合成云母的发展

由于我国天然云母储量少，特别是优质、大片云母更少，不能满足电子工业发展需求，国内自从20世纪50年代就开始研究合成云母。1963年建材部非金属矿研究所一成立就用内热法研制合成云母，该所就是中材高新旗下的“中材人工晶体研究院”的前身。40多年来，中材人工晶体研究院在研究、开发、推广应用合成云母领域共取得了25项科研成果，曾获国防工办二等奖，国家经委和国家科委部级科技进步奖共12项。在生长大尺寸合成云母晶体技术方面，我国处于世界领先水平。

合成云母的研发理论

按结晶学理论，若离子的电价相等和体积相近就可能相互取代。氟离子F-和羟基离子(OH)-电价相同，F-的离子半径约0.13nm, (OH)-的离子半径约0.14nm,体积相近，有可能“等容取代”，实践证明，在云母中可以实现。用F-取代(OH)-形成的云母称为氟云母，以氟化物的形式引入F，经高温熔融或固相反应而制得的云母，称为合成氟云母，其中氟金云母KMg3(AlSi3O10)F2较容易生长成大晶体，实用价值最大。因此，通常所说的合成云母就是指氟金云母。

由于合成云母不含羟基(OH)，它的高温热稳定性比天然云母高的多，如图1所示[1]。天然白云母从450℃就开始分解，厚度膨胀，6000℃以上急剧失重，到900℃时几乎完全分解，云母结构全被破坏，只剩下一些金属氧化物和杂质。金云母从750℃开始分解，900℃以上失重显著。所以它们的最高使用温度为：白云母550℃、金云母800℃。而合成云母一直可用到1100℃，达到1200℃以上才缓慢分解（氟化物）。氟金云母的熔化温度约为1375±5℃，利用高温加热或差热分析，可很易区别云母类别。 
         另外，由于合成云母纯净、杂质少、透明性好，除硬度略大于天然云母外，其他机械性能、电绝缘性能和真空放气等性能均优于天然云母。由此可见，合成云母不仅能完全代替天然云母，而且还是具有特殊性能的新型耐高温绝缘材料。我国天然云母储量少，特别是优质、大片云母更少，不能满足电子工业发展需求，国内自从20世纪50年代就开始研究合成云母。1963年建材部非金属矿研究所一成立就用内热法研制合成云母，该所就是中材高新旗下的“中材人工晶体研究院”的前身。40多年来，中材人工晶体研究院在研究、开发、推广应用合成云母领域共取得了25项科研成果，曾获国防工办二等奖，国家经委和国家科委部级科技进步奖共12项。在生长大尺寸合成云母晶体技术方面，我国处于世界领先水平。 
        合成云母的生长是用常压下高温熔融结晶法，其主要工序为：选用氟硅酸钾、石英粉、电熔镁砂、氧化铝粉和碳酸钾为原料，参考理论组成KMg3(AlSi3O10)F2，优选最佳配方→称料→混匀→加入用耐火砖砌制的内热法熔制炉中→通电熔融→澄清→降温析晶→冷却→合成云母晶块→破碎分剥→成品，从晶块中可剥出少量单晶片，大部分为碎晶片，通过综合利用，可制得多种合成云母制品。