Ang Pangunahing Papel ng Silica (SiO2) sa E-Glass

Ang Silica (SiO2) ay gumaganap ng napakahalaga at pangunahing papel saE-glass, na bumubuo sa pundasyon para sa lahat ng magagandang katangian nito. Sa madaling salita, ang silica ang "tagabuo ng network" o "balangkas" ng E-glass. Ang tungkulin nito ay maaaring partikular na ikategorya sa mga sumusunod na aspeto:

1. Pagbuo ng Istruktura ng Glass Network (Pangunahing Tungkulin)

Ito ang pinakamahalagang tungkulin ng silica. Ang Silica ay isang oxide na bumubuo ng salamin mismo. Ang SiO4 tetrahedra nito ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng pag-uugnay ng mga atomo ng oxygen, na bumubuo ng isang tuluy-tuloy, matatag, at random na three-dimensional network structure.

• Analohiya:Ito ay parang kalansay na bakal ng isang bahay na itinatayo. Ang Silica ang pangunahing balangkas para sa buong istrukturang salamin, habang ang iba pang mga bahagi (tulad ng calcium oxide, aluminum oxide, boron oxide, atbp.) ang mga materyales na pumupuno o nagbabago sa kalansay na ito upang isaayos ang pagganap.
• Kung wala ang silica skeleton na ito, hindi mabubuo ang isang matatag na mala-salaming sangkap.

2. Pagbibigay ng Mahusay na Pagganap ng Insulasyong Elektrikal

• Mataas na Resistivity sa Elektrikal:Ang Silica mismo ay may napakababang ion mobility, at ang chemical bond (Si-O bond) ay napakatatag at malakas, na nagpapahirap sa pag-ionize. Ang tuluy-tuloy na network na nabubuo nito ay lubos na naghihigpit sa paggalaw ng mga electric charge, na nagbibigay sa E-glass ng napakataas na volume resistivity at surface resistivity.
• Mababang Dielectric Constant at Mababang Dielectric Loss:Ang mga dielectric properties ng E-glass ay napaka-stable sa matataas na frequency at matataas na temperatura. Ito ay pangunahing dahil sa simetriya at estabilidad ng istruktura ng SiO2 network, na nagreresulta sa mababang antas ng polarization at kaunting pagkawala ng enerhiya (conversion to heat) sa isang high-frequency electric field. Ginagawa itong mainam para gamitin bilang reinforcement material sa mga electronic circuit board (PCB) at mga high-voltage insulator.

3. Pagtitiyak ng Mahusay na Katatagan ng Kemikal

Ang E-glass ay nagpapakita ng mahusay na resistensya sa tubig, mga asido (maliban sa hydrofluoric at mainit na phosphoric acid), at mga kemikal.

• Hindi gumagalaw na Ibabaw:Ang siksik na Si-O-Si network ay may napakababang aktibidad na kemikal at hindi madaling mag-react sa tubig o mga H+ ion. Samakatuwid, ang resistensya nito sa hydrolysis at acid ay napakahusay. Tinitiyak nito na ang mga composite na materyales na pinatibay ng E-glass fiber ay nagpapanatili ng kanilang pagganap sa pangmatagalan, kahit na sa malupit na kapaligiran.

4. Kontribusyon sa Mataas na Lakas ng Mekanikal

Bagama't ang huling lakas ngmga hibla ng salaminay lubos ding naiimpluwensyahan ng mga salik tulad ng mga depekto sa ibabaw at mga micro-crack, ang kanilang teoretikal na lakas ay higit na nagmumula sa malakas na Si-O covalent bond at sa three-dimensional network structure.

• Mataas na Enerhiya ng Bond:Napakataas ng enerhiya ng pagbigkis ng Si-O bond, na siyang dahilan kung bakit lubos na matibay ang balangkas ng salamin, na nagbibigay sa hibla ng mataas na tensile strength at elastic modulus.

5. Pagbibigay ng mga Ideal na Katangian ng Thermal

• Mababang Thermal Expansion Coefficient:Ang Silica mismo ay may napakababang coefficient ng thermal expansion. Dahil ito ang nagsisilbing pangunahing balangkas, ang E-glass ay mayroon ding medyo mababang thermal expansion coefficient. Nangangahulugan ito na mayroon itong mahusay na dimensional stability sa panahon ng mga pagbabago sa temperatura at mas malamang na hindi makalikha ng labis na stress dahil sa thermal expansion at contraction.
• Mataas na Punto ng Paglambot:Napakataas ng melting point ng Silica (humigit-kumulang 1723∘C). Bagama't ang pagdaragdag ng iba pang fluxing oxides ay nagpapababa sa huling temperatura ng pagkatunaw ng E-glass, tinitiyak pa rin ng SiO2 core nito na ang salamin ay may sapat na mataas na softening point at thermal stability upang matugunan ang mga kinakailangan ng karamihan sa mga aplikasyon.

Sa isang tipikal naE-glassSa komposisyon, ang nilalaman ng silica ay karaniwang 52%−56% (ayon sa timbang), kaya ito ang pinakamalaking bahagi ng oxide. Tinutukoy nito ang mga pangunahing katangian ng salamin.

Paghahati ng Paggawa sa mga Oxide sa E-Glass:

• SiO2(Silica): Pangunahing kalansay; nagbibigay ng katatagan ng istruktura, electrical insulation, tibay ng kemikal, at lakas.
• Al2O3(Alumina): Tagabuo at pampatatag ng pantulong na network; nagpapataas ng kemikal na estabilidad, mekanikal na lakas, at binabawasan ang tendensiyang maging devitrification.
• B2O3(Boron Oxide): Pagbabago ng daloy at katangian; makabuluhang nagpapababa ng temperatura ng pagkatunaw (pagtitipid ng enerhiya) habang pinapabuti ang mga katangiang thermal at elektrikal.
• CaO/MgO(Kalsium Oxide/Magnesium Oxide): Pagkilos at pampatatag; nakakatulong sa pagtunaw at inaayos ang tibay ng kemikal at mga katangian ng devitrification.