실리카 - 다양한 면모를 지닌 원료
실리카 - 산업에 없어서는 안 될 요소
지구상에는 약 4,500여 종의 광물이 존재하며, 이 중 몇 가지 광물만이 흔하거나 천연 광물로 간주됩니다. 장석 다음으로 12%의 점유율을 차지하는 실리카는 두 번째로 흔한 광물입니다.
실리카는 화성암, 변성암, 퇴적암뿐만 아니라 퇴적물에서도 발견됩니다. 자연에서 이산화규소는 주로 삼방정계 실리카의 형태로 존재합니다. 필수 원료인 실리카는 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 합니다. 실리카는 다양한 산업 분야로 응용 범위가 넓습니다. 실리카는 유리 및 주조 생산뿐만 아니라 전기 산업(예: 절연체 생산)과 건설 화학 제품 생산에도 없어서는 안 될 필수 요소입니다.
실리카는 불활성이며 풍화에 강해 내구성이 뛰어난 소재입니다. 실리카 기반 제품의 화학적 순도는 산업용으로 매우 중요하며, 그래야만 다양한 분야에서 정밀한 가공과 다양한 특정 용도를 보장할 수 있기 때문입니다.
이산화규소 (SIO2) 의 변형
산화물의 광물 그룹에는 실리카, 크리스토발라이트 및 용융 실리카가 포함되며, 모두 동일한 화학 성분, 즉 SiO2 를 공유합니다. 그러나 생산 방식, 다양한 기술적 매개변수 및 사용되는 적용 분야등이 서로 다릅니다.
광물학
실리카는 산화물 광물에 속하며 삼방정계 결정계를 가지고 있습니다. 결정계는 삼방정계 사다리꼴(32)입니다. 산화물로서 실리카는 금속-산소 비율이 1:2인 것이 특징입니다. 암석 분류에서는 실리카 함량이 주요 기준이 됩니다.
기술적 특성
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경도: 7(모스)
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밀도: 2.65g/cm³
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높은 내화학성
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낮은 열팽창 계수 14*10-6/K
(T 20 – 300°C 에서) -
우수한 전기 절연 특성(낮은 탄젠트 델타)
실리카 입자 크기 분포
실리카의 입자 크기 분포는 기원과 생성지질학적 조건에 따라 달라집니다. 실리카는 매우 미세한 입자부터 거친 입자까지 다양한 입자 크기로 존재합니다. 지질학 용어에서 실리카는 암석이나 광물의 파편으로 구성되어 있다는 의미의 “쇄설성 퇴적암”으로 분류되는데, 이는 미세한 입자, 모래 또는 더 거친 파편으로 나타날 수 있습니다. 산업용으로 실리카는 세척, 분류, 건조 과정을 거칩니다.
HPF 실리카 분말: 최고 품질의 제품
HPF에서 공급하는 실리카 분말 제품에는 다음과 같은 브랜드가 있습니다:
MILLISIL®
굵은 실리카 분말
SIKRON®
미세 실리카 분말
SILBOND®
표면 처리 실리카 분말
실리카 분말: 하나의 제품에 담긴 다양한 장점
표면 처리된 실리카 분말은 다양한 산업 분야에서의 적용을 뒷받침하는 다양한 장점을 제공합니다. 여기에는 뜨거운 물에 대한 저항성 증가, 뛰어난 내후성 및 향상된 내화학성이 포함됩니다. 또한 기계적 강도가 높고 작업성이 우수합니다. 일관된 색상과 높은 충진율 또한 중요한 장점입니다.
이러한 광범위한 이점으로 인해 표면처리된 실리카 분말은 다양한 산업 분야에서 활용도가 높고 가치가 높은 재료가 됩니다.
충진제의 표면 처리: 표면 처리의 장점
여러 실란이 충진제의 표면 처리에 효과적인 것으로 입증되었습니다. 직접 표면 처리의 가장 큰 장점은 미네랄을 코팅하는 동안 응축 부산물이 빠져나갈 수 있다는 것입니다.
