میکا (Mica) (2)

معیار استفاده

معیارهای مختلف برای هر کدام از کاربردها، تعیین شده است. برخی از این معیارها، به فرایند آماده سازی، وابسته است، در حالی که سایر معیارها، به کاربرد نهایی محصول، وابسته است. معیارهای مهم استفاده، به صورت زیر است:
1. کلیواژ: موسکوویت دارای یک کلیواژ کامل است. این کلیواژ است که موجب می شود تا میکا به صورت بلوک، فیلم و اسلب تبدیل شود و دارای سطوح نرم باشد. به همین دلیل است که این ماده به سهولت از کتاب موسکوویتی، جداسازی می شود. این کار جداسازی، با استفاده از چاقو و ابزارهای ساده انجام می شود و از این رو، هزینه های مربوط به آماده سازی، پایین است.
2. درخشش: این ماده دارای درخشش زجاجی تا مروارید گونه می باشد. این ماده دارای تلؤلؤ خاصی است.
3. خواص فیزیکو- شیمیایی: این صفحات انعطاف پذیر است و وقتی خمیده می شود، دوباره به حالت اولیه، باز می گردد. این مواد در برابر ضربه، مقاوم هستند. همچنین این مواد می توانند تا 5700 psi نیرو تحمل کنند. استحکام کششی مربوط به یک صفحه بالاست و در حدود 37000- 43000 psi می باشد. موسکوویت دارای سختی متوسط است. این سختی در مقیاس موهس، بین 2-2.25 می باشد. به عنوان یک نتیجه، صفحات در برابر خراش برداشتن، مقاوم هستند، در حالی که هزینه ی آسیاب کاری ضایعات و ذرات این ماده، بسیار پایین است. وزن مخصوص این ماه در حدود 3 است و این وزن مخصوص نسبتاً پایین، موجب می شود تا جداسازی مواد بی ارزش همراه با میکا، ساده تر شود.
4. خواص الکتریکی: موسکوویت دارای استحکام دی الکتریک حدود 120 تا 140 کیلوولت بر سانتیمتر است و ثابت دی الکتریک پایین (4-12)، نشاندهنده ی رسانایی الکتریکی ضعیف این ماده است. این مسئله به همراه فاکتور Q بالا، موجب می شود تا فاکتور اتلاف توان این ماده پایین باشد. خواص الکتریکی منحصربفرد این ماده، حتی در فرکانس های بالا (در حدود 500 مگاهرتز) نیز حفظ می شود.
5. مقاومت در برابر تابش الکترومغناطیسی: میکا می تواند در برابر تابش های میکروویو، مقاومت کنند.
6. خواص نوری: صفحات موسکوویت، شفاف و نیمه شفاف هستند. این مسئله، به میزان تمیزی و ضخامت آن وابسته است. ضریب شکست مربوط به موسکوویت عاری از آهن، در بین 1.552 تا 1.588 متغیر است. بنابراین، میزان دو شکستی آن در حدود 0.028 است. این ماده در برابر تابش های فرابنفش، مقاوم است.
7. خواص نوری: موسکوویت دارای رسانایی گرمایی پایینی است و در برابر شوک های حرارتی، مقاومت دارد. این ماده می تواند تا دمایی در گستره ی 600 تا 700 درجه ی سانتیگراد، مقاومت دارد و در دماهای بالاتر از این مقدار نیز، شروع به از دست دادن مولکول های آب می کند. این ماده آتش گیر نیست.
8. ویژگی های شیمیایی: این ماده بوسیله ی اسیدها، تجزیه نمی شود و از این رو، این ماده در برابر اسیدها، مقاومت دارد.
9. طبیعت ذرات آسیاب شده: این طبیعت، به فرایند آسیاب کاری، وابسته می باشد. لبه ی دانه های بزرگ تر، در فرایند خشک، تیز هستند و در فرایند تر، این ذرات، مدور می باشد.
10. مهارت نیروی کار: این فاکتور مهم می باشد، مخصوصاً در مواردی که میکای بلوکی یا ورقه ای موجود باشد زیرا بازیابی ماکزیمم ذرت درشت تر و با کیفیت تر، از این نوع میکا، تنها به صورت بصری به طور کامل انجام می شود.

