Bilang isang amorphous na hindi organikong materyal, ang mga katangian ng baso ay natutukoy ng parehong komposisyon ng kemikal at microstructure. Sa mga pangunahing sistema ng salamin tulad ng sodium calcium silicate glass, borosilicate glass, atbp., Bilang karagdagan sa pangunahing sangkap na siO ₂, ang pagpili at ratio ng mga additives ng oxide ay direktang nakakaapekto sa pagtunaw ng pagbubuo, mga mekanikal na katangian, katatagan ng kemikal, at mga functional na katangian ng baso.Magnesium Oxide (MgO). Ang artikulong ito ay maikling pinag -aaralan ang mekanismo at praktikal na halaga ng magnesium oxide sa baso mula sa anim na sukat: proseso ng pagtunaw, mga katangian ng mekanikal, katatagan ng kemikal, mga katangian ng thermal, kalidad ng optical, at mga senaryo ng aplikasyon.
1 、 Pag -aayos ng proseso ng pagtunaw at pagbuo: Pagbabawas ng pagkonsumo ng enerhiya at pag -minimize ng mga depekto
Ang proseso ng pagtunaw ng baso ay ang proseso ng pag -convert ng mga solidong hilaw na materyales sa isang pantay na matunaw at pag -alis ng mga bula at guhitan. Ang magnesium oxide ay makabuluhang na -optimize ang kalidad ng pagtunaw at pagbuo sa pamamagitan ng pag -regulate ng lagkit at pag -igting sa ibabaw ng matunaw.
Sa sodium calcium silicate glass, ang mga tradisyunal na sangkap ay pangunahing sio ₂ (70%-75%), Na ₂ O (12%-16%), at ang CAO (6%-10%), MgO （3.5%-4%）。 CAO at MgO ay parehong mga metal na alkalina. Sa mataas na temperatura (> 1400 ℃), ang Mg ² ⁺ ay gumanti sa Ca ² ⁺ at pinagsasama sa hindi pag -bridging oxygen upang mapahina ang antas ng polymerization ng silikon na network ng oxygen, bawasan ang lagkit ng matunaw, at mapabilis ang paglusaw ng mga raw na materyales at pagtakas ng mga bubble; Sa mababang temperatura (<1000 ℃) na bumubuo ng yugto, ang mataas na katangian ng lakas ng patlang ng Mg ² ⁺ mapahusay ang intermolecular na puwersa, dagdagan ang lagkit ng pagtunaw (tulad ng sa lata bath ng float glass na bumubuo, ang lagkit ay nagdaragdag ng halos 8%), maiwasan ang pagpapapangit ng baso ng baso dahil sa grabidad, at bawasan ang hindi maayos na mga depekto ng kapal. Ang dual control effect ng "mataas na temperatura ng pagbabawas ng lagkit at mababang pagtaas ng lagkit ng temperatura" ay binabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya ng natutunaw na hurno, pinaikling ang oras ng pagtunaw sa pamamagitan ng 10%-15%, at binabawasan ang rate ng bubble ng higit sa 30%, makabuluhang pagpapabuti ng kahusayan sa produksyon.
Bilang karagdagan, ang magnesium oxide ay maaaring pigilan ang pagkikristal ng pagkikristal ng matunaw. Kapag ang baso ay natutunaw, ang Ca ² ⁺ ay madaling bumubuo ng mga kristal na phase tulad ng calcium feldspar (caal ₂ Si ₂ o ₈) na may Sio ₂, na humahantong sa pagkawala ng salamin (tulad ng mga guhitan at mga depekto sa bato). Ang ionic radius ng Mg ² ⁺ ay mas maliit kaysa sa Ca ² ⁺ (0.099 nm), at mayroon itong mas malakas na pagkakatugma sa network ng silikon na oxygen, na maaaring hadlangan ang paglaki ng kristal na nuclei sa pamamagitan ng "pagpuno ng epekto". Sa paggawa ng flat glass, kapag ang halaga ng MgO na idinagdag ay 2% -4%, ang itaas na temperatura ng limitasyon ng pagkikristal sa matunaw ay bumababa ng 15-25 ℃, na epektibong nagpapalawak ng saklaw ng temperatura ng paghuhulma at pagbabawas ng mga depekto sa pagkikristal na sanhi ng lokal na undercooling.
