温石棉为蛇纹石石棉的统称。
蛇纹石{mg6[si4o10](oh)8}是由硅氧(sio2)四面体和氢氧化镁石[mg(oh)2]八面体组成的双层型结构的三八面体硅酸盐矿物。由于四面体层和八面体层之间不协调,因此形成三种不同的基本结构,构成三种矿物,即具有平整结构的板状蛇纹石;具有交替波状结构的叶蛇纹石;具有卷曲状圆柱形结构的纤蛇纹石。在自然界纤蛇纹石矿物产出广泛,而且结晶程度高,可分性能良好;丝状特征显著的纤蛇纹石,为有用的工业矿物,也可称为纤蛇纹石石棉。
温石棉块体通常为不同色调的绿色及黄色,也有的为白色。劈分后的丝状纤维为白色,丝绢光泽;硬度2~2.5;理论密度为2.56 g/cm3,化学成分中类质同象代替,决定实际密度值的大小,fe、ti、mn、ni等元素取代mg时,密度偏大,al、ti取代si时,密度偏小,与纤维管心有无充填物也有关系,实际密度为2.426~2.646 g/cm3。
温石棉的光学性质,折射率ng为1.534~1.555,np为1.522~1.549,ng值随fe2o3及feo含量增多而增大,np值随feo及h2o+含量增多而增大;多色性,ng为各种色调的绿色,np为各种色调的黄色;平行消光,正延性为主。
温石棉的x射线衍射特征,有两条强衍射线,d(002)为0.728~0.740nm和d(004)为0.369~0.366nm;另有四条中强衍射线,d(020)为0.437~0.459nm、d(201)为0.256~0.260nm、d(202)为0.243~0.248nm、d(402)为0.130~0.134nm。温石棉在自然界产出以2mc型纤蛇纹石最多,zorc型正纤蛇纹石少见。
温石棉的热效应,在670~730℃区间出现深而大的放热效应(吸热谷或脱羟谷);815~830℃区间出现矮而窄的放热效应(热放峰),原矿物结构被彻底破坏,形成新的物相,即镁橄榄石和顽辉石的混合相。
温石棉的红外光谱,不同结晶程度的温石棉,主要表现在1 100~950cm-1三个方向的si—o伸缩振动带及3 700~3 600cm-1羟基吸收振动的差别。
温石棉的电子显微像多为空心管状,其内径一般为6~8nm,外径为20~50nm。
温石棉的理论化学成分:sio2 43.36%、mgo 43.64%、h2o+13%。一般含有fe2o3、feo、tio2、al2o3、mno、cao、k2o、na2o、cr2o3、v2o5、nio、f-、cl等杂质。表明混有磁铁矿、方解石、白云石、菱镁矿、水滑石、石英、水镁石、铬尖晶石等杂质矿物或元素的类质同象取代。
温石棉具有多种物理化学性质,劈分性能优良,能最大限度地劈分为丝状体,劈分直径最小为1~2μm。工业利用以比表面积为衡量指标,一般在5~50 m2/g。机械强度高,抗张强度值为120~350(单位9.8×106pa)。
其中:高强度纤维大于350,正常强度纤维小于350、大于250,中等强度纤维小于250、大于150,低强度纤维小于150。温石棉纤维强度优于角闪石类石棉及人造碳纤维,与硼纤维和玻璃纤维接近。耐热性能良好,工业利用温度可达500℃(热失重率小于1%)。温石棉耐碱腐蚀性强,碱蚀量为0.46%~0.74%,耐酸腐蚀性差,不如角闪石石棉,酸蚀量一般为55%~58%。隔热性能和导热性能好,导热系数一般为0.121~0.227w/(m·k)。电绝缘性良好,电阻率ρ一般为0.6×108~4×108ω·cm。
温石棉纤维还具有过滤性[透过系数为15%~60%,阻力为0.4×9.8~13.9×9.8pa]、成膜打浆性、磁性(双磁化系数为6×10^-6~10×10^-6cm/g)、电动电位(一般e>20mv)等。