استفاده ها و ویژگی ها

استفاده های سنتی از موسکوویت، بسیار متنوع و گسترده می باشد. این مسئله بعد از اختراع الکتریسیته و بعدها، ابداع الکترونیک و وسایل مربوطه، اتفاق افتاده است. آمریکا، بزرگترین مشتری این ماده اسد، اگر چه، منابع بزرگی از این ماده در این کشور، یافت نمی شود. در حقیقت، الگوی تقاضای این ماده در آمریکا، تحت تأثیر معدن کاری و مسائل کارگری کشورهای تولید کننده، می باشد. البته در این میان، مهارت کارگران، حرف اول را می زند. به هر حال، مسائل مربوط به کیفیت میکای عمل آوری نشده، موجب شده تا تقاضای آمریکا، از سمت خرید میکای بلوکی و ورقه ای، به سمت محصولاتی حرکت کند که از برش ورقه های میکا، تولید می شوند. اخیراً کوچک سازی قطعات الکترونیکی، موجب شده است تا نوع تقاضا از بلوک های بزرگ و سمت میکاهای با اندازه ی کوچک، حرکت کند.

میکای بلوکی یا ورقه ای

1. خازن ها و تیوب های الکترونیکی: در این محصولات، بلوک های با کیفیت بالا و فیلم های میکایی، مورد نیاز می باشد. این بخش های می توانند به صورت قطعات بزرگ و با مساحت بالا و همچنین به صورت کامپوزیت شده با سایر مواد، مورد استفاده قرار گیرند. عملکرد اصلی این محصولات، در داقع ذخیره سازی الکتریسیته با حداقل میزان اتلاف می باشد. موسکوویت به دلیل استحکام دی الکتریک بالا و فاکتور Q بالا، ترجیح داده می شود. وقتی مقادیر این دو فاکتور بالا باشد، کارایی محصول، بهبود می یابد. بنابراین، بلوک های مسطح و تمیز از موسکوویت یا فیلم های این ماده که عاری از هر گونه عیبی است، می تواند در این کاربردها، استفاده شود. معیارهای دیگر مد نظر در این حالت، انعطاف پذیری و تافنس بالاست که موجب می شود کار کردن با صفحات این ماده، آسان باشد.
2. لوازم خانگی الکتریکی: بلوک های با کیفیت پایین تر و با اندازه ی کوچکتر از میکا، در تولید صفحات عایقی کاربرد دارد که در لوازم خانگی، استفاده می شوند. این مواد در تسترها و ... استفاده می شوند. در این کاربردها، نه تنها استحکام دی الکتریک و فاکتور Q بالا مورد نیاز است، بلکه همچنین مقاومت در برابر شوک حرارتی نیز باید بالا باشد. در واقع درست است که در اینجا، نیاز نیست که میکا خمیده شود و یا انعطاف پذیری آن مد نظر باشد، اما خاصیت تافنس، یک ویژگی مهم برای آن تلقی می شود.
3. در آون و کوره و بخش هایی از شومینه: در این کاربرد، از بلوک های شفاف، عاری از عیب و تمیز از جنس میکا و یا فیلم های میکایی، استفاده می شود. عایق کاری گرمایی، تافنس بالا، تطابق با ضریب شکست شیشه و شفافیت، از جمله معیارهای متداول مربوط به استفاده از این ماده در این کاربرد، می باشد. علاوه بر این، مقاومت در برابر شوک حرارتی، نیز یکی دیگر از ویژگی هایی است که موجب شده است میکا، برای این کاربرد، مناسب باشد.
4. شیشه ی پنجره: این کاربرد، یکی از قدیمی ترین کاربرد میکای با کیفیت بالا، و فیلم های میکایی است. این ماده به صورت سنتی در روسیه، در پنجره ها، کاربرد داشته است. رنگ دل پذیر موسکویت یاقوتی یا غیر یاقوتی، تافنس و توان عایق کاری بالای میکا، مهم ترین معیارهای مربوط به انتخاب این ماده در این کاربرد می باشد. هم گونه های شفاف و هم ترانسلوسنت از میکا، در این کاربرد، استفاده می شوند.
5. میکای نقره فام: این نوع از میکا، با پرچ کردن، پیچ کردن و سپس زینترینگ نقره بر روی میکا، تولید می شود. این نوع از میکا، دارای کاربردهایی در زمینه ی اسیلاتورها، فیلترها، مدرهای انتقال و ... پیدا کرده است.
6. صفحات موج یک چهارم برای ابزارهای نوری: یک صفحه ی موج یا کند کننده، در واقع یک وسیله ی نوری است که موجب تغییر در حالت پلاریزاسیون یک موج نوری عبوری می شود. این وسیله، این کار را با شیفت فاز موج نور، میان دو جزء پلاریزاسیون عمود بر هم، انجام می دهد. یک صفحه ی موج نمونه وار، به صورت ساده، یک کریستال دوشکستی است که دارای ضخامت دقیق و کنترل شده، می باشد. یک صفحه ی موجب یک چهارم، در واقع می تواند نور پلاریزه را به نور مدور تبدیل کند. وقتی نور پلاریزه شده، از میان این صفحه عبور می کند، این نور به دو جزء تقسیم می شود و یکی از آنها به طول موج یک چهارم، شیفت پیدا می کند. این شیفت موجب می شود تا موج نوری به صورت حلزونی شکل، منتشر شود. بنابراین، نور پلاریزه ی مدور، در این حالت، تولید می شود. تمیز بودن و شکست مضاعف میکا، موجب می شود تا این ماده، برای استفاده در این کاربرد، مناسب باشد. از این قطعات در میکروسکوپ های پلاریزه کننده، در نشیمنگاه های فوتو- الاستیک (تنش /کرنش) مورد استفاده در مدل سازی توزیع تنش در پل ها و ساختمان ها، در سیستم های لیزر غیر هلیومی، تقسیم کننده های باریکه ی نور و ... کاربرد دارند. برای این هدف، صفحاتی به قطر 10 تا 25 میلی متر و ضخامت در حدود 0.25 میلی متر، تولید و استفاده می شود. به هر حال، ضخامت این قطعات، به طول موج انتخاب شده، وابسته است. رنگ آبی نیازمند صفحه ی نازک تر و رنگ قرمز، نیازمند ضخامت بیشتر می باشد.
7. سایر استفاده ها از صفحات میکایی:
a. شیشه های گیج مورد استفاده در بویلرهای بخار فشار بالا
b. دیافراگم مربوط به ابزارآلات تنفس مصنوعی مورد استفاده در معادن زیر زمینی
c. صفحه ی نمایش مربوط به قطب نما ناوبری
d. پنجره ها و عینک های ایمنی مورد استفاده در پیرومتر های تابشی و تنظیم کننده حرارتی
e. دیافراگم های مورد استفاده در فرستنده مایکروویو
f. روپوش های عایق مورد استفاده در کویل های رادار با تنش بالا
g. واشرهای میکایی مورد استفاده در کامپیوترها
h. دیافراگم های مورد استفاده در موشک هدایت شونده
i. دیافراگم های مورد استفاده برای تشخیص صدا در وسایل زیردریایی و هواپیماها
j. پنجره های مورد استفاده در شمارشگر گایگر
k. عایق های مورد استفاده در وسایل مغناطیسی مورد استفاده در موتورهای اختراق داخلی مورد استفاده در زیردریایی ها و هواپیماها

