सिलिका (SiO2) यामध्ये पूर्णपणे महत्त्वाची आणि मूलभूत भूमिका बजावतेई-ग्लास, त्याच्या सर्व उत्कृष्ट गुणधर्मांसाठी पाया तयार करतो. सोप्या भाषेत सांगायचे तर, सिलिका हे ई-ग्लासचे "नेटवर्क फॉर्मर" किंवा "कंकाल" आहे. त्याचे कार्य विशेषतः खालील क्षेत्रांमध्ये वर्गीकृत केले जाऊ शकते:
१. ग्लास नेटवर्क स्ट्रक्चरची निर्मिती (कोअर फंक्शन)
हे सिलिकाचे सर्वात मूलभूत कार्य आहे. सिलिका हे स्वतः काच बनवणारे ऑक्साईड आहे. त्याचे SiO4 टेट्राहेड्रा ऑक्सिजन अणूंना जोडून एकमेकांशी जोडलेले असतात, ज्यामुळे एक सतत, मजबूत आणि यादृच्छिक त्रिमितीय नेटवर्क रचना तयार होते.
- उपमा:हे बांधकामाधीन घराच्या स्टीलच्या सांगाड्यासारखे आहे. सिलिका संपूर्ण काचेच्या संरचनेसाठी मुख्य चौकट प्रदान करते, तर इतर घटक (जसे की कॅल्शियम ऑक्साईड, अॅल्युमिनियम ऑक्साईड, बोरॉन ऑक्साईड इ.) हे असे साहित्य आहेत जे कामगिरी समायोजित करण्यासाठी या सांगाड्याला भरतात किंवा सुधारित करतात.
- या सिलिकाच्या सांगाड्याशिवाय, स्थिर काचेच्या अवस्थेतील पदार्थ तयार होऊ शकत नाही.
२. उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेशन कामगिरीची तरतूद
- उच्च विद्युत प्रतिरोधकता:सिलिकामध्ये स्वतःच अत्यंत कमी आयन गतिशीलता असते आणि रासायनिक बंध (Si-O बंध) खूप स्थिर आणि मजबूत असतो, ज्यामुळे त्याचे आयनीकरण करणे कठीण होते. ते तयार करणारे सतत नेटवर्क विद्युत शुल्काच्या हालचालींना मोठ्या प्रमाणात प्रतिबंधित करते, ज्यामुळे ई-ग्लासला खूप उच्च आकारमान प्रतिरोधकता आणि पृष्ठभाग प्रतिरोधकता मिळते.
- कमी डायलेक्ट्रिक स्थिरांक आणि कमी डायलेक्ट्रिक तोटा:ई-ग्लासचे डायलेक्ट्रिक गुणधर्म उच्च फ्रिक्वेन्सीज आणि उच्च तापमानात खूप स्थिर असतात. हे प्रामुख्याने SiO2 नेटवर्क स्ट्रक्चरच्या सममिती आणि स्थिरतेमुळे आहे, ज्यामुळे उच्च-फ्रिक्वेन्सी इलेक्ट्रिक फील्डमध्ये कमी प्रमाणात ध्रुवीकरण होते आणि किमान ऊर्जा नुकसान (उष्णतेमध्ये रूपांतर) होते. यामुळे ते इलेक्ट्रॉनिक सर्किट बोर्ड (PCB) आणि उच्च-व्होल्टेज इन्सुलेटरमध्ये मजबुतीकरण सामग्री म्हणून वापरण्यासाठी आदर्श बनते.
३. चांगली रासायनिक स्थिरता सुनिश्चित करणे
ई-ग्लास पाणी, आम्ल (हायड्रोफ्लोरिक आणि गरम फॉस्फोरिक आम्ल वगळता) आणि रसायनांना उत्कृष्ट प्रतिकार दर्शवितो.
