میکا – تعریف و کاربرد

میکا گروهی از ترکیب های پیچیده سیلیکات آلومینیوم آبدار و فلزهای قلیایی است که آب ترکیب همه آنها به صورت هیدروکسیل بوده و بیشتر آنها دارای یک یا چند عنصر دیگر مانند آهن، منیزیم، لیتیم و فلوئور هستند. کانی های اصلی گروه میکا، مسکوویت، فلوگوپیت، بیوتیت، لیپدولیت هستند که از میان آنها، مسکوویت و فلوگوپیت ارزش اقتصادی بیشتری دارند.

اصلی ترین میکای مصرفی در صنعت، نوعی مسکوویت است که به فراوانی در طبیعت یافت می شود و خواص عالی الکتریکی دارد. معمولی ترین کانی این گروه بیوتیت است. صنعت امروزی میکا به دو شیوه کار می کند:

–         گروه نخست: تولید کنندگان میکای ورقه ای

–         گروه دوم: تولید کنندگان میکای خرد شده

گفته می شود که بهره برداری از میکا در هند، پیشینه ای 2000 ساله دارد. در آغاز، در پزشکی و داروسازی و سپس اندک اندک در رشته های گوناگون کاربرد یافته است و واژه لاتین میک (Micate) به معنی درخشنده یا براق است که نخستین بار توسط اگریکولا در سال 1546 میلادی به کار گرفته شده است. در سده نوزدهم میلادی در ایالات متحده امریکا، میکا در پنجره های کوچک بازدید کوره کاربرد داشته است.

میکاها – مسکویت و بیوتیت

میکاها زیرگروه مهمی از فیلوسیلیکاتها 2 یا سیلیکاتهای ورقه ای هستند که از مهمترین آنها می توان به مسکویت ، بیوتیت ، فلوگوپیت، ورمیکولیت و لپیدولیت اشاره نمود. نام میکا احتمالاً از واژه یونانی به معنی درخشان و براق گرفته شده است. نام مسکویت از شهر مسکو گرفته شده است . مسکویت بیشترین خاصیت تورق را در بین میکاها دارد. به صورت پولکی، پرمانند و کروی نیز مشاهده می شود. ورقه های نازک مسکویت بی رنگ و شفاف بوده ولی ورقه های ضخیم آن به رنگهای زرد، قهوه ای، سبز و قرمز دیده می شود. نام بیوتیت به افتخار فیزیکدان فرانسوی جی . بی. بیوت انتخاب شده است. بیوتیت به صورت توده های ورقه ای نامنظم، پولکهای پراکنده، انبوهه های فلسی شکل و یا شش گوشه دیده می شود . رنگ بیوتیت سبز تیره، قهوه ای تا سیاه و به ندرت به صورت زرد روشن است. ورقه های نازک بیوتیت دودی است.

محیطهای پیدایش مسکویت و بیوتیت

مسکویت یکی از کانیهای مهم سنگهای آذرین درونی اسیدی مثل گرانیتها و پگماتیتها است. ابعاد بلورهای مسکویت در داخل پگماتیتها گاهی به چند ده سانتی متر می رسد. در سنگهای دگرگونی مثل شیستها و گنیسها نیز مسکویت به فراوانی یا فت می شود . در بعضی از سنگهای شیستی، پولکهای ریز مسکویت به صورت انبوهه های رشته ای با جلای ابریشمی ظاهر می شود که به آن سریسیت می گویند. سریسیت به صورت ثانویه از تجزیه و دگرسانی کانیهایی مثل فلدسپات، آندالوزیت، توپاز، کیانیت و اسپودمن حاصل می شود.