2 、 Pagpapalakas ng mga mekanikal na katangian: Pagpapahusay ng lakas at katigasan
Ang brittleness ng baso ay mahalagang dahil sa matagal na karamdaman ng pag-aayos ng atom sa microstructure, habang ang magnesium oxide ay makabuluhang nagpapabuti sa mga mekanikal na katangian nito sa pamamagitan ng pag-optimize ng density ng network at lakas ng bonding ng ionic.
Pagpapahusay ng katigasan at nababanat na modulus: Ang mataas na lakas ng patlang ng Mg ² ⁺ ay bumubuo ng mga malakas na ionic bond na may mga ion ng oxygen, binabawasan ang bilang ng mga hindi bridging species ng oxygen (na mga mahina na puntos sa istraktura ng network). Sa sodium calcium silicate glass, kapag pinalitan ng MgO ang 10% -20% CAO, ang katigasan ng Vickers ng baso ay tumataas mula sa 5.5 GPa hanggang 6.2 GPa, at ang nababanat na modulus ay nagdaragdag mula sa 68 GPa hanggang 75 GPa. Ito ay dahil ang nagbubuklod na enerhiya sa pagitan ng Mg ² ⁺ at silikon oxygen tetrahedra (tungkol sa 640 kJ/mol) ay mas mataas kaysa sa Ca ² ⁺ (tungkol sa 560 kJ/mol), na ginagawang mas matindi ang istraktura ng network. Halimbawa, ang pagdaragdag ng 3% -5% MgO sa photovoltaic glass ay nagdaragdag ng paglaban sa ibabaw ng gasgas ng 20%, na binabawasan ang pinsala sa ibabaw sa panahon ng transportasyon at pag -install.
Ang pag -optimize ng lakas ng kakayahang umangkop at katigasan: Ang kakayahang umangkop ng baso ay nakasalalay sa paglaban ng pagpapalaganap ng "microcracks" sa istraktura, at ang magnesium oxide ay gumaganap ng isang papel sa pamamagitan ng pagpino ng laki ng mga depekto sa network. Ipinakita ng pananaliksik na sa sodium calcium silicate glass na naglalaman ng MgO, ang average na haba ng microcracks ay pinaikling mula sa 8 μ m hanggang 5 μ m, at ang rate ng pagpapalaganap ng crack ay nabawasan ng 30%. Matapos palitan ang 25% CAO sa MGO sa baso ng bote, ang lakas ng flexural ay nadagdagan mula sa 45 MPa hanggang 58 MPa, at ang epekto ng paglaban ng katawan ng bote ay nadagdagan ng 25%, na makabuluhang binabawasan ang problema ng pagsabog sa panahon ng proseso ng pagpuno. Bilang karagdagan, ang magnesium oxide ay maaaring mabawasan ang index ng brittleness (enerhiya ng bali/nababanat na modulus) ng baso. Sa borosilicate glass -resistant glass, ang pagdaragdag ng 4% -6% MgO ay maaaring mabawasan ang brittleness index ng 12% at pagbutihin ang katigasan nito laban sa thermal shock.
Ang katatagan ng kemikal ng baso (paglaban ng tubig, paglaban ng acid, paglaban ng alkali) ay nakasalalay sa paglaban ng istraktura ng network sa panlabas na pagguho ng ion. Ang magnesium oxide ay makabuluhang nagpapabuti sa kakayahang umangkop sa kapaligiran sa pamamagitan ng pagpapahusay ng density ng network at lakas na nagbubuklod ng ion.
Pagpapabuti ng paglaban ng tubig: Sa sodium calcium silicate glass, ang mataas na rate ng paglipat ng Na ⁺ ay ginagawang madali itong natutunaw sa tubig (na bumubuo ng isang "de alkali layer"), habang ang Mg ² ⁺ ay maaaring mabawasan ang rate ng paglusaw ng Na ⁺ sa pamamagitan ng "ion exchange". Sa pagsubok ng paglaban sa tubig ng ISO 719, ang rate ng pagbaba ng timbang ng sodium calcium glass na walang MgO ay 0.15 mg/cm ². Matapos ang pagdaragdag ng 3% MgO, ang rate ng pagbaba ng timbang ay nabawasan sa 0.08 mg/cm ². Ito ay dahil sa mas malakas na lakas na nagbubuklod sa pagitan ng Mg ² ⁺ at ang silikon na network ng oxygen, na pumipigil sa pagtagos ng mga molekula ng h ₂ o sa loob ng baso. Ang tampok na ito ay nagpapalawak ng buhay ng serbisyo ng baso na naglalaman ng MgO ng higit sa 30% sa mga kahalumigmigan na kapaligiran tulad ng pagbuo ng mga dingding ng kurtina at mga aquarium.
