مترجم: حبیب الله علیخانی
منبع:راسخون
 

حفاری چاه

در گل حفاری چاه های نفت و آب، از میکای با لبه های تیز و با اندازه ی به نسبت درشت، استفاده می شود. این ذرات به دانه های میکا اضافه می شود و این مخلوط، پروپانت (proppant) نامیده می شود. اگر نقاط شکستی در سنگ های موجود در جداره ی چاه ها وجود داشته باشد، این میکا، موجب تقلیل اثرات نامطلوب این شکستگی ها، می شود. پرپانت موادی هستند که موجب بسته شدن حفرات جداره ی چاه ها، می شود و موجب می شود تا از اتلاف های حاصل از جریان گل در این چاه ها، جلوگیری شود. برای این هدف، ذرات با اندازه ی ویژه مورد استفاده قرار می گیرد. این ویژگی سطحی خاص، موجب می شود تا ذرات بتوانند حفرات را بپوشانند و از نفوذ مایعات در این شکستگی ها، جلوگیری شود. میکا، موجب افزایش تافنس و استحکام این بخش ها، می شود.

رنگ ها

رنگ های امولسیون روغنی: یک امولسیون در واقع یک مایع پراکنده سازی شده در داخل یک مایع غیر قابل امتزاج دیگر، می باشد. هم میکای آسیاب شده به روش خشک و هم آسیاب شده به روش تر، در اهداف مختلف مورد استفاده قرار می گیرد:
میکای میکرونیزه ی تولید شده با آسیاب خشک: 10-20 % از یک چنین میکایی، به رنگ افزوده می شود. صفحات دندانه دار و ریز میکا، خود را با صفحه ی سطح، منطبق می کنند و موجب می شود تا سطحی مات، تشکیل شود. علاوه بر این، به دلیل وجود مرزدانه های غیر یکنواخت صفحات، این ذرات در هم قفل می شوند و تشکیل یک لایه ی یکنواخت و پیوسته می کند که به طور مناسبی بر روی سطح پوشش داده شده، می چسبند. به عنوان یک نتیجه، پوشش در برابر ترک خوردن، مقاوم می شود و همچنین در برابر ورود آب نیز مقاوم است. همچنین این چسبندگی موجب می شود تا تافنس میکا افزایش یابد و موجب شود تا این پوشش در برابر خش برداشتن، مقاوم باشد. علاوه بر این، میکا موجب می شود تا مقاومت در برابر حملات شیمیایی و نور فرابنفش، بهبود یابد. تمام این فاکتورها، موجب می شود تا دوام پوشش افزایش یابد و این پوشش ها در برابر نور خورشید و آب شور، مقاوم تر شوند. میکا یک ماده ی مناسب در رنگ های مورد استفاده بر روی سازه های فولادی و رنگ های دریایی می باشد.
میکای آسیاب شده به صورت تر: امولسیون های حاوی صفحات بسیار ریز و با زاویه های مدور از میکا، معمولا در مقیاس کوچک برای تولید رنگ های مقاومت در برابر آتش مورد استفاده قرار می گیرند. این رنگ ها، در برابر محیط های پرخطر، مقاوم می باشند. یک چنین رنگ هایی، به صورت بالک، مورد استفاده قرار نمی گیرند و از آنها در محل هایی استفاده می شود که نیاز باشد. وجود نمک های محلول در آب، موجب می شود تا طول عمر این رنگ ها کوتاه شود و از این رو، باید میزان نمک موجود در این رنگ ها، کاهش یابد. در مواردی که زیرلایه، آتش می گیرد، لایه ی میکا، به عنوان عایق عمل می کند و موجب می شود تا اکسیژن نتواند به سهولت به زیرلایه برسد. این ماده موجب بهبود تافنس، مقاومت در برابر حملات شیمیایی و ... می شود.
در هر دو مورد، میکا موجب افزایش زیبایی و ایجاد اثر درخشش جذاب در رنگ می شود.
