合成云母的發展

由于我國天然云母儲量少，特別是優質、大片云母更少，不能滿足電子工業發展需求，國內自從20世紀50年代就開始研究合成云母。1963年建材部非金屬礦研究所一成立就用內熱法研制合成云母，該所就是中材高新旗下的“中材人工晶體研究院”的前身。40多年來，中材人工晶體研究院在研究、開發、推廣應用合成云母領域共取得了25項科研成果，曾獲國防工辦二等獎，國家經委和國家科委部級科技進步獎共12項。在生長大尺寸合成云母晶體技術方面，我國處于世界領先水平。

合成云母的研發理論

按結晶學理論，若離子的電價相等和體積相近就可能相互取代。氟離子F-和羥基離子(OH)-電價相同，F-的離子半徑約0.13nm, (OH)-的離子半徑約0.14nm,體積相近，有可能“等容取代”，實踐證明，在云母中可以實現。用F-取代(OH)-形成的云母稱為氟云母，以氟化物的形式引入F，經高溫熔融或固相反應而制得的云母，稱為合成氟云母，其中氟金云母KMg3(AlSi3O10)F2較容易生長成大晶體，實用價值最大。因此，通常所說的合成云母就是指氟金云母。

由于合成云母不含羥基(OH)，它的高溫熱穩定性比天然云母高的多，如圖1所示[1]。天然白云母從450℃就開始分解，厚度膨脹，6000℃以上急劇失重，到900℃時幾乎完全分解，云母結構全被破壞，只剩下一些金屬氧化物和雜質。金云母從750℃開始分解，900℃以上失重顯著。所以它們的最高使用溫度為：白云母550℃、金云母800℃。而合成云母一直可用到1100℃，達到1200℃以上才緩慢分解（氟化物）。氟金云母的熔化溫度約為1375±5℃，利用高溫加熱或差熱分析，可很易區別云母類別。 
         另外，由于合成云母純凈、雜質少、透明性好，除硬度略大于天然云母外，其他機械性能、電絕緣性能和真空放氣等性能均優于天然云母。由此可見，合成云母不僅能完全代替天然云母，而且還是具有特殊性能的新型耐高溫絕緣材料。我國天然云母儲量少，特別是優質、大片云母更少，不能滿足電子工業發展需求，國內自從20世紀50年代就開始研究合成云母。1963年建材部非金屬礦研究所一成立就用內熱法研制合成云母，該所就是中材高新旗下的“中材人工晶體研究院”的前身。40多年來，中材人工晶體研究院在研究、開發、推廣應用合成云母領域共取得了25項科研成果，曾獲國防工辦二等獎，國家經委和國家科委部級科技進步獎共12項。在生長大尺寸合成云母晶體技術方面，我國處于世界領先水平。 
        合成云母的生長是用常壓下高溫熔融結晶法，其主要工序為：選用氟硅酸鉀、石英粉、電熔鎂砂、氧化鋁粉和碳酸鉀為原料，參考理論組成KMg3(AlSi3O10)F2，優選最佳配方→稱料→混勻→加入用耐火磚砌制的內熱法熔制爐中→通電熔融→澄清→降溫析晶→冷卻→合成云母晶塊→破碎分剝→成品，從晶塊中可剝出少量單晶片，大部分為碎晶片，通過綜合利用，可制得多種合成云母制品。