矿物材料中的电功能材料
热电性材料的新况综述
热电性材料的新况综述摘要：热电材料是一种能将电能与热能相互转换的功能材料,近年来备受关注。
从低维热电材料、热电器件及其应用等方面综述了热电材料研究的最新进展,并展望了今后的发展方向。
关键词：热电材料热电性能热电器件前言矿物当温度变化时，在晶体的某些结晶方向产生荷电的性质称为热电性。
矿物的焦电性主要存在于无对称中心、具有极性轴的介电质矿物晶体中。
如电气石、方硼石。
热电性是指矿物宝石在外界温度变化时，在晶体的某些方向产生荷电的性质。
热电性最初发现于石英中(1824)。
某些晶体的电极化强度随温度变化而释放表面吸附的部分电荷的性质。
它只能发生在不具有中心对称的晶体中。
在32种晶体的宏观对称类型中，只有10种具有惟一的极轴；晶体中离子沿极轴正反两个方向的配置不完全相同而产生电矩，导致晶体沿极轴方向出现一个宏观不等于零的固有极化强度P。
通常在晶体表面上总电矩的正负端容易吸附异性电荷直到完全抵消总电矩所产生的宏观电场,所以这种固有极化并不表露出来。
但是P与温度有关;当温度变化时由于P的改变而释放出表面吸附的部分电荷，这种现象称为热电效应；国内亦曾译为热释电效应。
具有热电性的晶体称为热电体。
当温度变化ΔT时，P的变化ΔP的分量称pi为热电系数。
经过人工极化的铁电体(见铁电性)都具有热电性，P等于剩余极化强度P r；对于铁电单晶体，可以做到P十分接近等于自发极化强度P s。
热电效应的大小与晶体所受的机械约束有关。
在被钳制不能发生形变的晶体中出现的热电效应为一级效应，或称主效应。
在自由晶体中，除一级效应外还有因热膨胀所诱导的压电效应也会改变表面吸附的电荷量，这是次级热电效应。
晶体的温度、应力或应变不均匀时所引起的附加作用属于三级热电效应，亦称假热电效应。
当晶体的弹性常数、压电系数和膨胀系数的温度变化关系为已知时，可以通过计算分出一级和次级效应对热电系数的贡献。
例如Li2SO4·H2O的总热电系数为86.3×10-6C/(m2·K)；其中一级效应贡献60.2×10-6C/(m2·K),次级效应贡献26.1×10-6C/(m2转·K)。
矿物功能材料
矿物功能材料矿物功能材料是指利用矿物资源制备的具有特定功能的材料，广泛应用于建筑、能源、环保、电子、医药等领域。
矿物功能材料具有优良的物理化学性能和工程性能，对于推动产业结构升级、提高资源利用效率、促进经济可持续发展具有重要意义。
首先，矿物功能材料在建筑领域发挥着重要作用。
例如，水泥是一种常见的矿物功能材料，在建筑中起着粘结材料的作用。
另外，硅酸盐材料、玻璃纤维等矿物功能材料也被广泛应用于建筑外墙保温、隔热、防火等方面，提高了建筑物的安全性和舒适性。
其次，矿物功能材料在能源领域具有重要意义。
太阳能电池板中的硅材料、电力电子器件中的碳化硅材料等都是矿物功能材料的代表。
这些材料的应用，有效提高了能源利用效率，推动了清洁能源的发展。
在环保领域，矿物功能材料也发挥着重要作用。
例如，活性炭是一种常见的矿物功能材料，具有吸附、脱色、脱臭等功能，被广泛应用于水处理、空气净化等领域，起到了净化环境的作用。
在电子领域，矿物功能材料也有着广泛的应用。
例如，铝、铜等金属材料被广泛应用于电子元件的制造中，而氧化铝、氧化锌等陶瓷材料则被用于电子陶瓷、电子浆料等方面。
在医药领域，矿物功能材料也发挥着重要作用。
例如，氢氧化镁、氢氧化铝等无机药用材料被广泛应用于制备药品，具有良好的药物稳定性和生物相容性。
总的来说，矿物功能材料在各个领域都有着广泛的应用，对于促进产业升级、推动经济发展具有重要意义。
随着科技的进步和人们对材料性能要求的不断提高，矿物功能材料将在未来发挥更加重要的作用。
因此，加强矿物功能材料的研发和应用，提高其品质和性能，对于推动产业结构升级、提高资源利用效率具有重要意义。
矿物功能材料
矿物功能材料矿物功能材料是指利用矿物资源制备的具有特定功能的材料，广泛应用于工程、环保、生物医药等领域。
矿物功能材料具有优异的物理化学性能和特殊的功能特点，对于提高材料的性能、降低成本、促进产业结构调整和升级具有重要意义。
下面我们将从矿物功能材料的种类、特点和应用等方面进行介绍。
首先，矿物功能材料的种类主要包括无机非金属功能材料、复合材料、功能陶瓷材料等。
其中，无机非金属功能材料是以矿物资源为主要原料，通过物理、化学或其他方法制备而成的具有特定功能的材料，如水泥、玻璃纤维等；复合材料是将两种或两种以上的材料组合而成，以发挥各自材料的优点，如碳纤维复合材料、玻璃钢等；功能陶瓷材料是指具有特殊功能的陶瓷材料，如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等。
其次，矿物功能材料具有独特的特点。
首先，矿物功能材料具有优异的物理化学性能，如高强度、耐磨损、耐高温、耐腐蚀等，能够满足各种工程和科研领域的需求；其次，矿物功能材料具有特殊的功能特点，如导热、导电、绝缘、光学、磁学等，可以应用于电子、光电、信息、生物医药等领域；最后，矿物功能材料具有丰富的资源储备，可以有效利用矿产资源，降低生产成本，促进资源的可持续利用。
最后，矿物功能材料在工程、环保、生物医药等领域具有广泛的应用。
在工程领域，矿物功能材料被广泛应用于建筑材料、道路材料、隔热材料等，能够提高工程材料的性能和使用寿命；在环保领域，矿物功能材料可以应用于污水处理、废气治理、固体废物处理等，对于改善环境质量具有重要作用；在生物医药领域，矿物功能材料可以应用于药物载体、医用陶瓷、生物传感器等，对于提高医疗技术水平具有积极意义。
总之，矿物功能材料作为一种重要的新型材料，在材料科学和工程领域具有广阔的应用前景。
