Continental Trade Sp. z o. o.

Mika

Mika syntetyczna - fluoroflogopit.

Mika syntetyczna - fluoroflogopit

Fluoroflogopit  (zwany także miką syntetyczną albo sztuczną miką)  należy do krzemianowych kryształów  miki. Jest to kryształ miki, który  jest stopiony w platynowym tyglu w wysokiej temperaturze (rzędu 1500 ℃), a warunki tego procesu, proporcje użytych materiałów  są  ściśle kontrolowane.

Mika syntetyczna, fluoroflogopit KMg3(AlSi3O10)F2 nie zawiera grupy (OH)- , jak naturalny flogopit KMg3(AlSi3O10)(OH)2. Zastąpiona ona została grupą F-. Duże kryształy fluoroflogopitu wysokiej  jakości hoduje się metodą Bridgmana-Stockbargera, stosując topienie w tyglach platynowych.

Odporność miki syntetycznej na wysokie temperatury, odporność na korozję i przepuszczalność  światła są  nieporównywalnie lepsze niż w innych rodzajach miki. Fluoroflogopit może pracować w wysokiej temperaturze 1100 przez długi czas bez reakcji z mocnym kwasem i zasadą.  Ponadto charakteryzuje się doskonałą przepuszczalnością światła (całkowicie przezroczysty). 

Fluoroflogopit ma unikalne właściwości, które są znacznie lepsze niż w przypadku miki naturalnej:

  • jest bardzo stabilny chemicznie (nawet w kontakcie ze stężonym kwasem solnym i siarkowym),
  • doskonałe przepuszcza promieniowanie od UV do IR,
  • nawet w wysokiej temperaturze praktycznie nie wydziela w próżni żadnych gazów,
  • jest doskonałym izolatorem elektrycznym,
  • ma wysoką wytrzymałość cieplną (od -100 °C do 1100 °C),
  • niewrażliwy na warunki długotrwałego przechowywania,
  • jest bardzo elastyczny i rozszczepialny. 

Szkła wzierne i szkła płynowskazowe  chronione są przed agresywnym oddziaływaniem przez osłony mikowe. Są one zazwyczaj  wykonane z miki naturalnej, która ma często brązowy odcień, nienajlepszą przepuszczalność światła i może pracować w zakresie temperatury od  200 do 700 ℃, jest także podatna na korozję. W ciepłowniach woda i para w kotłach mają odczyn zasadowy. Naturalne miki, po długotrwałym kontakcie z alkaliami i gorącą wodą, mogą się rozwarstwiać, przyjmować zanieczyszczenia i podlegać innym  uszkodzeniom.  Odczyt z biegiem czasu staje się mniej czytelny, a pękająca osłona mikowa może doprowadzić do wycieku. 

Mika syntetyczna - fluoroflogopit

Mika syntetyczna (fluoroflogopit) nie wchodzi w reakcje z roztworami kwasowo-zasadowymi, nie występuje w niej reakcja uwodnienia w kontakcie z wodą, więc w efekcie nie ulega rozwarstwieniu, nie brudzi się ani nie pęka. Pomimo długotrwałego kontaktu w wodą pod wysokim ciśnieniem i w wysokiej temperaturze, mika syntetyczna zachowuje  oryginalną przejrzystość i jasność.  Z tego powodu mika syntetyczna jest stosowana na osłony szkieł wziernych i płynowskazowych, szczególnie pracujących przy wysokich temperaturach i ciśnieniach.

Płytki z miki syntetycznej są wykorzystywane do różnych zastosowań, takich jak: podłoża z cienkiej folii, okienka i monochromatery dla promieniowania rentgenowskiego, mikrofalowego i optycznego, w aparaturze próżniowej,  w kotłach wodno-parowych i aparaturze ciśnieniowej, w nowoczesnym przemyśle i najbardziej zaawansowanych dziedzinach nauki. Płytki fluoroflogopitu są używane np. w technice radarowej, mikroskopach elektronowych i aparaturze medycznej, w przemyśle kosmicznym i aparaturze elektronicznej.

Sproszkowana mika syntetczna jest stosowana jako baza (wypełniacz) dla pigmentów przeznaczonych do pracy w wysokich temperaturach (np. przy zdobieniu ceramiki).

Poza wykorzystaniem płytek z czystego fluoroflogopitu, mika syntetyczna jest  stosowana w postaci przetworzonej. Podstawowym wyrobem jest papier mikowy uzyskany z miki syntetycznej,  a on z kolei, jest bazą do produkcji płyt mikanitowych, taśm, rur i tulei, różnych kształtek i podkładek itp.  stosowanych w temperaturach do 1110 °C.

