CRX33是什么材料(CR3是什么材料)
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仿祖母绿宝石的呈色原理与生长
陈庆汉 黄晋蓉
第一作者简介:陈庆汉,中宝协人工宝石专业委员会第一、二届委员,第三届高级顾问,西南技术物理研究所研究员。
一、引言
祖母绿,俗称绿宝石,是绿柱石类宝石家族中最珍贵的一员,也是国际上最珍贵宝石的一种。自古以来,祖母绿和钻石、红宝石、蓝宝石、金绿宝石就一起被誉为世界五大名贵宝石。由于自然界中产出稀少,优质祖母绿的价格可与优质钻石相比,价格昂贵。祖母绿美丽而独特的绿色,极为诱人,令人陶醉,是任何其他绿色宝石所无法比拟的,所以有“绿色宝石之王”的美称。
正因为如此,人们千方百计地进行人造祖母绿生长技术的研究。到现在为止,出现了合成祖母绿和仿造祖母绿两大系列。这二者的区分在于:
合成祖母绿——用人工方法生长出与天然祖母绿具有相同化学成分、相同物理和化学性质、相同晶体结构,甚至含有相似包裹体形态的人工合成祖母绿。主要生长方法有助溶剂法和水热法。
仿祖母绿——用人工方法生长出与天然祖母绿的化学成分、晶体结构不同,但在颜色和其他外观特征上非常接近人工合成祖母绿,乃至非常接近天然祖母绿。主要生长方法是提拉法。
在国际珠宝市场上销售着各种各样的天然宝石的仿制品,其中包括天然祖母绿宝石的仿制品。但是天然宝石,特别是天然祖母绿宝石的颜色是很难模拟或仿制的。
要想把晶体结构及化学成分与祖母绿完全不一样的晶体变成外观特征与天然祖母绿非常相像,首先要了解天然祖母绿呈现翠绿色的成因,然后设法满足呈现翠绿色的条件,才能出现翠绿色的效果。
本文目的是评价绿色YAG人造宝石对天然祖母绿宝石的模拟效果及其生长方法。
二、祖母绿宝石的呈色机理
祖母绿是绿柱石矿物大家族中的一员,属六方晶系,外形通常呈现长的六方柱。纯净的、不含杂质的绿柱石是无色的,当含有杂质元素时就可能致色。例如,已知绿柱石含铯时呈粉红色,称为铯柱石;含铁时呈蓝色,称为海蓝宝石;含铬时呈绿色,称为祖母绿。所以,祖母绿的翠绿色主要是由于绿柱石含铬离子致色的结果。
祖母绿的主要化学成分是Be3Al2Si6O18,同时还含有铬、钒、铁、镍等微量元素。祖母绿的绿色主要是所含过渡金属铬离子(Cr3+)的晶体场分裂效应所引起的,其他过渡金属微量元素的存在则会影响其绿色色调,可使其从黄绿到蓝绿变化。其中,深绿色的祖母绿氧化铬含量可达0.5%~0.6%,浅绿色的祖母绿氧化铬含量0.15%~0.2%。
祖母绿的晶体学特征是:六方晶系,外形呈六方柱状。透明-半透明;玻璃光泽;摩氏硬度7.5~8;韧性度低,仅5.5,性脆;密度2.67~2.78g/cm3(密度大小与晶体中铬等元素含量有关,颜色越深密度越大,深绿色祖母绿密度可达2.78 g/cm3)。祖母绿为一轴负晶,折射率在1.564~1.602之间;紫外荧光:一般无荧光,少数呈红色;查尔斯滤色镜下,绝大多数祖母绿呈粉红到红色,少数含铁祖母绿为绿色,哥伦比亚祖母绿呈暗红色;祖母绿的颜色主要决定于铬元素含量。然而透明度却取决于氧化铁含量,含氧化铁越少越透明,铁含量超过0.6%时,绿色就会变暗。
绿柱石的化学分子式是 Be3Al2Si6O18,其结构主要由环状的(Si6O18)组成,一个Si4+与四个O2-构成一个硅-氧四面体,两个硅-氧四面体共顶角,如图1所示。环状的(Si6O18)层状堆积并形成孔道,这些堆积通过铝和铍原子保持在一起,如图2所示。
图1 绿柱石中环状硅氧四面体骨架
(据 Article.asp?Article ID=102(2006-05-21)
图2 绿柱石中环状硅氧四面体层状堆积形成孔道
(据 ID=78(2005-08-31)
绿柱石晶体中离子排列结构如图3所示,其中Si4+(红灰色较大圆球)与O2-(红球)形成硅-氧四体面,呈图1所示环状排列,并层状堆积形成孔道(如图2),Al3+(暗灰色圆球)和Be2+(绿球)将硅-氧四面体的O2-(红色小球)联结起来,其中Al3+与O2-形成铝-氧八面体。
图3 不同视角的绿柱石晶体中离子结构示意图
(据+456(2005-09-20)