随着科技的不断进步和材料工艺的不断完善，相信矿物功能材料将会在未来的发展中发挥越来越重要的作用，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
矿物功能材料
矿物功能材料随着人类文明的不断发展，材料科学与技术也逐渐成为了人类社会发展的重要领域。
在这个领域中，矿物功能材料作为一种新型材料，正在受到越来越多的关注。
矿物功能材料是一种由矿物质和其他材料组成的材料，具有多种功能，如吸附、催化、光催化、光电、超导等。
本文将从矿物功能材料的定义、分类、制备、应用等方面进行探讨。
一、矿物功能材料的定义矿物功能材料是由矿物质和其他材料组成的具有特定功能的新型材料。
它的主要特点是具有多种功能，如吸附、催化、光催化、光电、超导等。
矿物功能材料的制备过程中，需要对矿物质进行改性，使其具有更好的性能和更广泛的应用。
二、矿物功能材料的分类矿物功能材料可以根据其功能进行分类。
按照功能分类，主要有吸附材料、催化材料、光催化材料、光电材料、超导材料等。
1、吸附材料吸附材料是一种能够吸附和去除有害物质的材料。
吸附材料广泛应用于水处理、废气处理、环保等领域。
常见的吸附材料有活性炭、分子筛等。
2、催化材料催化材料是一种能够促进反应速率的材料。
催化材料广泛应用于化学反应、制药、石化等领域。
常见的催化材料有金属催化剂、酶催化剂等。
3、光催化材料光催化材料是一种能够利用光能促进反应的材料。
光催化材料广泛应用于环境治理、新能源等领域。
常见的光催化材料有二氧化钛、半导体材料等。
4、光电材料光电材料是一种能够将光能转化为电能的材料。
光电材料广泛应用于光伏发电、光电显示等领域。
常见的光电材料有硅、铜铟镓硒等。
5、超导材料超导材料是一种能够在低温下产生超导现象的材料。
超导材料广泛应用于磁共振成像、磁悬浮列车等领域。
常见的超导材料有铜氧化物、铁基超导材料等。
三、矿物功能材料的制备矿物功能材料的制备过程中，需要对矿物质进行改性，使其具有更好的性能和更广泛的应用。
常见的矿物功能材料制备方法有物理方法、化学方法和生物方法。
1、物理方法物理方法是通过改变矿物质的物理性质来制备功能材料。
常见的物理方法有热处理、机械合成、溶剂热法等。
电气石技术参数
电气石英文名叫tourmaline,长期以来作为一种珍贵的宝石材料被开发利用。
如中国的碧玺、外国的祖母绿等都属于托玛琳材料。
科学家研究发现，托玛琳是一种含有多种微量元素和矿物质，具有压电效应和热电效应的天然永久的电极晶体材料。
在温度和压力变化的情况下，会引起晶体两极产生一定的电压，在世界上250多种的矿物质中，仅有托玛琳晶体同时具有压电效应和热电效应。
近十年来，随着保健科技的不断进步，托玛琳因其科技含量高、保健功能强、作用持久、应用范围广而日益受到国内外专家们的重视，在健康产业、食品业、建筑装饰业、家电业、农业、畜牧业等方面有着巨大发展前景，被喻为21世纪的环保健康新材料。
托玛琳主要铁（Fe）、锰（Mn）、镁（Mg）、锂（Li）等微量元素组成，由于主要化学成分的不同而呈现出黑、粉红、绿、紫等不同的颜色。
托玛琳是一种晶体状的天然矿物质，带有永久性电极（该性能是目前被发现的大自然矿物中极少数之一），具有压电效应和热电效应。
压电效应是指给晶体施加一定的压力，晶体既产生带电现象。
热电效应是指给晶体一定的热量，即能使晶体出现带电现象。
托玛纤维素是以托玛琳等纯天然燃料经高科技手段加工而成的环保健康新材料。
以托玛琳纤维素为主要原料，经高科技加工制作的健康功能寝具产品，具有高效的远红外健康负离子、舒爽的生物电、丰富的矿物质、理想的抑菌力等五大功能，可对人体起到全方位的保健作用。
二.托玛琳的保健作用1.高效的远红外红外线是指波长在0.76---1000 微米的电磁波。
电磁波波谱的波长由短至长依次排列为：Y射线、X 射线、紫外线、可见光、红外线、毫米波、微波、无线电波等。
医学上把波长在2.5微米以上的红外线称之为远红外线。
介于4---14微米的远红外线与人体辐射相匹配，能产生温热效应，促进人体的新陈代谢，被“称为生命之光”。
远红外线对人体健康有以下特殊作用：改善微循环：微循环是指微动脉与微静脉之间微血管中的血液循环。
生态环境矿物功能材料
背景
目前，生态环境材料已经成为了全球材料科学领域的研究热点之一。然而， 生态环境材料在发展过程中也面临着许多问题，如技术难度大、成本高、推广困 难等。因此，进一步推动生态环境材料的研究和应用，对于解决环境问题、促进 可持续发展具有重要意义。
主题1：生态环境材料的基本概 念和特点
主题1：生态环境材料的基本概念和特点
谢谢观看
1、生态环境矿物功能材料的主要功能和特点
(4)生物功能材料：主要包括生物活性矿物，如生物玻璃、生物陶瓷等。这些 材料具有良好的生物相容性和活性，可用于生物医学工程、药物载体等领域。
2、生态环境矿物功能材料的制 备方法、选择依据和优缺点
2、生态环境矿物功能材料的制备方法、选择依据和优缺点
(1)制备方法：主要包括物理法、化学法和生物法。物理法包括机械研磨、热 处理等；化学法包括溶胶-凝胶法、水热法等；生物法则利用微生物或植物提取 物进行合成。
(2)环境监测：生态环境矿物功能材料可应用于环境监测领域，如利用磁性矿 物和生物活性矿物等建立环境传感器，实时监测环境中的有害物质。
3、生态环境矿物功能材料的应用领域和实例
(3)能源开发：生态环境矿物功能材料在能源开发领域也有广泛应用，如利用 光功能材料和电功能材料开发太阳能电池和超级电容器等。
3、生态环境矿物功能材料的应用领域和例
背景
背景
生态环境矿物功能材料是指具有特定物理、化学、生物性能的天然或人工矿 物材料，能在生态环境中发挥重要作用。这些材料在环境保护、资源开发、能源 利用及医药卫生等领域具有广泛应用前景。
正文
1、生态环境矿物功能材料的主 要功能和特点
1、生态环境矿物功能材料的主要功能和特点
