云母是一類結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的水合鋁硅酸鹽，常見(jiàn)與石英和長(zhǎng)石等組成花崗巖，或共生于其它礦中，單獨(dú)成礦的主要是偉晶巖等。它廣泛存在于自然界中，如土壤中，但由于含量太低而無(wú)開(kāi)發(fā)價(jià)值。除偉晶巖外，云母也以碎屑集合體成礦，前者常用于剝制大片云母（電器的高級(jí)絕緣材料），后者用于生產(chǎn)云母粉和碎屑產(chǎn)品。在云母主產(chǎn)國(guó)印度和最大使用國(guó)美國(guó)，也利用大片云母加工中形成的大量邊角料生產(chǎn)云母粉，但大多數(shù)國(guó)家無(wú)此條件。
云母的分子結(jié)構(gòu)可用m1m2（al2si6o20）（oh）4表示[1]。不同的m1、m2形成不同的云母品種，例如m1＝k2、m2＝al4時(shí)為白云母（muscovite），結(jié)晶水更多時(shí)為絹云母（sericite），而m1＝na2者則為鈉云母（paragonite）。在金云母（phlogopite）中m2為mg6，同時(shí)oh可為f取代，而所有oh被f取代者即為氟金云母（fluorophlogopite），它在自然界中不存在，純屬人造。當(dāng)m2為mg和 / 或二價(jià)fe時(shí)（共十二價(jià)）稱黒云母（biotite），還有含鋰、釩、鉻等金屬離子的品種，品種繁多。天然云母一般以某種云母為主，同時(shí)含一定量的其它品種。
云母如同花崗巖，具有極高的穩(wěn)定性，在一般情況下不與強(qiáng)酸強(qiáng)堿反應(yīng)，也不溶于水和各種溶劑，到800ºc左右才開(kāi)始失去結(jié)晶水，可在更高溫度（如1200ºc）正常工作。云母還有極高的絕緣性能（1012~15歐姆。厘米），其中以氟金云母和白云母為最佳，而黒云母因含鐵量過(guò)高而稍遜。不同云母品種的其它性能差異較小。
云母最大的特點(diǎn)是具有優(yōu)異的片狀晶形，可剝出厚度僅數(shù)微米的大片，最小極限厚度約1納米，這是任何其它礦物所不具備的。云母晶片致密，堅(jiān)硬而有彈性，表面光滑、光亮，呈珠光樣光澤。不透光，能吸收紫外線，具有較高的紅外輻射能力。特別是經(jīng)過(guò)濕法加工的云母粉，晶片極薄（納米級(jí)），具有極大的覆蓋、阻隔等功能，在各種材料中有眾多的用途，可賦予材料以各種優(yōu)異的性能。就此而言，濕法云母粉的應(yīng)用在許多場(chǎng)合是無(wú)可替代的。
1云母粉在橡膠中的應(yīng)用
1．1 改善橡膠的氣密性
橡膠的氣密性對(duì)于許多橡膠制品來(lái)說(shuō)是首要性能，如內(nèi)胎、球膽以及許多救生用品等等。要提高橡膠的氣密性，除了加工工藝和涂施工藝外，主要取決于橡膠本身及其填料的性質(zhì)。橡膠的致密性越好，制品的抗通透性也越好。當(dāng)然這類膠種價(jià)格不菲，這里有成本問(wèn)題，因此使用功能性填料濕法云母粉，代價(jià)低而效果好，其意義就尤其重要。正因?yàn)槿绱?，在石油成為全球?jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素的時(shí)候，例如從上世紀(jì)70年代石油危機(jī)以來(lái)，固特異、住友橡膠、普利斯通、斯珀汀等等著名公司就致力研究云母粉的應(yīng)用。
如上所述，濕法云母粉具有優(yōu)異的薄片狀晶形，粉體微粒的厚度以納米計(jì)，直徑與厚度的比值（徑厚比）高達(dá)80~120倍，比表面積達(dá)10 000~18 000 cm2 / ml，能在材料內(nèi)形成層層阻隔。這種阻隔作用也被成為“屏蔽效應(yīng)”和“迷宮效應(yīng)”，使有害物質(zhì)難以進(jìn)入材料，進(jìn)入后又難以擴(kuò)散、遷移、穿透。國(guó)外研究證明，使用大徑厚比片狀填料以后，有害物質(zhì)穿透漆膜的時(shí)間延長(zhǎng)3倍。這種作用是顆粒狀填料以及徑厚比較小的其它片狀填料所不具備的。片狀填料在壓延、拉伸等作用下，在橡膠內(nèi)形成層層排列，其取向與橡膠表面平行，與氣體穿透方向垂直。
