Entdecken Sie die vielfältigen Eigenschaften und industriellen Anwendungsfelder von Cristobalit
Modifikationen von Siliziumdioxid (SiO2) in der Mineralgruppe der Oxide
Die Modifikationen umfassen folgende Mineralien:
- Quarz
- Cristobalit
- Quarzgut
Obwohl alle drei die chemische Zusammensetzung SiO2 teilen, unterscheiden sie sich in der Herstellung, bestimmten technischen Parametern und Anwendungsgebieten.
Vorteile der Oberflächenbehandlung von Cristobalit
Werden Cristobalitmehle silanisiert, ergeben sich für die industrielle Anwendung zahlreiche „handfeste“ Vorteile:
- Verbesserte Beständigkeit gegenüber heißem Wasser
- Hohe Witterungsbeständigkeit
- Erhöhte Beständigkeit gegenüber Chemikalien
- Verbesserte mechanische Festigkeiten
- Hervorragende Verarbeitbarkeit
- Konstante, brilliante Farben
- Erhöhte Füllgrade
Cristobalit von HPF: Produkte in höchster Qualität
Die von HPF vertriebenen Produkte tragen die Markennamen:
CRISTOBALIT STEHT FÜR REINES WEISS
Durch den Vorgang der Kalzinierung von Quarzsand im Drehrohrofen wird eine geklüftete Kornoberfläche erreicht. So reduziert sich die Dichte auf 2,35 g/cm³. Die hierdurch entstehenden Lufteinschlüsse bewirken einen negativen Brechungsindex und einen sehr hohen Weißgrad. In Dentalanwendungen erlaubt das rein weiße Cristobalit eine exzellente Einfärbbarkeit und die gewünschte Elastizität bzw. Shore-Härte in Abformmassen.
Blick in den Drehrohrofen
Silanisieren von Füllstoffen: Vorteile der Oberflächenbehandlung
Verschiedene Silane haben sich als effektive Mittel in der Oberflächenbehandlung von Füllstoffen bewiesen. Ein wesentlicher Vorteil der direkten Silanisierung liegt darin, dass Kondensationsnebenprodukte während der Beschichtung des Minerals entweichen können. Im Gegensatz zur nachträglichen in-situ-Silansierung verbleiben bei der direkten Silanisierung keine Nebenprodukte im Polymersystem.
Die Verwendung von beschichteten Füllstoffen erleichtert die Einarbeitung in ein Polymer im Vergleich zu unbeschichteten. Damit eine optimale Bindung zwischen Polymer und Hochleistungsfüllstoff gewährleistet ist, bedarf es eines speziell auf das Polymersystem abgestimmten Beschichtungsmittels. Diese Anpassung gewährleistet nicht nur eine verbesserte Integration, sondern auch eine optimale Leistungsfähigkeit des gesamten Verbundmaterials.
Unser Cristobalit – wichtiger Rohstoff für polymere Anwendungen
Cristobalit in Farben und Lacken
- Dispersionsgebundene Außenfarben und -putze: Hervorragender Weißgrad ermöglicht die Erzeugung brillianter Farben.
- Straßenmarkierungen: Bietet einen hohen Weißgrad und Abriebbeständigkeit
Cristobalit in Dentalabformmassen
Cristobalit ist dank der gleichbleibend hohen Qualität auch in Dentalprodukten einsetzbar. Nachfolgend die Vorteile der Cristobalit Feinst- und Ultrafeinstmehle für Dentalanwendungen auf einen Blick:
- Hoher Weißgrad
- Schonende und abriebfreie Verarbeitung
- Enge Kornverteilung/Klassierung, frei von groben Körnern
- Mikrobiologisch unbedenklich
- Speziell ausgewählte Beschichtung verfügbar
Engineered Stone
Hierbei handelt es sich um die weltweit anerkannte Bezeichnung für Kunststein. Diese Platten imitieren das Aussehen von Naturstein, werden jedoch aus einem Polymer (Kunststoff) und mineralischen Füllstoffen hergestellt. Typische Anwendungen sind Arbeitsplatten und Küchenspülen. Die Vorteile dieses Materials liegen in seiner hohen Härte, was eine effiziente Schleifbarkeit ermöglicht.