在祖母绿,即含Cr3+的绿柱石中,Cr3+在绿柱石晶体中替换Al3+离子,处于氧八面体格位中心位置。由于氧八面体晶体场的作用,自由Cr3+离子的简并d轨道能级分裂为4A2(基态),4T1,4T2,2E,……由此形成能级图和相应的吸收光谱,荧光光谱如图4所示。
图4 处于畸变的八面体配位场中的Cr3+离子谱项图(a),在祖母绿宝石中的能级与跃迁(b),祖母绿宝石的吸收光谱与荧光(c)
(据拿骚,1991)
当光线射到晶体上时,晶体吸收光能使处于基态的电子激发到高能级,此时电子处于不稳定状态,由于电子有回跳到低能级的稳定态及基态的本能,所以电子放出能量(热能或光能)回跳,若吸收的能量恰好是可见光中红橙黄绿青蓝紫色中某一相当的能量时,就能见到相应的互补颜色。从图5中可见,含Cr3+绿柱石即祖母绿晶体会吸收红光和紫光,透过500nm处带宽较窄的绿光,因此,祖母绿呈现纯正鲜艳的翠绿色。而以光形式发射的能量则是暗红色的荧光。
图5 美国宝石学院编号为4164#的天然祖母绿宝石(7.151克拉)的吸收光谱
(据陈庆汉等,1999)
祖母绿吸收光谱的特征是:
1)只存在宽吸收带,不存在窄吸收线。
2)峰值在430nm和600nm的两个宽吸收带强度比较接近。
所以,我们可以说,铬-氧八面体基团是祖母绿宝石的呈色基团,其基本特征见图6。
图6 祖母绿宝石晶体中的“绿色”呈色基团
(铬-氧距离约1.94?
1?=10-10m。
)
(据(2005-09-20))
三、仿宝石的基本原理
决定宝石外观效果的4种主要物性指标是:颜色、折射率、色散和硬度,但对于不同品种的宝石,其重要性程度的顺序会稍有不同。
具体对祖母绿宝石这类深色宝石来说,因为颜色是祖母绿的最重要外观特征,而折射率和色散对深色宝石外观效果的影响通常会因宝石颜色深而相对减弱,所以对于祖母绿宝石而言,这4项物性指标的相对重要性顺序应为:颜色、硬度、折射率和色散。
因此,要想使仿祖母绿宝石具有较好的仿真效果,主要需要考虑的是该宝石的颜色和硬度要与祖母绿接近。人们曾利用掺杂玻璃仿祖母绿宝石的颜色,但因玻璃硬度太低,摩氏硬度为5.5~6.0,而大气灰尘中的砂粒硬度已达6.5~7.0,所以很容易被空气中尘埃磨损而失去表面光泽,因而不被人们所接受。
仿制宝石的颜色,有两种技术途径可以采取。
1.“同色异谱”调色方案
我们知道,不同互补色的混合都可以得到白色,如图7所示。同样,如图8所示,对于其他颜色(如“橙色”),也可以存在通过某种合适比例的“其他颜色”混合来得到的方案,即所谓“同色异谱”现象。据此,可以:①直接掺入具有所需橙色透过光谱的掺杂离子来得到橙色宝石晶体(图8a);②选择两种掺杂剂,分别具有如图8b所示的红色透过光谱和蓝绿色透过光谱,可以得到所需的橙色宝石;③选择三种掺杂剂,分别具有图8c所示的红色、绿色和黄色透过光谱,也可以得到所需的橙色宝石。这种调色方案即为“同色异谱”方案,俗称“炒菜”式。具体来说,对于选定的颜色,在CIE(x,y)色度图上,通过该种颜色的代表点作一直线,相交于两种基本颜色上,然后不断通过实验调整两种颜色的比例,最后得到所需要的颜色。
图7 CIE(x,y)色度图
(据 html)
图8 橙色的几种“同色异谱”调色方案
(据拿骚,1991)
需要指出的是,采用这种方法调制得到的人造宝石颜色,通常只在实验规定的光照条件下与所模仿的天然宝石才有相同的颜色,当光照条件改变时,二者的颜色会出现某些差异。这是由于二者的吸收或透过光谱并不真正相同所引起的。
2.光谱拟合调色方案
决定宝石颜色的主要是宝石晶体的吸收和荧光光谱。如果能够使仿宝石的吸收和荧光光谱与所仿的天然宝石光谱完全一致,那么很自然,这种仿宝石将会具有与天然宝石非常相似,甚至完全相同的颜色特征。所以,从光谱拟合出发,直接拟合所需研制天然宝石的(吸收和荧光)光谱,从而得到所需的宝石颜色,这是最理想的方法。这种方法的优点还在于,在不同的光照条件下(包括荧光下和滤色镜下),仿宝石与所仿天然宝石都将会具有相同或相近的颜色。但这样研制仿宝石的难度也会大得多。
四、仿祖母绿宝石材料的筛选
1.仿祖母绿基质晶体的选择