國(guó)內(nèi)外在此領(lǐng)域內(nèi)的研究很多，已形成無(wú)數(shù)的研究報(bào)告和專利文獻(xiàn)。雖然在有些專利文獻(xiàn)中提及了滑石粉、高嶺土等材料（為了擴(kuò)大專利權(quán)范圍，并掩蓋技術(shù)訣竅），但是工業(yè)界已經(jīng)弄清，要獲取優(yōu)異的阻隔作用，片狀填料的徑厚比至少要達(dá)到50倍，最好在70倍以上。而滑石粉、高嶺土等的徑厚比僅為幾倍，即使是干法云母粉也通常只有10倍左右，影響其工業(yè)實(shí)用價(jià)值。再則，滑石粉、高嶺土等礦物與云母不一樣，常有多晶形問(wèn)題，如果所用滑石粉、高嶺土為非片狀形態(tài)的礦物，就起不了作用。
總之，在橡膠內(nèi)加入濕法云母粉以后，氣密性將大幅度提高。
1．2 改善漆膜的物理機(jī)械性能
眾所周知，片狀和纖維狀填料可分散材料所受到的應(yīng)力，其機(jī)制與混凝土中的鋼筋相似，眾多增強(qiáng)材料（塑料、橡膠、樹(shù)脂等）使用各向異性材料，其原理是相同的。顆粒狀填料沒(méi)有這種作用。加入大徑厚比填料（濕法云母粉）的橡膠、塑料和樹(shù)脂，其抗沖擊性、機(jī)械強(qiáng)度、形態(tài)穩(wěn)定性等都有明顯改善。材料學(xué)上對(duì)此研究頗多[5]。
樹(shù)脂（如橡膠）本身的硬度都有限，不少填料的強(qiáng)度也不高，如滑石粉等。相反，云母是花崗巖的成分之一，其硬度和機(jī)械強(qiáng)度很大。所以涂料中加入云母粉作填料，其抗磨性能可明顯提高。濕法云母粉還可以改變橡膠的摩擦特點(diǎn)，不同的用法作用不同，如提高摩擦系數(shù)，或改善潤(rùn)滑性能（如雨刮器）。
加入大徑厚比填料后，材料（如橡膠）的彈性模量等物理性質(zhì)則有很大改善，這對(duì)于橡膠等材料來(lái)說(shuō)，是非常重要的。
云母粉的偶聯(lián)處理對(duì)于上述應(yīng)用有極大的作用，它大幅度提高材料在化學(xué)意義上的整體性，從而使材料的性能得以極大地提高。
1．3 絕緣性能
云母具有極高的電阻，用云母粉來(lái)提高材料的絕緣性能是廣為人知的。橡膠的用途之一是用作電線電纜的絕緣材料，濕法云母粉的使用是重要手段。需要提及的是礦道、隧道以及類似場(chǎng)合下使用的電纜，這類電纜需要在火警情況下保持絕緣狀態(tài)。國(guó)外已經(jīng)開(kāi)發(fā)一類特殊的絕緣材料，它們由樹(shù)脂（包括硅橡膠、有機(jī)硼樹(shù)脂）和云母粉等組成。這類絕緣材料在火警的高溫下轉(zhuǎn)化成陶瓷樣物質(zhì)，保留良好的絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度，可使電纜在火警情況下保持絕緣[7]。另須提及的是含鐵量降低云母的絕緣性能，而干法云母粉沒(méi)有洗礦，含鐵量一般都較高，不宜使用這類云母粉。
1．4 減振隔音作用
不少隔音減振材料使用橡膠，以改變材料的粘彈性等物理性狀，形成理想效果。大徑厚比濕法云母粉能改變材料的一系列物理模量。再則，晶片間的能量（如震動(dòng)波、聲波）反射，也吸收和削弱這些能量。據(jù)此，車輛和家電使用的“減振片”多配入云母粉。同理，度多其它減振隔音材料也使用濕法云母粉。
1．5 橡膠模壓硫化中的脫模劑
許多情況下橡膠的模壓硫化不使用金屬模具或類似模具，此時(shí)脫模劑的性能直接影響到生產(chǎn)。例如輪胎的模壓硫化使用氣囊，如不使用高性能脫模劑，勢(shì)必發(fā)生制品和模具的粘連，既損害模具，也會(huì)造成大量次品，對(duì)生產(chǎn)的危害很大。