پیگمنت های مرواریدی: یک پیگمنت در واقع، یک ماده ی رنگی نامحلول در آب است که با مواد مایع مخلوط می شود و رنگ را تولید می کند. این پیگمنت ها، علاوه بر رنگ، عملکردهای دیگری نیز دارند. به دلیل وجود اثرات ترکیبی حاصل شده از نور عبوری، انعکاس نور و تداخل آن، ترکیب میکا به همراه پیگمنت های تیتانیومی، موجب می شود تا اثرات رنگی جالب توجهی مانند رنگ مرواریدی، ایجاد شود. این رنگ ها، رنگ های مرواریدی، نامیده می شود. حالت مرواریدی، وقتی ایجاد می شود که اشعه های نور، از میان ضخامت های ویژه ای از یک محیط با ضریب شکست بالاتر، به یک محیط با ضریب شکست پایین تر،عبور کند. در این حالت، اثرات تداخلی در سطح مشترک میان این دو محیط ایجاد می شود. در مورد رنگ های میکا- دی اکسید تیتانیومی، میکای پهن و ترانسلوسنت، دارای ضریب شکست پایین تر (1.55) است و به عنوان زیرلایه، مورد استفاده قرار می گیرد. این در حالی است که پوشش دی اکسید تیتانیوم ایجاد شده بر روی سطح این میکا، دارای ضریب شکست بالاتری (2.44) است. برای ایجاد بهترین اثر، ضخامت پوشش دی اکسید تیتانیوم، باید کمتر از 500 میکرون باشد. این مسئله موجب می شود تا اثرات زیبایی قابل توجهی در این بخش ها ایجاد شود. ضخامت کمتر از 20 میکرون این پوشش دی اکسید تیتانیومی، موجب می شود تا یک اثر درخشش ساتنی ایجاد شود. ضخامت 20 تا 50 میکرون، درخشش مروارید گونه ایجاد می کند و ضخامت بالاتر از 100 میکرون، موجب می شود تا اثرات درخشش قابل توجهی در این بخش های ایجاد شود. کاربردهای مهم رنگ های مرواریدی، عبارتند است: 1) صنعت اتومبیل 2) به عنوان زیر پوشش در رنگ های خانگی، 3) در کاشی های شقفی، 4) دکوراسیون بر روی کامپیوترها، 5) ایجاد پوشش بر روی PVC.
کاغذ دیواری، مخلوط های گچی و مخلوط گچ و سیمان: در اینجا، نیز ذرات سفید، نرم و مدور و بسیار ریز از میکا، با استفاده از فرایند آسیاب کاری تر، بر روی سطح اعمال می شوند تا بدین صورت، اثر درخشش، بدون تغییر رنگ سفید رنگ، در این بخش ها، ایجاد شود. در همین حال، سایر ویژگی های میکا، از جمله ضد ترک شدن و عایق کاری حرارتی نیز در این قطعات، ایجاد می شود.
فیلر مورد استفاده در تولید لاستیک، مواد روانساز و گیریس ها: از ذرات مدور و ریز میکا، که با استفاده از روش تر تولید می شوند، به عنوان فیلر و به منظور افزایش استحکام و مقاومت در برابر حرارت، استفاده می شود. هر دوی این خواص، در تولید لاستیک، مهم می باشد. نرمی و مدور بودن ذرات، موجب می شود تا میزان اثربخشی روان سازها و مواد گریسی، افزایش یابد.
ترموپلاستیک ها و ترموست ها: میکا موجب بهبود خواص این دو نوع پلیمر می شود. ترموپلاست ها با استفاده از روش تزریق، اکستروژن و سایر روش ها، تولید می شود. این نوع پلاستیک ها، در صنعت خودرو، آون های میکروویو، دستگاه ظرف شویی و پره های فن ها، کاربرد دارد. در مورد ترموست ها، نیز کامپوزیت های تولیدی از میکا، در جعبه های اتصال، استفاده می شود. اثرات مفید میکا، عبارتند از:
این ماده موجب افزایش استحکام خمشی پلیمر می شود.
صفحات این ماده، موجب می شود تا پلیمر در برابر انبساط و شرینکیج مقاوم باشد و از این رو، نوسان ابعادی آنها کم باشد. از این رو، این ماده در برابر شوک های حرارتی مقاوم می باشد.
صفحات این ماده، موجب می شود تا نفوذناپذیری پلیمر در برابر مایعات و گازها، بهبود یابد.
این ماده موجب می شود تا مقاومت در برابر تابش فرابنفش و میکروویو، بهبود یابد و موجب افزایش مقاومت پلیمر در برابر حملات شیمیایی، شود.
این ماده موجب می شود تا استحکام دی الکتریک پلیمر، بهبود یابد.
استفاده از میکا، موجب می شود تا پایداری ابعادی پلیمر، حفظ گردد. در این کاربرد، میکای آسیاب شده با روش تر، نسبت به میکای آسیاب شده با روش خشک، ترجیح داده می شود. زیرا میکای آسیاب شده با روش تر، دارای نسبت طول به ضخامت بیشتری هستند، دارای صفحات مسطحی هستند و به صورت مناسب تری بر روی سطح، پخش می شوند. علاوه بر این، جهت گیری خطی صفحات، موجب می شود تا جریان های نامنظم پلیمرهای ترموست در طی فرایند تزریق، بهبود یابد. موسکوویت پوشش داده شده با سیلان و ترکیبات ارگانو- سیلانی، موجب بهبود کارایی میکا شود.
