氧化鎂作為一種新材料誕生于二十世紀30年代。建國初期,由于橡膠制品對氧化鎂的需求逐漸增大,上海地區(qū)首先涌現了若干個小作坊式工廠,但是生產品種比較單一。到1956年才相繼研發(fā)出輕質氧化鎂和重質氧化鎂兩個規(guī)格的品種。此后,中國輕質氧化鎂工業(yè)經歷了長期的向上發(fā)展,輕質氧化鎂制品先后進入耐火材料、密封材料、化學建材、醫(yī)藥食品等重要市場。
氧化鎂性能
化學性能:具有比較強的還原性,能與熱水反應放出氫氣,燃燒時能產生眩目的白光,鎂與氟化物、氫氟酸和鉻酸不發(fā)生作用,也不受苛性堿侵蝕,但極易溶解于有機和無機酸中,鎂能直接與氮、硫和鹵素等化合,包括烴、醛、醇、酚、胺、脂和大多數油類在內的有機化學藥品與鎂僅僅輕微地或者根本不起作用。
物理性能:白色無定型粉末。相對密度3.26~3.43。無臭、無味、無毒。溶于酸和銨鹽溶液,不溶于水和乙醇。在可見和近紫外光范圍內有較強折射性。露置空氣中易吸收水分和二氧化碳而逐漸成為堿式碳酸鎂,與水結合生成氫氧化鎂,呈微堿性反應,飽和水溶液的pH:10.3。但極易溶于稀酸,極微溶于純水,因二氧化碳的存在而增加其溶解度,它是一種溫和的催化劑。相對密度(d254)3.58。熔點2852℃。沸點:3600℃,經1000℃以上高溫灼燒,可轉化為晶體。經改性處理,無團聚現象,在光學、催化、磁性、力學、化工等方面具有許多特異功能及重要應用價值,前景非常廣闊。
氧化鎂制備方法
熱壓燒結:一般是熱壓燒結和等靜壓燒結。熱壓燒結是指在燒結過程中施加一定的壓力( 在10 - 40 MPa ),促使材料加速流動,重排與致密化。連續(xù)燒結生產效率高,但設備與磨具費較高,且不利于燒結過高過厚的陶瓷品。
優(yōu)點:壓力有助于致密化,降低燒結溫度,縮短燒結時間;燒制的陶瓷晶粒度小,力學性能好;氣孔率接近于零,密度接近于理論密度。
熱等靜壓:將粉末壓胚或裝入包套的粉料袋裝入高壓容器中,使粉料經受高溫和均衡壓力的作用,被燒結成致密件。熱等靜壓可以在更低的燒結溫度下完成抑制高溫下很多不利的反應和變化,能減少無燒結助劑下獲得結構均勻,致密的燒結體能夠減少或排除燒結剩余氣孔,提高材料密度、強度,準確控制產品的尺度和形狀,免切割和加工等工序。
放電等離子燒結:近幾年發(fā)展起來的一種新型材料制備工藝方法,又稱為脈沖電流燒結。其主要特點是利用體加熱和表面活化,實現材質的超快致密化和密度燒結。
優(yōu)點:燒結溫度低,比HP和HIP低200-300℃,燒結時間短(只需3min-10min)單間耗量低;燒結體密度高,晶粒細小,操作簡單。
氧化鎂應用
(1)涂料、塑料、橡膠等填料:超細氧化鎂由于具有高度的分散性,可作為油漆、紙張及化妝品的填料,塑料和橡膠的填充劑和補強劑以及各種電子材料的輔助材料。
(2)高性能陶瓷:超細氧化鎂具有良好的燒結性能。在不需要使用燒結助劑便可實現低溫燒結,制成高致密的細晶陶瓷或多功能性氧化鎂薄膜,可望開發(fā)為高溫、高腐蝕等苛刻條件下的材料。
(3)吸波材料:由于具有高活性和高分散性,超細氧化鎂很容易與高聚物或其他材料復合。這種復合材料具有良好的微波吸收性能,同時不至于使原材料的強度、韌性等指標降低,而且加入纖維狀氧化鎂還有補強作用。
(4)吸附劑和催化劑:超細氧化鎂的比表面積較大,是制備高功能精細無機材料、電子元件、油墨、有害氣體吸附劑的重要原料。
(5)阻燃材料:超細氧化鎂具有良好的阻燃作用,可與木屑、刨花一起制造質輕、隔音、絕熱、耐火纖維板等耐火材料以及金屬陶瓷。
(6)其他:燃油添加劑、清潔劑、抗靜電劑及抗腐蝕劑、電絕緣體材料、制造坩堝、熔爐、絕緣導管(管狀元件)、電極棒材、電極薄板等。
(7)利用以氧化鎂復合配成的抗靜電整理劑對棉織物及滌綸織物進行功能整理,抗靜電性能測試結果表明,整理后織物具有較好的抗靜電效果。