(1)光功能材料：主要包括各种荧光矿物，如稀土元素掺杂的荧光矿物。这些 材料具有独特的光学性质，可用于光催化降解有机物、光能转化等领域。
非金属矿物功能材料
非金属矿物功能材料
非金属矿物功能材料是指由自然或人工合成的非金属矿物为基础材料，经过改性加工，能够赋予其特定功能的一类材料。
常见的非金属矿物功能材料有以下几种：
1. 氧化铝陶瓷材料：具有高热稳定性、抗腐蚀性、机械强度高等优良特性，常用于耐火材料、催化剂、电气绝缘材料、磨料等领域。
2. 碳纤维：具有高强度、高模量、轻量化等特性，广泛应用于航空、航天、体育器材、汽车等领域。
3. 石墨烯：是一种具有单原子厚度的碳材料，具有极高的导电、导热、机械强度等性质，被认为是未来材料技术的重要发展方向。
4. 磁性材料：包括铁氧体、钕铁硼等材料，具有独特的磁性特性，广泛应用于电子、通信、磁记录等领域。
5. 复合材料：由两种或两种以上不同材料组成，具有较高的优良性能，如高强度、低密度、抗腐蚀性等，被广泛应用于航空、航天、汽车、医疗器械等领域。
浅谈非金属矿物功能材料及其应用
浅谈非金属矿物功能材料及其应用2016.10月工业和信息化部编制发布了《建材工业发展规划（2016~2020年）》（简称《规划》）。
《规划》提出，发展先进适用技术和装备，提高非金属矿资源开采率、选矿回收率和综合利用率。
积极推广应用矿物功能材料，重点开发基于非金属矿物用于节能防火、填充涂敷、环保治理、储能保温等方面的矿物功能材料。
培育壮大矿物功能材料，推进矿物功能材料在土壤改良和环境治理中实用化，建设若干矿物功能材料特色产业园区，2020年特色产业园区产值达百亿。
而日前中国非金属矿物功能材料产业联盟成立大会在京召开。
会上，中国非金属矿工业协会副会长兼秘书长王文利汇报了中国非金属矿物功能材料产业联盟筹备情况，中国建材联合会纪委书记、副秘书长、综合管理部主任周清浩宣读了《关于中国非金属矿物功能材料产业联盟理事会负责人批复》。
一、什么是非金属矿物功能材料狭义矿物材料是指可直接利用其物理、化学性能的天然矿物岩石，或以天然矿物岩石为主要原料加工、制备而成，而且组成、结构、性能和使用效能与天然矿物岩石原料存在直接继承关系的材料；广义矿物材料是指以天然矿物岩石为主要原料制备的材料。
矿物功能材料是指具有电、光、磁、声、热等功能效应的天然矿物岩石或以其为主要原料制备的具有电、光、磁、声、热等功能效应的矿物材料，在军工、航天、电子及环保等领域具有重要作用。
我国是矿产资源大国，具有特殊功能效应和可用于制备功能材料的矿物资源十分丰富，如金红石、电气石、冰洲石、云母、刚玉、压电石英、光学萤石及石墨等。
概括而言，我国矿物功能材料，主要包括环境矿物材料、生物医用矿物材料及矿物电子电学材料。
随着纳米材料与技术的兴起，矿物纳米材料研究更是方兴未艾。
二、非金属矿物功能材料的应用1.环境矿物材料环境矿物材料是指以天然矿物岩石为主要原料，在制备和使用过程中能与环境相容和协调、或在废弃后可被环境降解、或对环境有一定净化和修复功能的材料。
充分发挥一些环境矿物材料的成分、结构和性能优势，可净化并修复环境，环境矿物材料是矿物功能材料的重要发展方向。
电气石矿物材料的特性
电气 石 产 地 云 南黑 电 气石 内蒙古黑 电气石
新 疆 黑 电 气石 新 疆 宝 石 级 电 气石
电材料 。一直 以来 ，电气石被 作为宝石矿物加 以利用 ， 少量用于仪器 设备 中的光学元件 。１８ 年 ， 日本 学者 ９９ Ｋｂ ｕ ｏ发现并提 出电气石具有永久 性 自发极化 效应 ，为 其在环 境及健康领域 应用开辟 出崭新 的途径【。近年来 ｌ 】 的研 究发现 电气石具有 释放负 离子、发射远 红外线 、吸 附重金 属离子等特殊性 能 ，因此，电气石逐渐成 为热 门 的天然矿物 功能材料 ，受 到世 界各国 的普遍 重视 。 本文 总结了 电气石矿 物材料热膨胀 、Ｚ ｔ ｅ ａ电位 、金 属离子 吸附、远红外 线辐射等性 能的测试数据 ，并在 此
基础上从微观 角度 分析 了这 些性能 的产 生机 理 ， 为其进
一
氧化 铁 含 量 （ ％） ２ ．３ ２４ １．９ ５０ ｌ． １９ Ｏ Ｏ３ ．３
热释 电效 应 （ 坤特”实验 ） “ 不 明显 一般
较 明显 明 显
２ 世 纪 ８ 年 代 日 本 东 京 大 学 的 中 村 辉 太 郎 Ｏ Ｏ
号【。 电气 石在压 力作 用下 两极会 产生 电荷 ；反之 ，ｃ ２ 】 轴平行 于电力线方 向置 入 电场 中，则会产 生应力 。
３ 电气石 的负离子释放性 能
电气石 的永久 性 自发 电极 效应 ， 可使其周 围空气 中
关键 词： 电气石 ；热膨 胀 ：负离子 ；Ｚ ｔ ｅ ａ电位 ；远红
外 线
１ 。通 过对不 同成 分黑 电气石 进行的 “ 坤特 ”实验表 明， 随着 Ｆ ２ ３ ｅＯ 的增加 ，电气 石热释 电效应减 弱 。不含铁 的 锂 电气石热释 电效应最为 明显 ，镁 电气石 次之 ， 黑电 而 气石 几乎没有 可检测 到的热 电效应 。
国防军工领域用矿物功能材料生产及其技术装备开发应用(二)
国防军工领域用矿物功能材料生产及其技术装备开发应用一、实施背景随着国防军工技术的不断发展，对于高性能、高可靠性材料的需求日益增强。
矿物功能材料作为一种具有特殊性能的材料，如耐高温、耐腐蚀、高强度等，在国防军工领域具有广泛的应用前景。
然而，当前我国在矿物功能材料生产及其技术装备开发方面存在一定的短板，亟待改进。
二、工作原理矿物功能材料生产及其技术装备开发应用方案基于先进的材料科学和制造技术，具体工作原理如下：1.材料制备：通过高温烧结、化学合成等手段制备矿物功能材料。
2.材料加工：利用精密加工设备，如数控机床、激光切割等，将制备得到的矿物功能材料加工成所需形状和尺寸的零件。
