歐陽(yáng)純烈，沈松平

（1.綿陽(yáng)師范學(xué)院 城鄉(xiāng)建設(shè)與規(guī)劃學(xué)院，四川 綿陽(yáng) 621000；2.四川省地質(zhì)調(diào)查院，成都 610081）

云母為一種層狀硅酸鹽礦物，屬非金屬礦。由于云母獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)，十分穩(wěn)定的晶格，以及較強(qiáng)的抗剪切強(qiáng)度和良好的柔韌性，及優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性、機(jī)械性能和電氣性能等特征。長(zhǎng)期以來(lái)，云母礦加工產(chǎn)品已有數(shù)十種系列，衍生出各種規(guī)格和型號(hào)，多達(dá)千余品種[1-4]。國(guó)內(nèi)云母業(yè)傳統(tǒng)上把云母工業(yè)產(chǎn)品分為：云母片制品，云母紙，云母帶，云母板（含云母零件），云母介質(zhì)電容器，云母粉（含珠光云母顏料）六大產(chǎn)品系列[7-8]。

1 云母片產(chǎn)品

1.1 原料選備

將晶形好、具一定厚度的白云母片作為加工的原料。由于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格，礦料等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)亦為嚴(yán)格。鑒定以肉眼觀察為主，輔以測(cè)厚工具。業(yè)界內(nèi)通常沿用印度云母片礦料的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，用兩個(gè)參數(shù)表示：V (n)和No.(n)；V指示質(zhì)量，n為數(shù)字，一般1～5，數(shù)字越小質(zhì)量等級(jí)越高；No.為形態(tài)大小參數(shù)，號(hào)數(shù)越大則形態(tài)越小，最大為1號(hào)片、最小為9號(hào)片。

圖1 印度云母礦料規(guī)格圖（按原圖30%

圖2 國(guó)內(nèi)云母礦料規(guī)格圖（按原圖30%比

表1 云母厚片等級(jí)鑒定標(biāo)準(zhǔn)

印度是世界上最大的云母出口國(guó)。圖1、圖2 對(duì)比印度和國(guó)內(nèi)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，二者略有差別。由于國(guó)內(nèi)云母片礦料面臨枯竭，大部從印度進(jìn)口，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)影響了我國(guó)云母片的選料，并往往引發(fā)進(jìn)口企業(yè)與印度出口商的貿(mào)易爭(zhēng)執(zhí)。

1.2 云母片加工技術(shù)要求和用途

加工：先經(jīng)人工剝分，將礦料剝分成一定厚度，并按一定幾何形狀尺寸要求，切制或模具沖制而成[9]。目前，主要加工的產(chǎn)品類型有：換向器云母片，避雷器云母片，活門云母片，剝片云母片（護(hù)片、內(nèi)片），燈泡云母片，墊片云母片，水位計(jì)云母片。由于產(chǎn)品的用途不同，所以生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)和要求側(cè)重點(diǎn)有別。例如剝片類云母片制品更多強(qiáng)調(diào)電氣性能的指標(biāo)，試驗(yàn)檢測(cè)應(yīng)滿足的條件見表2。（試驗(yàn)應(yīng)在溫度23±2℃和相對(duì)濕度45%～55%的條件下經(jīng)清潔處理后進(jìn)行）。又如，活門云母片產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)，強(qiáng)調(diào)表面平整和加工精度，這是根據(jù)它應(yīng)用功能制定的，其規(guī)格和公差范圍見表3。

云母片的加工手工完成，用途廣泛涉及于航天、軍工、機(jī)電、冶金、化工和家電等領(lǐng)域（表4）。

表2 剝片類云母片電氣性能試驗(yàn)參數(shù)

2 云母紙產(chǎn)品

2.1 類型及型號(hào)

表3 活門云母片規(guī)格和公差范圍參數(shù)

云母紙的誕生是云母制品工業(yè)生產(chǎn)的劃時(shí)代里程碑，它的意義在于：其一，使云母礦山的大量碎屑云母得以充分的工業(yè)利用；其二，使得其后的衍生產(chǎn)品——云母帶和云母板等系列產(chǎn)品的問世成為可能，這些產(chǎn)品都是當(dāng)今機(jī)電工業(yè)、電力工業(yè)和電纜制造業(yè)的主要基材。