- निष्क्रिय पृष्ठभाग:दाट Si-O-Si नेटवर्कमध्ये रासायनिक क्रिया खूप कमी असते आणि ते पाणी किंवा H+ आयनांसह सहजपणे प्रतिक्रिया देत नाही. म्हणून, त्याचा हायड्रोलिसिस प्रतिरोध आणि आम्ल प्रतिरोध खूप चांगला असतो. हे सुनिश्चित करते की ई-ग्लास फायबरने मजबूत केलेले संमिश्र पदार्थ कठोर वातावरणातही दीर्घकाळ त्यांची कार्यक्षमता टिकवून ठेवतात.
४. उच्च यांत्रिक शक्तीमध्ये योगदान
जरी अंतिम ताकदकाचेचे तंतूपृष्ठभागावरील दोष आणि सूक्ष्म-क्रॅक सारख्या घटकांमुळे देखील मोठ्या प्रमाणात प्रभावित होते, त्यांची सैद्धांतिक शक्ती मुख्यत्वे मजबूत Si-O सहसंयोजक बंध आणि त्रिमितीय नेटवर्क रचनेमुळे उद्भवते.
- उच्च बाँड ऊर्जा:Si-O बंधाची बंध ऊर्जा खूप जास्त असते, ज्यामुळे काचेचा सांगाडा अत्यंत मजबूत बनतो, ज्यामुळे फायबरला उच्च तन्य शक्ती आणि लवचिक मापांक मिळतो.
५. आदर्श औष्णिक गुणधर्म प्रदान करणे
- कमी औष्णिक विस्तार गुणांक:सिलिकामध्ये स्वतःच थर्मल एक्सपेंशनचा गुणांक खूप कमी असतो. कारण तो मुख्य सांगाडा म्हणून काम करतो, ई-ग्लासमध्ये तुलनेने कमी थर्मल एक्सपेंशन गुणांक देखील असतो. याचा अर्थ तापमान बदलांदरम्यान त्याची मितीय स्थिरता चांगली असते आणि थर्मल एक्सपेंशन आणि आकुंचनमुळे जास्त ताण निर्माण होण्याची शक्यता कमी असते.
- उच्च मृदू बिंदू:सिलिकाचा वितळण्याचा बिंदू अत्यंत उच्च आहे (अंदाजे १७२३∘C). इतर फ्लक्सिंग ऑक्साईड्सच्या समावेशामुळे ई-ग्लासचे अंतिम वितळण्याचे तापमान कमी होते, तरीही त्याचा SiO2 कोर बहुतेक अनुप्रयोगांच्या आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी काचेला पुरेसा उच्च मऊपणा बिंदू आणि थर्मल स्थिरता सुनिश्चित करतो.
सामान्यतःई-ग्लासरचनेनुसार, सिलिकाचे प्रमाण सामान्यतः ५२%-५६% (वजनानुसार) असते, ज्यामुळे ते सर्वात मोठे ऑक्साईड घटक बनते. ते काचेचे मूलभूत गुणधर्म परिभाषित करते.
ई-ग्लासमधील ऑक्साइडमधील श्रम विभागणी:
- SiO2(सिलिका): मुख्य सांगाडा; संरचनात्मक स्थिरता, विद्युत इन्सुलेशन, रासायनिक टिकाऊपणा आणि ताकद प्रदान करते.
- अल२ओ३(अॅल्युमिना): सहाय्यक नेटवर्क फॉर्मर आणि स्टॅबिलायझर; रासायनिक स्थिरता, यांत्रिक शक्ती वाढवते आणि विचलन प्रवृत्ती कमी करते.
- बी२ओ३(बोरॉन ऑक्साईड): फ्लक्स आणि प्रॉपर्टी मॉडिफायर; वितळण्याचे तापमान (ऊर्जा बचत) लक्षणीयरीत्या कमी करते आणि थर्मल आणि इलेक्ट्रिकल गुणधर्म सुधारते.
- CaO/MgO(कॅल्शियम ऑक्साईड/मॅग्नेशियम ऑक्साईड): फ्लक्स आणि स्टॅबिलायझर; वितळण्यास मदत करते आणि रासायनिक टिकाऊपणा आणि विचलन गुणधर्म समायोजित करते.
पोस्ट वेळ: ऑक्टोबर-१०-२०२५