3.技术装备开发：基于矿物功能材料的特性，开发适用于其加工和应用的技术装备。
4.应用验证：在国防军工领域的应用场景中，对所开发的技术装备进行性能验证，确保其满足实际需求。
三、实施计划步骤1.需求分析：深入了解国防军工领域对于矿物功能材料及其技术装备的需求，明确技术指标和应用场景。
2.材料研发：开展矿物功能材料的制备和加工技术研究，优化材料性能。
3.技术装备设计：根据矿物功能材料的特性，设计开发适用于其加工和应用的技术装备。
4.技术装备制造：选取合适的材料和工艺，进行技术装备的制造。
5.应用验证：将所开发的技术装备应用于实际生产中，进行性能验证和评估。
6.反馈与改进：根据应用验证的结果，对技术装备进行优化和改进，提高其性能和可靠性。
四、适用范围本方案适用于国防军工领域的以下方面：1.航空航天：用于制造高温、高强度、轻质的结构件和密封件等。
2.兵器装备：用于制造耐腐蚀、高强度的零部件和武器装备等。
3.电子通信：用于制造具有优异电磁性能的零部件和电子元器件等。
五、创新要点1.矿物功能材料的制备和加工技术研究，实现材料性能的优化。
2.基于矿物功能材料特性的技术装备开发，提高生产效率和产品质量。
3.将先进的材料科学和制造技术应用于国防军工领域，推动国防科技的发展。
电子信息领域用矿物功能材料生产及其技术装备开发应用(一)
电子信息领域用矿物功能材料生产及其技术装备开发应用一、实施背景随着科技的飞速发展，电子信息领域对材料的需求日益增长。
矿物功能材料作为一种具有特殊性能的材料，广泛应用于电子器件的制造。
然而，当前矿物功能材料的生产技术及装备存在一定的局限性，制约了其大规模应用与电子信息产业的进一步发展。
因此，开发新型的矿物功能材料生产技术及装备具有重要意义。
二、工作原理1.材料制备：通过物理或化学手段，从矿物原料中提取出目标功能材料。
例如，利用机械破碎、化学溶解等手段处理矿物原料，得到具有特定功能的粉末或晶体。
2.材料精制与纯化：通过特定的工艺过程，去除杂质，提高材料的纯度和性能。
例如，采用溶剂萃取、离子交换等技术，对材料进行提纯和精制。
3.技术装备：开发适应大规模生产的矿物功能材料制造装备。
例如，自动化生产线、机器人等设备，以提高生产效率和产品质量。
三、实施计划步骤1.需求分析：对电子信息领域的需求进行深入调研，明确矿物功能材料的具体性能指标和需求量。
2.材料筛选：根据需求分析结果，筛选合适的矿物原料和制备工艺。
3.技术研发：开发新型的矿物功能材料生产技术和装备，并进行实验室验证。
4.中试生产：在实验室验证成功后，进行中试生产，以进一步验证技术的可行性和经济性。
5.产业化推广：在中试生产成功后，推动技术的产业化应用和推广。
四、适用范围1.电子元器件制造：矿物功能材料可用于制造电子元器件，如晶体管、集成电路等。
2.新能源领域：矿物功能材料可用于太阳能电池、燃料电池等新能源设备的制造。
3.通信技术领域：矿物功能材料可用于光纤通信、卫星通信等高技术领域。
4.生物医学领域：矿物功能材料可用于制造生物医学设备，如人工关节、牙齿植入物等。
五、创新要点1.矿物功能材料的制备技术：通过物理或化学手段，实现高效、环保的矿物功能材料制备。
2.矿物功能材料的纯化和精制技术：开发新型的提纯和精制技术，以提高材料的纯度和性能。
3.矿物功能材料的技术装备：开发自动化生产线和机器人等设备，以提高生产效率和产品质量。
电气石简介
◎电气石简介电气石是以含硼为主的环状硅酸盐矿物，其工艺名称为碧玺，英文名：Tourmaline，意为“红玉骨绥(sui )”、“混合宝石”。
在我国的一些历史文献中也有将“托玛琳”称之为砒硒、碧霞希、碎邪金等，但多称为“碧玺”。
电气石最早发现于斯里兰卡，当时被视为与钻石、红宝石一样珍贵的宝石。
人们注意到这种宝石在受热时会带上电荷，这种现象称为热释电效应，故得名电气石。
电气石的化学式：Na(Mg,Fe,Mn,Li,Al)3Al6 : Si6O18] : BO3 3(OH,F)4 或写成通式：NaR3Al6 : Si6O18] : BO3 3(OH,F)4。
【化学组成】电气石是一种硼硅酸盐矿物，即除硅氧骨干外，还有[ BO3络阴离子团。
其中Na+可局部被K+和Ca2+弋替，(0H)-可被F-代替，但没有Al3+代替Si4+现象。
R位置类质同像广泛，主要有4个端员成分，即：镁电气石(Dravite)R=Mg ;黑电气石(Schorl):R=Fe ;锂电气石(Elbaite):R=Li+Al ;钠锰电气石(Tsilaisit)R二Mn 。
根据富含元素含量，可将电气石分为铁电气石、镁电气石、锂电气石等，并且某些类型的电气石之间还存在固熔现象。
一直以来，电气石被作为宝石矿物加以利用，少量用于仪器设备中的光学元件，大量非宝石级电气石几乎未得到利用。
1989 年，日本学者Kubo发现并提出电气石具有永久性自发极化效应，从而为电气石为工业矿物，尤其是在环境与健康领域应用幵辟出崭新的途径。
有关电气石的记载，始于古锡兰，之后陆续发现它具有电性、压电性，并被用于红外光谱探测和热像等仪器上。
1989 年，日本学者Kubo 首次发现了电气石存在自发电极、电气石微粒周围存在静电场现象，就此对电气石微粉的电场效应展开了一系列应用研究，由此兴起了电气石在环境、人体保健领域的研究新热潮。
此后，日本，美国等国学者纷纷开始了对这一方面的应用性研究，陆续申请了多项地利。
电气石
电气石——多功能环保健康新材料郭 力(咸阳非金属矿研究设计院，陕西咸阳 772021)1 前 言电气石是全球稀缺的非金属矿产资源，宝石级电气石称“碧玺”，主要产于巴西、中国、印度等。
它是一种在自然状态下电子永久流动能产生静电场的一种矿石，并能在无源状态下使空气和水产生碱性负离子。
