La Kerna Rolo de Silikoksido (SiO2) en E-Vitro

Silikoksido (SiO2) ludas absolute pivotan kaj fundamentan rolon enE-vitro, formante la bazrokon por ĉiuj ĝiaj bonegaj ecoj. Simple dirite, siliko estas la "retformilo" aŭ "skeleto" de E-vitro. Ĝia funkcio povas esti specife kategoriigita en la jenajn areojn:

1. Formado de la Vitra Reta Strukturo (Kerna Funkcio)

Jen la plej fundamenta funkcio de silico. Silico mem estas vitro-formanta oksido. Ĝiaj SiO4​ kvaredroj estas konektitaj unu al la alia per pontaj oksigenatomoj, formante kontinuan, fortikan kaj hazardan tridimensian retstrukturon.

• Analogeco:Ĉi tio estas kiel la ŝtala skeleto de domo sub konstruado. Silikoksido provizas la ĉefan kadron por la tuta vitra strukturo, dum aliaj komponantoj (kiel kalcia oksido, aluminio-oksido, boroksido, ktp.) estas la materialoj, kiuj plenigas aŭ modifas ĉi tiun skeleton por ĝustigi la rendimenton.
• Sen ĉi tiu silicia skeleto, stabila vitreca substanco ne povas esti formita.

2. Provizo de Bonega Elektra Izolado

• Alta Elektra Rezisteco:Silikoksido mem havas ekstreme malaltan jonmoviĝeblon, kaj la kemia ligo (Si-O-ligo) estas tre stabila kaj forta, malfaciligante jonigon. La kontinua reto, kiun ĝi formas, multe limigas la movadon de elektraj ŝargoj, donante al E-vitro tre altan volumenan rezistecon kaj surfacan rezistecon.
• Malalta Dielektra Konstanto kaj Malalta Dielektra Perdo:La dielektrikaj ecoj de E-vitro estas tre stabilaj ĉe altaj frekvencoj kaj altaj temperaturoj. Ĉi tio ŝuldiĝas ĉefe al la simetrio kaj stabileco de la SiO2​ retstrukturo, kiu rezultigas malaltan gradon de polarigo kaj minimuman energiperdon (konverto al varmo) en altfrekvenca elektra kampo. Ĉi tio igas ĝin ideala por uzo kiel plifortiga materialo en elektronikaj cirkvitplatoj (PCB-oj) kaj alttensiaj izoliloj.

3. Certigante Bonan Kemian Stabilecon

E-vitro montras bonegan reziston al akvo, acidoj (krom hidrofluora kaj varma fosforacido), kaj kemiaĵoj.

• Inerta Surfaco:La densa Si-O-Si reto havas tre malaltan kemian aktivecon kaj ne facile reagas kun akvo aŭ H+ jonoj. Tial, ĝia hidroliza rezisto kaj acida rezisto estas tre bonaj. Ĉi tio certigas, ke kompozitaj materialoj plifortigitaj per E-vitrofibro konservas sian funkciadon longtempe, eĉ en severaj medioj.

4. Kontribuo al Alta Mekanika Forto

Kvankam la fina forto devitrofibrojestas ankaŭ multe influita de faktoroj kiel surfacaj difektoj kaj mikro-fendetoj, ilia teoria forto plejparte devenas de la fortaj Si-O kovalentaj ligoj kaj la tridimensia retstrukturo.

• Alta Liga Energio:La ligenergio de la Si-O-ligo estas tre alta, kio igas la vitroskeleton mem ekstreme fortika, provizante al la fibro altan streĉreziston kaj elastan modulon.

5. Donado de Idealaj Termikaj Ecoj

• Malalta Termika Ekspansia Koeficiento:Silikoksido mem havas tre malaltan koeficienton de termika ekspansio. Ĉar ĝi funkcias kiel la ĉefa skeleto, E-vitro ankaŭ havas relative malaltan termikan ekspansiokoeficienton. Tio signifas, ke ĝi havas bonan dimensian stabilecon dum temperaturŝanĝoj kaj malpli probable generas troan streĉon pro termika ekspansio kaj kuntiriĝo.
• Alta Moliga Punkto:La fandopunkto de silikoksido estas ekstreme alta (proksimume 1723°C). Kvankam la aldono de aliaj fandantaj oksidoj malaltigas la finan fandotemperaturon de E-vitro, ĝia SiO2​ kerno tamen certigas, ke la vitro havas sufiĉe altan moligadpunkton kaj termikan stabilecon por plenumi la postulojn de plej multaj aplikoj.

En tipaE-vitrokonsisto, la silika enhavo estas kutime 52%−56% (laŭ pezo), igante ĝin la plej granda oksida komponanto. Ĝi difinas la fundamentajn ecojn de la vitro.

Divido de Laboro inter Oksidoj en E-Vitro:

• SiO2(Siliko): Ĉefa skeleto; provizas strukturan stabilecon, elektran izoladon, kemian daŭrivon kaj forton.
• Al₂O₃(Alumino): Helpa retformilo kaj stabiligilopliigas kemian stabilecon, mekanikan forton, kaj reduktas devitriĝan tendencon.
• B2O3(Bora Oksido): Fluo kaj posedaĵmodifilosignife malaltigas la fandotemperaturon (energiŝparo) samtempe plibonigante termikajn kaj elektrajn ecojn.
• CaO/MgO(Kalcia Oksido/Magnezia Oksido): Fluo kaj stabiligilo; helpas en fandado kaj ĝustigas kemian daŭripovon kaj devitrigajn ecojn.