云母紙生產(chǎn)原料系采用白云母或金云母碎，按特殊的工藝處理，通過化學(xué)法或機(jī)械法制漿在造紙?jiān)O(shè)備中抄造云母紙[10-14]，類型、型號(hào)見表5。

表4 云母片產(chǎn)品的主要類型和用途

表5 主要云母紙類型一覽表

2.2 工藝簡(jiǎn)介

云母紙生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，煅燒與非煅燒型的區(qū)別在于前者先將原料進(jìn)行了焙燒、酸洗，后者直接水力制漿。

圖3 介紹了MPM3型云母紙的工藝流程[15-17]。經(jīng)水力破碎漿的鱗片狀云母，在配漿池按鱗片大小和比例調(diào)配，然后泵入抄紙機(jī)。造紙機(jī)一般為圓網(wǎng)和長(zhǎng)網(wǎng)，低速運(yùn)行。云母鱗片之間靠范德化力和靜電吸引在紙機(jī)壓榨作用下強(qiáng)制性相互聯(lián)接經(jīng)烘缸轉(zhuǎn)動(dòng)加熱形成紙頁(yè)。

圖3 MPM3型云母紙工藝流程

3 云母帶和云母板產(chǎn)品

3.1 云母帶產(chǎn)品

以白云母紙或金云母紙、電工用無(wú)堿玻纖布或電工聚脂薄膜為基材，用有機(jī)硅樹脂粘結(jié)，經(jīng)烘焙、切割加工成的帶狀、塊狀絕緣材料。以電線電纜用耐火云母帶為例，主要規(guī)格型號(hào)和所使用基材分別為：5450－2（雙面補(bǔ)強(qiáng)）云母帶，基材－白云母紙和無(wú)堿玻纖布；P5450－2 （雙面補(bǔ)強(qiáng)）云母帶，基材－金云母紙和無(wú)堿玻纖布；P5450－D（單面補(bǔ)強(qiáng)）云母帶，基材－金云母紙和無(wú)堿玻纖布；P5450-3 （單面補(bǔ)強(qiáng)）云母帶,基材－金云母紙和絕緣薄膜；P5450－4（雙面補(bǔ)強(qiáng)）云母帶，基材－無(wú)堿玻纖布、金云母紙和絕緣薄膜。

耐火云母帶具有一定的電氣、機(jī)械性能，在室溫下有良好的柔軟性，其耐熱、阻燃、耐高溫性能優(yōu)異，滿足各類電線電纜繞包的需要，廣泛應(yīng)用于耐火電纜，在燃燒的情況下可轉(zhuǎn)變成一種熔融的絕緣層，作為耐火、耐熱的障礙物，使線路保持暢通。

3.2 云母板產(chǎn)品

該類產(chǎn)品是一云母紙為基材浸以適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)硅樹脂，經(jīng)疊后、烘焙、壓制而成的板狀材料。

1）電熱設(shè)備用粉云母板。包括HP5(白云母板)、PHP5（金云母板）為硬質(zhì)板狀材料，除具有良好的電絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度外，還具有較好的介質(zhì)損耗小耐熱性，該兩種產(chǎn)品可分別在550℃、750℃溫度下長(zhǎng)期工作。廣泛用于電器、電子、冶金、化工等工業(yè)，是制作電熱器和其它高溫電熱元件的優(yōu)異基材。

2）換向器粉云母板。該產(chǎn)品具有較高機(jī)械強(qiáng)度和良好的厚度均勻性，并有優(yōu)越的電氣性能。本產(chǎn)品加工時(shí)采用加熱壓制。它適于作直流電機(jī)換向器銅片間絕緣。