从20世纪90年代开始，日本、美国等国家在用电气石改善环境和人体保健方面的研究和开发被认为是矿物材料领域里的一场革命，目前，已开发应用在环保(水、气净化)、化工、功能陶瓷、人体保健、农业等领域有几十个系列数百种产品，并且取得了很好的经济效益。
2000年日本与电气石有关的产品市场销售额高达100亿美元。
而中国对电气石的应用研究至今几乎是空白。
随着日、美等国对电气石大量开发利用，国人也开始了解到了它的价值，得到了一些前瞻性科研单位和企业的关注，并已着手研究开发相关产品。
据日本专家预测中国市场在今后的五年内将会形成研究开发和生产与电气石相关的环保和人体健康产品的热潮，届时中国的资源优势和巨大的市场需求潜力将会显示出强大的生命活力。
2 电气石的基本性能电气石是一种硼硅酸盐类矿物，其化学式可简写成NaR3A16B3Si6O27(OH)4,其中Na可部分被K和Ca代替，OH可被F代替，R的位置同质多像广泛，根据晶体结构内的R端组分不同可分为呈褐色和黄色的镁电气石、黑色的铁电气石、玫瑰色的锂电气石、淡蓝色的钠锰电气石和深绿色的铬电气石。
矿物硬度为7～7.5，密度3.3～3.25，柱状晶形，柱石有纵纹、横断面呈球面三角形，无解理，常见形多为复三方单锥晶体，集合体呈棒状、柱状、放射状、束针状以及致密块或隐晶质块状。
电气石的晶体结构为三方晶系，即硅氧四面体组成的复三方环，由于晶体结构特别，导致两个高电荷的原子在结晶格架上排列明显错位、由此致使晶体一端为电荷正极，另一端为电荷负极，电子永不停息的从负极流向正极，从而形成了电流和静电场。
(1) 静电永久地产生微弱电流，形成静电场电气石晶体结构本身具有永久带电和永久保持着正极和负极的特性，它和铀矿石具有放射性形成放射场，磁铁矿石具有磁性形成磁场一样，具有形成电场的特性。
电气石环境矿物材料中的佼佼者
43电气石环境矿物材料中的佼佼者文图/李雯雯环境矿物学是20 世纪90 年代才出现的新学科。
1999 年, 我国环境矿物学分会的成立标志着国内环境矿物学的研究进入了新阶段。
环境矿物材料具体是指以天然矿物岩石为主要原料，在制备和使用过程中能与环境相容和协调，或在废弃后可被环境降解，或对环境有一定净化和修复功能的材料。
环境矿物材料具有表面吸附、孔道过滤、结构调整、离子交换及化学活性等作用。
通过以上作用可以实现天然矿物材料对固、液、气3类污染物的有效治理。
我国矿产资源分布广泛，具有环境净化和修复功能的矿物资源较为丰富，近些年来，人们对电气石、凹凸棒石、沸石、硅藻土等环境矿物材料的研究日益深入。
其中电气石作为一种独特的自发电极性矿物，更是得到了广泛的研究。
电气石属三方晶系，晶体呈长柱状或针状，还有棒状、放射状和发状集合体。
柱体两端常呈不同的锥面。
晶面常有纵纹，晶体的横截面为等边三角形，三角形的每边又向外凸出，故较易识别。
1703年，荷兰阿姆斯特丹有几个小孩玩荷兰航海者带回的石头，发现这些石头除了在阳光下出现的奇异色彩外，更惊讶这些石头有一种能吸引或排斥轻物体如灰尘或草屑的力量，荷兰人把这种石头叫做吸灰石，这就是欧洲人最早认识的碧玺。
1768年，科学家发现了碧玺受热会具有压电性和热电性，才被命名为电气石。
电气石常出现在稀有金属钠长石、伟晶岩型、锂云母、云英岩型中，按优势元素而分为3类：铁质电气石（黑电气石)，呈黑色；镁质电气石(镁电气石)，呈褐色；碱质电气石，呈粉红色(红电气石)、绿色(绿电气石)或无色(无色电气石)。
有的晶体内部呈粉红色，而外围呈绿色，如西瓜电气石。
其中，红色、蓝色电气石在各色电气石中相对珍贵。
发育好的电气石多出现在与花岗质岩浆接触的变质石灰岩和伟晶岩里。
研究发现，电气石是由于加热而产生电荷，并非是当时普遍认为的摩擦起电。
1880年，P·居里和J·居里兄弟发现了部分晶体（如电气石、石英等）存在压电效应。
石墨的作用
石墨的作用
石墨是一种天然的矿物质，由碳元素组成。
它的具体作用非常广泛，以下是其中一些主要的作用：
1. 铅笔芯：石墨是铅笔芯的主要成分，其柔软和易削性使得它成为优质的书写工具。
石墨颗粒通过纸张表面留下黑色印迹，使得我们能够方便地记录和传递信息。
2. 电池中的阳极材料：石墨作为电导性能良好的材料，被广泛用于电池的阳极。
石墨材料能够有效储存和释放电荷，提供可靠的电力供应。
3. 热导和润滑剂：石墨具有良好的热导性能和润滑性。
它被广泛用作润滑剂，减少金属与金属之间的摩擦和磨损。
同时，石墨也被用作导热材料，用于散热器、铸造模具等领域。
4. 塑料和橡胶强化剂：石墨粉被添加到塑料和橡胶制品中，能够增加它们的强度、硬度和耐磨性。
石墨还可以改善材料的导电性能和耐化学腐蚀性。
5. 化工领域：石墨可以用来制备多种化工产品，例如石墨烯，这是一种由单层碳原子构成的二维材料，具有许多优异的性能，如高透明度、高电导性等，对新能源、电子器件等领域具有广泛的应用前景。
6. 耐火材料：石墨在高温环境下表现出良好的稳定性和抗腐蚀性。
因此，它被广泛用于耐火材料的制备，如炉墙、炉底和耐
火砖等。
7. 核电工业：石墨具有良好的中子减速性能和热导性能，因此它被广泛应用于核反应堆中的石墨堆芯和石墨中子反射器，以控制核裂变反应。
总的来说，石墨具有多种多样的应用领域，从书写工具到电力供应，从化学工业到核能领域。
其卓越的导电、导热和润滑性能，以及在高温环境下的稳定性使得石墨成为一个重要而多功能的材料。
光电功能材料在对抗性攻击中的防护研究
光电功能材料在对抗性攻击中的防护研究随着科技的发展和社会的进步，现代战争已经不再是简单的火力攻击和军事装备的比拼。
敌对势力越来越重视对单位机密信息的获取、战争中的隐蔽行动、以及对军事基地和设施的破坏。
其中对军事基地和设施的破坏更是如此。
为了防范这种不可预测的袭击，军人和科学家们一直致力于开发适应于现代战争的新型材料，其中，光电功能材料起到了重要作用。