پلاستیک های تقویت شده با الیاف شیشه: الیاف شیشه در واقع ترکیبات شیشه ای هستند که به صورت فیبرهای نازکی در آمده اند. این کار از طریق ریسندگی مذاب شیشه از میان حفرات ریز، انجام می شود. این مواد در برابر حرارت دهی و آتش، مقاوم هستند. پلاستیک های تقویت شده با الیاف شیشه (FRP) استحکام بالایی دارند و سبک وزن هستند. این الیاف، کاربردهایی را در صنعت مبلمان، خودرو و بدنه های قایق، اجزای واگن های قطار و بسیار اجزا، پیدا کرده است. سیلان یا سیلیکون تتراهیدرید (SiH_4) در دمای 420 درجه ی سانتیگراد، شکسته می شود و این ویژگی، موجب می شود که این مواد به عنوان عوامل مزدوج کننده ی سیلیکون در نظر گرفته شوند. در تولید این پلاستیک ها، میکای آسیاب شده به روش تر که حاوی پوشش سیلان هستند، می توانند به پلاستیک ها، اضافه شوند تا بدین صورت، مزیت هایی سیلان و میکا، به پلاستیک، افزوده شود.
میکای پوشش داده شده با نیکل: این ماده قابلیت خوبی برای استفاده در سپر میکروویو و سایر المان های تابشی دارد و موجب می شود تا میزان تداخل الکترومغناطیسی، کاهش یابد. این ماده کاربردهایی را در تولید کابین های کامپیوتر و کیس های میکروپروسسورها، پیدا کرده است.
مواد آب بندی: یک ماده ی آب بندی، در واقع یک ماده ی آلی است که به حدی نرم است که می توان آن را در حفرات خالی کرد و بعد از سخت شدن، این مواد قابلیت پیوند با قطعات مجاور را دارا می باشند. میکای نرم و آسیاب شده با روش تر، به عنوان فیلر در برخی مواد آب بندی، استفاده می شود. علت استفاده از میکا، در واقع ایجاد عملکردهای زیر می باشد:
پودر ریز میکا می تواند به صورت یکنواخت در داخل مواد آب بندی پراکنده شود.
این ماده موجب می شود تا از چسبیدن مواد آب بندی به تیوب محفظه ی نگهداری، جلوگیری شود.
به دلیل وجود ساختار لایه ای و نرمی سطحی، ذرات میکا، موجب تسهیل خاصیت آب بندی حفراتی می شوند که وارد آن شده اند.
این ماده مواد آب بندی را در برابر نور فرابنفش، محافظت می کند.
به دلیل شفافیت، میکا، رنگ ماده ی آب بندی را تغییر نمی دهد.
میکا موجب افزایش استحکام ماده ی آب بندی می شود.
این ماده موجب تداوم حرارتی و ایجاد خاصیت عایق کاری الکتریکی در ماده ی آب بندی می شود.
برف درخت کریسمس: به دلیل درخشش مروارید گونه، ارزان قیمت بودن و اندازه ی ذره، از میکا در تولید برف مصنوعی، استفاده می شود. عموماً از ذرات آسیاب شده با روش خشک، در این کاربرد، استفاده می شود.
سایر استفاده ها از میکای آسیاب شده
مقادیر اندکی از پودر میکای آسیاب شده به روش خشک، در کاربردهای آرایشی و بهداشتی، کاربرد دارد.
پودر میکای آسیاب شده با روش تر، به عنوان بخش های آبیاری کننده بر روی غلات و گیاهان، ریخته می شود تا بدین صورت، از آلودگی به شته ها، جلوگیری شود.
مقادیر اندکی از میکا، در صنایعی همچون ریخته گری، استفاده می شود. این مواد به عنوان پوشش سطحی در قالب ها، استفاده می شود.
این ماده در شکل آلیاژ میکا- آلومینیوم، یک روان ساز جامد خوب، برای استفاده در بلبرینگ ها می باشد.
یک پوشش نرم از میکای آسیاب شده، می تواند بر روی تخته سه لایی اعمال شود تا بدین صورت، خاصیت دکوراسیون بر روی آن ها ایجاد شود. این لایه، موجب می شود تا تخته سه لایی، در برابر اسید و نفوذ آب، مقاوم شود.
میکای آسیاب شده، به عنوان افزودنی در تولید آجرهای عایق میکایی، استفاده می شود. این آجرها، در ساخت کوره های فولاد، تصفیه ی نفت و نیروگاه های برق، استفاده می شوند.

