Силицијум диоксид (SiO2) игра апсолутно кључну и фундаменталну улогу уЕ-стакло, што чини основу за сва његова одлична својства. Једноставно речено, силицијум диоксид је „структура мреже“ или „скелет“ Е-стакла. Његова функција се може посебно категорисати у следеће области:
1. Формирање структуре стаклене мреже (основна функција)
Ово је најосновнија функција силицијум диоксида. Силицијум диоксид је сам по себи оксид који формира стакло. Његови SiO4 тетраедри су међусобно повезани премошћавањем атома кисеоника, формирајући континуирану, робусну и насумичну тродимензионалну мрежну структуру.
- Аналогија:Ово је као челични скелет куће у изградњи. Силицијум диоксид пружа главни оквир за целу стаклену структуру, док су друге компоненте (као што су калцијум оксид, алуминијум оксид, бор оксид итд.) материјали који попуњавају или модификују овај скелет како би прилагодили перформансе.
- Без овог силицијумског скелета, не може се формирати стабилна супстанца у стакластом стању.
2. Обезбеђивање одличних перформанси електричне изолације
- Висока електрична отпорност:Сам силицијум диоксид има изузетно ниску мобилност јона, а хемијска веза (Si-O веза) је веома стабилна и јака, што отежава јонизацију. Континуирана мрежа коју формира знатно ограничава кретање електричних наелектрисања, дајући Е-стаклу веома високу запреминска и површинска отпорност.
- Ниска диелектрична константа и мали диелектрични губици:Диелектрична својства Е-стакла су веома стабилна на високим фреквенцијама и високим температурама. То је углавном због симетрије и стабилности структуре мреже SiO2, што резултира ниским степеном поларизације и минималним губитком енергије (претварањем у топлоту) у високофреквентном електричном пољу. Због тога је идеалан за употребу као материјал за ојачање у електронским плочама (PCB) и високонапонским изолаторима.
3. Обезбеђивање добре хемијске стабилности
Е-стакло показује одличну отпорност на воду, киселине (осим флуороводоничне и вруће фосфорне киселине) и хемикалије.
- Инертна површина:Густа Si-O-Si мрежа има веома ниску хемијску активност и не реагује лако са водом или H+ јонима. Стога је њена отпорност на хидролизу и киселину веома добра. Ово осигурава да композитни материјали ојачани E-стакленим влакнима одржавају своје перформансе дугорочно, чак и у тешким условима окружења.
4. Допринос високој механичкој чврстоћи
Иако је коначна снагастаклена влакнатакође је под великим утицајем фактора као што су површински дефекти и микропукотине, њихова теоретска чврстоћа у великој мери произилази из јаких Si-O ковалентних веза и тродимензионалне мрежне структуре.
- Висока енергија везе:Енергија Si-O везе је веома висока, што чини сам стаклени скелет изузетно робусним, пружајући влакну високу затезну чврстоћу и модул еластичности.
5. Постизање идеалних термичких својстава
- Низак коефицијент термичког ширења:Сам силицијум диоксид има веома низак коефицијент термичког ширења. Пошто служи као главни скелет, Е-стакло такође има релативно низак коефицијент термичког ширења. То значи да има добру димензионалну стабилност током промена температуре и мања је вероватноћа да ће створити прекомерно напрезање услед термичког ширења и скупљања.
- Висока тачка омекшавања:Тачка топљења силицијум диоксида је изузетно висока (приближно 1723 °C). Иако додавање других флуксних оксида снижава коначну температуру топљења Е-стакла, његово SiO2 језгро и даље осигурава да стакло има довољно високу тачку омекшавања и термичку стабилност да би испунило захтеве већине примена.
У типичномЕ-стаклоУ саставу, садржај силицијум диоксида је обично 52%−56% (по тежини), што га чини највећом појединачном оксидном компонентом. Он дефинише основна својства стакла.
Подела рада међу оксидима у Е-стаклу:
- SiO2(Силицијум диоксид): Главни скелет; пружа структурну стабилност, електричну изолацију, хемијску издржљивост и чврстоћу.
- Al₂O₃(Алуминијум оксид): Помоћни мрежни формирач и стабилизатор; повећава хемијску стабилност, механичку чврстоћу и смањује тенденцију девистрификације.
- B2O3(Боров оксид): Флукс и модификатор својставазначајно снижава температуру топљења (уштеда енергије) уз побољшање термичких и електричних својстава.
- CaO/MgO(Калцијум оксид/Магнезијум оксид): Флукс и стабилизатор; помаже у топљењу и подешава хемијску издржљивост и својства девитирификације.
Време објаве: 10. октобар 2025.