一、光电功能材料的定义与分类光电功能材料，顾名思义，是指具有光学和电学功能的矿物或化合物材料。
它们可以通过吸收或发射光线来实现电流的控制和传输。
通俗一点来说，就是把光子转化为电子，再通过电子的传输实现对不同需求的控制。
根据其功能特征，光电功能材料可分为两大类：1. 光电控制材料。
这类材料可通过外界光的刺激而改变其电学性能、光学性能和磁学性能。
且这类材料的响应速度非常快，具有极高的实用性。
2. 光电功能材料。
这类材料指的是那些能够直接转换光子为电子的材料。
这些材料具有极高的传感响应率，在现代电子工业中具有广泛的应用。
二、光电功能材料的应用由于光电功能材料具有响应速度快、强度大、优秀的光学和电学性能等方面的优点，因此在现代战争中，这类材料已经广泛应用。
1. 战斗机材料。
钛合金、高强度钢和铝合金等传统材料已不再适应现代战争的需要。
因此，光电功能材料被用来制造战斗机，提高其抗风阻、抗腐蚀和抗撞击性能，保证了战斗机在战斗中的稳定性和；2. 坦克材料。
在现代战争中，坦克的抗毁性和隐蔽性非常重要。
因此坦克材料必须能够提高防弹性能，降低被敌军打击的几率。
光电功能材料的高强度、抗冲击、轻量化等优点，被广泛应用于坦克制造中；3. 轨道交通材料。
光电功能材料也可以用于轨道交通。
相比以往传统材料的抗氧化和抗磨损性能，光电功能材料可以提高设计桥梁等结构的安全性和稳定性；三、光电功能材料的防护研究然而，现代战争的复杂性和敌军的高科技威胁使得光电功能材料在实际应用中面临一些新的挑战。
功能性矿物及应用
功能性矿物及应用简介功能性矿物是指具有特定功能和应用的矿物。
这些矿物在不同领域的应用中发挥着重要的作用，包括医药、化妆品、材料科学等领域。
本文将介绍几种常见的功能性矿物及其应用。
锂辉石锂辉石是一种富含锂和钠的矿物，化学组成为LiAl(SiO3)2。
锂辉石在电池制造中是一种重要的原材料，尤其是用于锂离子电池。
锂离子电池是目前最常用的可充电电池，广泛应用于手机、笔记本电脑、电动车等设备。
锂辉石具有高能量密度和长寿命的特点，使得锂离子电池成为一种理想的能量存储解决方案。
锂辉石也具有优良的热稳定性和电化学性能，在高温和高电压环境下能够保持较好的性能，因此被广泛应用于新能源领域。
石墨石墨是一种碳质矿物，化学组成为C。
石墨具有层状结构，层与层之间通过弱的范德华力相连。
石墨的层状结构使得其具有良好的导电性和导热性。
石墨在电池制造中也扮演着重要的角色，特别是用于锂离子电池的负极材料。
石墨的导电性能好，可以提供良好的电子传导通道，同时具有较高的锂离子扩散速率，使得电池具有更高的充放电效率和更长的寿命。
此外，石墨还具有较低的摩擦系数和良好的耐磨性，因此被广泛应用于摩擦材料、润滑材料等领域。
硫化锌硫化锌是一种广泛应用于光电材料领域的矿物。
硫化锌具有优良的光电特性，其能带结构使得其具有较宽的能带隙和高的阳极电位。
硫化锌在光电器件中被用作半导体材料，特别是用于太阳能电池和发光二极管。
硫化锌能够吸收紫外光并发出可见光，因此被广泛用于照明、显示等领域。
此外，硫化锌还具有较高的热稳定性和化学稳定性，使得其在高温和腐蚀环境下仍能保持较好的性能。
氧化锌氧化锌是一种常见的功能性矿物，化学组成为ZnO。
氧化锌具有良好的光电特性和电化学性能，被广泛应用于太阳能电池、光电器件、电子器件等领域。
氧化锌具有高度透明性和优良的导电性能，使其成为一种理想的透明导电材料。
氧化锌透明导电薄膜在显示器、触摸屏等设备中得到广泛应用。
此外，氧化锌还具有较高的化学稳定性和光催化性能，被用于环境保护领域。
矿物功能材料
矿物功能材料矿物功能材料是指以矿物为原料，通过物理、化学或其他工艺手段制备而成的具有特定功能的材料。
矿物功能材料广泛应用于建筑材料、电子材料、医疗材料、环境材料等领域，具有重要的经济和社会价值。
首先，矿物功能材料在建筑材料领域发挥着重要作用。
例如，水泥是一种以石灰石、粘土等矿物为原料制备而成的建筑材料，具有优良的抗压强度和耐久性，被广泛应用于房屋建筑、道路铺设等工程中。
另外，矿物纤维材料如玻璃纤维、石膏板等也是常见的建筑材料，具有隔热、隔音、防火等功能，为建筑提供了良好的保护和装饰效果。
其次，矿物功能材料在电子材料领域具有重要应用价值。
例如，硅是一种常见的半导体材料，可用于制备集成电路、太阳能电池等电子器件，具有良好的导电性和光电性能，是现代电子工业的关键材料之一。
此外，金属铜、铝等矿物也被广泛应用于电子导体、散热器等领域，为电子设备的正常运行提供了重要支持。
再者，矿物功能材料在医疗材料领域发挥着重要作用。
例如，氧化锌是一种常见的医用材料，具有良好的抗菌、消炎、防晒等功能，被广泛用于制备药膏、防晒霜等产品。
另外，石膏、氢氧化钙等矿物材料也常用于制备骨科固定材料、牙科填充材料等医疗器械，为医疗行业提供了重要支持。
最后，矿物功能材料在环境材料领域也具有重要应用价值。
例如，活性炭是一种常见的环境净化材料，具有良好的吸附性能，可用于净化水质、空气等环境，起到了重要的保护作用。
另外，矿物吸附剂、沸石等材料也被广泛应用于废水处理、气体净化等领域，为环境保护提供了重要支持。
总之，矿物功能材料在各个领域都发挥着重要作用，为人类社会的发展和进步做出了重要贡献。
随着科技的不断进步和创新，相信矿物功能材料将会在更多领域展现出更多的应用价值，为人类社会的可持续发展提供更多的支持和保障。
51号材料的矿化与矿物多功能性材料
51号材料的矿化与矿物多功能性材料材料科学与工程是一个涵盖广泛且发展迅速的领域，而其中的矿物多功能性材料更是备受关注。
在众多材料中，51号材料以其独特的性质和广泛的应用领域备受瞩目。
本文将对51号材料的矿化过程以及其多功能性进行探讨。
矿化是指无机物在特定条件下形成矿物的过程。