我们从天然祖母绿呈色机理出发,对具有仿祖母绿可能性的基质晶体进行了系统的筛选。首先考虑可能具有与祖母绿相似“绿色”“呈色基团”的基质晶体:具有可含Cr离子的氧八面体配位体,且晶体场强度也与祖母绿宝石相近(中等大小)。这些晶体是与祖母绿宝石在呈色机理上属于最接近的一类,如表1所列。进一步再考虑到宝石材料硬度、生产成本、生长工艺成熟性等其他因素。我们最终从中筛选出最佳仿祖母绿宝石的基质晶体材料YAG。
表1 Cr3+离子处于中等晶体场强度的氧八面体配位场中的基质晶体及有关参数比较
2.YAG的晶体结构和Cr3+:YAG晶体
YAG,即钇铝榴石(Yttrium Aluminium Gar-net)晶体,分子式Y3Al5O12,属于立方晶系,空间群Ia3d。如果按离子占据晶体中格位的不同,我们可以把钇铝榴石晶体结构看作是氧四面体、氧八面体和氧十二面体配位体的链接网(图9)。其中,Y3+离子占据十二面体中心位置〔C〕上,Al3+占据八面体中心位置〔A〕和四面体中心位置〔D〕。
在YAG晶体结构中存在的铝-氧八面体,与绿柱石晶体中的铝-氧八面体结构十分相似(Al-O距离约1.92A)。当铬离子掺入YAG晶体中时,它可以三价(Cr3+)价态进入氧八面体格位中替代阳离子Al3+,而形成Cr-O八面体呈色基团。另外它还有多种其他晶格格位(四面体格位、十二面体格位)可供其他着色离子进入,从而便于进一步调节颜色。具体离子占位和价态情况与掺杂浓度和生长条件有关,情况比较复杂,可以通过实验进一步试验。
比较Cr:YAG和Cr:Be3Al2Si6O18(即祖母绿),可见二者在呈色离子及其所处晶体场环境方面具有很好的相似性。这种相似性就是YAG晶体可以作为仿祖母绿宝石基质的物理基础。我们首先生长了Cr:YAG宝石晶体,以初步了解Cr:YAG晶体和祖母绿作为宝石的异同之处。实验发现Cr:YAG宝石晶体在透射光中呈现为鲜艳的亮绿色,但这种人造宝石的绿色中,尚带有明显的黄色调,且宝石表面呈现鲜红色荧光,因此,它与天然祖母绿宝石的翠绿色仍有明显的不同,还需要进一步改进。
表2 Cr3+在YAG与祖母绿宝石中的晶场和光谱特性比较
图9 钇铝榴石的晶体结构示意图
(据陆学善,1972)
3.“祖母绿色”掺杂离子组合的选择
最终选定的基质晶体YAG是采用熔体提拉法生长的最常用的激光基质晶体材料,其熔点约为1970℃,摩氏硬度为8.5,密度为4.55 g/cm3,折射率1.83,色散为0.028,无双折射。把Cr3+离子加入YAG中时,Cr3+离子在 YAG晶体结构中所处的晶体场对称性及强度与祖母绿中的情况相当接近,摩氏硬度也相近。但Cr:YAG晶体的颜色与祖母绿色还有一定差距。
首先,我们比较 Cr:YAG和Cr:Be3Al2Si6O18即祖母绿的吸收光谱,如表3和图10所示。我们发现二者在光谱的主要特征方面具有相似性(比较图5和图10):
1)吸收谱类型:为宽吸收带状光谱;
2)主吸收带个数:两个;
3)主吸收带峰值位置:基本相同;
4)荧光谱线:一条,且位置相近(700nm与730nm,均为红光)。
表3 Cr:YAG宝石与祖母绿光谱的比较
但二者光谱也存在明显不同之处:
1)在祖母绿的吸收光谱中,600nm吸收带峰值强度与430nm吸收带峰值强度基本相同,比例接近1,(视祖母绿产地不同,略有变化);而且可以看到一种趋势:600nm吸收带峰值稍强的祖母绿偏向蓝色调多些。在Cr:YAG晶体的吸收光谱中,600nm吸收带峰值强度明显低于430nm吸收带,因而Cr:YAG晶体偏于黄绿色。
图10 Cr:YAG晶体(Cr2O3质量分数为0.3%)的吸收光谱
2)红色荧光在Cr:YAG晶体中比较强,使晶体在反射光中呈现出明显的红色,在查尔斯滤色镜下红光也较强,因而明显区别于天然祖母绿在查尔斯滤色镜下的暗红色。这个荧光是Cr离子的R线荧光发射,因此与天然祖母绿相比,Cr:YAG晶体的R线荧光发射太强。
根据以上分析,为得到祖母绿颜色,我们必须改变Cr:YAG晶体光谱中吸收带的相对强度和荧光强度。但首先应保证改进实验在不改变Cr:YAG晶体带状光谱基本特征的前提下进行。
