સિલિકા (SiO2) એકદમ મહત્વપૂર્ણ અને મૂળભૂત ભૂમિકા ભજવે છેઇ-ગ્લાસ, તેના તમામ ઉત્તમ ગુણધર્મો માટે આધારસ્તંભ બનાવે છે. સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, સિલિકા એ ઇ-ગ્લાસનું "નેટવર્ક ફોર્મર" અથવા "હાડપિંજર" છે. તેના કાર્યને ખાસ કરીને નીચેના ક્ષેત્રોમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે:
૧. ગ્લાસ નેટવર્ક સ્ટ્રક્ચરની રચના (મુખ્ય કાર્ય)
આ સિલિકાનું સૌથી મૂળભૂત કાર્ય છે. સિલિકા પોતે કાચ બનાવનાર ઓક્સાઇડ છે. તેના SiO4 ટેટ્રાહેડ્રા ઓક્સિજન પરમાણુઓને જોડવા દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે, જે સતત, મજબૂત અને રેન્ડમ ત્રિ-પરિમાણીય નેટવર્ક માળખું બનાવે છે.
- સામ્યતા:આ બાંધકામ હેઠળના ઘરના સ્ટીલના હાડપિંજર જેવું છે. સિલિકા સમગ્ર કાચની રચના માટે મુખ્ય માળખું પૂરું પાડે છે, જ્યારે અન્ય ઘટકો (જેમ કે કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ, એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ, બોરોન ઓક્સાઇડ, વગેરે) એવી સામગ્રી છે જે કામગીરીને સમાયોજિત કરવા માટે આ હાડપિંજરને ભરે છે અથવા તેમાં ફેરફાર કરે છે.
- આ સિલિકા હાડપિંજર વિના, સ્થિર કાચ જેવી સ્થિતિનો પદાર્થ બની શકતો નથી.
2. ઉત્તમ વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશન કામગીરીની જોગવાઈ
- ઉચ્ચ વિદ્યુત પ્રતિકારકતા:સિલિકામાં આયન ગતિશીલતા ખૂબ જ ઓછી છે, અને રાસાયણિક બંધન (Si-O બંધન) ખૂબ જ સ્થિર અને મજબૂત છે, જેના કારણે તેનું આયનીકરણ મુશ્કેલ બને છે. તે જે સતત નેટવર્ક બનાવે છે તે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની ગતિને મોટા પ્રમાણમાં પ્રતિબંધિત કરે છે, જેનાથી E-ગ્લાસ ખૂબ જ ઊંચી વોલ્યુમ પ્રતિકારકતા અને સપાટી પ્રતિકારકતા આપે છે.
- નિમ્ન ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક અને નિમ્ન ડાઇલેક્ટ્રિક નુકશાન:ઇ-ગ્લાસના ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મો ઉચ્ચ આવર્તન અને ઉચ્ચ તાપમાને ખૂબ જ સ્થિર હોય છે. આ મુખ્યત્વે SiO2 નેટવર્ક માળખાની સમપ્રમાણતા અને સ્થિરતાને કારણે છે, જેના પરિણામે ઉચ્ચ-આવર્તન ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રમાં ધ્રુવીકરણ ઓછું થાય છે અને ઊર્જાનું નુકસાન (ગરમીમાં રૂપાંતર) થાય છે. આ તેને ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ બોર્ડ (PCB) અને ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ઇન્સ્યુલેટરમાં મજબૂતીકરણ સામગ્રી તરીકે ઉપયોગ માટે આદર્શ બનાવે છે.
3. સારી રાસાયણિક સ્થિરતા સુનિશ્ચિત કરવી
ઇ-ગ્લાસ પાણી, એસિડ (હાઇડ્રોફ્લોરિક અને ગરમ ફોસ્ફોરિક એસિડ સિવાય) અને રસાયણો સામે ઉત્તમ પ્રતિકાર દર્શાવે છે.
- નિષ્ક્રિય સપાટી:ગાઢ Si-O-Si નેટવર્કમાં રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ ખૂબ ઓછી હોય છે અને તે પાણી અથવા H+ આયનો સાથે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા આપતું નથી. તેથી, તેનો હાઇડ્રોલિસિસ પ્રતિકાર અને એસિડ પ્રતિકાર ખૂબ જ સારો છે. આ ખાતરી કરે છે કે E-ગ્લાસ ફાઇબર દ્વારા પ્રબલિત સંયુક્ત સામગ્રી લાંબા ગાળે, કઠોર વાતાવરણમાં પણ તેમનું પ્રદર્શન જાળવી રાખે છે.