Pinahusay na paglaban ng alkali: Sa mga alkalina na kapaligiran, ang pag-atake ng OH ⁻ ay umaatake sa bono ng Si-O-Si, na humahantong sa pagkabagsak sa network, habang ang pagpapakilala ng Mg ² ⁺ ay maaaring bumuo ng isang "alkalina na buffer layer". Matapos ang pagdaragdag ng 5% -7% MgO sa mga hibla ng salamin na ginamit sa mga materyales na nakabatay sa semento, ang rate ng pagpapanatili ng lakas ng mga hibla ng salamin na nababad sa isang alkalina na solusyon na may pH = 13 para sa 28 araw ay nadagdagan mula 65% hanggang 82%. Ito ay dahil ang Mg ² ⁺ at oh ⁻ form Mg (OH) ₂ ay nag -uumpisa, hinaharangan ang mga pores sa ibabaw ng salamin at pinapabagal ang pagtagos ng solusyon sa alkalina.
Regulasyon ng Paglaban sa Acid: Para sa boron na naglalaman ng mga baso (tulad ng optical baso), ang magnesium oxide ay maaaring mapigilan ang hydrolysis ng mga boron oxygen network. Sa borosilicate glass, ang B ³ ⁺ ay madaling pinagsasama sa H ⁺ upang mabuo ang [bo ∝] ³ ⁻, na humahantong sa pagkabagsak sa network, habang ang mataas na lakas ng patlang ng Mg ² ⁺ ay maaaring magpapatatag ng [bo ₄] ⁻ tetrahedral na istraktura. Matapos ang pagdaragdag ng 2% -3% MgO, ang rate ng pagbaba ng timbang ng baso sa 10% na solusyon sa HCl ay nabawasan ng 40%, na ginagawang angkop para sa mga windows windows windows sa acidic na kapaligiran.
4 、 I -optimize ang mga katangian ng thermal: Bawasan ang koepisyent ng pagpapalawak at pagbutihin ang paglaban sa init
Ang koepisyent ng thermal expansion (CTE) ay isang pangunahing parameter sa composite ng baso, metal, keramika, at iba pang mga materyales. Nakakamit ng Magnesium oxide ang tumpak na kontrol ng CTE sa pamamagitan ng pag -aayos ng mga katangian ng panginginig ng boses ng network.
Ang pangunahing additive ng mababang baso ng pagpapalawak: Sa mababang pagpapalawak ng borosilicate glass (tulad ng pyrex glass), ang MGO ay gumagana ng synergistically na may b ₂ o3 at al ₂ o3 upang mabawasan ang thermal vibration amplitude sa pamamagitan ng "network pagpuno". Ang radius ng ion ng Mg ² ⁺ ay maliit at maaaring mai -embed sa mga gaps ng silikon na oxygen/boron oxygen network, na nililimitahan ang pagpapahinga ng network sa mataas na temperatura. Kapag ang halaga ng MgO na idinagdag ay 4% -6%, ang CTE ng baso ay bumababa mula sa 3.2 × 10 ⁻⁶/℃ hanggang 2.8 × 10 ⁻⁶/℃, ang pagtugon sa mga kinakailangan sa pagtutugma para sa pagbubuklod ng mga metal tulad ng tungsten at molibdenum (metal CTE ay halos 4 × 10 ⁻⁶/℃). Halimbawa, sa mababang baso ng pagpapalawak na ginagamit para sa electronic packaging, ang pagpapakilala ng MGO ay binabawasan ang thermal stress sa interface ng sealing sa pamamagitan ng 25%, pag -iwas sa pag -crack na sanhi ng pagbibisikleta ng temperatura.
Pagpapabuti ng Thermal Shock Resistance: Ang thermal shock resistance ng baso ay nakasalalay sa pinagsamang epekto ng CTE at thermal conductivity, at ang magnesium oxide ay maaaring mai -optimize nang sabay -sabay. Sa sodium calcium silicate glass, ang pagdaragdag ng 3% MgO ay binabawasan ang CTE mula sa 9.0 × 10 ⁻⁶/℃ hanggang 8.2 × 10 ⁻⁶/℃, pinatataas ang thermal conductivity mula sa 1.05 w/hanggang 1.18 w/, at pinatataas ang pagkakaiba-iba ng epekto ng temperatura na lumalaban sa init (Δ T) mula 120 ℃ hanggang 150 ℃. Ang katangian na ito ay gumagawa ng baso na naglalaman ng MGO na angkop para sa mga kagamitan sa kusina (tulad ng baking pans), mga headlight ng kotse (na may natitirang pagbabago sa temperatura mula -40 ℃ hanggang 120 ℃), at iba pang mga senaryo.
