矿物复合材料特点：1分钟了解非金属矿物增强材料
矿物复合材料特点：1分钟了解非金属矿物增强材料硅灰石的结晶构造决定了即使是细小颗粒也呈纤维状或针状的性质。硅灰石的а晶型长径比为5：1，β晶型为20：1，最高可达30：1，其长径比随粉碎方式的不同有很大的差异。提高硅灰石产品的长径比，关键在于粉碎过程中采用适宜的粉碎方式保持矿物原有的结晶结构。（1）加工方法 下面小编就按顺序为大家介绍一下硅灰石、云母、滑石、高岭土、石墨、硫酸钙晶须、碳化硅晶须、氧化铝晶须等矿物增强材料。1、针状硅灰石增强材料硅灰石（Wollastonite）是一种钙的偏硅酸盐矿物，化学分子式为CaSiO3，理论化学成分为CaO48.3%，SiO251.7%，目前被广泛用作工业矿物原料的主要是低温三斜硅灰石。（详情请点击：1分钟了解硅灰石）
矿物粉体材料作为填料时，可有效提高高聚物基复合材料（塑料、橡胶、胶黏剂）的力学性能（弹性模量、拉伸强度、刚性、撕裂强度、冲击强度、摩擦系数、耐磨性等），这些粉体材料就成为矿物增强材料。
矿物材料的增强主要取决于对其粒度或比表面积和颗粒形状，矿物增强材料可分为针状增强材料、片状增强材料和粒状增强材料。
矿物增强材料的增强效果顺序为：针状填料＞片状填料＞粒状填料。
矿物增强材料在基料中的流动性顺序大致为：片状填料＞针状填料＞粒状填料。
下面小编就按顺序为大家介绍一下硅灰石、云母、滑石、高岭土、石墨、硫酸钙晶须、碳化硅晶须、氧化铝晶须等矿物增强材料。
1、针状硅灰石增强材料
硅灰石（Wollastonite）是一种钙的偏硅酸盐矿物，化学分子式为CaSiO3，理论化学成分为CaO48.3%，SiO251.7%，目前被广泛用作工业矿物原料的主要是低温三斜硅灰石。（详情请点击：1分钟了解硅灰石）
（1）加工方法
硅灰石的结晶构造决定了即使是细小颗粒也呈纤维状或针状的性质。硅灰石的а晶型长径比为5：1，β晶型为20：1，最高可达30：1，其长径比随粉碎方式的不同有很大的差异。提高硅灰石产品的长径比，关键在于粉碎过程中采用适宜的粉碎方式保持矿物原有的结晶结构。
| 超细粉碎设备 | 产品特性 |
| 冲击式粉碎 | 细度10-30μm，长径比10-12 |
| 气流粉碎 | 较高的长径比12-15 |
| 搅拌磨 | 平均细度4.5μm，长径比6-8 |
| 振动磨 | 细度90%＜20μm，长径比8 |
| 雷蒙磨 | ＜11μm占50%，平均长径比8.4 |
| 球磨机 | 细度13-16μm，长径3-4 |
（2）应用特性
高长径比（>10）硅灰石粉体可以代替石棉纤维、造纸纤维以及塑料和橡胶等高聚物基复合材料的高级增强填料等，在工业上有着极高的应用价值，如作为塑料填料，可以提高其制品的强度和尺寸稳定性。
| 应用领域 | 指标要求 |
| 硅酸钙板增强材料 | 80-300目，纤维状，长径比10-20 |
| 工程塑料、尼龙填料 | 800-1250目，纤维状，白度≥86%，长径比10左右，有的要求除铁 |
| 造纸（改性）专用填料 | 规格1000目，纤维状，长径比10无黑点，白度83%-88% |
2、片状云母增强材料
云母可分为白云母、黑云母和锂云母三大类。白云母化学成分为KAl2(AlSi3O10)(OH)2，其硬度为2-2.5，可剥分到10左右。金云母化学成分为KMg3(AlSi3O10)(F OH)2，其硬度2.78-2.85，可剥分成5-10左右。（详情请点击：1分钟云母矿物功能材料）
（2）应用特性
●橡胶中加入大径厚比湿法云母粉，其抗冲击性、机械强度、摩擦系数、弹性模量、形态稳定性等都有明显改善。
●塑料和树脂中加入大径厚比湿法云母粉，其拉伸强度、抗冲击强度、弹性模量、抗热扭变性、抗疲劳蠕变性和抗磨性能等都有明显改善。
3、片状滑石增强材料
滑石是一种常见的硅酸盐矿物，它非常软并且具有滑腻的手感。滑石一般呈块状、叶片状、纤维状或放射状，在机械力作用下薄片间很容易剥离开，成为单片。（详情请点击：我是滑石粉，这是我的简历）
（1）加工方法
对于片状结构的滑石矿物来说，如何有效地解决其干法剥片问题，稳定和精确地控制滑石粉体的粒度分布和粒子晶体形态，是滑石产品生产的重要环节。