這類脫模劑常使用潤(rùn)滑油脂、有機(jī)硅、有機(jī)氟等材料。由于固體潤(rùn)滑劑在其中起到不可或缺的作用，所以現(xiàn)代的這類脫模劑一般都加入云母粉。濕法云母粉具有完美的片狀晶形，晶片極薄，對(duì)模具表面的遮蓋能力和隔離能力極高。而且濕法云母粉的晶片表面及其光滑，能有效地防止材料之間的粘連。濕法云母粉的純度高，造成橡膠與模具粘結(jié)的有害雜質(zhì)含量極低，非常適用。雜質(zhì)如石英、長(zhǎng)石和其它礦物的微粉，它們無(wú)片狀結(jié)構(gòu)，且表面毛糙，是造成脫模困難的重要原因之一。干法云母粉造成脫模困難的另一原因是云母微粒本身表面非常毛糙，造成粘連。加入濕法云母粉以后，還在橡膠與模具之間形成排出氣體的通道，防止氣體在該間隙內(nèi)的滯留，從而改善制品的外觀性狀。
同理，濕法云母粉也是高檔潤(rùn)滑油（極壓級(jí)潤(rùn)滑油）的關(guān)鍵組分。
濕法云母粉在橡膠中的應(yīng)用遠(yuǎn)不止于此。充分利用濕法云母粉的獨(dú)特性能，可開(kāi)發(fā)出許多很有價(jià)值的新型橡膠制品來(lái)，形成許多有價(jià)值的應(yīng)用技術(shù)。
2云母粉的生產(chǎn)方法
如上所述，大多數(shù)國(guó)家（如我國(guó)）用云母礦生產(chǎn)云母粉，其中主要使用二種方法，即干法和濕法。干法生產(chǎn)很簡(jiǎn)單，剔除原礦中的大塊石塊，用雷蒙磨等強(qiáng)力研磨機(jī)械干磨，即制得干法云母粉。由于這類研磨機(jī)械能力極強(qiáng)，可將堅(jiān)硬的石頭（如石英、重晶石）磨成微米級(jí)的粉體，所以可以從云母礦磨制各種目數(shù)的產(chǎn)品。這種方法的生產(chǎn)成本很低，一噸礦最多可生產(chǎn)將近一噸產(chǎn)品。
問(wèn)題之一是產(chǎn)品質(zhì)量依賴于原礦品位。由于礦中云母含量常在20~40％，故干法云母粉的純度只有30~70％，而且純度隨原礦品位變化而變化。大量的石英、長(zhǎng)石和其它礦物一起磨成微米級(jí)的粉末，無(wú)法分除，對(duì)產(chǎn)品的應(yīng)用性能影響很大。
問(wèn)題之二是產(chǎn)品的形態(tài)學(xué)品質(zhì)差。晶片在強(qiáng)烈研磨作用下受到損害，產(chǎn)生撕裂、穿孔和表面毛糙。最大的問(wèn)題之一是干法云母粉晶片的徑厚比很小，因?yàn)樵趶脑颇妇ЯＩ夏ハ聛?lái)的晶片，其強(qiáng)度相對(duì)較小，特別容易折斷，而且越薄就越容易折斷，所以無(wú)法形成徑厚比大的晶片。干法產(chǎn)品徑厚比通常在10倍左右，個(gè)別能達(dá)到20倍；厚度通常為數(shù)微米，甚至更高；比表面積通常為3000~4000 cm2 / ml，與橡膠工業(yè)應(yīng)用的合理要求（至少50倍，最好70倍以上）相差甚遠(yuǎn)。國(guó)外有云母邊角料的干磨專用設(shè)備，它產(chǎn)生云母晶層間的錯(cuò)動(dòng)力，使云母晶粒 / 晶塊解體成剝片，晶片損傷較少，徑厚比也較大些，可惜我國(guó)還沒(méi)有這類設(shè)備，也沒(méi)有足夠量的云母邊角料來(lái)源。
干法云母粉在國(guó)外多用于配制鉆井泥漿（減少井壁的通透性，防止泥漿中的水向地層逃逸），制造牛毛氈、電焊條等。在我國(guó)也用于涂料，這對(duì)已經(jīng)影響到我國(guó)涂料工業(yè)水平的提高。如果將其用于橡膠、塑料，則危害更大。
濕法工藝比較復(fù)雜，它始于洗礦，首先用水將絕大部分非云母礦物洗除，得到富集的云母懸浮體。然后用高速離心法除去殘存砂粒，得高純度產(chǎn)物。由于水和化學(xué)藥品的作用，云母晶層間作用力被削弱，晶片從晶粒上自然剝下，無(wú)強(qiáng)力機(jī)械研磨，晶片未受任何損傷。然后漂白脫色、分級(jí)沉降、壓濾、干燥、成粉和檢驗(yàn)包裝。對(duì)于化妝品等特殊用途的產(chǎn)品，還須脫除有害元素。產(chǎn)品晶形完美，表面光滑，珠光強(qiáng)烈，可制得各種粒徑的產(chǎn)品，粒徑分布集中。晶片極薄，徑厚比特高（80~120倍），比表面積大（10 000~18 000 cm2 / ml），純度高也（95~98％）。在技術(shù)上，作為功能性填料（材料），僅指濕法云母粉而已。此法的缺點(diǎn)是生產(chǎn)成本很高，耗用大量的水電汽和藥品，設(shè)備多而復(fù)雜，生產(chǎn)周期也很長(zhǎng)。原料云母礦單耗很高（3~6噸礦 / 噸產(chǎn)品）。原礦云母的回收率在80％左右。