5 、 Tiyakin ang kalidad ng optical: Panatilihin ang transparency, ayusin ang refractive index
Ang optical glass ay may mahigpit na mga kinakailangan para sa transparency, refractive index (ND), at koepisyent ng pagpapakalat (∆ D), at ang magnesium oxide ay naging isang mainam na additive para sa functional optical glass dahil sa walang kulay at mahina na mga katangian ng pangkulay.
Mataas na pagpapanatili ng transparency: Ang MGO mismo ay isang walang kulay na oxide at hindi nagpapakilala ng mga ion ng metal na paglipat (tulad ng Fe ³ ⁺, cr ³ ⁺), na maiiwasan ang pangkulay ng salamin. Sa ultra puting photovoltaic glass, kapag ang karagdagan ng MgO ay kinokontrol sa 2%-3%, ang nakikitang light transmittance (400-700 nm) ay maaaring umabot sa higit sa 94.5%, na kung saan ay 0.3%na mas mababa kaysa sa purong silikon na baso at higit na nakahihigit sa baso na naglalaman ng Fe ₂ O ∝ (transmittance <91%). Bilang karagdagan, ang magnesium oxide ay maaaring mabawasan ang mga bula at crystallization defect sa baso, higit na mabawasan ang mga pagkalugi ng ilaw na pagkalat, at pagbutihin ang ilaw na paghahatid ng uniporme ng mga bintana ng salamin para sa mga saklaw ng laser sa pamamagitan ng 15%.
Refractive index at control control: Ang molar refractive index (r = 3.2) ng MgO ay nasa pagitan ng CAO (r = 4.0) at ZnO (r = 3.0), at ang mga optical constants ng baso ay maaaring maayos na maiayos sa pamamagitan ng pag -aayos ng halaga na idinagdag. Matapos palitan ang 10% CAO sa MGO sa Crown Brand Optical Glass, ang refractive index nd ay bumaba mula sa 1.523 hanggang 1.518, at ang koepisyent ng pagpapakalat ∆ d ay nadagdagan mula 58 hanggang 62, na nakakatugon sa mga kinakailangan sa disenyo ng mga mababang lente ng pagpapakalat. Para sa infrared transmission glass (tulad ng Geo ₂ - MgO system), maaaring mabawasan ng MgO ang koepisyentong pagsipsip ng infrared ng baso at dagdagan ang pagpapadala ng 8% sa 3-5 μ m band, na angkop para sa mga thermal imaging windows.
Sa hinaharap, sa pag -upgrade ng berdeng pagmamanupaktura at ang demand para sa functional glass, ang aplikasyon ng magnesium oxide ay bubuo patungo sa pagpipino: sa isang banda, ang mekanikal at optical na mga katangian ng baso ay higit na mapabuti sa pamamagitan ng pag -doping sa nano MgO (laki ng butil <50 nm); Sa kabilang banda, sa pamamagitan ng pagsasama ng disenyo ng sangkap na hinihimok ng AI, ang isang bagong sistema ng baso na batay sa MGO (tulad ng MGO Li ₂ O-Zro ₂ Mababang natutunaw na baso ng punto) ay maaaring mabuo upang umangkop sa nababaluktot na elektronika at pag-iimbak ng enerhiya ng hydrogen at mga application ng transportasyon. Ang halaga ng magnesium oxide sa komposisyon ng salamin ay lumilipat mula sa isang "regulator ng pagganap" sa isang "functional enabler", na nagmamaneho ng ebolusyon ng mga materyales sa salamin patungo sa mas mataas na pagganap at mas malawak na mga sitwasyon.
Ang Sat Nano ay isang pinakamahusay na tagapagtustos ng MGO Magnesium Oxide Powder sa China, maaari kaming mag -alok ng laki ng butil ng nano, kung mayroon kang anumang pagtatanong, mangyaring huwag mag -atubiling makipag -ugnay sa amin sa sales03@satnano.com