51号材料的矿化并非简单的物质相变，而是在特定的模板作用下，使得物质具有晶体的结构特征。
这一过程通常涉及到物质的溶解、离子交换和晶核形成等步骤。
通过这种方式，51号材料可以获得复杂的结构，并具有良好的结晶性和稳定性。
51号材料的矿化过程还可以通过调控条件来实现对材料性能的调节。
例如，通过改变矿化过程中的温度、pH值、反应时间等参数，可以得到不同晶体形貌和尺寸的材料。
这种方法为制备多功能材料提供了便利。
51号材料因其独特的结构和性能而被广泛应用于多个领域。
首先，它在环境治理中具有重要作用。
由于51号材料具有高度的表面活性和吸附能力，可以用于水体中有害物质的去除和废气处理。
例如，将51号材料与铁氧化物结合，可以有效去除水中的重金属离子和有机污染物。
另外，51号材料还可以作为催化剂，利用其特殊的晶体结构和化学性质来促进化学反应的进行。
其次，51号材料在医学领域也有广泛的应用前景。
由于其与生物体相容性良好，可以用于组织工程和药物传递等领域。
例如，将51号材料与药物结合，可以制备出具有缓释性能的药物载体，有助于提高药物的疗效并减少副作用。
此外，由于其表面具有一定的化学活性，可以用于细胞材料的涂层，以提高人工器官和组织的生物相容性。
最后，51号材料还可以在能源领域发挥重要的作用。
其特殊的吸附能力和导电性能使其成为理想的电极材料和传感器材料。
例如，将金属氧化物与51号材料复合，可以制备出具有高容量和高电导率的电池材料。
另外，将51号材料用作传感器材料，可以实现对环境中不同物质的高灵敏度检测。
综上所述，51号材料的矿化与其多功能性的结合为广泛应用提供了坚实的基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2 . 3 蒙脱石 、 黄铁矿在高能电池上的应用
天然矿物的导电性为固体电解质材料的研究提 供了丰富的资源 。
固体电解质材料是化学电池的必备材料 。 它 要求电阻率为 ( 1 0-3～ 10-5) Ψ c m , 具有较好的离 子导电性或电子导电性 。
电子导电型电解质作为电池材料主要是阴极 ; 离子导电型固体电解质材料主要是阳极 。
近年来 , 国内外电源专家先后 对黄铁矿和蒙脱石进行选矿 提 纯 、离子交换,制备出电极材 料 , 用 于L i S/ Fe S 2 高能 蓄 电池 。 具 有 比能 量 高 、 电 流 大 、 体积大 、 结构坚固 、 贮藏期久 的优点 , 是航天 、 火箭和导弹的 仪表工作电源 。
蒙脱石
三、 矿物的介电性质
黄铁矿 ( FeS 2)是自然界常见的硫化矿物 。
其电阻率为 ( 0. 0023 ～ 1 . 5) Ψ cm ,是电子导电 型固体电解质 。
黄铁矿（FeS2）因其浅黄铜色和明亮的金属光泽， 常被误认为是黄金，故又称为“愚人金”。
蒙脱石是具有开放性层状结构 的硅铝酸盐矿物 , 能传导一价 、 二价及高价离子 , 实现快离子传导 , 是较好的快离子导体 。
固体电子论认为 ,矿物导电性的本质在于各种矿物能带结构的差别和价电子填充情况 的不同 ,禁带宽度决定了带电粒子位移的难易。硅酸盐矿物 、硫化物矿物及金属矿物有 不同的禁带宽度 。一些矿物的禁带宽度 ( Eg) 和带电粒子浓度 ( n) 如表2所示 。
影响因素
矿物的电导率还与环境温度有关 。 对于金属矿物而言 , 温度增加使电子运动所受阻力增大 , 电导 下降 。对于硅酸盐和氧化物类矿物 , 温度升高 , 一方面使电子跃 迁几率加大 , 载流子浓度变大 ; 另一方面使离子振动加剧 , 载流 子移动阻力增大 , 一般来说 , 随着温度升高 , 导电率增加 , 电阻率 降低 。 环境湿度对具有较高电阻率的离子键和共价键矿物的导电率 有十分明显的影响 。 矿物表面越粗糙 , 剩余键力越大 , 粒度越 小 , 比表面积越大 , 都会使矿物吸湿性变大 。
要实现上述技 术要求 ,首先应选 择优质矿源 , 采用先 进的无污染 、 超细磨 、 选矿浸除工艺和科学的球型颗
粒制备方法 。
石 英
集 成 电 路
目前 , 我国普通硅微粉已有大量产品 , 但对于优质超大规模集成电路用硅微粉的生产 , 仍是空白 。
2. 2 长效防腐导电剂
所有电力设备 、 建筑物和无线电仪器上必须有良 好的接地装置 。 传统的接地装置是在地下深处埋设 金属材料 ( 如铜) , 周围灌以活性炭和盐水等导电剂 , 以保持一 定的湿度 , 确 保有较小的接 地电阻 。 这种 装置存在着使用寿命短 、 导电性能差 、 不稳定 、 需 要经常更换等缺点 。
一、矿物的导电性
材料导电率的大小由带电粒子浓度和迁移率决定。带电粒子可以 是电子、空穴和各种离子 。
因此 ,材料导电率是上述各种粒子导电率的总和 。
天然矿物之间导电率相差勘大 , 可达1020( 表1) 。归结起来 , 是 由于他们的化学成份、结构 、键型的不同 , 形成过程中出溶 、 析 晶 、晶格畸变 、缺陷 、位错 、 类质同象置 换和杂质矿物的混入 等原因 , 导致带电粒子浓度和迁移率的差异而产生的 。
天然金红石（金红石渣）
虽然天然金红石杂质含量高 , 但是其介电性质优于人工金红石 。
这是因为 : 人造金红石是化工过程产物 , 用硫酸法或氯化法制备而得 , 产品 中粉粒表面会有残留一些酸根离子并产生晶格缺陷 , 反应过程中会产生氧空位 。 如煅烧不充分会残留一些未经转化的锐钛矿相 。
因此介电常数和介质损耗变化大 , 而天然金红石是高温高压的产物 , 尽管引 入了一些杂质离子 , 对其内钛 、 氧离子进行异价类质同相置换 , 造成晶格缺陷 , 影响其介电常数和介电损耗的同时 , 其中的三价 、 五价离子可以增强金红石 的抗还原性 ,减少氧空位的产生 , 从而使天然金红石尽管杂质含量高 , 而与某些 人工金红石相比介电常数高 、 介质损耗低 。
