Электрондук айнектеги кремнийдин (SiO2) негизги ролу

Кремний оксиди (SiO2) абдан маанилүү жана фундаменталдуу ролду ойнойтЭлектрондук айнек, анын бардык мыкты касиеттери үчүн негизди түзөт. Жөнөкөй сөз менен айтканда, кремний диоксиди электрондук айнектин "тармак түзүүчүсү" же "скелети". Анын функциясын төмөнкү багыттарга бөлүүгө болот:

1. Айнек тармагынын түзүмүн түзүү (негизги функция)

Бул кремнийдин эң негизги функциясы. Кремний оксиди өзү айнек пайда кылуучу оксид. Анын SiO4 тетраэдрлери бири-бири менен кычкылтек атомдору аркылуу байланышып, үзгүлтүксүз, бекем жана кокустук үч өлчөмдүү тармактык түзүлүштү түзөт.

• Аналогия:Бул курулуп жаткан үйдүн болоттон жасалган скелети сыяктуу. Кремний кычкылы бүтүндөй айнек конструкциясынын негизги каркасын камсыз кылат, ал эми башка компоненттер (мисалы, кальций кычкылы, алюминий кычкылы, бор кычкылы ж.б.) бул скелетті толтуруучу же анын иштешин жөнгө салуу үчүн өзгөртүүчү материалдар болуп саналат.
• Бул кремний кычкылынын скелети болбосо, туруктуу айнек сымал зат пайда боло албайт.

2. Электр изоляциясынын мыкты көрсөткүчтөрүн камсыз кылуу

• Жогорку электрдик каршылыгы:Кремний диоксидинин өзүнүн иондук кыймылдуулугу өтө төмөн, ал эми химиялык байланыш (Si-O байланышы) абдан туруктуу жана күчтүү, бул анын иондошуусун кыйындатат. Ал түзгөн үзгүлтүксүз тармак электр заряддарынын кыймылын бир топ чектеп, E-айнекке өтө жогорку көлөмдүк каршылыкты жана беттик каршылыкты берет.
• Төмөн диэлектрикалык туруктуу жана төмөн диэлектрикалык жоготуу:Электрондук айнектин диэлектрикалык касиеттери жогорку жыштыктарда жана жогорку температураларда абдан туруктуу. Бул негизинен SiO2 тармактык түзүлүшүнүн симметриясына жана туруктуулугуна байланыштуу, бул жогорку жыштыктагы электр талаасында поляризациянын төмөн даражасына жана энергиянын минималдуу жоготуусуна (жылуулукка айлануу) алып келет. Бул аны электрондук схемалык платаларда (PCB) жана жогорку чыңалуудагы изоляторлордо арматуралоочу материал катары колдонуу үчүн идеалдуу кылат.

3. Жакшы химиялык туруктуулукту камсыз кылуу

Электрондук айнек сууга, кислоталарга (фторлуу суутек жана ысык фосфор кислотасынан тышкары) жана химиялык заттарга эң сонун туруктуулукту көрсөтөт.

• Инерттик бет:Тыгыз Si-O-Si тармагы өтө төмөн химиялык активдүүлүккө ээ жана суу же H+ иондору менен оңой менен реакцияга кирбейт. Ошондуктан, анын гидролизге туруктуулугу жана кислотага туруктуулугу абдан жакшы. Бул E-айнек буласы менен бекемделген композиттик материалдардын узак мөөнөттүү, ал тургай катаал чөйрөлөрдө да өз иштешин сактап калышын камсыздайт.

4. Жогорку механикалык бекемдикке кошкон салымы

Акыркы күчү болсо даайнек булаларыошондой эле беттик кемчиликтер жана микро-жаракалар сыяктуу факторлордун таасири астында болот, алардын теориялык күчү көбүнчө күчтүү Si-O коваленттик байланыштарынан жана үч өлчөмдүү тармактык түзүлүштөн келип чыгат.

• Жогорку байланыш энергиясы:Si-O байланышынын байланыш энергиясы абдан жогору, бул айнек скелетинин өзүн өтө бекем кылып, булага жогорку созулууга туруктуулукту жана серпилгичтик модулун берет.

5. Идеалдуу жылуулук касиеттерин берүү

• Төмөнкү жылуулук кеңейүү коэффициенти:Кремний диоксидинин өзүнүн жылуулук кеңейүү коэффициенти өтө төмөн. Ал негизги скелет катары кызмат кылгандыктан, электрондук айнектин жылуулук кеңейүү коэффициенти да салыштырмалуу төмөн. Бул температуранын өзгөрүшү учурунда анын жакшы өлчөмдүү туруктуулугун жана жылуулук кеңейүү жана кысылуудан улам ашыкча чыңалууну пайда кылуу ыктымалдыгын азайтат дегенди билдирет.
• Жогорку жумшартуу температурасы:Кремнийдин эрүү температурасы өтө жогору (болжол менен 1723∘C). Башка агып кетүүчү оксиддерди кошуу E-айнектин акыркы эрүү температурасын төмөндөтсө да, анын SiO2 өзөгү айнектин көпчүлүк колдонмолордун талаптарына жооп берүү үчүн жетиштүү жогорку жумшартуу температурасына жана термикалык туруктуулугуна ээ болушун камсыз кылат.

Типтүү түрдөЭлектрондук айнеккурамында кремнийдин курамы адатта 52% −56% (салмагы боюнча) түзөт, бул аны эң чоң кычкыл компонент кылат. Ал айнектин негизги касиеттерин аныктайт.

Электрондук айнектеги оксиддердин ортосундагы эмгектин бөлүштүрүлүшү:

• SiO2(Кремний диоксиди): Негизги скелет; структуралык туруктуулукту, электрдик изоляцияны, химиялык бышыктыкты жана бекемдикти камсыз кылат.
• Al2​O3​(Алюминий кычкылы): Көмөкчү тармактын мурунку жана стабилизатору; химиялык туруктуулукту, механикалык бекемдикти жогорулатат жана девитрификация тенденциясын азайтат.
• B2​O3​(Бор кычкылы): Флюс жана касиет модификатору; жылуулук жана электрдик касиеттерин жакшыртуу менен бирге эрүү температурасын бир кыйла төмөндөтөт (энергияны үнөмдөйт).
• CaO/MgO(Кальций кычкылы/Магний кычкылы): Флюс жана стабилизатор; эрүүгө жардам берет жана химиялык бышыктыгын жана девитрификация касиеттерин тууралайт.