在我國(guó)市場(chǎng)上，還有一種云母粉也被稱作“濕法云母粉”（早年也稱“半干半濕云母粉”）。它是用同上干磨方法制成的，但增加水洗，以提高云母含量，但效果有限，因?yàn)槲⒚准?jí)粉體極難用淘洗來(lái)分離。目前市場(chǎng)上含量50~70％的云母粉，即是此類產(chǎn)品。更大問(wèn)題是干磨形成的晶片形態(tài)已經(jīng)無(wú)法改變，淘洗不可能使晶片變薄、變完美。所以這種云母粉只能歸入“干法淘洗云母粉”，在本質(zhì)上仍然是干法產(chǎn)品，而非濕法產(chǎn)品。
濕法云母粉的具體生產(chǎn)工藝有多種，如濕磨法，即在水存在下用特殊設(shè)備研磨云母邊角料（注意：不是云母礦）。該設(shè)備產(chǎn)生晶層間的錯(cuò)動(dòng)力，同時(shí)在水和化學(xué)藥品的作用下使晶粒解體成晶片，所以都不損傷晶片。濕法是在水中使云母晶粒剝出晶片，這是與干法的根本區(qū)別所在，也不是淘洗。
我國(guó)的云母資源并不富裕，我們應(yīng)當(dāng)節(jié)約使用，用有限的資源生產(chǎn)高水平云母產(chǎn)品，為我國(guó)材料工業(yè)的不斷發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
3濕法云母粉和干法云母粉的鑒別
為了正確使用云母粉，工業(yè)上常需要鑒別云母粉的內(nèi)在品質(zhì)。粒度等等容易測(cè)定，但是形態(tài)學(xué)特性、云母含量等等的鑒定，就成了生產(chǎn)企業(yè)的頭痛問(wèn)題。當(dāng)然最好要用元素分析（如x－射線熒光分析）來(lái)測(cè)定各種元素的含量，判定云母含量；用粒度分布儀（如coulter粒度儀）測(cè)定粒度分布和比表面積等重要數(shù)據(jù)，判定形態(tài)學(xué)特征。但是一般涂料廠難以具備這些條件。
這里介紹幾種簡(jiǎn)單的鑒別方法，都是利用二種云母粉形態(tài)差異進(jìn)行的。
3．1 沉降法：取10 ml量筒，加1 g云母粉，加水?dāng)?shù)ml，搖勻，再加水至10 ml刻度。搖勻，靜止觀察沉降速度。干法云母粉通常在60分鐘左右沉降到底，形成約7 ml的上層清液。相反，濕法云母粉通常僅形成大約1.5~3 ml上層清液，形成約7 ml上層清液需要數(shù)小時(shí)。如果用更大的量筒，云母粉和水的用量，以及上層清液的體積按倍數(shù)增加。原理是濕法云母粉的晶片很薄，懸浮性很好，而干法產(chǎn)品晶片厚，又含較多石英粉末等，懸浮性差。
3．2 密度法。原理是濕法云母粉的晶片很薄，難以形成緊密堆積。
3．2．1 松密度法：將粉體充分打松，倒入已經(jīng)稱重的量筒至某一刻度，稱重，計(jì)算比重。濕法云母粉的松密度通常在0.25 g / ml左右，而干法云母粉通常達(dá)到0.5 g / ml。
3．2．2 實(shí)密度法：將粉體倒入已經(jīng)稱重的量筒，稱重，振動(dòng)（如在桌面上輕輕敲擊），使粉體體積減小，至粉體體積不再下降為止（通常約10~15分鐘）。計(jì)算比重。濕法云母粉的實(shí)密度通常在0.50 g / ml左右，干法產(chǎn)品在0.70~0.80 g / ml。
3．3 珠光效應(yīng)：取約0.1~0.2 g粉體，置于無(wú)色透明玻璃杯中，加水約60~80 ml，攪拌。濕法云母粉形成明顯珠光。珠光越差，說(shuō)明云母含量低、晶片差。注意：須邊攪拌邊觀察，此時(shí)云母晶片因水流而形成整齊排列、反射珠光；水流停止，排列變亂，珠光就消失。此法的缺點(diǎn)是無(wú)法定量，只適合相互對(duì)比。