جایگزین ها

بلوک های میکایی و فیلم های میکایی، با استفاده از میکانیت، جایگزین می شود. این مواد در برخی کاربردها، با استفاده از کاغذ میکایی، جایگزین می شوند. اما در سال 1947، تحقیقات گسترده ای بر روی تولید یک جایگزین مصنوعی برای موسکوویت، شروع شده است. این کارها در آمریکا، آغاز شده است و برخی پیشرفت ها در این زمینه نیز انجام شده است. این فرایندها، به صورت زیر می باشد:
تولید میکای سنتزی با استفاده از روش ذوب مقاومت الکتریکی
سنتز میکا با استفاده از واکنش های حالت جامد
تولید دی الکتریک های میکای سنتزی با استفاده از پرس گرم و باند فسفاتی
تولید سرامیک های میکای سنتزی
تولید میکای بازسازی شده با استفاده از میکای سنتزی
رشد میکای فلئوری سنتزی یا فلئورو- فلوگوپیت در آزمایشگاه
اما هیچ جایگزین منفردی وجود ندارد که تمام خصوصیت های الکتریکی، گرمایی، نوری و مکانیکی میکای طبیعی را داشته باشد. این مسئله مخصوصاً در مورد بلوک های میکایی و فیلم های میکایی، مشاهده می شود. از لحاظ شیمیایی، فلئورو فلوگوپیت ضرورتاً مشابه فلوگوپیت هستند، با این تفاوت که مولکول های OH با فلئور جایگزین شده اند. کریستال های کتابی شکل فلئوروفلوگوپیت، به صورت شیمیایی در دماهای بالا و با استفاده از روش بریجمن تولید می شوند. این میکای سنتزی دارای پایداری شیمیایی بالا، شفافیت، عایق کاری الکتریکی بالا و استحکام دی الکتریک در حدود 180 کیلوولت بر سانتیمتر، است.
میکای سنتزی برای بسیاری کاربردها، مناسب می باشد. مثلا می توان از آن، برای تولید پنجره های بخاری و خازن ها، استفاده کرد.

