Silika (SiO2) memainkan peranan yang sangat penting dan asas dalamE-kaca, membentuk batuan dasar untuk semua sifatnya yang sangat baik. Secara ringkasnya, silika ialah "pembentuk rangkaian" atau "rangka" E-glass. Fungsinya boleh dikategorikan secara khusus kepada bidang berikut:
1. Pembentukan Struktur Rangkaian Kaca (Fungsi Teras)
Ini adalah fungsi silika yang paling asas. Silika itu sendiri ialah oksida pembentuk kaca. Tetrahedra SiO4nya disambungkan antara satu sama lain melalui penghubung atom oksigen, membentuk struktur rangkaian tiga dimensi yang berterusan, teguh dan rawak.
- Analogi:Ini seperti rangka keluli rumah yang sedang dibina. Silika menyediakan rangka utama untuk keseluruhan struktur kaca, manakala komponen lain (seperti kalsium oksida, aluminium oksida, boron oksida, dll.) adalah bahan yang mengisi atau mengubah suai rangka ini untuk melaraskan prestasi.
- Tanpa rangka silika ini, bahan keadaan kaca yang stabil tidak dapat dibentuk.
2. Penyediaan Prestasi Penebat Elektrik yang Cemerlang
- Kerintangan Elektrik Tinggi:Silika itu sendiri mempunyai mobiliti ion yang sangat rendah, dan ikatan kimia (ikatan Si-O) sangat stabil dan kuat, menjadikannya sukar untuk mengion. Rangkaian berterusan yang dibentuknya sangat menyekat pergerakan cas elektrik, memberikan E-glass kerintangan isipadu dan kerintangan permukaan yang sangat tinggi.
- Pemalar Dielektrik Rendah dan Kerugian Dielektrik Rendah:Sifat dielektrik E-glass sangat stabil pada frekuensi tinggi dan suhu tinggi. Ini terutamanya disebabkan oleh simetri dan kestabilan struktur rangkaian SiO2, yang menghasilkan tahap pengkutuban yang rendah dan kehilangan tenaga (penukaran kepada haba) yang minimum dalam medan elektrik frekuensi tinggi. Ini menjadikannya sesuai untuk digunakan sebagai bahan tetulang dalam papan litar elektronik (PCB) dan penebat voltan tinggi.
3. Memastikan Kestabilan Kimia yang Baik
E-glass mempamerkan ketahanan yang sangat baik terhadap air, asid (kecuali asid hidrofluorik dan asid fosforik panas), dan bahan kimia.
- Permukaan Lengai:Rangkaian Si-O-Si yang padat mempunyai aktiviti kimia yang sangat rendah dan tidak mudah bertindak balas dengan air atau ion H+. Oleh itu, rintangan hidrolisis dan rintangan asidnya sangat baik. Ini memastikan bahan komposit yang diperkukuh oleh gentian kaca-E mengekalkan prestasinya dalam jangka masa panjang, walaupun dalam persekitaran yang keras.
4. Sumbangan kepada Kekuatan Mekanikal yang Tinggi
Walaupun kekuatan terakhir bagigentian kacajuga banyak dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti kecacatan permukaan dan mikro-rekahan, kekuatan teorinya sebahagian besarnya berpunca daripada ikatan kovalen Si-O yang kuat dan struktur rangkaian tiga dimensi.
- Tenaga Ikatan Tinggi:Tenaga ikatan ikatan Si-O adalah sangat tinggi, yang menjadikan rangka kaca itu sendiri sangat teguh, memberikan gentian kekuatan tegangan yang tinggi dan modulus elastik.
5. Memberikan Sifat Termal Ideal
- Pekali Pengembangan Terma Rendah:Silika itu sendiri mempunyai pekali pengembangan haba yang sangat rendah. Oleh kerana ia berfungsi sebagai rangka utama, E-glass juga mempunyai pekali pengembangan haba yang agak rendah. Ini bermakna ia mempunyai kestabilan dimensi yang baik semasa perubahan suhu dan kurang berkemungkinan menghasilkan tekanan berlebihan akibat pengembangan dan pengecutan haba.
- Takat Pelembutan Tinggi:Takat lebur silika adalah sangat tinggi (kira-kira 1723∘C). Walaupun penambahan oksida fluks lain menurunkan suhu lebur akhir kaca-E, teras SiO2nya masih memastikan kaca mempunyai takat pelembutan dan kestabilan terma yang cukup tinggi untuk memenuhi keperluan kebanyakan aplikasi.
Dalam keadaan tipikalE-kacaKomposisi, kandungan silika biasanya 52%−56% (mengikut berat), menjadikannya komponen oksida tunggal terbesar. Ia mentakrifkan sifat asas kaca.
Pembahagian Buruh antara Oksida dalam E-Kaca:
- SiO2(Silika): Rangka utama; menyediakan kestabilan struktur, penebat elektrik, ketahanan kimia dan kekuatan.
- Al2O3(Alumina): Pembentuk dan penstabil rangkaian tambahan; meningkatkan kestabilan kimia, kekuatan mekanikal, dan mengurangkan kecenderungan devitrifikasi.
- B2O3(Boron Oksida): Pengubah suai fluks dan sifat; menurunkan suhu lebur (penjimatan tenaga) dengan ketara sambil meningkatkan sifat terma dan elektrik.
- CaO/MgO(Kalsium Oksida/Magnesium Oksida): Fluks dan penstabil; membantu dalam mencairkan dan melaraskan ketahanan kimia dan sifat devitrifikasi.
Masa siaran: 10 Okt-2025
