ПРОМЫШЛЕННЫЕ МИНЕРАЛЫ

Свойства и применение листовой слюды

Тонкие пластинки щипаной слюды обладают большой упругостью и механической прочностью. В тончайшие пленки слюды без нарушения их целостности можно обертывать провода или валы с минимальным диаметром до Ve дюйма. Некоторые области применения слюды обусловлены ее прозрачностью. Гибкость и прозрачность слюды изменяются обратно пропорционально толщине пластинок.

Слюда не плавится при обычных температурах. Мусковит начинает терять кристаллизационную воду при температурах ниже 700°, а флогопит — примерно при 1000°. Кроме того, слюда очень термоустойчива, причем она способна выдерживать высокие температуры и внезапные термические воздействия без заметных изменений физических и химических свойств.

Кроме вышеупомянутых свойств, слюды обладают четырьмя свойствами диэлектрика, которые ставят листовую слюду в ряд уникальных веществ. Эти свойства следующие: 1) низкая электропроводимость — очень низкая в том случае, если слюда не содержит микроскопических минеральных включений; 2) очень высокая электрическая прочность, т. е. способность противостоять большим напряжениям тока без пробоя; 3) большая диэлектрическая постоянная. Она может быть определена как емкость мгновенного запаса электростатической энергии; 4) малый угол диэлектрических потерь. Эти два последних свойства делают слюду идеальным веществом для применения в конденсаторах, основная функция которых заключается «в мгновенном накоплении электростатической энергии в диэлектрическом поле (возможно, в одну миллионную долю секунды) и затем в высвобождении ее с возможно минимальной потерей энергии» (Rajgarhia, 1951, стр. 44).

Чистый рубиновый мусковит почти всегда имеет очень малый угол диэлектрических потерь, тогда как у зеленого это свойство несколько менее постоянно.

Применение листовой слюды

Все перечисленные свойства листовой слюды особенно благоприятствуют ее применению в ряде отраслей электротехнической промышленности и электронике. Уже указывалось применение листовой слюды в качестве емкостных сопротивлений (capacitor) в конденсаторах. Большие листы используются в электростатических «трубках памяти» в некоторых вычислительных машинах. В качестве изоляционного материала слюда приготовляется в виде кругов, трубок, прокладок, вкладышей, пластинок и однородных кусочков для применения в конденсаторах, трансформаторах, реостатах, радиолампах и электронных лампах и схемах радарных установок. Большое значение, особенно для флогопита, имеет применение слюд в качестве изоляции в авиационных свечах зажигания.

Прозрачность, термостойкость и механическая прочность листовой слюды обусловливают ее применение для заделки смотровых отверстий в стенках и литниках металлургических печей. Слюда более низкого качества применяется в качестве изоляционного материала в электроплитках, утюгах и подобных приборах.

Поскольку крупные чистые листы слюды всегда вырабатываются в ограниченном количестве, то серьезную поддержку промышленности оказывали различные заменители.

Несомненно, наиболее успешным заменителем листовой слюды являются изделия из слюдяных же материалов — миканит. Впервые этот заменитель был использован в 1890 г. и долгое время имел большое значение в слюдяной промышленности. Для получения миканита слюдяные плиты или картон, сложенные чередующимися пропластками из небольших пленок слюды и шеллака или силикатного клея, наподобие сандвича, прессуются, а затем из получаемой продукции изготовляются требуемые изделия. Таким образом можно изготовлять картон любых размеров и толщины в виде тоненьких небольших кусочков или в виде панелей толщиной до 72 дюйма и площадью до 3 кв. футов. Кроме того, на слюдяной основе изготовляют ткань, бумагу и тесьму, которые применяются в качестве электроизоляционной обмотки.

Искусственно получают кристаллы слюды диаметром до 2 дюймов. Однако в большинстве случаев искусственные слюды применяются в иных целях, чем листовая слюда, например в слюдяной керамике на стеклянной основе для высокотемпературных изоляторов. Производство синтетической слюды обходится очень дорого, и вряд ли она может вскоре вытеснить природную листовую слюду. Другой заменитель листовой слюды —так называемая «восстановленная» слюда (reconstituted); это бумага, сделанная из слюдяной мелочи. Она используется в некоторых специальных применениях наряду с миканитом. Синтетическая и «восстановленная» слюда описана в работе Тайлера (Tyler, 1952).

Благодаря своим уникальным свойствам диэлектрика листовая слюда представляет собой исключительно важное стратегическое сырье. Во время второй мировой войны положение в США со слюдой временами становилось первостепенной проблемой в снабжении стратегическим минеральным сырьем. Состояние слюдяной промышленности в годы войны неоднократно освещалось в печати; можно отметить работы Де-Милле (DeMille, 1947), Гуинна (Gwinn, 1944) и Уайлэнда (Wayland, 1947). Кроме того, нехватка слюды в годы войны оказала влияние на развитие интенсивных исследований ресурсов США главным образом Геологической службой и Горным бюро. Во многих послевоенных работах по слюде излагаются результаты этих исследований.