برش های میکایی

میکانیت: برش های میکایی در واقع قطعات کوچک و با ضخامت نازکی از میکا هستند که به صورت منفرد مورد استفاده قرار می گیرند. این مسئله در حالی است که این قطعات ممکن است دارای خواص الکتریکی یا گرمایی خاصی نیز باشند. از این رو، این برش های نازک که از میکا تولید شده اند، میکانیت، نامیده می شود. برای تولید این قطعات، ابتدا قطعاتی از میکا برش داده می شوند و سپس با استفاده از بایندر و در آرایه های مد نظر، بر روی هم چسبیده می شود. این این ساختارها، یک صفحه ی بسیار نازک تشکیل می دهند. این صفحات به صورت لایه های متناوب، قرار داده می شوند و پس از حرارت دهی، پرس می شوند. این محصول یک میکروکانیت با شکل نامنظم است که می تواند پرتوها از آن عبور کند. این قطعات را می توان برش داد و صفحات میکانیتی، نوارها و یا کاغذهایی از این نوع، ایجاد کرد. خواص اصلی این قطعات، استحکام دی الکتریک بالا، مقدار Q بالا، مقاومت در برابر شوک های حرارتی و تافنس بالا می باشد. به همین دلایل، میکانیت ها امروزه جایگزین میکاهای بلوکی و صفحه ای شده اند و از آنها برای عایق کاری متوسط در موتورهای الکتریکی، ژنراتورها، مبدل ها و مخصوصاً در هر کاربردی که در آن از بلوک و فیلم میکایی استفاده می شود، قابلیت استفاده دارد. در اینجا، بایندر یک جزء اصلی مطرح می شود زیرا نه تنها باید قابلیت اتصال میکا را داشته باشد، بلکه همچنین باید خواص الکتریکی و گرمایی مشابه با میکا نیز داشته باشد. برخی از بایندرهای رزینی بر اساس لاک جلا، آلکیل یا سیلیکون، تولید می شوند.