Antiblocking-Additiv in PP- und PE-Folien
Antiblocking-Additive, insbesondere Cristobalitmehl, spielen eine entscheidende Rolle in Polypropylen (PP)- und Polyethylen (PE)-Folien. Diese Kunststofffolien, die in verschiedenen Bereichen wie Nahrungsmittelverpackungen, Fahrzeugbau, Medizintechnik, Bauwesen und Landwirtschaft Verwendung finden, müssen unterschiedlichen Anforderungen gerecht werden. Neben mechanischen Eigenschaften sind auch optische Kriterien wie Transparenz, Glanz und Opazität von Bedeutung. Der Einsatz von mineralischen Füllstoffen wie Cristobalitmehl bietet dabei zahlreiche Vorteile. Ein herausragender Nutzen liegt in der Funktion als Antiblocking-Additiv, das das Auseinanderziehen der Folienseiten erleichtert und ein ungewolltes Kleben verhindert.
Silikon-Polymere
verstärkt durch SIKRON® & SILBOND®, zeichnen sich aus durch:
- Einstellbare Elastizität
- Hervorragende Zugfestigkeit
- Hoher Weiterreißwiderstand
- Erhöhtes E-Modul
- Erhöhte elektrische Isolationseigenschaften
- Einstellbare thermische Ausdehnung
- Reduzierte Reaktionsschwindung
- Sehr gute Einfärbbarkeit
Die wichtigsten Eigenschaften von Cristobalit auf einen Blick
Die spezifischen Eigenschaften machen Cristobalit zu einem vielfältigen und begehrten Material in verschiedenen industriellen Anwendungen.
1. Kristallstruktur: Cristobalit hat eine andere Struktur als der häufigere Quarz. Es handelt sich um eine Hochtemperaturmodifikation von Siliziumdioxid (SiO2).
2. Vorkommen: Natürlich kommt Cristobalit eher selten vor und wird oft in vulkanischen Gesteinen gefunden. Für industrielle Zwecke wird es daher vor allem synthetisch hergestellt.
3. Herstellung: Die synthetische Produktion erfolgt durch Kalzinierung von reinem Quarz bei etwa 1.500 °C. Dieser Prozess erweitert die Gitterstruktur und reduziert die Dichte, was zu spezifischen Eigenschaften führt.
4. Optische Eigenschaften: Durch den Herstellungsprozess weist Cristobalit Lufteinschlüsse auf, die zu einem negativen Brechungsindex und einem hohen Weißgrad führen.
5. Einsatz: Cristobalit wird in verschiedenen Bereichen eingesetzt, einschließlich der Herstellung von Keramik, Glasuren, feuerfesten Materialien sowie in Kunststoffen, Farben und Lacken sowie Gummi und in Silikon für die Industrie.
6. Viskositätseigenschaften: Hochleistungsfüllstoffe auf Cristobalit-Basis bieten eine gute Einstellbarkeit der Viskosität bei hohen Füllgraden.
Vorkommen und Abbau von Cristobalit
Cristobalit kommt rund um den Globus in verschiedenen geologischen Formationen vor, und selbst auf dem Mond und dem Mars wurde dieses Mineral bereits entdeckt. Zu den bekannten Fundorten gehören vulkanische Gebiete, insbesondere in Ländern mit aktiver oder historischer vulkanischer Aktivität. Beispiele hierfür sind Italien, Mexiko, Indonesien und die USA. Insgesamt sind 372 Fundorte bekannt.
In Deutschland gibt es ebenfalls Vorkommen von Cristobalit, vor allem in Regionen mit vulkanischer Vergangenheit. Ein bekannter Fundort ist beispielsweise die Eifel-Region. Hier können vulkanische Gesteinsablagerungen Cristobalit enthalten.