1)宝石中的主要着色离子大致可以分成两大类:过渡族金属离子着色剂和稀士离子着色剂。前者在宝石晶体中的吸收光谱以宽的带状光谱为主,后者吸收光谱呈现为线状光谱。前者与我们在祖母绿宝石中已知的着色离子均为过渡族金属离子是一致的,因此我们首先确定只采用以Cr3+离子为主的过渡族金属离子多种掺杂剂组合,通过调整其相对掺杂量改变两个吸收峰值的相对强度比例。其优点是不会改变吸收谱的基本类型。
2)下步工作将着重于研究不同过渡族金属离子在YAG中形成的吸收光谱特点和对R线荧光发射强度的影响,并通过实验选择适当的组合,使(Cr,Re):YAG的吸收谱和荧光谱接近天然祖母绿的吸收谱和荧光谱(Re为Cr以外的其他过渡族金属)。
具体地说,我们发现,掺入某些过渡族金属离子将有助于使两个主吸收带峰值相对强度逐步接近,使透过光的绿色更纯;进一步掺入另一些过渡金属离子将有助于减弱红色荧光的强度。其效果参见图11(与图5对比)和实物照片。
五、仿祖母绿YAG宝石的生长方法
仿祖母绿YAG宝石采用感应加热提拉法生长,生长装置示意图如图12所示。
表4 仿祖母绿YAG宝石与祖母绿光谱的分析比较
图11 仿祖母绿YAG宝石的吸收光谱
表5 仿祖母绿YAG宝石的色度坐标
图12 仿祖母绿YAG宝石生长装置示意图
1—宝石熔体;2—宝石籽晶;3生长出来的宝石晶体;4氧化锆保温罩;5铱金盖;6铱金坩埚;7氧化锆保温砂;8—感应圈
仿祖母绿YAG宝石生长工艺流程如图13所示。
生长工艺流程说明如下:
1)根据我们的专利,生长仿祖母绿 YAG宝石的原料有氧化铝、氧化钇、氧化铬、氧化铁、氧化钒、氧化钛等,原料纯度均为99.99%以上。熔体组分按 Y3Al(5-x-y)CrxReyO12配制,其中 Re为Fe,Co,Ti或V等其他过渡族金属元素的一种或多种,且x=0.02~0.10,y=0.001~0.10。
2)准确称量后配制好的原料需混匀压紧成块,并在马弗炉内1300℃温度下预烧结24h。然后放入坩埚中加热熔化拉制成单晶体,所用坩埚为铱金坩埚,尺寸为80mm80mm。
3)仿祖母绿YAG晶体的提拉法生长参数:晶转速度;10~30r/min;提拉速度:2~5mm/h;籽晶取向[111];炉内生长气氛为高纯N:气。
4)生长出来的仿祖母绿YAG宝石晶体及加工好的宝石戒面如图16和图17所示。
图13 仿祖母绿YAG宝石生长工艺流程
图14 生长仿祖母绿宝石的拉晶炉
图15 生长仿祖母绿宝石的炉内生长装置
六、结束语
仿祖母绿宝石从1989年开始研制和试销改进,不断改进配方工艺,1996年9月25日,仿祖母绿宝石的生长技术在北京通过了专家鉴定,1997年8月27日“仿祖母绿宝石”被授予中国专利,专利号ZL95115493.1(陈庆汉等,1997)。
图16 “原生态”的仿祖母绿YAG宝石晶体
图17 加工后的仿祖母绿刻面宝石
仿祖母绿宝石曾通过多种渠道小批量销售,受到了国内外用户的欢迎。
这种新型仿祖母绿宝石经北京高德珠宝鉴定研究所和中国地质大学(北京)珠宝学院宝石鉴定研究所鉴定,结论如下:“其光性为均质体,无二色性,密度4.55g/cm3,折射率1.833,摩氏硬度8.5,外观色为艳绿色,玻璃光泽,滤色镜下呈暗红色,其吸收光谱、弱荧光等与天然优质祖母绿极为相似,肉眼下难以区别,是很好的仿祖母绿材料。”
概括起来,我们研制的仿祖母绿宝石有如下特征:
1)以YAG为基质,只采用以Cr3+为主的过渡族金属离子作着色剂,使产品在颜色、光泽、硬度及滤色镜下颜色等外观特征上,十分接近于天然祖母绿,其最佳配方的外观特征接近于世界上著名的哥伦比亚祖母绿。
2)不仅外观相似,而且与天然祖母绿(Cr致色)的吸收光谱和荧光也相似。
3)这种仿祖母绿宝石既可含有面纱状缺陷,也可没有缺陷。
目前,这种仿祖母绿YAG宝石的提拉法生产成本还比较高,进一步研发能降低生产成本的新工艺,将会有助于这种优质仿祖母绿宝石的市场推广。
参考文献及资料
陈庆汉,刘严,等 .1999.Two Green Gem Materials for Simulating Natural Emerald.ISSC 68thAnnual Meeting,May 5-7,Vancouver,BC,Canada.