코팅된 충진제를 사용하면 코팅되지 않은 충진제에 비해 폴리머에 쉽게 결합할 수 있습니다. 폴리머와 고성능 충진제 간의 최적의 결합을 보장하려면 폴리머 시스템에 맞게 특별히 조정된 코팅제가 필요합니다. 이러한 적응은 더 나은 결합뿐만 아니라 전체 복합 재료의 최적의 성능을 보장합니다.
당사의 실리카 - 폴리머 응용 분야의 중요한 원료
페인트 및 코팅의 실리카
페인트 및 산업용 코팅에 원료 실리카를 사용하면 다양한 이점을 얻을 수 있습니다:
- 높은 표면 경도
- 저비용 제형
- 우수한 내후성
- 초킹 안정성 향상
표적 표면 개질을 통한 부식 방지 기능 향상
표면 처리된 실리카 분말 SILBOND®를 사용하면 외부 금속 코팅을 위한 에폭시 수지 기반 분말 코팅이 크게 개선됩니다. 여기에는 부식 방지 기능 향상, 내후성 강화, 충진도 최적화 등이 포함됩니다. 또한 표면 처리된 실리카 분말를 사용하면 음극 박리에 대한 저항성이 향상됩니다.
산업 및 건설 화학에서의 실리카
실리카는 또한 다음과 같은 건축 자재 생산에 중요한 요소입니다:
- 분산 플라스터
- 컬러 플라스터
- 규산염 플라스터
- 미네랄 플라스터
전기 응용분야용 에폭시 수지
에폭시 수지는 우수한 접착력, 내열성 및 내화학성, 우수한 전기적 특성으로 인해 전기 공학에서 중요한 역할을 하는 원료입니다. 변압기 제작과 절연체 및 건식 변압기 생산에 사용할 수 있습니다.
에폭시 수지의 기계적, 열적, 전기적 특성은 사용되는 기능성 충진제의 영향을 크게 받습니다.
에폭시 수지 응용 분야에서 실리카 분말의 장점
- 내후성 및 내화학성 향상
- 우수한 기계적 강도
- 우수한 작업성
- 낮은 열팽창
- 수축 감소
- 높은 충진율
인조 대리석의 원료인 실리카
실리카는 조리대 및 주방 싱크대와 같은 인조 대리석 응용 분야에도 사용됩니다. 또한 폴리머에 거친 실리카 입자를 사용하면 자연석을 재현할 수 있습니다.
실리콘에 들어간 실리카 분말
실리콘은 탄성이 매우 뛰어나고 내열성이 높으며 소수성이고 유전체 저항이 뛰어난 독특한 특성을 지니고 있습니다. 다른 종류의 유기 고무와 비교했을 때 실리콘은 넓은 온도 범위에서 뛰어난 특성을 유지합니다. 이러한 내열성 덕분에 실리콘은 씰, 단열재, 성형 부품 등 열적으로 까다로운 응용 분야에 선호되는 소재입니다. 의료 기술, 전자 산업 및 가정용 제품과 같은 분야에서 실리콘은 고유한 특성으로 인해 없어서는 안 될 필수 요소가 되었습니다.
실리콘 응용 분야에서 실리카 분말의 장점
- 탄성 또는 쇼어 경도 조절 가능
- 전기 절연 특성
- 반응 수축 감소
The fascinating properties of Silica
실리카는 다양한 고유한 특성을 드러냅니다. 순수한 암석 결정의 얇은 라멜라 형태로 일정한 주파수에서 진동하는 능력을 보여줍니다. 실리카는 광축을 따라 우향 또는 좌향 분자 구조를 가지며, 이는 입사광의 회전을 유도합니다.
대부분의 물질에 불활성인 실리카는 불산 또는 소다 용융물에만 반응합니다. 실리카는 투명에서 흰색, 노란색, 보라색 등 다양한 색상을 구현할 수 있어 다양한 미적 효과를 제공합니다. 열 충격에 대한 저항성과 높은 순수 투과율로 인해 실리카는 다양한 분야에서 다용도로 활용되는 광물입니다.