Nasza oferta

Oferujemy prostokątne płytki z miki syntetycznej (fluoroflogopitu) o wymiarach: 

  • minimalny:  8 mm x  8 mm,
  • maksymalny: 165 mm x 53 mm,

oraz dyski z fluoroflogopitu o średnicach Φ wynoszących od 5 mm do 75 mm.

Typowa grubość płytek i dysków z miki syntetycznej to 0,1 mm lub 0,2 mm. Najmniejsza możliwa do uzyskania grubość płytki/dysku wynosi 0,02 mm (20 µm). Większe grubości (np. 1 mm) można uzyskać przez złożenie kilku (np. 5) warstw o typowej grubości (np. 0,2 mm).

Właściwości miki syntetycznej (fluoroflogopitu)

Właściwości elektryczne
     Duża czystość fluoroflogopitu jest źródłem jego wysokiej wytrzymałości dielektrycznej (1000 razy większej niż mika naturalna) i to nawet w temperaturze pracy wynoszącej 1100 °C. Mika naturalna, ze względu na zanieczyszczenia, ma niestabilne parametry elektryczne, zwłaszcza w wysokich temperaturach i przy wysokich częstotliwościach. Powyżej 500 °C mika naturalna stopniowo traci swoje właściwości dielektryczne z powodu dehydracji.

Pogarszanie próżni
     Fluoroflogopit praktycznie nie pogarsza próżni. Spektrometry wykrywają jedynie śladowe ilości O2, N2 i Ar zaabsorbowanych przez mikę syntetyczną. Nie ma emisji pary wodnej i dlatego fluoroflogopit jest polecany jako izolator w środowisku próżni, gdyż nie obniża żywotności aparatury próżniowej. Mika naturalna wydziela H2O i inne substancje lotne, stąd próżnia ulega znacznemu pogorszeniu, 2000 razy bardziej niż mika syntetyczna z fluoroflogopitu w temperaturze 900 °C.

Właściwości mechaniczne
     Mika fluoroflogopitowa jest wytrzymała, może być poddawana silnemu rozciąganiu i ściskaniu.

Właściwości temperaturowe
     Fluoroflogopit ma lepszą stabilność termiczną niż mika naturalna. Można go stosować do temperatury 1100 ℃, przy której jego grubość pozostaje na prawie niezmienionym poziomie. Rozwarstwieniu ulega stopniowo powyżej 1200 ℃. Jego temperatura topnienia (lub krystalizacji) wynosi  1350 (± 5) ℃. Mika naturalna, jako że zawiera grupę hydroksylową (OH) -, zaczyna rozwarstwiać się powyżej 450 ℃ podczas rozszerzania się („puchnięcia”) i prawie całkowicie rozkłada się w temperaturze 900 ° C. Mika syntetyczna jest więc zalecana do zastosowań wysokotemperaturowych, aż do 1100 ℃. Może także pracować w temperaturach ujemnych do - 100  ℃. 

Właściwości optyczne
     Mika z fluoroflogopitu, jako materiał praktycznie bez zanieczyszczeń, charakteryzuje się dobrą przepuszczalnością światła od ultrafioletu do podczerwieni. Mika naturalna praktycznie nie przepuszcza ultrafioletu, natomiast fluoroflogopit przepuszcza promieniowanie UV już od 0,2 µm.  Mika naturalna  ma wyraźny pik absorpcji przy długości fali 2,75 µm, podczas gdy zjawisko to nie występuje dla miki fluoroflogopitowej. Jest to ważnym wskaźnikiem, że w mice syntetycznej fluor zastępuje grupę hydroksylową (OH)-.

 

Przepuszczalność promieniowania fluoroflogopitowej miki syntetycznej
w ultrafiolecie i świetle widzialnym w podczerwieni
Fluoroflogopit - przepuszczalność światła widzialnego i UV  Fluoroflogopit - przepuszczalność promieniowania IR

 

Antykorozyjność 
Fluoroflogopit praktycznie nie reaguje z roztworami kwasów ani ługów, nie działa na niego woda i para wodna. Z tego względu nie rozwarstwia się, nie brudzi i nie matowieje. Przez długi czas (2-3 lata) zachowuje pierwotną czystość i przejrzystość, pomimo kontaktu z  wodą, kwasami  lub zasadami nawet w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem. Nawet długotrwałe zanurzenie w kwasie solnym albo siarkowym nie jest problemem.

