แมกนีเซียมออกไซด์ได้รับความนิยมในอุตสาหกรรมเซรามิกและจอแสดงผล

คุณเคยสงสัยไหมว่าอะไรเชื่อมโยงเตาหลอมเหล็กที่ลุกโชติช่วง สีสันสดใสของหน้าจอทีวีพลาสม่า และประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยของผ้าเบรกในรถยนต์? คำตอบอยู่ที่วัสดุเซรามิกพิเศษ: แมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) หรือที่รู้จักกันในชื่อ แมกนีเซีย หรือ เพริคลาส วันนี้ เราจะมาสำรวจคุณสมบัติที่โดดเด่นและการใช้งานที่หลากหลายของวัสดุอเนกประสงค์ชนิดนี้

แมกนีเซียมออกไซด์อยู่ในกลุ่มโลหะออกไซด์อัลคาไลน์เอิร์ธ ควบคู่ไปกับสตรอนเทียมออกไซด์ (SrO), แบเรียมออกไซด์ (BaO) และแคลเซียมออกไซด์ (CaO) สารประกอบของแมกนีเซียมและออกซิเจนนี้มีโครงสร้างผลึกแบบลูกบาศก์และมีจุดหลอมเหลวสูงเป็นพิเศษที่ 2800°C—เทียบได้กับเซอร์โคเนียมออกไซด์—ทำให้เป็นหนึ่งในออกไซด์ที่ทนไฟได้มากที่สุด

ในเคลือบเซรามิก แมกนีเซียมออกไซด์ทำหน้าที่เป็นสารเคลือบด้านที่มีประสิทธิภาพ โดยมีกลไกที่แตกต่างกันในการทำงานที่อุณหภูมิสูงและต่ำ แม้ว่าจะมาจากโดโลไมต์และทัลก์ตามธรรมเนียม แต่การผลิตสมัยใหม่ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการเผาแร่ธาตุตามธรรมชาติ แหล่งกำเนิดตามธรรมชาติที่พบบ่อยที่สุดคือแมกนีไซต์ (MgCO ₃ ) โดยมีน้ำทะเลและแหล่งน้ำเกลือใต้ดินเป็นแหล่งสำคัญเช่นกัน การวิจัยแสดงให้เห็นว่าแมกนีเซียมอยู่ในอันดับที่แปดของธาตุที่มีมากที่สุดในเปลือกโลก (ประมาณ 2%) และคิดเป็น 0.12% ของปริมาณน้ำทะเล

การเปลี่ยนแมกนีเซียมคาร์บอเนต (MgCO ₃ ) และแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ (Mg(OH) ₂ ) ให้เป็นรูปแบบออกไซด์ต้องใช้การเผา การบำบัดด้วยความร้อนนี้ส่งผลกระทบอย่างมากต่อพื้นที่ผิว ขนาดรูพรุน และการเกิดปฏิกิริยาของวัสดุ ชนิดและความเข้มข้นของสิ่งเจือปนแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับแหล่งแร่ธาตุ อุณหภูมิการเผาที่แตกต่างกันจะให้แมกนีเซียมออกไซด์ที่แตกต่างกัน:

• แมกนีเซียเผาตาย: ผลิตที่อุณหภูมิสูงกว่า 1500°C
• แมกนีเซียหลอม: สร้างขึ้นโดยการเผาแมกนีเซียมออกไซด์ที่สูงกว่า 2650°C

เซรามิกแมกนีเซียมออกไซด์เป็นที่แพร่หลายเนื่องจากลักษณะพิเศษหลายประการ:

• ความทนไฟเป็นพิเศษ: รักษาเสถียรภาพภายใต้อุณหภูมิสูง
• ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม: ทนต่อการโจมตีจากกรด ด่าง และสารกัดกร่อนอื่นๆ
• การนำความร้อนสูง: อำนวยความสะดวกในการถ่ายเทความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ
• การนำไฟฟ้าต่ำ: ให้คุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม
• ความโปร่งใสของอินฟราเรด: อนุญาตให้มีการส่งผ่านรังสีอินฟราเรดสำหรับการใช้งานทางแสงเฉพาะทาง

