출처 및 적용
운모 편암은 선사 시대부터 채굴되어 왔습니다. 운모는 층상 구조로 인해 얇은 판으로 쉽게 부서지기 때문에 유리가 산업적으로 생산되기 이전에는 유리창에 사용되었습니다. 오늘날 운모는 페인트와 화장품의 안료로 사용됩니다. 우수한 열전도 및 전기 절연 특성으로 인해 운모의 또 다른 중요한 응용 분야는 전자 산업으로, 반도체 부품의 절연 디스크 또는 매우 낮은 손실 커패시터의 유전체로 사용됩니다[1].
구조
운모는 시트 규산염에 속하는 광물 그룹의 총칭입니다. 일반적인 화학 성분은 DG2.3 [T4O10]X2입니다. 한 층은 모서리가 연결된 SiO2 사면체(T = Si의 경우)로 형성되고, 다른 층은 GO6 팔면체로 구성됩니다. 각 팔면체 층은 두 개의 사면체 층 사이에 내장되어 있습니다. 그러나 이 T-O-T(사면체-팔면체-사면체) 층 시퀀스는 전하가 중립적이지 않습니다. 전하 방정식은 층간 음이온(X)을 연결함으로써 달성됩니다[2].
측정 조건
- 악기
- TG 209 F1 Libra®
- 샘플
- 운모
- 시료 질량
- 5.106 mg
- Crucible
- Al2O3
- 분위기
- 질소
- 가스 유량
- 40 ml/min
- 가열 속도
- 10 K/min
열중력 측정
열 천칭은 무기 물질의 열 거동에 대한 탁월한 특성 분석을 제공할 수 있습니다. 시료 조성의 변화를 지속적으로 기록하는 동시에 동적 가열 속도(이 예에서는 10K/min)를 사용하면 시료 발생을 온도의 함수로 평가할 수 있습니다. 가열 속도는 시료에 공급되는 에너지의 척도이므로 필요한 방출 에너지 및/또는 방출된 물질의 결합 에너지에 관한 결론을 도출할 수 있습니다.
운모 시료로 제시된 예는 357°C에서, 657°C에서, 1092°C에서 세 단계의 질량 손실이 잘 분리된 것을 보여줍니다. 이러한 질량 손실 단계를 잘 분리하면 다양한 온도에서 단계 평가를 통해 시료에서 방출된 가스의 양을 쉽게 정량화할 수 있습니다. 상대 질량 변화는 0.26%, 1.00% 및 3.71%에 달합니다. 방출 온도는 흡착 또는 결합의 강도를 나타내는 지표로, 값이 높을수록 가스가 방출되기 전에 결정 표면에 흡착되거나 결정 구조에 결합하는 것이 더 강하다는 것을 의미합니다. 시료가 몇 초 내에 최대 온도까지 가열되어 모든 기체가 매우 갑작스럽게 방출되는 "플래시 열분해"와 달리, 열 중량 측정의 매우 다양한 가열 속도와 동적 및 등온 세그먼트의 조합을 통해 기체 분해 생성물이 온도에 따라 단계적으로 방출될 수 있습니다. 운모를 사용한 예에서는 시료를 1100°C까지 10K/min으로 가열 처리하는 것만으로는 완전한 분해 반응을 완료할 수 없었으며, 따라서 정량화에도 충분하지 않다는 것을 추가로 보여줍니다.
실제로 반응을 완전히 완료하려면 30분의 후속 등온 단계가 필요했습니다. 이러한 온도 제어의 유연성은 정량화를 용이하게 할 뿐만 아니라 열무게 측정 과정에서 시료에서 생성된 가스를 식별할 수 있게 해줍니다. 이를 위해 열분석 측정 기기를 질량 분석법이나 FT-IR 분광법과 같은 분광법용 기기에 결합하는 '커플링'이라는 기술이 적합합니다.