4. ઉચ્ચ યાંત્રિક શક્તિમાં યોગદાન
જોકે અંતિમ તાકાતકાચના રેસાસપાટીની ખામીઓ અને સૂક્ષ્મ તિરાડો જેવા પરિબળોથી પણ ખૂબ પ્રભાવિત થાય છે, તેમની સૈદ્ધાંતિક શક્તિ મોટાભાગે મજબૂત Si-O સહસંયોજક બંધનો અને ત્રિ-પરિમાણીય નેટવર્ક માળખામાંથી ઉદ્ભવે છે.
- ઉચ્ચ બોન્ડ ઊર્જા:Si-O બોન્ડની બોન્ડ ઉર્જા ખૂબ ઊંચી હોય છે, જે કાચના હાડપિંજરને અત્યંત મજબૂત બનાવે છે, જે ફાઇબરને ઉચ્ચ તાણ શક્તિ અને સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ પ્રદાન કરે છે.
૫. આદર્શ થર્મલ ગુણધર્મો પ્રદાન કરવા
- નીચા થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક:સિલિકામાં થર્મલ વિસ્તરણનો ગુણાંક ખૂબ જ ઓછો હોય છે. કારણ કે તે મુખ્ય હાડપિંજર તરીકે કામ કરે છે, ઇ-ગ્લાસમાં થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક પણ પ્રમાણમાં ઓછો હોય છે. આનો અર્થ એ છે કે તાપમાનમાં ફેરફાર દરમિયાન તે સારી પરિમાણીય સ્થિરતા ધરાવે છે અને થર્મલ વિસ્તરણ અને સંકોચનને કારણે વધુ પડતો તણાવ પેદા કરવાની શક્યતા ઓછી હોય છે.
- ઉચ્ચ નરમ બિંદુ:સિલિકાનો ગલનબિંદુ અત્યંત ઊંચો છે (આશરે 1723∘C). જોકે અન્ય ફ્લક્સિંગ ઓક્સાઇડનો ઉમેરો E-ગ્લાસના અંતિમ ગલન તાપમાનને ઘટાડે છે, તેમ છતાં તેનો SiO2 કોર હજુ પણ ખાતરી કરે છે કે કાચમાં મોટાભાગની એપ્લિકેશનોની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે પૂરતો ઊંચો નરમ બિંદુ અને થર્મલ સ્થિરતા છે.
લાક્ષણિક રીતેઇ-ગ્લાસરચના અનુસાર, સિલિકાનું પ્રમાણ સામાન્ય રીતે 52%−56% (વજન દ્વારા) હોય છે, જે તેને સૌથી મોટો ઓક્સાઇડ ઘટક બનાવે છે. તે કાચના મૂળભૂત ગુણધર્મોને વ્યાખ્યાયિત કરે છે.
ઇ-ગ્લાસમાં ઓક્સાઇડ વચ્ચે શ્રમનું વિભાજન:
- સિઓ2(સિલિકા): મુખ્ય હાડપિંજર; માળખાકીય સ્થિરતા, વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશન, રાસાયણિક ટકાઉપણું અને શક્તિ પ્રદાન કરે છે.
- Al2O3(એલ્યુમિના): સહાયક નેટવર્ક ફોર્મર અને સ્ટેબિલાઇઝર; રાસાયણિક સ્થિરતા, યાંત્રિક શક્તિમાં વધારો કરે છે અને વિચલન વૃત્તિ ઘટાડે છે.
- બી2ઓ3(બોરોન ઓક્સાઇડ): ફ્લક્સ અને પ્રોપર્ટી મોડિફાયર; ગલન તાપમાન (ઊર્જા બચત) નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે, જ્યારે થર્મલ અને વિદ્યુત ગુણધર્મોમાં સુધારો કરે છે.
- CaO/MgO(કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ/મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઇડ): ફ્લક્સ અને સ્ટેબિલાઇઝર; પીગળવામાં મદદ કરે છે અને રાસાયણિક ટકાઉપણું અને વિચલન ગુણધર્મોને સમાયોજિત કરે છે.
પોસ્ટ સમય: ઓક્ટોબર-૧૦-૨૦૨૫