陈庆汉,黄晋蓉 .1997.“仿祖母绿宝石”.中国专利ZL95115493.1.
陆学善编.1972.激光基质钇铝榴石的发展(第1版).北京:科学出版社.
拿骚K.著.李士杰,张志三译.1991.颜色的物理与化学(第一版).北京:科学出版社.
(2006-05-21).
(2005-09-20).
.
liguowu,(2005-08-31).
crx与itc是什么关系
ITC?(国际贸易中心)是联合国贸发组织( UNCTAD )和世界贸易组织( WTO )共同设立的,联合国系统与发展中国家进行技术合作以促进贸易的重要机构。 .ITC(Inter-Thread Communication,线程间通信)。
CRX文件是什么
CRX文件是浏览器插件。
程序的运行有其自己运行的进程、方式等,其插件只是对其进行起一个补充作用的程序,如3721插件,雅虎插件,百度,中搜,QQ,搜狗,新浪,天下搜索,CNNIC.GOOGLE等。浏览器插件,基于浏览器的原有功能,另外增加新功能的工具。
插件是一种遵循一定规范的应用程序接口编写出来的程序。很多软件都有插件,插件有无数种。例如在IE中,安装相关的插件后,WEB浏览器能够直接调用插件程序,用于处理特定类型的文件。
常见插件
Flash插件、RealPlayer插件、MMS插件、MIDI五线谱插件、ActiveX插件等等;再比如Winamp的DFX,也是插件。还有很多插件都是程序员新开发的。
扩展资料:
Google Chrome软件优点:
1、不易崩溃
Chrome最大的亮点就是其多进程架构,保护浏览器不会因恶意网页和应用软件而崩溃。每个标签、窗口和插件都在各自的环境中运行,因此一个站点出了问题不会影响打开其它站点。通过将每个站点和应用软件限制在一个封闭的环境中这种架构,这进一步提高了系统的安全性。
2、速度快
使用WebKit引擎。WebKit简易小巧,并能有效率的运用存储器,对新开发者来说相当容易上手。Chrome具有DNS预先截取功能。当浏览网页时,“Google Chrome”可查询或预先截取网页上所有链接的IP地址。目标网页。
Chrome具有GPU硬件加速:当激活GPU硬件加速时,使用“Google Chrome”浏览那些含有大量图片之网站时可以更快渲染完成并使页面滚动时不会出现图像破裂的问题。
参考资料来源:
百度百科-浏览器插件
百度百科-Google Chrome
如何打开crx文件 crx文件怎么安装 crx是什么文件
打开360浏览器 地址栏输入chrome://extensions/ 取消窗口最大化 将crx文件拖放至当前页面 提示安装新扩展,点击安装即可
怎么样的材料对橡胶才有补强作用?