影响因素
此外 , 矿物的导电性还和施加电场和频率有关 。 粉末状矿物还与其粒径和粒子形状有关 。 某些矿物在一定压力 、 一端加热和声音作用下 ,会 发生电荷聚集 ( 如压电石英 、 电气石 、 辰砂) , 进而 使电导率发生急剧变化 。
二、 矿物导电性的应用
天然矿物在无机电绝缘材料 、导电材料和半 导体材料上有着广泛的应用 。
如电机 、电车 、无线电发射塔等的绝缘支撑材料 , 家用电 器中的电热管 、电熨斗 、 电饭煲的绝缘填料 。 虽然其中一 部分可以使用有机材料 , 但无机矿物材料 , 尤其是硅酸盐一氧 化物具有耐高温 、 抗老化 、 抗酸碱和化学稳定性好的优点 , 仍是当今电绝缘材料的重要组成部分 。
如白云母 , 具有很高的透明度 、 弹 性 、 韧性 、 化学稳定性 , 并有优异 耐高压 、 耐热 、 耐火性和较好的电
绝缘性是制备电机 、 电子管和电容
器的重要材料 。又如滑石粉 , 在 1 000 ℃以内具有较好的电绝缘性 , 常用于 变压器 、 电机匝间涂料的填料 。
云 母 矿
白 云 母
作为电热管用的电绝缘填料 。 目前常用的是电熔氧化镁 , 在常温下 极易吸潮发生水合反应 , 生成氢氧化 镁 , 而使电绝缘性能大为降低 , 并且 价格较贵 。
经使用证明 , 该导电剂在雷电和工频大电流作用下 , 性能不变 。 埋在导电剂中的接地体 ,历时 7 年 , 表面生成一种亮绿色薄膜 , 保护了接地体不受腐蚀 。因此 , 可作为发电厂 、 变电所配电变 压器 , 电器设备 , 输电线杆 、 塔 、 避雷针 、 建筑物防雷接地体 , 无线电台 、 电视台 、 雷达站 、 微波站接地以及电子设备 、 电子计算机房接地装置的导电剂 。
电介质材料的重要性质是在外加电场 ( 直流 、交流 、 电磁波 )作用 下 , 其内弱联系电子位置发生变化 , 进而使质点 ( 原子 、 分子 、 离子) 正负电重心发生分离产生偶极子和界面形成束缚电荷 。
自然界的矿物介电特性变化很大 。
介电常数变化大的是两类矿物 — — —硫化物和氧化物 。 在同一阳离子化合物中 , 硫化物矿物比氧化物矿物具有更高的介 电常数 。氧化矿物中 , 金红石和钙钛矿结构的矿物具有较高的介电常 数 。硅酸盐和含氧盐矿物中 , 除了几个矿物外 , 它们的介电常数和介 电பைடு நூலகம்耗都不大 。
矿物材料中的 电功能材料
背景
作为材料家施行中数量最多 、 门类丰富的天然矿物具有多种多样的导电 ( 绝缘) 、 介电 、压电 、热电性能 , 是鉴定和选别矿物和物理探矿 ( 电法勘探 、遥感 )以及利 用矿物制备功能材料的物理依据 。
在科学技术尤其是电子技术高速发展的今天 ,对电功能材料提出了更多 的数量和更高的质量要求 。
中国矿业大学等单位 , 经过多年不懈努力 , 以膨润土为基本原 料 ,经过粉碎 、 选矿提纯 、 烘干后同某些试剂在高压釜内进行 化学反应改性 , 再经脱水 、 烘干 、 粉碎 , 制得长效防腐导电剂 。 具有电阻率低 、 吸水性强 、 保水性好 、 粘附力强 、 性能 稳定 、 延缓接地体腐蚀等优良特性 。
行业PPT模板：/hangye/ PPT素材下载：/sucai/ PPT图表下载：/tubiao/ PPT教程： /powerpoint/ Excel教程：/excel/ PPT课件下载：/kejian/ 试卷下载：/shiti/
这类填料均是用人工合成的方法制备的 , 不但价 格较高 , 而且其中有些材料产品性能差而不稳定 。
随着科技的进步和工业的发展 , 对微波类材料提 出了更多数量和更高的质量要求 。
人们对于加工复合型微波材料更加青睐 。而天 然矿物有宽广的介电常数和介质损耗变化范围 ,为微 波材料的填料提供了广泛的选择余地 。
一类是陶瓷系列材料 , 它虽然能满足技术要求 , 但性脆易 碎 , 不易加工或成品率低 ；
另一类是塑料 、 橡胶 、涂料类材料 , 这类复合材料的核心 部分是具有不同微波性能的功能填料 。
常用的填料有铁氧体 、 磁性金属材料 、 多晶铁 纤维 、 羰基铁 、 纳米材料 、 金红石 、 磷酸铝 、 磷酸铬等等 。
力等一系列优异性能是电工绝缘和大规模集成电路塑封 料的首选填料 。
随着电力工业的发展和计算机大规模集成电路的广泛 应用 , 尤其对作为塑封填料的硅微粉提出了更多的数量和 更高质量要求 , 不仅粒度细 ( 粒径小于 1 μ m) , 纯度高 ( 如 铁含量小于 2 ppm) , 而且要求放射性元素 ( u 、 Th ) ,含量 低 ( 小于 0 . 1p pb ) , 并且颗粒形状为球型 ( 以增加其填充 量和导热 性) 。
经过多年的反复试验 , 以天然硅 酸盐矿物为原料 , 经过选矿提纯 、 表面处理和改性 , 制备出复合硅酸盐 矿物电绝缘填料 。 完全能在一 定温 度范围( < 300 ℃ ) 内代替电熔氧化镁 , 作为电绝缘材料使用 。其抗潮性能 优于电熔氧化镁 , 工艺性能好 , 成本 低廉 。
电热管
以石英为原料制备的硅微粉由于其高的电绝缘性和相 对于树脂较高的导热 、 耐热 、 低膨胀 、 高耐温 、 低应
一些矿物介电常数的变化范围如表 3 所示
四、矿物介电性质的应用
在现代通讯 、 航空 、 航天 、 环保等领域中需要大量具有各 种性能的微波材料 。
如能对电磁波有较好吸收效果的吸液材料 , 具有一定介电常数 而介质损耗勘小的微波介质材料 , 对电磁波完全 “ 透明”的透波 材料 。
这类材料通常有二类产品 。
4 . 2 微波介质材料
和微波吸收材料的技术要求相反 , 用于微波器件的介 质材料的技术要求是介电常数高 ,介电损耗低, 介电常数 的温度系数小 , 密度 低等 , 并要 求成本低 , 施工工艺 简 便。