بیوتیت را می توان در بسیاری از سنگها مشاهده نمود. این کانی در سنگهای آذرین مختلف از جمله در گرانیتها، پگماتیتها، دیوریتها، گابروها و حتی پریدوتیتها دیده می شود. همچنین بیوتیت در سنگهای آذرین خروجی نیز مشاهده می شود. در سنگهای دگرگونی در گستره وسیعی از شرایط دما و فشار تشکیل می شود و علاوه بر سنگهای دگرگونی از نوع همبری، در سنگهای دگرگونی ناحیه ای نیز مشاهده می گردد. ورمیکولیت نیز از میکاهایی است که عمدتاً از دگرسانی بیوتیت حاصل می شود. استیلپنوملان 1 کانی مشابه بیوتیت است که در سنگهای دگرگونی مثل شیستها و سازنده های آهن نواری دیده می شود.

کاربردهای بیوتیت و مسکویت

بیشترین میکایی که در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد مسکویت و فلوگوپیت است ولی بیوتیت نیز دارای استفاده های فراوانی در صنایع مختلف است . غیر از چند مورد، کاربرد این دو کانی مشابه یکدیگر می باشد. در صنعت، میکاها به دو شکل عمده مصرف می شوند:

1- میکای ورقه ای

2- میکای پودری

میکاها بر اساس کیفیت و به ویژه از نظر درشتی و ریزی به 6 دسته تقسیم می شوند:

1- میکای ورقه ای با کیفیت بالا

2- میکای کتابی

3- میکای بلوکی

4- فیلم میکا

5- پانچ میکا

6- میکای خردشده

به علت خاصیت دی الکتریک، مقاومت گرمایی زیاد و قابلیت خمشی زیاد، این دو میکا به عنوان عایق الکتریسیته در ساخت لوازم برقی، خازنها، مدارهای رادارها، اتوی برقی، حافظه کامپیوترها و کندانسورها استفاده می شوند . از مسکویت به عنوان شیشه در کوره ها استفاده می شود . از میکای پودری در ساخت کاغذ دیواری، روان کننده، تولید واشر، بتونه و ماده ضد آتش استفاده می شود. از میکاها به عنوان پرکننده در صنایع لاستیک، رنگ سازی، سیمان و افزایش مقاومت در مقابل رنگ، رطوبت، چسبندگی و فرسایش استفاده می گردد . از نوع ورمیکولیت به دلیل قابلیت انبساط بسیار شدید برای عایقهای ضد صدا و حرارت استفاده می شود. میکانیت 1 محصولی است صنعتی که به جای میکا در صنایع مختلف از جمله صنایع سرامیک مصرف می شود ولی هزینه تهیه آن نسبتاً زیاد است . قبل از استفاده از میکاها باید عملیات فرآوری که شامل خردایش، شستشو و دانه بندی است انجام گیرد . گرد و غبار میکا در حد بیش از 6 میلی گرم در متر مکعب برای سلامتی انسانها خطرناک است.

کشورهای تولیدکننده میکا

کشورهای انگلستان، ایرلند، سوئد، روسیه، هندوستان، امریکا ، کانادا، کره جنوب ی ، چین و ماداگاسکار از مهمترین تولید کنندگان میکا در دنیا هستند . تولید میکا در سال 1994 در دنیا در حدود 240000 تن بوده که 60 درصد سهم امریکا، 17 درصد سهم روسیه، 13 درصد سهم هندوستان و 4 درصد سهم کره جنوبی بوده است. پگماتیتهای الوند همدان، گرانیتهای مشهد، پگماتیتهای بین اراک و بروجرد و جندق اصفهان وگرانیتهای روستای قره باغ ارومیه از مناطق مهم میکادار ایران به شمار می رود.

موارد مصرف میکا

از بين کاني هاي ميکا، موسکوويت به خاطر خواص فيزيکي، شيميايي، حرارتي و مکانيکي استثنايي که دارد، در صنعت کاربرد فراوان دارد. ورميکوليت و فلوگوپيت هم مانند ميکا از اهميت برخوردار هستند. از بيوتيت به ندرت در مصارف صنعتي استفاده مي شود.