실리카의 생산 및 산업적 사용
실리카의 산업적 사용은 광범위하고 개발 가능한 석영 모래 매장지에 크게 의존합니다. 특히 쾰른 근처의 프레헨에서 중요한 공급원이 발견됩니다.
그러나 화학적 순도와 균질성만으로는 실리카를 원료로 직접 사용하기에 충분하지 않습니다. 석영 모래는 복잡한 세척, 분류, 건조, 무철분 분쇄 공정 등 철저한 공정을 거쳐야 합니다. 이 공정을 통해 석영 모래, 석영 분말, 미세 석영 분말이 생산됩니다. 특히 입자 크기가 정밀하게 정의된 석영 분말과 미세 석영 분말를 생산하기 위해서는 철분이 없는 분쇄 공정과 분리 공정도 필요합니다.
추가 정제 단계는 특히 용도에 맞게 표적화된 표면 개질로 구성됩니다. 예를 들어 실란 또는 실란 기반 물질을 사용하여 이를 달성할 수 있습니다.
실리카의 역사
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고대에 이미 실리카는 다양한 용도로 사용되었습니다. 고대 이집트인들은 보석과 의식용 물건에 암석 수정을 사용했습니다. 고대 그리스에서는 얼음에 '크리스탈로스'라는 용어를 사용했는데, 이는 그리스인들이 실리카의 투명한 특성을 얼어붙은 물과 연관시켰음을 나타냅니다.
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중세 시대에는 연금술에서 실리카의 사용이 중요해졌습니다. 17세기 과학의 발전으로 광물학에 대한 더 나은 이해가 이루어지고 실리카의 성질이 더 정확하게 연구되었습니다.
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18세기와 19세기에는 기술 발전으로 인해 산업에서 실리카의 사용이 증가했습니다. 1880년대 실리카의 압전 효과 발견은 쿼츠 시계 개발의 기초를 제공했지만, 최초의 쿼츠 시계는 1927년에야 벨 연구소에서 발표되었습니다.
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이후 수십 년 동안 실리카는 전자 및 통신을 비롯한 다양한 기술 응용 분야에서 점점 더 중요해졌습니다. 예를 들어 1970년대에는 쿼츠 시계가 대중 시장을 정복했습니다.
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프레헨에 위치한 Quarzwerke GmbH의 창립자들은 이미 1884년에 이 광물의 귀중한 가치를 인식하고 이를 기반으로 회사를 설립했습니다.
오늘날 실리카는 수많은 산업 분야에서 없어서는 안 될 필수 요소입니다. 전자 제품부터 건설, 의료 및 미용 산업에 이르기까지 실리카는 다재다능한 특성 덕분에 근본적인 역할을 하고 있습니다.
자주 묻는 질문
실리카란 무엇인가요?
실리카는 이산화규소(SiO₂)의 안정적인 형태이며 장석 다음으로 지각에서 두 번째로 흔한 광물입니다. 화성암, 변성암, 퇴적암에서 발견되며 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 합니다.
실리카는 어떤 산업에서 사용되나요?
실리카는 다음과 같은 다양한 산업 분야에서 활용되고 있습니다:
- 유리 생산
- 파운드리 산업
- 전기 산업(예: 절연체 생산)
- 건설
실리카의 표면 처리란 무엇이며 왜 중요한가요?
실리카의 표면 처리는 실리카와 주변 재료 간의 접착력을 향상시킵니다. 이는 특히 폴리머 응용 분야에서 최종 제품의 기계적 특성 및 내구성을 향상시키는 데 중요합니다.
충진제의 표면 처리는 산업 응용 분야에 어떤 영향을 미치나요?
이 기술은 충진제와 폴리머 간의 상용성을 최적화하고 최종 제품의 특성을 크게 개선합니다. 이는 더 내구성이 뛰어나고 안정성 및 신뢰성이 높은 재료로 이어지며, 따라서 건설, 전자기기, 차량 제조 등 엄격한 요구사항을 충족해야 하는 응용 분야를 위한 혁신적인 소재 생산에서 핵심 공정입니다.
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