ในฐานะส่วนประกอบหลักในอิฐทนไฟ แมกนีเซียมออกไซด์ช่วยปกป้องเตาหลอมเหล็กจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างรุนแรง วัสดุคาร์บอน เช่น ทาร์, พิทช์ หรือแกรไฟต์ มักถูกเติมเพื่อเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อนของตะกรันด่าง อิฐชนิดพิเศษเหล่านี้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในการผลิตเหล็กกล้า โลหะนอกกลุ่มเหล็ก แก้ว และซีเมนต์ ซึ่งมักจะรวมกับสารประกอบสปิเนลหรือโครเมียม

ในอุตสาหกรรมซุปเปอร์อัลลอยด์ นิวเคลียร์ และเคมี เบ้าหลอมแมกนีเซียมออกไซด์ช่วยลดการกัดกร่อนของวัสดุในระหว่างกระบวนการที่อุณหภูมิสูง มีจำหน่ายในเกรดความบริสุทธิ์ต่างๆ เบ้าหลอมเหล่านี้มักจะมีสารเติมแต่ง เช่น ดินเหนียว, อิเทรียมออกไซด์ หรืออะลูมินา เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเผาผนึกหรือควบคุมการเติบโตของคริสตัล พวกมันยังคงความเสถียรในช่วง 1400-2400°C

การใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติทางไฟฟ้าเชิงกล แมกนีเซียมออกไซด์มีส่วนช่วยในการผลิตผ้าเบรก ความแข็งปานกลางช่วยลดการสึกหรอของโลหะในขณะที่กระจายความร้อนจากพื้นผิวเสียดสีได้อย่างมีประสิทธิภาพ

แผงแสดงผลพลาสม่ารวมแมกนีเซียมออกไซด์ในการเคลือบหน้าจอป้องกัน โดยใช้ลักษณะทางไฟฟ้า-ออปติคัลที่เป็นเอกลักษณ์ของวัสดุ

ปลอกแมกนีเซียมออกไซด์อัดขึ้นรูปช่วยปกป้องเทอร์โมคัปเปิลที่ทำงานภายใต้สภาวะที่รุนแรง ทำให้มั่นใจได้ถึงการวัดอุณหภูมิที่แม่นยำ

ผงแมกนีเซียมออกไซด์มีบทบาทสำคัญในองค์ประกอบความร้อน ทำหน้าที่เป็นฉนวนระหว่างส่วนประกอบไฟฟ้าและตัวเรือน แมกนีเซียหลอมให้ความต้านทานไฟฟ้าและการนำความร้อนที่ดีที่สุด วัสดุนี้ยังทำหน้าที่เป็นฉนวนแร่ในสายเคเบิลและทำหน้าที่เป็นฟลักซ์รองในเคลือบเงาอุณหภูมิสูง

แมกนีเซียมออกไซด์ที่มีความบริสุทธิ์สูงมีการใช้งานที่เพิ่มขึ้นในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นเป้าหมายการสปัตเตอร์และวัสดุการระเหยสำหรับการเติบโตของฟิล์มบางสารกึ่งตัวนำ

จากสูตรแมกนีเซียมออกซีคลอไรด์ ซีเมนต์แมกนีเซียมให้การแข็งตัวอย่างรวดเร็วสำหรับการใช้งานทนไฟและการซ่อมแซมทั่วไป

เซรามิกแมกนีเซียมออกไซด์แสดงให้เห็นว่าวัสดุที่ดูเหมือนธรรมดาช่วยให้เทคโนโลยีพิเศษได้อย่างไร ตั้งแต่เตาหลอมอุตสาหกรรมไปจนถึงจอแสดงผลอิเล็กทรอนิกส์ สารประกอบอเนกประสงค์นี้ยังคงสนับสนุนความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในหลายสาขา ในขณะที่วิทยาศาสตร์วัสดุก้าวหน้า แมกนีเซียมออกไซด์มีแนวโน้มที่จะค้นหาแอปพลิเคชันใหม่ๆ ซึ่งจะช่วยเสริมบทบาทในการสร้างอนาคตทางเทคโนโลยีของเรา