موسكوويت نوع صفحه اي در الكترونيك(خازن ها و لامپ ها)، ساختن ورقه 84 و همچنين به دليل خاصيت دي الكتريك آن در ساخت لوازم عايق حرارتي و الکتريکي كاربرد دارد. به علت مقاومت بالاي حرارتي و شفاف بودن آن، در پنجره هاي كوره هاي الكتريكي از مسكويت بهره مي گيرند.

موسكوويت نوع پولكي بيشتر براي ساختن صفحه هاي ميكايي به كار مي رود. مصارف بيشتر موسكوويت پولكي عبارتند از : پركننده در سيمان، آسفالت و رنگ، تزيين بتن، جلوگيري از گيركردن مته ها به هنگام حفاري، و نوع بسيار دانه ريز مسكويت براي بالا بردن مقاومت رنگ در برابر رطوبت، چسبندگي و فرسايش به كار مي رود.

ميکاي ورقه اي با کيفيت بالا، عمدتاٌ مسکويت، در بسياري از صنايع خصوصاٌ الکتريسيته به کار مي رود. اين امر به دليل آن است که اين کاني داراي مقاومت دي الکتريک بالاست. همچنين استفاده از اين کاني از اتلاف انرژي جلوگيري مي کند. از ديگر مشخصه هاي اين کاني حساسيت الکتريکي بالا و ضريب حرارتي پايين مي باشد.علاوه بر اين خصوصيات، ميکا در دماي بالا مقاوم باقي مي ماند.

پنجره هايي که از ميکا ساخته مي شود داراي مقاومت مکانيکي بالايي هستند و از هدر رفتن انرژي جلوگيري مي کنند. انواع ميکا داراي ضريب دي الکتريک بين 5 تا7 است. به طوريکه ازآن مي توان در ساختن خازن استفاده کرد. خواص الکتريکي و مکانيکي بالاي ميکا همراه با چسبندگي کم و همچنين توانايي دور کردن گرما از خود باعث شده است که از آن در ساختن ترانزيستور استفاده شود و از ميکا ها با ضخامت 1/0 ميلي متر براي ساختن پوشش براي سيم ها استفاده مي شود. کاربرد اين سيم ها بيشتر در مبدل هاي الکتريکي است، که باعث کوچک تر شدن و سبک تر شدن آنها مي شود.

مقاومت بالاي ميکا درمقابل گرما، چگالي کم و مقاومت مکانيکي بالاي آن باعث شده است که از آن در ساختن مقاومت هاي الکتريکي استفاده شود. همچنين ميکا، به دليل بالا بودن کيفيت در توليد ليزرهاي هليوم نئون فيلترهاي اپتيکي مخصوص، آسترها و پوشش براي شيشه هايي که بايد فشار بالاي بخار را تحمل کنند، ساخت ديافراگم براي وسايل تنفس اکسيژن، وسايلي جهت رديابي و همچنين وسايلي براي سنجش گرما استفاده مي شود.

تحقيقات و آزمايش هاي اخير نشان داده است که از ميکا مي توان در ساخت محدوده وسيعي از وسايل مانند ساختن پرده هاي پنکه هاي هوايي، ساخت داشبورد ماشين و کف پوش استفاده کرد. همچنين از آن به عنوان جانشيني براي آزبست در ساخت ترمز ماشين استفاده مي شود.

جايگزين ها

ميکا را به دليل خواص فيزيکي و مکانيکي بالايي که دارد، در بسياري از مصارف صنعتي استفاده مي کنند و شايد بتوان گفت که جايگزيني براي آن وجود نداشته باشد. اما در بعضي موارد شن و تالک به جاي آن مورد استفاده قرار مي گيرند (مانند پوشش سقف ها). از فايبر گلاس در موارد محدودي به جاي ميکا در ساختن پلاستيک هاي مخصوص استفاده مي شود.