●原料选择：滑石中的杂质都不具备片状结构，滑石越纯，杂质越少，片状结构越好。
●加工工艺：选矿、初级破碎、超细研磨粉碎、分级等；
●粉磨设备：以雷蒙机、机械冲击式粉碎机、气流磨为主。
●产品粒径：生产出平均粒径D50为2~3μm的滑石粉状产品。 在滑石超细粉碎加工过程中，采用不同的加工方法，产品的片状结构保持情况也不相同。目前微细滑石主要采用气流粉碎技术，有对冲法和旋流法两种加工工艺。
（2）应用特性
●超微细滑石粉成片状结构，可均匀的成层叠状分散在树脂中，与树脂有较好的相容性和力学性能的互补性；
●可提高塑料制品的刚性、冲击强度、弯曲模量和热稳定性
●滑石粉片状结构保持的越完整，其增强效果越明显。
●作为塑料薄膜填料，可提高薄膜的拉伸强度、弯曲强度和刚性等机械性能。
4、片状高岭土增强材料
高岭土是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土或粘土岩，属1：1层型的二八面体层状铝硅酸盐矿物，经粉碎加工后为片状颗粒。
（1）加工方法
●超细粉碎：高岭土超细粉碎设备主要有振动磨机、冲击磨机、离心磨机、胶体磨机、气流粉碎机和搅拌磨机等。
●高岭土剥片：高岭土剥片就是从这种厚叠片状物中通过剥离分层，把其分成较为单一薄片状。剥片加工不仅使叠片状粗粒高岭土变成薄片，而且还能释放出高岭土中的着色杂质，剥片高岭土径厚比大。
高岭土湿式超细粉碎（剥片）方法有湿法研磨、挤压和化学浸泡法：
●研磨剥片设备：研磨剥片机（如MBP300、500型）、搅拌球磨机、砂磨机等。研磨介质常用玻璃珠、氧化铝珠、刚玉珠、氧化锆珠、天然石英砂等，粒径为0.8-3mm。
CDS大流量砂磨机
●挤压剥片：采用高压均浆机，通过穴蚀效应使高岭土的晶体叠层沿层间剥离。
●化学浸泡剥片：是利用化学药剂使高岭土晶体叠层出现松解。
（2）应用特性
高岭土在造纸涂料中应用最主要的是利用其特殊的片状形态，用剥片高岭土取代10%、20%的钛白粉时，涂料的对比率基本无变化，外观良好，黏度变化小。
5、片状石墨增强材料
石墨是碳质元素结晶矿物，具完整的层状解理，解理面以分子键为主，对分子吸引力较弱，故其天然可浮性很好。
加工方法：超声粉碎法、高速剪切法、剥片磨矿机法等。
应用领域
6、硫酸钙晶须
晶须是人为控制情况下以单晶形式生长成的一种纤维，一般只有0.1至几个微米。高度有序的原子排列结构，使其强度接近于材料的原子间价键的理论强度。因而，晶须最大的用途就是作为增强材料。
硫酸钙晶须即石膏晶须，分为无水硫酸钙（CaSO4）晶须、半水硫酸钙（CaSO4·0.5H2O）晶须和二水硫酸钙（CaSO4·2H2O）晶须3种。工业应用前景最好的为无水硫酸钙晶须。
硫酸钙晶须的合成方法：水热法、常压酸化法、微乳法、离子交换法。（详情请点击：硫酸钙晶须制备工艺及应用研究进展）
硫酸钙晶须具有绿色环保，性价比高等特点，既可以作为增强组元、无机填充材料，同时还可以起到阻燃、增加白度等作用，在工业领域应用非常广泛。
7、碳化硅晶须
碳化硅晶须有“晶须之王”的美誉，是一种黄绿或灰绿色、直径为纳米级至微米级、有高度单一取向的单晶短纤维。其晶体结构与金刚石类似，具有高熔点、低密度、高抗拉强度、高弹性模量、低热膨胀率以及与金属和陶瓷基体良好的相容性等优点。
碳化硅晶须制备方法：气相碳源法、固相碳源法、液相碳源法等。
碳化硅晶须的加入对陶瓷的韧性具有明显的改善作用，断裂韧性提高1-2倍。碳化硅晶须增韧的金属基、陶瓷基及聚合物基复合材料己广泛运用到机械、化工、国防、能源、环保等领域。
8、氧化铝晶须
氧化铝晶须（又称蓝宝石晶须）作为一种性能优异的复合材料添加剂，具有高强度、高弹性模量等优越的力学性能，α-Al2O3晶须呈现自色，具有针状或是纤维状结构，断面一般为六角形。
氧化铝晶须的主要制备方法：湿氢法、Al-SiO2法、模板法、前驱体法等。
氧化铝晶须与金属基材料，陶瓷基材料间的良好相容性，使其广泛应用于军工、航天、农
业方面。
9、其他晶须
氮化硅晶须、钛酸钾晶须、硼酸铝氧化锌、氧化镁、二硼化钛、碳酸钙晶须等均有其独特的性能，具有广阔的应用前景。