WŁAŚCIWOŚCI
Rodzaj Jednostka Wartość
Temperatura pracy stałej °C od -100 do > 1100
Temperatura topienia °C  1350±5
Gęstość  g/cm3 2,85
Odporność dielektryczna kV/mm ~ 180
Stała dielektryczna (ε)    ~ 6
Tangens strat (tg δ)  @ 1 Mhz    3 · 10-4
Oporność objętościowa Ω . cm  4 ·1016
Oporność powierzchniowa Ω . cm  3 · 1012
Wytrzymałość na rozciąganie
kg/cm2 ~ 1500
Moduł elastyczności kg/mm2  17 500
3-punktowa odporność na zginanie    
 - w temperaturze pokojowej MPa 45,6
 - w temperaturze 200°C MPa 29,8
Wsp. załamania światła   1,522 - 1,554
Porównanie miki syntetycznej i naturalnej
 Mika syntetycznaMika naturalna
Stabilność jakości Mika syntetyczna otrzymywana jest w procesie kontrolowanej syntezy chemicznej. Skład surowcowy oraz proces syntezy są ściśle kontrolowane, co gwarantuje powtarzalność jakości dla poszczególnych wsadów. Ponieważ pokłady miki formowały się przez miliony lat w naturalnych procesach geologicznych, jakość miki jest inna w różnych kopalniach. Nawet w jednej kopalni trudno utrzymać stałą jakość. Zależnie od pokładu mika naturalna może mieć nieco inne własności.
Radioaktywność Mika syntetyczna jest wytwarzana sztucznie i nie promieniuje Mika naturalna, jak większość kopalin tworzonych przez miliony lat, jest mniej lub bardziej promieniotwórcza.
Czystość Mika syntetyczna powstaje w wyniku reakcji chemicznej ściśle dobranych, wyjątkowo jednorodnych, substancji. Jest praktycznie pozbawiona wszelkich zanieczyszczeń. Mika powstała w geologicznym procesie łączenia różnych substancji. Z tego powodu ma wiele wtrąceń mineralnych. Procesy wydobywania i przetwarzania mogą być źródłem dodatkowych zanieczyszczeń.
Zawartość metali ciężkich Mika syntetyczna jest praktycznie pozbawiona metali ciężkich. Mika naturalna może zawierać metale ciężkie.
Wygląd Gładka powierzchnia. Wysoki stopień białości (> 92). Ma gorszą gładkość powierzchni i wygląda szaro. Biel jest rzędu 60 - 80.
Odporność termiczna Temperatura topnienia miki syntetycznej osiąga 1350 ± 5 ℃. Na ogół przy 200 ℃, zaczyna się rozwarstwiać i zmienia kolor.
Wytrzymałość dielektryczna 185-238 kV/mm 115-140 kV/mm
Oporność powierzchniowa 3×1013 Ω 1×1011 Ω
Wytrzymałość na rozciąganie 150 Mpa 110 - 140 Mpa
Grupa(OH) Mika syntetyczna nie zawiera grupy hydroxylowej (OH). W przeciwieństwie do miki naturalnej w kontakcie z metalem nie uwalnia wodoru. Z tego powodu szczególnie nadaje się do farb antykorozyjnych.  
Właściwości optyczne Kryształy miki syntetycznej są bezbarwne i przezroczyste. Lepiej przepuszczają promieniowanie widzialne, ultrafioletowe i podczerwone niż mika naturalna. Dlatego mika syntetyczna jest używana w pigmentach perłowych wysokiej jakości.   

Porównanie wyglądu płatków 

(mika syntetyczna po lewej)
Porównanie płatków miki syntetycznej i naturalnej

 

Porównanie wyglądu pudrów

(mika syntetyczna po lewej)
Porównanie pudru z miki syntetycznej i naturalnej

 

Porównanie niektórych parametrów

 JednostkaMika syntetycznaFlogopitMuskowit
Gęstość g/cm3 2,8 2,6 - 3,2 2,6 - 3,2
Odporność dielektryczna kV/mm ~ 180 115 - 140 120 - 200
Oporność objętościowa Ω.cm (3-6)×1015 1012-1014 1013-1017
Oporność powierzchniowa Ω 3×1013 1010-1014 1011-1012
Stała dielektryczna ε ~ 6 5,0 - 6,0 6,0 - 7,0
Tangens strat tg δ 3 × 10-4 (10-50)×10-4 (1- 4)×10-4
Wytrzymałość na rozciąganie kg/cm2  ~1500 ~ 1000 ~ 1750
Wchłanianie wody % 0,14 2,7 2,2
Współczynnik absorbcji wilgoci % 0,04 0,24 0,18
Odporność termiczna  > 1100 600 - 650 350 - 450

Dane prezentowane w niniejszym opracowaniu oparte są na najlepszej wiedzy. Continental Trade zastrzega sobie możliwość ich aktualizacji i wprowadzania zmian zgodnie z postępem wiedzy i techniki. Podane dane nie są jednak podstawą przyjęcia odpowiedzialności za poprawne funkcjonowanie, które jest uwarunkowane wieloma czynnikami, wymagającymi rozpoznania dla każdego indywidualnego przypadku.