最常用的就是炭黑了,具有补强和填充做用,还有很多材料都在做补强的同时也可以降低成本做填充料,更多详细资料建议你到talktpe 橡塑弹性体论坛内有专业免费的资料和团队为你服务
1.1 炭黑
炭黑是一种用途广泛的化工产品,可用于橡胶、树脂、印刷油墨、涂料、电线电缆、电池、纸张、铅笔、颜料等产品。炭黑最主要的用途是用于制造轮胎及各种橡胶制品。全球炭黑约有70%用于轮胎,20%用于其他橡胶制品,其余不到10%用于塑料添加剂、染料、印刷油墨等工业。而在橡胶制品的分额中,一半用于制造汽车零部件,如V带和减震橡胶等。因此,大约有80%的炭黑是消耗在汽车工业上的。
从总体上讲,世界炭黑工业已进入成熟期,其生产技术主要朝着单炉能力/规模、炭黑产品专用化、综合节能降耗和环保安全等几个方向发展。
(1)高性能和低滞后损失炭黑
为了适应轮胎产品的发展,特别是高性能轮胎和绿色轮胎的需求,国外各大炭黑公司开发了许多高性能和低滞后损失炭黑新品种。所谓高性能炭黑,其共同的特征是:粒径小、结构适宜、聚集体分布尺寸较窄、表面活性高。而低滞后损失炭黑共同的特征是:结构高、聚集体尺寸分布较宽、表面活性高。其中,有些开发较早的品种,如N134和N358已经纳入ASTMD1765标准,并已被轮胎厂广泛采用。近几年研究开发的新品种,既未纳入ASTM标准,也未公布其化学指标,只有部分产品在生产厂家的产品目录中,可以看到其应用性能方面的说明,这些新品种目前正在推广应用。
(2)纳米结构炭黑
低滞后损失炭黑是开发的重点,这是由炭黑的下游产业——轮胎工业开发“绿色轮胎”的发展趋势所决定的。只要炭黑企业和轮胎企业紧密合作,低滞后损失炭黑将进入规模化应用阶段。
纳米级炭黑用经过改进的炉法工艺制造。与传统的ASTM炭黑相比,纳米级炭黑具有更高的表面粗糙度和更大的表面活性。较大表面活性主要与高度无序交联的较小结晶粒子有关。这种结晶粒子具有大量的棱边,使其成为具有特别高表面能的活性场,活性场会使炭黑与聚合物之间产生很强的机械/物理化学作用。提高填充剂与聚合物的相互作用可降低动态变形下的滞后损失和生热。填充52份ASTMN356炭黑和相应的E-1670纳米级炭黑的载重汽车轮胎天然橡胶胎面胶可大幅度降低滞后损失和生热,从而降低滚动阻力。由于纳米级炭黑的DBP值较低,所以,硫化胶的300%定伸应力稍低。
(3)导电炭黑
由于导电/静电特性是众多橡胶制品所要求的基本性能,因此,导电炭黑的开发前景不容忽视。导电炭黑的开发主要沿橡胶用导电炭黑和塑料用导电炭黑两大系列方向发展。
(4)色素炭黑
色素炭黑开发相对稳定,塑料用炭黑开发较为活跃。
1.2 白炭黑
白炭黑又称水合二氧化硅、活性二氧化硅和沉淀二氧化硅,分子式SiO2nH2O。它为高度分散状的无定形粉末或絮状粉末,质轻,具有很高的电绝缘性、多孔性和吸水性。其原始颗粒粒径小于3m,故表面积大,具有很好的补强和增粘作用以及良好的分散、悬浮和振动液化特性,已广泛应用于塑料、橡胶、造纸、涂料、染料和油墨等十几个领域,尤其在橡胶行业,白炭黑以其优越的补强性和透明性居于首位。但是,由于白炭黑表面存在着活性硅羟基、吸附水及由制备工艺导致其表面出现的酸区,使白炭黑呈亲水性,在有机相中难以浸润和分散,在橡胶硫化体系中不能与聚合物很好地相容,从而降低了硫化效率和补强性能,使其在某些特殊领域无法使用。改性后的白炭黑因提高了表面活性,改善了在有机相中的分散性和相容性,从而大大拓宽了产品的应用领域,提高了白炭黑的高附加值。
白炭黑按其帝临方法可分为物理法和化学法。用物理法制备的白炭黑产品档次不高,而橡胶行业所需的白炭黑填料通常是采用化学法生产的。化学法可分为干法热解法(包括气相法和电弧法)和湿法,湿法按其生成特征又可分为沉淀法(包括硫酸沉淀法、盐酸沉淀法、硝酸沉淀法、二氧化碳沉淀法和水热法)和凝胶法(包括普通干燥类和气凝胶类)。目前,国内外白炭黑的生产工艺主要有两种,一种是以四氯化硅为原料的气相法,把四氯化硅气体置于氢气、氧气流中,于高温条件下水解,制得烟雾状的二氧化硅,再使其凝结成絮状,然后分离、脱酸,制得产品。用气相法生产的白炭黑是高纯度小粒径的高品质产品,一般用作精细填料。但由于其原料价格高、反应流程长、生产过程能耗大、产品价格高而受到限制。另一种是以水玻璃为原料的酸沉淀法,即由水玻璃通过酸化获得疏松、细分散、以絮状结构沉淀出来的Si2粉体。用酸沉淀法制备白炭黑,生产工艺简单、产品成本低,但产品粒径大、活性较低、产品品质低。