Die Geschichte von Cristobalit
Cristobalit wurde erstmals im Jahr 1884 von Gerhard vom Rath beschrieben. Der Name "Cristobalit" leitet sich von der nahe gelegenen Stadt San Cristóbal in Mexiko ab, wo Forscher das Mineral entdeckten. In den 20er und 30er Jahren des 20. Jahrhunderts begann Cristobalit, in verschiedenen industriellen Anwendungen eine Rolle zu spielen; die erstmalige Strukturaufklärung mit Hilfe der Röntgenbeugung erfolgte 1925. Insbesondere in der Keramik- und Glasindustrie wurde Cristobalit für seine speziellen Eigenschaften geschätzt.
Heutzutage wird Cristobalit in verschiedenen Industriezweigen verwendet, beispielsweise bei der Herstellung von Kunststoffen, Keramik, Glasuren und feuerfesten Materialien. Auch in der modernen Baustoffindustrie und bei der Herstellung von Silikonprodukten setzen Unternehmen Cristobalit ein. Fortschritte in der Verarbeitungstechnologie haben dazu beigetragen, die Anwendungsmöglichkeiten von Cristobalit zu erweitern. So ermöglicht die Oberflächenmodifikation von Cristobalit spezifische Anpassungen für unterschiedliche industrielle Anforderungen.
FAQ
Welche Eigenschaften hat Cristobalit?
Cristobalit ist eine Hochtemperaturmodifikation von Siliziumdioxid (SiO₂) mit einer tetragonalen Kristallstruktur. Es zeichnet sich durch einen hohen Weißgrad, eine Härte von etwa 6,5 auf der Mohs-Skala und eine geringe Dichte von ca. 2,35 g/cm³ aus. Zudem weist es eine hohe chemische Beständigkeit und einen erhöhten thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 54 × 10⁻⁶ K⁻¹ im Temperaturbereich von 20 °C bis 300 °C auf.
Wofür wird Cristobalit verwendet?
Cristobalit wird in verschiedenen Industrien eingesetzt. In der Farben- und Lackindustrie dient es als Füllstoff in dispersionsgebundenen Außenfarben und -putzen, um den Weißgrad und die Beständigkeit zu erhöhen. In der Dentaltechnik findet es Verwendung in Abformmassen aufgrund seiner hohen Reinheit und mikrobiologischen Unbedenklichkeit. Zudem wird es in der Herstellung von Kunststeinen (Engineered Stone) eingesetzt, um die Härte und Schleifbarkeit der Produkte zu verbessern. In der Kunststoffindustrie fungiert Cristobalit als Antiblocking-Additiv in Polypropylen- und Polyethylen-Folien, um ein Verkleben der Folienlagen zu verhindern. Weitere Anwendungen finden sich in Silikon-Dichtungsmassen und Straßenmarkierungen.
Wie wirkt Cristobalit?
Die Wirkung von Cristobalit in diesen Anwendungen beruht auf seiner hohen chemischen Beständigkeit, dem hohen Weißgrad und der spezifischen Kornstruktur. In Farben und Lacken verbessert es die Deckkraft und Witterungsbeständigkeit. In Dentalmaterialien sorgt es für eine hohe Präzision und Verträglichkeit. In Kunststeinen erhöht es die mechanische Festigkeit und Beständigkeit. Als Antiblocking-Additiv reduziert es die Haftung zwischen Kunststoffschichten, wodurch die Handhabung von Folien erleichtert wird.
Wie wird Cristobalit hergestellt?
Cristobalit wird industriell durch Kalzinierung von reinem Quarz bei Temperaturen um 1.500 °C im Drehrohrofen hergestellt. Dieser Prozess führt zu einer Umkristallisierung des Quarzes, wobei die Gitterstruktur erweitert und die Dichte verringert wird. Dadurch entstehen Lufteinschlüsse, die zu einem hohen Weißgrad und spezifischen optischen Eigenschaften führen. Der Herstellungsprozess umfasst das Waschen, Klassieren und Sieben des Quarzes, gefolgt von Trocknung, Vorerhitzung und schließlich der Kalzinierung.
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