3）柔軟云母板。是以剝片云母或云母紙為基材，帶有或不帶有補(bǔ)強(qiáng)材料，用適當(dāng)?shù)哪z粘劑粘結(jié)后，貼制成坯板，經(jīng)烘焙或烘焙壓制而成。在常溫下具有良好的柔軟和機(jī)械性能，可以任意彎曲而不破裂，該產(chǎn)品還具有較好的電氣絕緣性能和良好的耐熱性。適用作電機(jī)槽絕緣及匝間絕緣。

表6 換向器粉云母板規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)

表7 柔軟云母板型號(hào)及組分

4 云母加工的發(fā)展?fàn)顩r

目前，還沒有哪一種非金屬礦或制品，像云母礦這樣被廣泛應(yīng)用在眾多工業(yè)領(lǐng)域，它的衍生產(chǎn)品門類繁、規(guī)格多也是無(wú)可比擬的，正是由于云母制品優(yōu)異的電氣和隔熱性能，以及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，使得它的產(chǎn)品不可為其他的材料所取代。

云母片系列，雖加工手段落后，但需求有增無(wú)減。很多云母片的產(chǎn)品，像活門云母片、水位計(jì)云母片始終無(wú)法找到替代材料，市場(chǎng)需求潛力巨大。近年來(lái)，更多研究者在其科研中，利用天然云母的特質(zhì)開展試驗(yàn)。在生命科學(xué)試驗(yàn)和宇宙航天探測(cè)領(lǐng)域都利用了云母片的零件產(chǎn)品，說明云母片的應(yīng)用在向高端、精密的領(lǐng)域延伸。

云母紙?jiān)旒埣夹g(shù)與集成電路、高溫塑料和光導(dǎo)纖維一起，曾被譽(yù)為對(duì)當(dāng)今電氣、電子工業(yè)最具貢獻(xiàn)的四大技術(shù)。云母紙繼承了天然云母片的絕緣介質(zhì)損失小、耐高溫、和隔熱的優(yōu)良性能，并具有天然云母片所沒有的柔性、透氣性和滲透性，它使得云母礦制品進(jìn)入更多的領(lǐng)域成為可能。國(guó)內(nèi)外對(duì)云母造紙技術(shù)的研究還未終止，在業(yè)界也還有諸多的研究課題。例如，回收和利用在水力破碎、分級(jí)后流失的細(xì)小、或大于120 目的云母鱗片，將大大提高云母的利用率。其二，如何提高抄紙?jiān)O(shè)備的自動(dòng)化程度、提高造紙的單位產(chǎn)量，仍然是一個(gè)未解決的重要課題[18-20]。

由于云母紙強(qiáng)度很差的原因，所以無(wú)法直接使用，需要有機(jī)硅樹脂和玻纖布或聚酯薄膜材料來(lái)補(bǔ)強(qiáng)，盡管人們知道直接使用天然云母材料的性能最佳。云母帶和云母板的系列產(chǎn)品被廣泛采用，這些產(chǎn)品的研發(fā)方向，是朝著盡量減少補(bǔ)強(qiáng)基材的使用而發(fā)展。

因?yàn)樯鲜兰o(jì)90年代國(guó)際上對(duì)有害的石棉產(chǎn)品的禁止，很多領(lǐng)域開始使用無(wú)毒無(wú)害的云母制品來(lái)替代石棉，比如，后期研發(fā)的毛氈云母帶、陶瓷云母帶等產(chǎn)品系列，滿足了該領(lǐng)域的需求。

值得一題的是，云母原料短缺是當(dāng)前云母企業(yè)的最大問題，我國(guó)的白云母礦主要分在西部地區(qū)，尤其集中在四川和新疆。由于后續(xù)地質(zhì)勘探未能跟上，老礦山資源枯竭[21]，很多云母企業(yè)靠進(jìn)口解決原料的緊張。近年人工合成云母的成功，在解決日益減少的天然云母原料問題的同時(shí)，也保護(hù)了不可再生的天然云母資源。目前人工云母企業(yè)不多，且人工云母市場(chǎng)價(jià)格高于天然云母。但人工云母保持了天然云母優(yōu)良性能，質(zhì)地均勻、化學(xué)性能穩(wěn)定，耐高溫、絕緣性高，已經(jīng)在很多應(yīng)用領(lǐng)域取代了天然云母。

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