химийн бат бөх чанар, бат бөх чанарыг хангадаг.
• Al2O3(Хөнгөн цагааны исэл): Туслах сүлжээ үүсгэгч ба тогтворжуулагч; химийн тогтвортой байдал, механик бат бөх чанарыг нэмэгдүүлж, девитрификацийн хандлагыг бууруулдаг.
• B2O3(борын исэл): Флюс ба өмчийн хувиргагч; дулааны болон цахилгааны шинж чанарыг сайжруулахын зэрэгцээ хайлах температурыг (эрчим хүч хэмнэх) мэдэгдэхүйц бууруулна.
• CaO/MgO(Кальцийн исэл/магнийн исэл): Флюс ба тогтворжуулагч; хайлуулахад тусалдаг ба химийн бат бөх чанар, девитрификация шинж чанарыг тохируулдаг.