ضایعات میکا

میکای بازیافتی: در آمریکا، محصولاتی مانند میکای کاغذی با استفاده از ضایعات کارخانه ها، تولید شده است. این ضایعات، با استفاده از بایندر مناسب، به هم متصل می شوند. بنابراین، کاغذهای میکایی از لحاظ خواص الکتریکی، گرمایی و مکانیکی، مشابه میکانیت است. فرایند مورد استفاده برای فرآوری این مواد، عبارتند از:
1) یک دوغاب با مخلوط کردن فلس های با اندازه ی بزرگ، با اندازه ی متوسط و با اندازه ی کوچک، آماده سازی می شود. این دوغاب به صورت صفحه در می آید و بعد از پرس شدن، حرارت داده می شود.
2) میکای ضایعاتی ابتدا آسیاب می شود تا اندازه ی ذرات آن به زیر 1.18 میلی متر برسد، این ضایعات با یک مخلوط پلی استر ترموپلاست (مانند پلی استر، ترفتالات و یا PET)، مخلوط می شود. پودر خشک تشکیل شده، به صورت لایه با ضخامت مشخص شکل دهی می شود و تحت فشار 100-300 psi و دمای 400-500 درجه ی سانتیگراد، عمل آوری می شود. پلیمر ترموپلاست در دمای 300 درجه ی سانتیگراد، شروع به ذوب شدن می کند و دانه های میکا را در بر می گیرد.

میکای با پیوند شیشه ای

در سال 1900، به منظور یافتن راهی برای استفاده از ضایعات میکا در هند، یک مهندس شیمی به نام Percy Crosley که در شرکت انگلیسی Micalex Corporation Limited کار می کرد، فهمید که وقتی ضایعات میکا و پودر شیشه در دماهای بالا و تحت فشار، حرارت داده شوند، یک ماده ی جدید تولید می شود که می تواند در کاربردهای عایق کاری، مورد استفاده قرار گیرد. در سال 1914، این شرکت، این محصول را با نام میکالکس (mycalex) به بازار روانه کرد. در سال 1943، یک تکنولوژی در آمریکا توسعه یافت که بوسیله ی آن، میکالکس قالب گیری شده، به صورت صفحات و میله هایی در آمد. این محصول در سال 1955، به بازار وارد شد. این ماده می تواند به منظور عایق کاری، در ابزارهای الکتریکی مورد استفاده قرار گیرد.

میکای آسیاب شده

مولد مورد استفاده در سقف سازی و دیوارهای با اتصال سیمانی: میکای آسیاب شده برای ایجاد اتصال سیمان و صفحات گچی، مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر این، این میکا در تولید سقف های آسفالتی و آب بندهای سدها، استفاده می شود. در این کاربرد، 10-12 % ذرات میکای مورد استفاده قرار می گیرد. این ذرات میکا، به صورت خشک آسیاب شده اند و دارای لبه های تیز هستند. ذرات میکای درشت برای تقویت خمیرهای ماسه- سیمان، استفاده می شود. در اینجا، ذرات میکا، با زمینه ی سیمانی امتزاج پیدا می کنند و موجب تشکیل پیوند قوی در زمینه می شوند. خواص عایق کاری، ضد ترک بودن، افزایش دهنده ی تافنس، خنثی بودن در برابر اسید و سبک وزنی، معیارهای اصلی میکا در این کاربرد می باشد.

صفحات محافظ در برابر آتش

میکای خشک به مخلوطی از کلسیم سیلیکات و سیمان پرتلند افزوده می شود و از آن در تولید صفحات سبک مقاوم در برابر آتش، استفاده می شود. معیار استفاده در اینجا، وزن مخصوص متوسط، مقاوم در برابر شرینکیج، پایداری حرارتی در دماهای بالا و استحکام مناسب می باشد. مشابه موارد ذکر شده در بخش مواد مورد استفاده در سقف سازی، ذرات میکای مورد استفاده در این کاربرد نیز با زمینه ی سیمانی پیوند می دهد و یک پیوند قوی میان زمینه و ذرات تشکیل می دهد. میکا از تشکیل ترک در داخل ساختار، جلوگیری می کند. البته میکای مورد استفاده در این کاربرد، باید کمتر از 2 % اکسید منیزیم داشته باشد. اکسید منیزیم جذب آب بالایی دارد و با جذب آب، هیدروکسید منیزیم تشکیل می دهد که در زمان از دست دادن آب، این صفحات متحمل انقباض می شوند.

پوشش میله های جوشکاری

معیار اصلی مربوط به میکای مورد استفاده در این پوشش ها، استحکام دی الکتریک بالا و ساختار صفحه ای می باشد. ذرات میکای به نسبت ارزان قیمت و با لبه های تیز، به عنوان ترکیب فلاکس در پوشش های جوشکاری فولاد، استفاده می شود. دانه های با لبه های ناهموار، با سایر دانه های موجود در مخلوط، پیوند می دهد و یک ماده ی پوششی یکنواخت ایجاد می کند. برای الکترودهای خاص، موسکوویت کلسینه شده، مورد استفاده قرار می گیرد.
منبع مقاله :
Uses of Industrial Minerals, Rocks and Freshwater/ Kaulir Kisor Chatterjee
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.