欧洲轮胎厂家于1992年提出了绿色轮胎概念,所以,填充剂的开发状况开始出现变化。通过使用特殊的聚合物和白炭黑/硅烷体系,可以获得高的湿路面牵引性能和湿路面刹车性能,通过降低滚动阻力使燃料消耗降低5%。在欧洲的原装胎市场(OEM)上用于轿车轮胎胎面胶配方的白炭黑/硅烷填充体系已经高达80%以上。现代冬季轮胎性能的大幅度提高主要也依赖于在胎面胶中使用了白炭黑/硅烷。
除了用白炭黑作为轿车轮胎胎面胶的主填充剂以外,将白炭黑用于胎体胶也可以进一步降低生热和滚动阻力。通过使用专用高分散性白炭黑,再配合高结构细粒子炭黑可扩大白炭黑的用途,将它们用于载重汽车轮胎。采用这种最佳的填充体系,可以满足载重汽车轮胎的主要性能要求,即降低轮胎的滞后损失,进而减少滚动阻力,同时,保持耐磨性能。
1.3 炭黑-白炭黑双相填充剂
炭黑-白炭黑双相填充剂是用卡博特公司开发的独特技术生产的。传统的炭黑由90%-99%碳元素组成,氧和氢是其他主要成分,而这种新型填充剂由炭黑相和分散在炭黑相中的白炭黑相构成。其主要特点是提高了烃类弹性体中橡胶与填充剂的相互作用,降低了填充剂与填充剂的相互作用。该填充剂可改善胶料性能,尤其是轮胎胎面胶的滞后损失与温度之间的关系,大大降低了滚动阻力,提高了牵引力,但并未降低传统炭黑的耐磨耗性能。
炭黑-白炭黑双相填充剂(CSDPF)已经以ECOBLACKTM、CRXTM2XXX系列的商品名在市场上销售,所以同时,还有CSDPF2000系列和CSDPF4000系列产品。CSDPF2000与4000的不同之处包括白炭黑的分布、白炭黑表面覆盖率和硅含量。CSDPF4000具有比CSDPF2000更高的白炭黑表面覆盖率和硅含量。这种情况可以从硅含量的变化和氢氟酸(HF)抽提时的表面积变化看出来。在HF抽提时,白炭黑被保持不变的炭黑相溶解。从进行CSDPF的HF抽提时仍有大量白炭黑存在,表面积急剧增加这一事实可知,CSDPF2000白炭黑遍布于聚集体中。与此相反,CSDPF4000表面积没有多大变化,且HF抽提后几乎没有留下白炭黑。这表明,CSDPF4000聚集体。中的白炭黑只停留在表面。
与传统炭黑和白炭黑相比,当与烃类聚合物混合时,CSDPF2000和4000均具有更高的填充剂-聚合物相互作用和更低的填充剂-填充剂相互作用。对于填充胶料来说,弹性模量随着应变振幅减小而减小,这被称为“佩恩效应(Payne Effect)”。主要通过填充剂-填充剂相互作用来控制的佩恩效应,通常被用作衡量填充剂网状结构的一种方法。虽然从化学复合材料观点看,CSDPF2000和4000的性能都处于炭黑与白炭黑之间,但这里实际观察到的是,这两种新填充剂都具有最低的佩恩效应。
采用CSDPF2000,可提高载重汽车轮胎胎面与公路路面的摩擦系数,进而提高轮胎的湿路面防滑性能。而CRX4000的高白炭黑覆盖率可以减小微弹性流体力学润滑,有利于提高轿车轮胎的湿路面防滑性能。因此,为了提高轮胎胎面的综合性能,可在轿车轮胎胎面胶配方中使用CSDPF4000,而在载重汽车轮胎胎面胶配方中采用CSDPF2000。
1.4 其他填充剂
(1)改性高岭土
中外合资山西金洋煅烧高岭土有限公司对煤系高岭土进行了特殊处理后,提高了比表面积,然后,再进行表面改性处理,可大大提高橡胶的补强效果,在汽车轮胎、EPDM等橡制品胶应用中,达到甚至在某些方面超过了炭黑或白炭黑的补强性能。
(2)粉煤灰型橡胶补强剂(XRF)
将从粉煤灰中分离出来的玻璃微珠填充到聚氯乙烯(PVC)中,改善性能并降低成本。北京化工大学研制的一种以粉煤灰为主体材料的新型橡胶补强剂(XRF)已在北京橡胶二厂得到应用。大量实验证明,新型橡胶补强剂(XRF)在天然橡胶、合成橡胶(丁苯橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶等)中的应用性能完全达到了同等替代半补强炭黑的水平。该技术不仅解决了大量粉煤灰堆积带来的环境公害,而且对节约资源作出了重大贡献。
(3)凹凸棒改性粘土