فلوگوپیت

فلوگوپیت یک میکای قهوه ای تا قرمز مایل به قهوه ای است. فلوگوپیت، حاوی عناصر خارجی است و به دلیل حالت قرارگیری آنها، نور به شکل خاصی پراکنده می شود. این پراکندگی به صورت سنتاره های شش گوش می باشد. این ستاره ها، می توانند در زمانی مشاهده شوند که نور از میان صفحه ای نازک از فلوگوپیت، عبور کند.
فلوگوپیت به دلیل متامورفی های تماسی و ناحیه ای ایجاد شده اند و عمدتاً در سنگ های آهکی کریستالی و دولومیت، یافت می شوند. تولیدکننده های اصلی این نوع فلوگوپیت، ماداگاسکار و کاناداست. مانند موسکوویت، فلوگوپیت نیز دارای اثر کلیواژ کامل است که موجب می شود این مینرال، به صورت صفحات نازک از هم جدا شوند. این ماده، دارای درخشش زجاجی، شفافیت، تافنس بالا و الاستیسته است، در حالی که توان عایق کاری حرارتی آن، حتی نسبت به موسکوویت نیز بیشتر است. این ماده می تواند تا دمای 800- 1000 درجه، مقاومت کند و در دماهای بالاتر نیز آب از دست می دهد. به هر حال، این ماده استحکام دی الکتریک و فاکتور Q نسبتا پایینی دارد و در نتیجه، اتلاف فاکتور توان آنها بالاتر از موسکوویت است. علاوه بر این، به دلیل وجود ناخالصی ، خاصیت ورقه ای شدن فلوگوپیت، تحت تأثیر قرار گرفته است و به خاطر همین، امکان ایجاد بلوک های با اندازه ی بزرگ و فیلم های میکایی از این ماده، مقدور نمی باشد. صفحات نازک از این ماده، در ماداگاسکار و کانادا یافت می شود.
به دلیل قابلیت عایق کاری حرارتی فوق العاده ی این ماده، فلوگوپیت نسبت به موسکوویت، در کاربردهای المان حرارتی، کاربردهای نظامی خاص و در بخش هایی ازهواپیما، ترجیح داده می شود. اما به دلیل فاکتور اتلاف توان بالا، این ماده در خازن ها، قابلیت استفاده شدن ندارند. در پیگمنت های مرواریدی، فلوگوپیت می تواند استفاده شود اگر میزان عمق رنگ موجود در فلوگوپیت، مناسب باشد. فلوگوپیت می تواند له عنوان فیلر در پلیمرهای ترموست، استفاده شود.

بیوتیت

بیوتیت یک میکای تیره رنگ است که حاوی آهن و منیزیم می باشد و به طور گسترده در سنگ های آذرین و دگرگون مانند گارنت، سینیت، دیوریت، گنیس و شیست و ... یافت می شود. این مینرال به صورت رسوبات یافت می شود. در واقع این رسوبات هم به صورت اگریگیت های توده ای و هم به صورت گسترده یافت می شود. بنابراین، نمی توان صفحاتی از جنس بیوتیت، یافت کرد. بیوتیت، دارای اهمیت شیمیایی اندکی است و مقادیر اندکی از آنها به صورت آسیاب شده و به عنوان فیلر یا پوشش، مورد استفاده قرار می گیرد.

فوشیت

فوشیت با فرمول H_2 K(Al,Cr)_3 Al(SiO_4 )_3 یک گونه از موسکوویت است که در ان، بخشی از آلومینیوم، با کروم جایگزین شده است. این میکا، دارای رنگ سبز روشن است. نام این مینرال، بر اساس نام معدن شناس آلمانی Fuchs، نامگذاری شده است. پودر این ماده، دارای قدرت درمانی می باشد.
منبع مقاله :
Uses of Industrial Minerals, Rocks and Freshwater/ Kaulir Kisor Chatterjee
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.