سیلیس (SiO2) نقشی کاملاً محوری و اساسی در ... ایفا میکند.شیشه الکترونیکیکه بستر تمام خواص عالی آن را تشکیل میدهد. به عبارت ساده، سیلیس "تشکیل دهنده شبکه" یا "اسکلت" شیشه E است. عملکرد آن را میتوان به طور خاص در زمینههای زیر طبقهبندی کرد:
۱. تشکیل ساختار شبکه شیشهای (عملکرد اصلی)
این اساسیترین عملکرد سیلیس است. سیلیس خود یک اکسید شیشهساز است. چهاروجهیهای SiO4 آن از طریق پل زدن اتمهای اکسیژن به یکدیگر متصل شدهاند و یک ساختار شبکهای سهبعدی پیوسته، مستحکم و تصادفی را تشکیل میدهند.
- مقایسه:این مانند اسکلت فولادی یک خانه در حال ساخت است. سیلیس چارچوب اصلی کل سازه شیشهای را فراهم میکند، در حالی که سایر اجزا (مانند اکسید کلسیم، اکسید آلومینیوم، اکسید بور و غیره) موادی هستند که این اسکلت را پر میکنند یا اصلاح میکنند تا عملکرد را تنظیم کنند.
- بدون این اسکلت سیلیسی، یک ماده با حالت شیشهای پایدار نمیتواند تشکیل شود.
۲. ارائه عملکرد عالی عایق الکتریکی
- مقاومت الکتریکی بالا:خود سیلیس تحرک یونی بسیار کمی دارد و پیوند شیمیایی (پیوند Si-O) بسیار پایدار و قوی است و یونیزه کردن آن را دشوار میکند. شبکه پیوستهای که تشکیل میدهد، حرکت بارهای الکتریکی را تا حد زیادی محدود میکند و به شیشه E مقاومت حجمی و مقاومت سطحی بسیار بالایی میدهد.
- ثابت دی الکتریک پایین و تلفات دی الکتریک پایین:خواص دیالکتریک E-glass در فرکانسها و دماهای بالا بسیار پایدار است. این امر عمدتاً به دلیل تقارن و پایداری ساختار شبکه SiO2 است که منجر به درجه پایین قطبش و حداقل اتلاف انرژی (تبدیل به گرما) در میدان الکتریکی با فرکانس بالا میشود. این امر آن را برای استفاده به عنوان ماده تقویتکننده در بردهای مدار الکترونیکی (PCB) و عایقهای ولتاژ بالا ایدهآل میکند.
۳. تضمین پایداری شیمیایی خوب
شیشه E مقاومت بسیار خوبی در برابر آب، اسیدها (به جز هیدروفلوئوریک اسید و فسفریک اسید داغ) و مواد شیمیایی نشان میدهد.
- سطح بیاثر:شبکه متراکم Si-O-Si فعالیت شیمیایی بسیار کمی دارد و به راحتی با آب یا یونهای H+ واکنش نمیدهد. بنابراین، مقاومت هیدرولیز و مقاومت اسیدی آن بسیار خوب است. این امر تضمین میکند که مواد کامپوزیتی تقویتشده با الیاف شیشه E، عملکرد خود را در درازمدت، حتی در محیطهای سخت، حفظ میکنند.
۴. کمک به استحکام مکانیکی بالا
اگرچه قدرت نهاییالیاف شیشهاگرچه این مواد به شدت تحت تأثیر عواملی مانند عیوب سطحی و ریزترکها قرار دارند، اما قدرت نظری آنها تا حد زیادی ناشی از پیوندهای کووالانسی قوی Si-O و ساختار شبکه سهبعدی آنهاست.
- انرژی پیوند بالا:انرژی پیوند Si-O بسیار بالاست، که باعث میشود اسکلت شیشهای بسیار مستحکم باشد و فیبری با استحکام کششی و مدول الاستیک بالا ایجاد کند.
۵. ایجاد خواص حرارتی ایدهآل
- ضریب انبساط حرارتی پایین:خود سیلیس ضریب انبساط حرارتی بسیار پایینی دارد. از آنجایی که به عنوان اسکلت اصلی عمل میکند، شیشه E نیز ضریب انبساط حرارتی نسبتاً پایینی دارد. این بدان معناست که در طول تغییرات دما، پایداری ابعادی خوبی دارد و احتمال ایجاد تنش بیش از حد به دلیل انبساط و انقباض حرارتی در آن کمتر است.
- نقطه نرم شدن بالا:نقطه ذوب سیلیس بسیار بالا است (تقریباً ۱۷۲۳ درجه سانتیگراد). اگرچه افزودن سایر اکسیدهای گدازآور، دمای ذوب نهایی شیشه E را کاهش میدهد، اما هسته SiO2 آن همچنان تضمین میکند که شیشه از نقطه نرم شدن و پایداری حرارتی به اندازه کافی بالایی برخوردار باشد تا الزامات اکثر کاربردها را برآورده کند.
در یک نمونهی معمولیشیشه الکترونیکیدر ترکیب شیمیایی، میزان سیلیس معمولاً 52٪ تا 56٪ (وزنی) است که آن را به بزرگترین جزء اکسید تبدیل میکند. این ماده خواص اساسی شیشه را تعریف میکند.
تقسیم کار بین اکسیدها در E-Glass:
- سی او ۲(سیلیس): اسکلت اصلی؛ پایداری ساختاری، عایق الکتریکی، دوام شیمیایی و استحکام را فراهم میکند.
- Al2O3(آلومینا): تثبیتکننده و فرمدهنده کمکی شبکهافزایش پایداری شیمیایی، استحکام مکانیکی و کاهش تمایل به شیشهای شدن.
- بی۲ او۳(اکسید بور): اصلاحکننده شار و ویژگیبه طور قابل توجهی دمای ذوب را کاهش میدهد (صرفه جویی در انرژی) و در عین حال خواص حرارتی و الکتریکی را بهبود میبخشد.
- CaO/MgO(اکسید کلسیم/اکسید منیزیم): شار و تثبیت کنندهبه ذوب کمک میکند و دوام شیمیایی و خواص شیشهزدایی را تنظیم میکند.
زمان ارسال: ۱۰ اکتبر ۲۰۲۵