凹凸棒土的化学成分为硅、铝氧化物,含少量铁、钙、锰氧化物。白色纤维状结晶是半补强类填充剂,能使挤出压延胶料表面光滑。新型优质橡胶补强剂凹凸棒改性粘土可提高橡胶制品300%定伸应力,提高拉断伸长率,吃粉速度快,粉尘不易飞扬,具有高白度、高分散性、高遮盖力的特点。在橡胶制品中加入该产品,不但能改善其外观质量,延缓老化速度,而且能耐酸碱腐蚀,降低成本,是一种优良的橡胶补强剂。可广泛应用于橡胶传动带、汽车内外轮胎及其它橡胶制品。
(4)改性硬质陶土
硬质陶土在橡胶中有半补强作用,能改善硫化胶的力学性能。软质陶土在橡胶中无补强作用。用硬脂酸、乙烯基硅烷、氢基硅烷及钛酸脂偶联剂对陶土进行改性,使其表面增加疏水性,可提高胶料的拉伸强度、定伸应力,降低生热和压缩永久变形,其补强性能与白炭黑相当,老化性能较好。新型补强剂——超细活性陶土SFAC在等量替代的情况下,效果与半补强炭黑相当。
(5)DSI橡胶补强剂
以稻壳为原料加工而成的超细微粉,通过偶联活化制成的橡胶补强剂,主要适用于玻璃、油漆、造纸、橡胶和塑料制品。
(6)塑料基橡胶补强填充剂
以聚烯烃塑料为基料,与重质CaCO3粉末、钙镁粉和多种高效能表面活性剂配合,采用多层包覆技术生产出高性能塑料基橡胶补强填充剂,这种补强填充剂具有良好的流动性,可以在较高的填充量下应用于以天然橡胶为主要胶料的多种橡胶杂件,如橡胶V带、橡胶密封件、橡胶辊、橡胶衬垫、橡胶管、橡胶板等。
(7)木质素型橡胶补强剂
木质素系通过在造纸制浆废液中直接改性而制得,采用新的橡胶加工工艺,使橡胶与木质素之间达到分子级的渗透与交联,从而使橡胶与天然高分子化合物(木质素)组成的合金具有优良的综合性能。其力学性质与高耐磨炉法炭黑相当,在橡胶中的配比可比炭黑高出一倍。
(8)纳米氧化锌
纳米氧化锌是一种白色或微带黄色的细微粉末,易分散在橡胶和乳胶中,是天然橡胶和合成橡胶的补强剂、活性剂及硫化剂,也是白色胶料的着色剂和填充剂。胶料中加入活性氧化锌后,能使橡胶具有良好的耐磨性、耐撕裂性和弹性。
(9)海泡石橡胶补强剂
海泡石的化学组成为氧化硅和氧化镁的水合物,含少量铝和铁氧化物。在浅色橡胶制品中用做补强剂,性能仅次子白炭黑。用硅烷处理海泡石粉,其补强性能接近白炭黑,价格仅为白炭黑的一半。它耐酸碱、耐化学腐蚀,在橡胶、塑料制品中分散性能好,是橡胶、塑料制品中理想的填充补强剂。在天然橡胶中使用效果更佳,可大幅度降低成本,提高产品质量和经济效益。
(10)碳酸镁
碳酸镁主要用作橡胶制品填充剂和补强剂,可增加光泽、白度,耐高温,是保温绝缘材料。
(11)改性膨润土
改性膨润土是由天然膨润土、改性剂及其他助剂配制而成,有较强的吸附性和阳离子交换能力,主要用作各种橡胶的填充剂和补强剂,可提高橡胶制品的性能,降低橡胶制品的成本,提高橡胶与帘线的粘合强度和胶料的加工性能。
(12)沸石粉
沸石粉是一种非金属矿物,由于其非常独特的矿物结构,可用作各种橡胶的填充剂和补强剂,提高橡胶制品的性能
(13)高活性硅石偶联剂481补强剂
高活性硅石偶联剂481补强剂是辽宁省海城市鑫利塑胶有限公司研制的新型橡胶工业用材料,无毒,无味,微观成片状体。该产品具有补强作用,活性较高,是橡胶工业良好的补强辅助材料。其产品性能具有强烈的憎水性,化学性能稳定,耐热、耐光。
(14)云母粉
绢云母有补强效能,可替代部分半补强炭黑使用,还可用作隔离剂。由于它属单斜晶系,其结晶呈薄片状,故能提高橡胶的阻尼性能。它有良好的耐热、耐酸性能和电绝缘性能,还有肪护紫外线和放射性辐射的功能,可用于特种橡胶制品。
(17)煤矸石粉
煤矸五的化学组成类似高岭土,即为氧化铝、二氧化硅和氧化镁的混合物,其挥发成分高达27%,有半补强效能,俗称硅铝炭黑。易混入橡胶中,分散性好,可替代部分炭黑作补强剂使用。
2012年6月大学英语六级考试成绩单是听力90阅读174综合33作文82,总分379.悲催啊,怎么办?
我这次也落榜了 不过不要气馁 至少你还有机会继续努力 根据你的分数来看 你的听力的分数少了一些 平时一定要督促自己听听力 这是很关键的一个环节 只有每天听听力 才会使你进入一种英文状态下的环境,再有需要提高的是你的写作,作文每天可以写一段话 不用太长 100字左右 等你练到得心应手的时候再往上增加字数 同时被一些好的句子也是会帮助您的 希望对您有帮助
CRX33是什么材料的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容。
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